Je présente 10 ans de travaux de recherche sur la physique du B et de la violation de CP, dans le cadre de l'expérience BaBar à SLAC et du groupe d'interprétation phénoménologique et statistique de ces mesures : CKMfitter. Je place ces travaux dans la perspective du potentiel de physique de l'expérience LHCb, au CERN. Depuis 1998, j'ai participé à la fin de la construction du détecteur BaBar, notamment de sa chambre à fils et de son système de gaz, à sa mise en route et à sa prise de données jusqu'au mode de croisière et à la fin de son fonctionnement en 2008. Je décris les activités de calibration et d'études des données que j'ai menées pour la reconstruction et la sélection des électrons et les neutres dans BaBar. Je présente les mesures que j'a effectuées sur la physique des modes B en charmonium, qui ont servi à observer pour la première fois la violation de CP dans les mésons B, par la mesure du paramètre sin(2beta). Dans le cadre du groupe des désintégrations des mésons B en modes charmés, je présente les mesures que j'ai effectuées sur les modes supprimés de couleur, pour comprendre la phénoménologie des désintégrations des B et pour mesurer l'angle CKM beta, dans 2 approches alternatives aux modes charmonium. Enfin je décris les mesures de l'angle CKM gamma, par recherche de violation directe de CP, dans les modes B- en D(*)K- et DK*-.

Les désintégrations semileptoniques du méson $B$ participent à la détermination de certains paramètres fondamentaux du Modèle Standard. Ce travail décrit essentiellement l'étude des deux canaux de désintégrations $B_s \to D_s \ell \bar\nu_\ell$ et $B\to D^{**} \ell\bar\nu_\ell$ (où les $D^{**}$ sont les premières excitations orbitales des mésons $D$ ayant une parité positive). Le cadre théorique est celui de la QCD sur réseau qui, en discrétisant l'espace-temps, permet de calculer non perturbativement les fonctions de Green de la théorie. En utilisant l'action à masse twistée avec deux saveurs dégénérées de quarks dynamiques ($N_f=2$), nous avons commencé par étudier la spectroscopie des états charmés scalaires $D_0^*$ et tenseurs $D_2^*$. Ensuite, nous avons réalisé la détermination du facteur de forme $G_s(1)$ décrivant le processus $B_s\to D_s \ell \bar\nu_\ell$ dans le Modèle Standard. Ce paramètre offre un moyen d'extraire l'élément de la matrice CKM $V_{cb}$. Par ailleurs, et pour la première fois en QCD sur réseau, nous avons déterminé les rapports $F_0(q^2)/F_+(q^2)$ et $F_T(q^2)/F_+(q^2)$ dans la région proche du recul nul: ces contributions sont en effet nécessaires afin de discuter ce canal de désintégration dans certains modèles au-delà du Modèle Standard. Enfin, une étude préliminaire du canal de désintégration $B\to D^{**}$ a été abordée où nous avons trouvé une valeur non nulle de l'élément de matrice décrivant la désintégration $B\to D_0^*$ à recul nul contrairement de ce qui est connu à la limite des quarks lourds. Dans le cas du $B \to D_2^*$, nos résultats ont montré un signal indiquant une différence par rapport aux prédictions de masse infinie. Ces calculs sont indispensables afin de tirer une conclusion plus solide concernant le ''puzzle 1/2 vs 3/2''.

