Les mouvements gravitaires rapides de grande ampleur mobilisent un versant rocheux (volume supérieur au million de m3) avec une cinétique élevée (>100 km.h-1). La méconnaissance des processus de transport à l'origine de la mobilité conduit à la nécessité d'études approfondies de terrain. Un certain nombre de structures figées, originelles, ou résultant du transport, ont été étudiées aux sites du glissement-avalanche de roches de La Madeleine, du glissement rocheux de Flims et du glissement rocheux de Köfels. Ces structures permettent de remonter aux processus de réduction granulométrique, quantifiée au site de La Madeleine, par comparaison de la blocométrie du massif rocheux en place et de la granulométrie des dépôts. Le continuum de transformations physiques et rhéologiques de la masse rocheuse conduit à l'évolution du mode de transport depuis le glissement rocheux jusqu'à l'avalanche de roches. La géométrie de la topographie de fond de vallée, les propriétés du substratum et les caractéristiques mécaniques du matériau rocheux limitent cette évolution.

Il y a 75 ans, Ettore Majorana montrait que le neutrino, seule particule élémentaire de matière de charge électrique nulle, pouvait théoriquement être identique a son antiparticule. Si tel est le cas, alors un phénomène naturel nouveau devrait apparaître pour quelques rares isotopes : leur double désintégration beta sans émission de neutrino (0). La signature expérimentale de ce processus est simple : l'observation de deux électrons émis par le noyau dont la somme de leur énergie correspond a l'énergie de transition. Mais ce processus, s'il existe, est infiniment rare. La principale difficulté dans cette recherche est donc instrumentale : réussir à développer un détecteur ultra basse radioactivité, sans aucun bruit de fond. J'ai choisi comme première partie de mon HDR, d'écrire une revue expérimentale relativement détaillée des différents projets, mon souhait étant de montrer pour chaque expérience, ses avantages et limitations en mettant l'accent sur les techniques utilisées pour supprimer les bruits de fond. Ayant été très impliqué dans l'expérience NEMO-3, et travaillant maintenant dans le nouveau projet SuperNEMO, j'ai davantage détaillé ces deux expériences. J'ai également détaillé les projets de bolomètres scintillants. C'est en effet une technique que j'avais particulièrement étudiée ces dernières années car elle me semble être très prometteuse. Le dernier chapitre de cette première partie est un résumé permettant au lecteur qui le souhaite une revue plus rapide des différents projets actuels. Depuis 5 ans, je développe un détecteur basse radioactivité, appelé BiPo, dont l'objectif est de mesurer la radiopureté en 238U et 232Th des futures feuilles sources émettrices double beta qui seront installées dans le détecteur SuperNEMO. J'ai donc choisi comme deuxième partie de mon HDR, de présenter ce détecteur et de résumer les différents résultats obtenus.

Nous avons identifié, à l'aide d'un dispositif rhéo-optique contra-rotatif, les mécanismes de dispersion d'agglomérats de silice de précipitation (Z1115MP et Z1165MP) immergés dans une matrice visco-élastique (SBR 25E) soumise à un cisaillement et déterminé les paramètres clés qui jouent un rôle dans le processus de dispersion. Les effets de la nature de la silice, du greffage des agglomérats par un agent de recouvrement silane, de leur infiltration par les chaînes polymères et de la concentration en charges sur les critères et mécanismes de dispersion ont été étudiés. Les principaux résultats sont : <br />- La silice Z1165MP se disperse via un mécanisme de rupture et la silice Z1115MP via un mécanisme de désintégration. Ces deux mécanismes interviennent à partir d'une contrainte hydrodynamique critique. La silice Z1165MP est plus difficile à disperser que la silice Z1115MP. Les différences de mécanismes et de critères critiques de dispersion sont discutées en terme d'organisation structurelle des silices.<br />- Le greffage de la silice Z1115MP par un agent de recouvrement ne modifie pas le mécanisme observé mais réduit considérablement la cohésion des agglomérats et donc les contraintes hydrodynamiques critiques pour leur désintégration.<br />- Lorsque les agglomérats de silice Z1115MP sont intégralement infiltrés par la matrice élastomère, un nouveau mécanisme de dispersion est observé: le délitement. Il intervient à partir d'une contrainte hydrodynamique critique, directement proportionnelle au rayon des agglomérats.<br />- En milieu concentré, les deux types de silice se dispersent par des arrachements successifs de fragments induits par les collisions. Dans les mêmes conditions hydrodynamiques, la cinétique de dispersion d'un agglomérat de silice Z1165MP est cinq fois plus lente qu'un agglomérat de silice Z1115MP de même taille.<br />Tous ces résultats apportent des informations pertinentes sur les effets de différents paramètres sur les mécanismes de dispersion de la silice lors du procédé industriel de mélangeage.

