Ce travail a concerné le développement d'une nouvelle génération de photocathodes pour détecteur gazeux (dans le domaine du X). <br />La thèse comprend une description de l'étude par monte carlo ainsi que des tests expérimentaux qui ont été menés au cours de ce travail.<br />Enfin, des résultats intéressant concernant le CsI3 utilisé comme précurseur au CsI (comme émetteur secondaire) sont présentés.

Detection d'images x a l'aide de plaques photographiques haute resolution. Detecteur d'images x par scintillation guidee destine a remplacer la detection photographique en vue de l'imagerie x quantitative a haut flux au dela de 5 kev. Il s'agit d'une matrice de fibres optiques conductrices d'images dont les coeurs sont remplaces par un liquide scintillateur.

L'un des principaux objectifs de l'experience ATLAS est la recherche de la derniere particule manquante du modele standard, le boson de Higgs, et l'etude de ses proprietes. Cette experience sera placee aupres du futur collisionneur de protons LHC, dont le demarrage est prevu pour l'annee 2007 au CERN. Les travaux presentes dans cette these sont dedies a la recherche d'un boson de Higgs de masse inferieure a 200 GeV/c2, dans le canal de production associee pp->ttH. L'identification des jets contenant des hadrons beaux est fondamentale pour l'etude du boson de Higgs et du quark top. Les performances d'etiquetage des jets b sont etudiees en details dans le canal ttH, H->bb, et pour des conditions de fonctionnement tres proches de celles attendues au demarrage des prises de donnees, (detecteur a pixels incomplet, bruit d'empilement et inefficacites de detection). Pour une efficacite d'identifcation de jets b de 60%, les taux de rejet attendus sont de 80% pour les jets legers et 7% pour les jets c. Si la decouverte du boson de Higgs dans ATLAS semble relativement aisee, la mesure de ses parametres, et en particulier la determination des couplages aux differents fermions, est beaucoup plus delicate. Une etude de faisabilite est proposee pour un nouveau canal, ttH, H->WW(*). Ce canal est le seul qui permet une determination directe du couplage de Yukawa du quark top dans l'intervalle de masse 130-200 GeV/c2. Pour un boson de Higgs de 160 GeV/c2, la precision statistique attendue apres trois annees de prise de donnees a haute luminosite est de 7 %.

Le grand collisionneur de Hadron (LHC), plus grand accelerateur au monde situe au CERN (Organisation Europeenne pour la recherche Nucleaire), produit des collisions proton proton collectees depuis 2009 par le detecteur ATLAS a une energie atteignant 8TeV dans le centre de masse en 2012 (Run1) et 13 TeV en 2015 et 2016 (Run2). Les modeles theoriques SuperSymetrique (SUSY), extension du Modele Standard (SM), relient chaque boson (de spin entier) a un fermion specifique (de spin demi entier) comme super partenaire. De nouvelles particules elementaires sont ainsi introduites. Apres une breve presentation du SM et des principaux modeles SUSY, the LHC et le detecteur ATLAS sont decrits suivi par une etude de performance sur l'isolation des taus. La partie principale du memoire decrit ensuite en detail deux recherches de particules SUSY avec le detecteur ATLAS et les resultats obtenus.La premiere recherche decrite est celle de production directe de stau avec un etat final a deux tau de signes opposes et plusieurs jets dans des collisions pp a 8TeV et une luminosite integree de 20.1 fb-1. Des techniques d’analyse multi variables ont ete utilisees pour ameliorer la sensibilite. Aucun exces significatif par rapport au SM n’a ete observe. Dans une recherche directe de stau, un signal avec m(LSP) = 0 GeV et m(stau) = 100 GeV est exclus.La deuxieme recherche presentee est celle de la production forte de squarks et de gluions avec des etats finaux, a deux leptons de memes signes ou a trois leptons, associees a des jets dans des collisions proton-proton a $\sqrt{s} = 13 TeV$ et une luminosite integree de 13.2 fb-1. Aucun exces significatif par rapport au SM n’a ete observe. / The Large Hadron Collider (LHC), largest collider located at CERN (European Organization for Nuclear Research). produces proton-proton collisions collected by the ATLAS detector since 2009 at a collision center of mass energy up to 8 TeV before 2012 (Run1) and 13 TeV in 2015 and 2016 (Run2). Supersymmetry (SUSY) theory models, extension of the Standard Model (SM), link each boson (of integer spin) to a certain fermion (of half integer spin) as super-partner. New elementary particles are then introduced.After a brief presentation of the Standard Model and of the main SUSY models, the LHC and the ATLAS detector are described followed by a performance study on tau isolation. The main part of the document finally describes in details two searches for SUSY particles with the ATLAS detector and the obtained results.The first one is a search for direct stau production with final state of two opposite sign taus and multi-jets in 8 TeV pp collision and 20.1 fb-1 integrated luminosity. Multivariable analysis techniques are used to improve the sensitivity. No significant excess over the SM expectation was observed. Upper-limit was set on the cross-section of the signal models. For “direct stau” search, we excluded the signalpoint with m(LSP) = 0 GeV and m(stau) = 100 GeV.The second one is a search for squarks and gluinos strong production in final states with jets and two same-sign leptons or three leptons at 13 TeV and 13.2 fb-1 integrated luminosity. No significant excess over the SM expectation was observed. Upper-limit was set on the cross-section of all the models involved. Region with gluino mass up to 1.7 TeV have been excluded.