Les désintégrations semileptoniques du méson $B$ participent à la détermination de certains paramètres fondamentaux du Modèle Standard. Ce travail décrit essentiellement l'étude des deux canaux de désintégrations $B_s \to D_s \ell \bar\nu_\ell$ et $B\to D^{**} \ell \bar\nu_\ell$ (où les $D^{**}$ sont les premières excitations orbitales des mésons $D$ ayant une parité positive). Le cadre théorique est celui de la QCD sur réseau qui, en discrétisant l'espace-temps, permet de calculer non perturbativement les fonctions de Green de la théorie. En utilisant l'action à masse twistée avec deux saveurs dégénérées de quarks dynamiques ($N_f=2$), nous avons commencé par étudier la spectroscopie des états charmés scalaires $D_0^*$ et tenseurs $D_2^*$. Ensuite, nous avons réalisé la détermination du facteur de forme $\mathscr G_s(1)$ décrivant le processus $B_s\to D_s \ell \bar\nu_\ell$ dans le Modèle Standard. Ce paramètre offre un moyen d'extraire l'élément de la matrice CKM $V_{cb}$. Par ailleurs, et pour la première fois en QCD sur réseau, nous avons déterminé les rapports $F_0(q^2)/F_+(q^2)$ et $F_T(q^2)/F_+(q^2)$ dans la région proche du recul nul: ces contributions sont en effet nécessaires afin de discuter ce canal de désintégration dans certains modèles au-delà du Modèle Standard. Enfin, une étude préliminaire du canal de désintégration $B\to D^{**}$ a été abordée où nous avons trouvé une valeur non nulle de l'élément de matrice décrivant la désintégration $B\to D_0^*$ à recul nul contrairement de ce qui est connu à la limite des quarks lourds. Dans le cas du $B \to D_2^*$, nos résultats ont montré un signal indiquant une différence par rapport aux prédictions de masse infinie. Ces calculs sont indispensables afin de tirer une conclusion plus solide concernant le ''puzzle 1/2 vs 3/2''

L'expérience LHCb a été conçue pour étudier la physique des saveurs, dont entre autre la violation de CP, sur le collisioneur proton-proton LHC.La première phase de fonctionnement du LHC a durée de 2011 à 2012, ce qui a permis à LHCb de collecter $3.19~mathrm{fb}^{-1}$ de données à une énergie dans le centre de masse des collisions de $sqrt{s} = 7~TeV$ et $sqrt{s} = 8~TeV$.L'analyse présentée dans cette thèse est basée sur l'ensemble des données collectées par LHCb lors de la première phase de fonctionnement (2011-2012).Le mécanisme de Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (CKM) est le mécanisme décrivant la violation de CP dans le cadre du Modèle Standard.Les expériences de la décennie précédente, dédiées à la physique des saveurs, BaBar et Belle, ont permis de démontrer le fonctionnement du mécanisme CKM et de démontrer qu'il est majoritairement Standard.`A présent LHCb a pour objectif de mesurer avec précision les paramètres de ce mécanisme, ce qui constitue des points de références du Modèle Standard, pour en parallèle rechercher de manière indirecte de la Nouvelle Physique en recherchant des déviations à ces points de références du Modèle Standard.Les travaux réalisés lors de cette thèse s'inscrivent dans le cadre du premier axe de recherche: réaliser des mesures de précision des paramètres du mécanisme CKM pour contraindre le Modèle Standard.Dans cette thèse nous réalisons la mesure la plus précise à l'heure actuelle du rapport d'embranchement de la désintégration ${B^0tobar{D}^0K^+K^-}$, la première observation des modes ${B^0_stobar{D}^0K^+K^-}$ et ${B^0_stobar{D}^{*0}phi}$ avec mesure de la polarisation de ce dernier, la confirmation de la mesure du rapport d'embranchement de la désintégration ${B^0_stobar{D}^0phi}$, ainsi que des limites supérieures sur le rapport d'embranchement de la désintégration ${B^0tobar{D}^0phi}$ et sur l'angle de mélange des mésons ${omega - phi}$.L'observation de ces modes ${B^0_{(s)}tobar{D}^0K^+K^-}$ et sous modes ${B^0_{(s)}tobar{D}^{(*)0}phi }$ permet de préparer les futures analyses de Dalitz de ces modes qui contribueront, en les combinant avec les autres méthodes, à améliorer la précision sur la mesure de la phase complexe $gamma$ du mécanisme CKM. / The LHCb experiment has been designed to study flavor physics, notably CP violation, on the LHC proton-proton collider.The first LHC run goes from 2011 to 2012, during what LHCb saved $3.19~mathrm{fb}^{-1}$ of data with a collision centre-of-mass energy at ${sqrt{s} = 7~TeV}$ and ${sqrt{s} = 8~TeV}$.The analysis presented in this thesis is based on a data sample corresponding to the full first run of the LHC (2011-2012).The Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (CKM) mechanism describes CP violation in the Standard Model.In the previous decade, two dedicated experiments to flavor physics, BaBar and Belle, proved that the CKM mechanism is at work and dominated by Standard effects.Now LHCb aim is to improve precision on measurements of CKM parameters, in order to serves as the Standard Model reference points, to make in parallel indirect search of New Physics looking for deviations from the Standard Model reference points.Accurate measurements of CKM parameters through different processes provide sensitivity to new physics effects, by testing the global consistency of the Standard Model.This thesis is included inside the first LHCb aim: to improve CKM parameters measurements to constrain the Standard Model.This thesis reports the most precise measurement to date of the branching fraction of ${B^0tobar{D}^0K^+K^-}$ decay, the first observation of the decays ${B^0_stobar{D}^0K^+K^-}$ and ${B^0_stobar{D}^{*0}phi}$ with a polarization measurement for the second one, confirmation of the branching fraction measurement of ${B^0_stobar{D}^0phi}$, and upper limits on branching fraction of ${B^0tobar{D}^0phi}$ decay and on ${omega - phi}$ mixing angle.The observation of ${B^0_{(s)}tobar{D}^0K^+K^-}$ and ${B^0_{(s)}tobar{D}^{(*)0}phi }$ decays prepare the Dalitz analysis for these channels which will be used, combined with other methodes, to improve measurement on the $gamma$ complex-phase of the CKM mechanism.

Durant les dernières décennies, la désintégration induite par une boucle $b o sgamma$, a attiré beaucoup d'attention à cause de sa sensibilité potentielle à la nouvelle physique. Dans le model standard, les transitions $b o sgamma_{L(R)}$ et $overline{b} o overline{s}gamma_{R(L)}$ sont proportionnelles aux coefficients de Wilson $C_7(C'_7)$.La désintégration $B o Kpipigamma$ offre à travers l'analyse angulaire un observable P impaire ($lambda$) et à traversle mélange $B-overline{B}$ un observable CP impaire ($S_{ho Kgamma}$) tous deux étants sensibles au rapport $C'_7/C_7approx m_s/m_b$. La difficulté principale étant que $lambda$ et $S_{ho Kgamma}$ sont accompagnés par un facteur de dilution provenant de la désintégration forte. Ce travail est centré sur l'éstimation et la modélisation de ces facteurs de dilution. La transition $B o Kpipigamma$ se produit en tant quetrois désintégrations successives.La transition faible $B o K_{res}gamma$ est suivie par la désintégration forte en trois corps de la résonance kaonic $K_{res} o Kpipi$ via trois états intermediaires distincts $ho K$, $K^*pi$ et $kappapi$.L'observable $S_{ho Kgamma}$ est accessible avec l'état final $K^0pi^+pi^-gamma$, mais la présence de $K^{*pm}pi^mp$ et $kappa^pmpi^mp$, n'étants pas état propre de CP, induit le facteur de dilution $D$.Pour résoudre ce problème, nous dérivons l'expression de $D$ en fonction des ondes partielles $ho K$, $K^*pi$ et $kappapi$ et en incluant les résonances kaonic $K_1(1270/1400), K^*(1410)$ et $K_2^*(1430)$. Afin de calculer le facteur de dilution, les ondes partielles peuvent être extraites avec l'état final $K^{pm}pi^{mp}pi^{pm}gamma$, où