Le thème central de ce travail est la mise en place et la caractérisation d'un piège de Paul utilisé pour<br />la mesure du coefficient de corrélation angulaire électron-neutrino dans la décroissance de l'6He. Ce<br />coefficient est sensible aux types d'interactions mis en jeu dans l'interaction faible. La valeur de ce<br />coefficient peut être obtenue grâce à la distribution cinématique des évènements de décroissance. Un<br />piège électromagnétique est utilisé pour confiner les ions 6He+ dans un petit volume de l'espace des<br />phases. Sa géométrie ouverte permet la détection en coïncidence de l'électron et de l'ion de recul émis<br />lors de la désintégration béta. Un dispositif de détection adapté est utilisé pour mesurer l'énergie de<br />l'électron, le temps de vol de l'ion de recul et la position des deux particules pour chaque évènement.<br />Une description globale de l'installation LPCTrap ainsi que de ses performances est présentée et<br />montre que ce dispositif est apte à réaliser la mesure envisagée. En particulier, les caractéristiques du<br />nuage d'ions piégés ont été obtenues par des simulations de type Monte Carlo et confrontées aux<br />mesures expérimentales avec un bon accord. La première expérience a permis d'accumuler plus de<br />100 000 évènements en coïncidence. Une analyse préliminaire de ces résultats est exposée. Elle<br />présente notamment une description des différentes observables accessibles ainsi qu'une comparaison<br />entre le spectre de temps de vol expérimental et le spectre issu des simulations. Ces données vont<br />permettre une mesure du coefficient de corrélation angulaire avec une erreur statistique inférieure à<br />2 %.

Le sujet de ce cette thèse est la mise en oeuvre d'un dispositif expérimental permettant<br />la mesure des paramètres R et N dans la désintégration du neutron polarisé, ainsi que<br />l'analyse des données récoltées. Quatre observables sont nécessaires à cette mesure : la<br />polarisation des neutrons, l'impulsion des électrons et les deux composantes transversales<br />de la polarisation des électrons. Ces deux dernières observables sont mesurées au moyen<br />d'un polarimètre de Mott. Les mêmes détecteurs permettent également de déterminer<br />les autres observables. La précision recherchée sur le paramètre R est de 0,5%. Une<br />valeur non nulle serait la marque d'une violation de la symétrie sous le renversement du<br />temps, non prévue par le Modèle Standard. Ce document décrit dans un premier temps le<br />travail effectué pour préparer et optimiser le dispositif expérimental avant la campagne de<br />mesure qui s'est déroulée à l'été 2004. En particulier, un effort important a été fourni pour<br />améliorer le fonctionnement des murs de scintillateurs utilisés à la fois pour déclencher<br />l'acquisition et pour mesurer l'énergie des électrons. La deuxième partie concerne la mise<br />au point d'une méthode d'extraction des paramètres R et N à partir des données récoltées,<br />et l'étude de l'origine du bruit de fond mesuré simultanément