La biométrie est une technologie émergente qui propose de nouvelles méthodes de contrôle, d’identification et de sécurité. Les systèmes biométriques sont souvent victimes de menaces. La reconnaissance faciale est populaire et plusieurs approches existantes utilisent des images dans le spectre visible. Ces systèmes traditionnels opérant dans le spectre visible souffrent de plusieurs limitations dues aux changements d’éclairage, de poses et d’expressions faciales. La méthodologie présentée dans cette thèse est basée sur de la reconnaissance faciale multispectrale utilisant l'imagerie infrarouge et visible, pour améliorer la performance de la reconnaissance faciale et pallier les insuffisances du spectre visible. Les images multispectrales utilisées cette étude sont obtenues par fusion d’images visibles et infrarouges. Les différentes techniques de reconnaissance sont basées sur l’extraction de caractéristiques telles que la texture et les points d’intérêt par les techniques suivantes : une extraction hybride de caractéristiques, une extraction binaire de caractéristiques, une mesure de similarité tenant compte des caractéristiques extraites. / Biometrics is an emerging technology that proposes new methods of control, identification and security. Biometric systems are often subject to risks. Face recognition is popular and several existing approaches use images in the visible spectrum. These traditional systems operating in the visible spectrum suffer from several limitations due to changes in lighting, poses and facial expressions. The methodology presented in this thesis is based on multispectral facial recognition using infrared and visible imaging, to improve the performance of facial recognition and to overcome the deficiencies of the visible spectrum. The multispectral images used in this study are obtained by fusion of visible and infrared images. The different recognition techniques are based on features extraction such as texture and points of interest by the following techniques: a hybrid feature extraction, a binary feature extraction, a similarity measure taking into account the extracted characteristics.

Cette thèse se situe à mi-chemin entre la phénoménologie et la physique de particules expérimentale. Dans la première partie, nous décrivons un calcul de section efficace à order supérieur en développement perturbatif, ainsi que son implementation dans un générateur d'événements Monte Carlo. Nous présentons les corrections au premier order en chromodynamique quantique pour la production de boson de Higgs chargé en association avec un quark top au LHC, en utilisant le formalisme de soustraction de Catani et Seymour. Notre code indépendant nous a permis de valider les résultats donnés par MC@NLO, et nous avons réalisé des études concernant diverses contributions aux erreurs systématiques dues à la simulation d'événements. L'implémention du processus a été réalisée pour le générateur POWHEG. En raison de la quantité de données insuffisante disponible fin 2010 (le détecteur ATLAS a accumulé 35 pb-1 de données de collisions proton-proton), le processus de production de Higgs chargé n'a pas pu être étudié et nous nous sommes tournés vers la caractérisation de bruits de fonds. Dans ce contexte, il s'avère que la production de boson W en association avec un quark top est importante à connaître. Dans la seconde partie de cette thèse, nous mettons en place une analyse spécifique au canal Wt semileptonique, en incluant les effets statistiques et systématiques, pour lesquels nous nous concentrons plus particulièrement sur l'effet dû aux différentes paramétrisations du contenu des protons. Le processus Wt étant inobservable au Tévatron, nous pouvons pour la première fois donner une limite à la setion efficace de production.