la sensibilité expérimentale est plus élevée. Ensuite, nous proposons une nouvelle méthode, indépendante du model, pour déterminer $D$, qui consiste a extraire le facteur de dilution independamment de $S_{ho Kgamma}$ en utilisant des états finaux avec un pion neutre tels que $K^+pi^-pi^0gamma$. En exploitant des données existantes avec $m_{Kpipi} <1.8;$GeV$/c^2$, nous obtenons $D=0.92pm0.17$.Lorsque l'on considère juste $K_1(1270/1400)$ et $K^*(1410)$, $lambda$ peut être extrait de la distribution angulaire and de Dalitz avec une précision de l'ordre de $pm 10%$ pour un echantillon de $5.10^3$ évènements générés à l'aide de la méthode Monté Carlo. Mais cela demande une bonne connaissance de différentes quantités importantes pour la désintégration forte telles que l'angle de mélange de $K_1$, les rapports de branchement individuel $B o K_{res}gamma$ et les phases relatives. Nous montrons que certains de ces paramètres et $lambda$ peuvent être simultanément ajustés avec une perte de précision de juste quelques pourcents. Puis nous dérivons comment, en utilisant seulement la distribution angulaire, il est possible d'annuler partiellement les contributions provenants de la désintégration forte afin d'obtenir une limite inférieure pour $|lambda|$. / Over the last decades, the loop induced decay $b o sgamma$ has attracted a considerable amount of attention due to its potential sensitivity to new physics. In the standard model, the processes $b o sgamma_{L(R)}$ and $overline{b} o overline{s}gamma_{R(L)}$ are proportional to the Wilson coefficients $C_7(C'_7)$. The decay $B o Kpipigamma$ provides via angular analysis a parity odd observable ($lambda$) and via $B-overline{B}$ mixing a CP odd observable ($S_{ho Kgamma}$) both sensitive to the ratio $C'_7/C_7approx m_s/m_b$. The main issue is that both $lambda$ and $S_{ho Kgamma}$ are accompanied by a dilution factor originating from the strong decay. This work is focused on the estimation and modelisation of those dilution factors.The transition $B o Kpipigamma$ occurs as three subsequent decays. The weak process $B o K_{res}gamma$ is followed by the strong 3-body decay of the kaonic resonance $K_{res} o Kpipi$ via three distinct intermediate states $ho K$, $K^*pi$ and $kappapi$.The observable $S_{ho Kgamma}$ is accessible with the final state $K^0pi^+pi^-gamma$, but the presence of non CP eigenstates $K^{*pm}pi^mp$ and $kappa^pmpi^mp$ induce the dilution factor $D$.To deal with this inconvenience, we derive the expression of $D$ in terms of the partial waves $ho K$, $K^*pi$ and $kappapi$ and including the koanic resonances $K_1(1270/1400), K^*(1410)$ and $K_2^*(1430)$. The partial waves can then be fitted using the final state $K^{pm}pi^{mp}pi^{pm}gamma$, where the experimental sensitivity is higher, in order the compute the dilution factor. Then we propose a new model independent method to determine $D$, which consist in extracting the dilution factor independently of $S_{ho Kgamma}$ using final states with one neutral pion such as $K^+pi^-pi^0gamma$. Exploiting existing data with $m_{Kpipi} <1.8;$GeV$/c^2$, we obtained $D=0.92pm0.17$.When considering only $K_1(1270/1400)$ and $K^*(1410)$, fitting the angular and Dalitz plot distribution allows to extract $lambda$ with an accuracy of the order of $pm 10%$ for a sample of $5.10^3$ Monte Carlo generated events. But this require a good knowledge of different quantities of importance in the strong decay such as the $K_1$ mixing angle, individual $B o K_{res}gamma$ branching ratios and relative phases. We show that some of those parameters can simultaneously fitted with $lambda$ with a loss of accuracy of just a few percent. We derive how, using only the angular distribution, one can partially cancel contribution from the strong decay and obtain a lower bound on $|lambda|$.