Le LHC a commencé, dès le mois de Novembre 2009, à prendre des données. Cela initie une nouvelle ère de découverte pour la physique des particules. Le détecteur CMS est une des expériences principales de physique présente au LHC. Un des buts de cette expérience est la recherche du boson de Higgs, pouvant être à l'origine de la brisure de symétrie électrofaible. Après un replacement de la place du LHC et de CMS au sein de la physique des particules d'aujourd'hui, je présenterai alors l'ensemble de la chaîne permettant de passer de l'évènement physique aux analyses finales permettant d'extraire, des particules reconstruites, les informations permettant, à terme, la découverte de nouvelles particules telles que le boson de Higgs. Une première partie de mes travaux a porté sur la mesure et le suivi des rapports de gains de l'électronique d'acquisition, permettant de mesurer de manière précise l'énergie des photons sur toute la gamme d'énergie accessible (35 MeV  1.7 TeV). Mes travaux ont alors concernés la vérification de la validité des méthodes de calibration des cartes d'acquisition VFE au sein du détecteur. Une seconde partie de mes travaux à porté sur la manière dont doivent êtres générés les évènements de physique pour ne pas avoir de double-comptage entre les photons provenant de générateurs à éléments de matrices et ceux provenant de générateur à gerbe partonique. En collaboration avec des physiciens phénoménologues une méthode de véto anti double-comptage a été élaborée. Enfin, la dernière partie de mes résultats concerne la manière dont les désintégrations radiatives du boson de jauge électrofaible neutre Z° permettent, par la sélection d'une population de photons certifiés et isotopiques, d'extraire l'échelle d'énergie des photons au sein du calorimètre électromagnétique de CMS

Le LHC a commencé, dès le mois de Novembre 2009, à prendre des données. Cela initie une nouvelle ère de découverte pour la physique des particules. Le détecteur CMS est une des expériences principales de physique présente au LHC. Un des buts de cette expérience est la recherche du boson de Higgs, pouvant être à l'origine de la brisure de symétrie électrofaible. Après un replacement de la place du LHC et de CMS au sein de la physique des particules d'aujourd'hui, je présenterai alors l'ensemble de la chaîne permettant de passer de l'évènement physique aux analyses finales permettant d'extraire, des particules reconstruites, les informations permettant, à terme, la découverte de nouvelles particules telles que le boson de Higgs. Une première partie de mes travaux a porté sur la mesure et le suivi des rapports de gains de l'électronique d'acquisition, permettant de mesurer de manière précise l'énergie des photons sur toute la gamme d'énergie accessible (35 MeV  1.7 TeV). Mes travaux ont alors concernés la vérification de la validité des méthodes de calibration des cartes d'acquisition VFE au sein du détecteur. Une seconde partie de mes travaux à porté sur la manière dont doivent êtres générés les évènements de physique pour ne pas avoir de double-comptage entre les photons provenant de générateurs à éléments de matrices et ceux provenant de générateur à gerbe partonique. En collaboration avec des physiciens phénoménologues une méthode de véto anti double-comptage a été élaborée. Enfin, la dernière partie de mes résultats concerne la manière dont les désintégrations radiatives du boson de jauge électrofaible neutre Z° permettent, par la sélection d'une population de photons certifiés et isotopiques, d'extraire l'échelle d'énergie des photons au sein du calorimètre électromagnétique de CMS / The LHC has started, since november 2009 taking data. This started a new era of discovery in particle physics. The CMS detector is one of the main experiment at the LHC (CERN). One goal of this experiment is the Higgs's boson discovery, that can be related to the electroweak symmetry breaking. After a contextual replacement of the LHC and CMS within the nowdays's particle physics, I will explain the whole chain allowing to go from the physical event to the nal analysis, in order to extract the reconstructed particles and the informations allowing, at the end, the discovery of new particles like the Higgs's boson. A rst part of my works was about the measurement and the study of the acquisition electronics's gains-ratios. This work aimed to have a precise measurement of the photons energy on the whole available energy band (35 MeV -> 1.7 TeV). In particular, my works were upon the validation of the dierent calibration methods for the VFE acquisition cards within the detector. A second part of my work was about the way that one have to generate the physics events avoiding double-counting between photons coming from matrix-element generators and those coming from parton-shower algorithms. In collaboration with phenomenologists physicists, an anti-double-counting veto have been created. At last, the nal part of my results was about the way the radiative decay of the Z° neutral electroweak gauge boson allow, by the selection of certied photons, the extraction of the photons energy scale inside the electromagnetical calorimeter of CMS.