Afin de mieux comprendre les différents processus qui apparaissent à la transition supraconducteur-isolant (SIT), nous avons sondé simultanément les propriétés électroniques globales et locales de films minces de NbN, élaborés ex-situ sur un substrat de saphir. La transition a été approchée en réduisant l'épaisseur des échantillons, augmentant la résistance par carré de l'état normal à plusieurs kiloOhms. Les Tc correspondant aux films étudiés varient de Tc≈15K qui est proche de TC-bulk à Tc≈3.8K (Tc/TC-bulk≈0.23). Dans la gamme 0.4TC-bulk<Tc<TC-bulk, les mesures de résistances sont en accord avec la loi de Finkelstein pour la réduction de Tc induite par le désordre et les interactions électron-électron. Les mesures de spectroscopie tunnel locale (STS) montrent l'émergence d'une granularité dans les propriétés supraconductrices en réduisant la Tc, ainsi que le développement d'un fort fond Altshuler-Aronov dans les spectres tunnel dI/dV(V), ce qui est en accord avec le scenario de Finkelstein. Pour l'échantillon le plus désordonné (Tc≈3.8K), des mesures de résistance in-situ et de STS en simultané nous ont permis de suivre sur la même zone de l'échantillon, l'évolution des propriétés supraconductrices en fonction de la température et du champ magnétique, qui ont démontré un comportement percolatif de la transition dans l'état normal de mauvais métal. Cette étude locale a été confirmée par le changement de dimensionnalité des fluctuations Aslamasov-Larkin au-dessus de Tc de 2D à 0D. En outre, une telle étude est particulièrement intéressante pour comprendre les différents phénomènes qui limitent le fonctionnement des détecteurs de photon unique basé sur les films de NbN. / In order to better understand the various processes taking place at the superconductor-insulator transition (SIT), we have probed simultaneously the global and local electronic properties of NbN ultrathin films, elaborated ex-situ on sapphire substrate. The transition was approached by reducing the films thickness, increasing the normal state square resistance to several kiloOhms. The corresponding Tc's of the studied films ranged from about Tc≈15K, which is close to TC-bulk, to Tc≈3.8K (Tc/TC-bulk≈0.23). In the range 0.4TC-bulk<Tc<TC-bulk resistivity measurements are consistent with Finkelstein's reduction of Tc induced by disorder and electron-electron repulsion. Local scanning tunneling spectroscopy (STS) measurements show the emergence of granularity in the superconducting properties upon Tc reduction, as well as the progressive development of a strong Altshuler-Aronov background in the dI/dV(V) tunneling spectra, in agreement with Finkelstein scenario. For the most disordered film (Tc≈3.8K), simultaneous in-situ resistivity and STS measurements allowed us to follow at the same sample area the evolution of these emergent granular superconducting properties as a function of temperature and magnetic field, which demonstrate a percolative behavior of the transition to the bad-metal normal state. This local picture finds an interesting signature in the change of the dimensionality of the Aslamasov-Larkin fluctuations above Tc from 2D to 0D. Besides, such a study is particularly interesting to better understand the various phenomena occurring in and limiting the behavior of single-photon detectors patterned out of NbN films.

Le noyau est généralement décrit comme un ensemble de protons et de neutrons liés dans un potentiel de champ moyen. Cependant afin d'obtenir une meilleure description, il convient de tenir compte des interactions locales dont principalement l'appariement. Les appariements neutron-neutron et proton-proton sont assez bien étudiés alors que ce n'est pas le cas de l'appariement neutron-proton. Celui-ci peut être soit isovectoriel similaire à l'appariement nn/pp, soit isoscalaire et donc dans ce cas vraiment méconnu. La surliaison des noyaux N=Z pourrait être une manifestation de l'appariement np.Nous avons effectué l'étude de l'appariement np par réactions de transfert de paires np. Dans ce cas il est attendu que la section efficace de transfert de paires np soit augmentée en présence d'un appariement np important. L'appariement np devrait être important dans les noyaux N=Z avec des orbitales de J élevé. Or, des faisceaux de ces noyaux ne sont accessibles que depuis le développement des installations de faisceaux radioactifs.Nous avons effectué notre expérience au GANIL (Caen) avec un montage permettant une détection des produits issus de la réaction de transfert (p, ³ He). Cette réaction met en jeu à la fois des paires np isovectorielles et isoscalaires. Nous avons utilisé des faisceaux de ⁵⁶ Ni et de ⁵²Fe permettant d'observer l'évolution de l'appariement np avec l'occupation de la couche 0f7/2.Tout d'abord, nous avons analysé les données issues de la réaction ⁵⁶Ni(p,d)⁵⁵Ni et extrait des résultats que nous avons comparé à ceux existants. Cette démarche a permis de valider la procédure d'analyse des données.Après analyse des données issues de la réaction ⁵⁶Ni(p,3He)⁵⁴Co, nous avons extrait les populations des états du ⁵⁴Co qui donnent des informations sur l'intensité relative des deux types d'appariement np pour le noyau ⁵⁶Ni et montrent que l'appariement np isovectoriel est dominant dans ce noyau.De plus, dans le cadre d'un développement d'un futur détecteur de particules chargées, un travail de R&D sur la discrimination des particules légères par la forme des signaux a été réalisé et est présenté. / A nucleus is described as a set of independent neutrons and protons linked by a mean-field potential. However, in order to have a better description one needs to take in account some residual interactions such as pairing. Neutron-neutron and proton-proton pairings are well-studied but neutron-proton pairing is not well-known. np pairing can be isovector pairing such as nn and pp pairing or isoscalar which is yet unknown. Overbinding of N=Z nuclei could be a manifestation of np pairing.We have studied np pairing through transfer reactions. In this case, the cross-section of np pair transfer is expected to be enhanced in the presence of important np pairing. np pairing is expected to be important in N=Z nuclei with high J orbitals. Since the development of radioactive beam facilities, such beams are only available.The experiment was performed at GANIL with an efficient set-up so as to detect products from the (p,³He) transfer reaction. This reaction is affected by isovector and isoscalar np pairing. We used ⁵⁶Ni and ⁵²Fe beams so as to see the effect of the occupancy of 0f7/2 shell on the np pairing.First, we analysed the data from the ⁵⁶Ni(p,d)⁵⁵Ni reaction and we compared the results with the literature to validate analysis procedure.After analysing data from the ⁵⁶Ni(p,3He)⁵⁴Co reaction and extracting the population of the various states of ⁵⁴Co, we obtained information about the relative intensity between isoscalar and isovector np pairing in ⁵⁶Ni showing the predominance of isovector np pairing in this nucleus .Moreover, in the framework of developing a new charged particle detector, R&D on the discrimination of light nuclei using pulse shape analysis was performed and is presented.