La limitation de la production de biogaz liée aux substrats mobilisables à faible potentiel méthanogène et, les contraintes d’épandage qui conduisent au séchage du digestat, en vue de sa stabilisation ou de son transport, sont deux enjeux pour le développement du procédé de méthanisation. L’effet de la désintégration cellulaire induite par un prétraitement par Champs Électriques Pulsés (CEP) sur la production de biogaz a été évalué sur différents substrats. L’intensité de champ appliqué a varié entre 500 et 3600 V∙cm-1 et les indices de désintégration cellulaire correspondants ont été calculés. L’influence du prétraitement par CEP sur la production de méthane en réacteur batch de 500 mL a été étudiée en utilisant la méthodologie des plans d’expériences et en intégrant différents modes de préparation (taille de particules, préchauffage, hygiénisation). Les résultats obtenus montrent que le traitement CEP peut significativement intensifier la production de biogaz (+5,2 à +12,5 % de CH4). Pour le séchage des digestats, un système de séchage convectif par air chaud à température modérée (40 à 70°C) a été utilisé. D’une part, les effets de la vitesse d’air et de la température de séchage ont été étudiés. D’autre part, les effets de prétraitements par CEP, par micro-ondes, et après un cycle de congélation/décongélation ont également été testés. Nous avons identifié, en utilisant la seconde loi de Fick, les coefficients effectifs de diffusion et conclu à l’inefficacité des CEP pour le séchage des digestats et dans les conditions de séchage testées. / The limitation of the biogas production related to the accessibility of the substrates with a low biochemical methane potential, as well as the constraints of spreading which lead to the drying of the digestate, in order to stabilize or to transport the dried digestate, are two issues for the development of the methanisation process. The cellular disintegration’s effect induced by Pulsed Electrical Field (PEF) pretreatment on biogas production is evaluated on different substrates. The applied field’s strength is varied between 500 and 3600 V/cm and the corresponding cell disintegration index were calculated. The influence of PEF pretreatment on methane production was examined in a 500 mL batch reactor using the experimental design methodology and integrating different methods of preparation (size of particles, preheating, hygenisation). The obtained results show that PEF treatment can significantly increase the biogas production (+5.2 to +12.5% CH4). For the drying of the digestates, a convective drying system with hot air at a moderate temperature (40 to 70°C) is used. On the one hand, the effects of air velocity and drying temperature are evaluated. On the other hand, the effects of pre-processing by PEF, by microwaves, and after a freeze thawing cycle were also tested. Using the second Fick's law, the effective diffusion coefficients are identified and it was concluded that PEFs are ineffective for drying the digestates under the tested drying conditions.

Les désintégrations de quark $b$ rares interviennent principalement via des courant neutres changeant la saveur, (Flavor Changing Neutral Current, FCNC en anglais). Le modèle Standard n'autorise les courants qu'au niveau des boucles. Ces processus FCNC sont sujets \`a une suppression de GIM conduisant à des processus rares. Par conséquent les désintégration $b to s$ sont de très bon outils pour la recherche de phénomène de Nouvelle Physique au delà du Modèle Standard. Cette thèse présente l'analyse angulaire de la désintégration $B^0\to K^{*0}\mu^+\mu^-$ avec l'ensemble des données collecté par l'expérience lhcb durant le run I du lhc. La complète série des observable angulaires a été mesuré via un ajustement d'une fonction de vraisemblance, gr$\hat{\rm a}$ce à une sélection amélioré et les 3 fb$^{-1}$ de donné collecté en 2011 et 2012 par lhcb. Par ailleurs, l'analyse du rapport $R_{K^*}$ est également présenté et les résultats sont attendu pour la fin de l'année 2015. / Rare beauty decays proceed mostly through the $b\to s$ Flavor Changing Neutral Current, which is possible only at loop level in the Standard Model. These FCNC processes are subject to GIM suppression leading to a rare decay. Therefore the $b\to s$ processes are good tools to look for New Physics phenomenon beyond the Standard Model. New Physics particle could become detectable by causing deviation from the Standard Model predictions for observables such as angular observables, branching ratio or CP asymmetries. This thesis present the angular analysis of the $B^0\to K^{*0}\mu^+\mu^-$ decay with the whole dataset collected by lhcb during the first run of the lhc. The full set of the angular observables has been measured through a maximum likelihood fit, thanks to an improved selection and the 3 fb$^{-1}$ of data collected in 2011 and 2012 by lhcb. In addition, the analysis on the measurement of the ratio $R_{K^*}$ has also been presented and the results are expected by the end of 2015.

L'observation de la désintégration double bêta sans émission de neutrino (0ν2β) fournirait des informations essentielles sur la nature du neutrino et son échelle de masse absolue. Ce processus consiste en la transformation simultanée de deux protons en deux neutrons avec l'émission de deux électrons et aucun neutrino. Cette transition n'est possible que si les neutrinos sont égaux aux antineutrinos (nature Majorana du neutrino). Les recherches pour une désintégration à ce point rare représentent un défi technique complexe, car les expériences de prochaine génération visent des sensibilités de l'ordre de 10^27-10^28 ans afin d'avoir un potentiel de découverte élevé. Cette thèse est focalisée sur les projets LUMINEU et CUPID-Mo, développant la technique des bolomètres scintillants pour la recherche de désintégration 0ν2β avec le radio-isotope 100Mo.Les bolomètres sont des détecteurs cryogéniques mesurant l'énergie des particules déposées via un changement de température dans l'absorbeur. Si des cristaux scintillants sont utilisés comme absorbeurs, les signaux lumineux peuvent être enregistrés avec un bolomètre auxiliaire, sensible à l'énergie totale déposée par les photons de scintillation. Une telle configuration permet de séparer les particules α des γ/β, en rejetant le fond le plus difficile. La technologie des bolomètres scintillants est décrite en détail comme une option pour une future expérience cryogénique à l'échelle d'une tonne, appelée CUPID, qui peut couvrir complètement la région de masses de neutrinos dans la hiérarchie inversée. / Neutrinoless double beta (0ν2β) decay is a process of great interest for neutrino physics: its observation would provide essential information on neutrino nature and its absolute mass scale. This process consists of the simultaneous transformation of two protons into two neutrons with the emission of two electrons and no neutrino, implying the violation of the total lepton number. Such transition is possible only if neutrinos are equal to antineutrinos (Majorana particles). The searches for such a rare decay are becoming a complicated technical challenge, as next generation of 0ν2β experiments aim at sensitivities of the order of half-life at 10^27-10^28 yr. This thesis is focused on LUMINEU and CUPID-Mo projects, developing the scintillating bolometers technique for 0ν2β decay search with 100Mo with Li2MoO4 crystals. Bolometers are cryogenic detectors measuring the deposited particle energy as a change of temperature in the absorber. The use of scintillating crystals allows to perform discrimination of α particles from γ/β ones due to different light output of these two particle types, rejecting the most challenging background. The scintillating bolometers technology is described in details as an option for a future ton-scale cryogenic experiment, named CUPID, which can completely cover the inverted hierarchy region of neutrino masses.