Cette étude révèle le comportement d'une matrice de détection infrarouge portée à la température de l'hélium liquide (4.2K). La Société Anonyme de Télécommunications (France) réalise la matrice de détection 32x32 éléments senseurs, à lecture CID (Charge Injected Devices) sur susbtrat InSb (antimoniure d'indium). Son utilisation à la température de l'hélium liquide est différente de celle prévue par son fabricant (77 K). En particulier, le comportement du courant d'obscurité varie fortement entre ces deux valeurs de T. Seul le courant tunnel est encore actif à la température de l'hélium liquide (les courants d'origine thermique s'annulent). Sensible au potentiel de surface du semiconducteur, le courant tunnel de la structure MIS-InSb ne sature pas les puits de potentiel de la matrice InSbCID. La recherche du temps d'intégration maximum, la contrainte liée à la linéarité de la réponse photonique (spécialement sous faible flux de photons), l'optimisation du rendement quantique et la réduction du bruit de lecture constituent les points fondamentaux de cette étude. Cependant, les mesures expérimentales de la caméra ont révélé des effets secondaires liés au détecteur (dérive, réponse inertielle) ou au cablage électrique (diaphonie). Un chapitre spécial est réservé au comportement des matrices CID SAT en envîronement y. Le résultat de cette phase d'études est la réalisation de la caméra infrarouge CIRCUS (Caméra Infra-Rouge Courte longueur d'onde pour Utilisation au Sol).

The International Linear Collider (ILC), a high precision electron-positron machine with centre of mass energy extending up to the TeV scale, is curently being proposed and designed. With unprecedented small beam size and high intensity the ILC aims at luminosities of the order of $10^(34)$~cm$^(-2)$s$^(-1)$. Careful monitoring of the beam parameters that affect the luminosity will be mandatory if these ambitious goals are to be achieved.<br /><br />One of the key parameters is beam emittance, the optimisation of which requires beam size monitors with micron resolution.<br />With this aim, a non-invasive laser-wire monitor prototype was designed, installed and run at the PETRA ring. Prior to its installation, background simulations and measurements were performed to verify that they would be low enough to allow<br /> the laser-wire programme to proceed. A lead-tungstate crystal calorimeter for the laser-wire was commissioned, including a study of temperature dependance, geometrical acceptance and energy response. The first laser-wire measurements of the PETRA positron beam size were then performed. The system, calibration and results are reported here.<br /><br />At the ILC, beam energy spread and beamstrahlung effects modify the luminosity spectrum. Determination of these effects is crucial in order to extract precision physics from threshold scans. In order to provide a run-time diagnostic scheme to address this, a fast luminosity spectrum measurement technique employing forward calorimetry and statistical unfolding was devised, using the Bhabha process at low angles. The scheme is described and first results are presented.