Le domaine de longueurs d'onde du spectre electromagnetique s'etendant de 30 a 300 GeV a ete ouvert recemment par les experiences CELESTE et STACEE, qui utilisent la reconversion de centrales solaires pour capter la lumiere Cherenkov emise par les cascades de particules que ces photons de haute energie provoquent dans l'atmosphere terrestre.<br> Ces photons sont emis au sein d'objets tels que les supernovae, les pulsars ou les noyaux de galaxie de type blazar, les plus extremes et les plus variables de ces derniers. L'observation des blazars permet d'etudier le comportement de la matiere dans des conditions physiques extremes et de sonder le passe lointain de l'univers. Un des themes principaux de ce travail de these a ete de developper les methodes d'analyse de donnees de CELESTE et de valider leur fonctionnement.<br> Un effort particulier a ete porte sur la recherche de criteres de rejectionhadronique efficaces, la sensibilite du detecteur y etant intimement liee. Une variable originale basee sur l'annalyse temporelle du front d'onde, a ete degagee dans ce but. Le fonctionnement du detecteur et de l'analyse de donneesa ete valide par l'observation de la nebuleuse du crabe, la chandelle standard de l'astronomie gamma. L'acceptance du detecteur a ete calculee a partir de simulations de type Monte-Carlo. Le seuil du detecteur, d'apres ces etudes, est de 30 GeV au niveau declenchement et de 60 GeV apres les coupures d'analyse. CELESTE fontionne de façon stable depuis Novembre 1999, avec 40 heliostats, et a accumule des donnees en quantite interessante sur 4 blazars.<br> Sur Mrk-421, plusieurs sursauts d'activite ont ete detectes et un flux moyen a pu etre calcule. Une correlatio a ete observee entre l'activite vue par CELESTE et celle vue au TeV et en X, confirmant les modeles de ce type d'objet. des limites superieures ont ete calculees sur Mrk501, 1ES0219+42.8 et 1ES2344+51.4. Il s'agit la des premieres observations de blazars entre 60 et 250 GeV.

NIL

Les réactions induites par des nucléons dans le domaine 20-200 MeV font depuis long temps l'objet d'une étude intensive. Le processus d'émission des particules dans la phase dite de pré-équilibre a une contribution très importante dans cette région et plusieurs approches théoriques ont été proposées afin de l'expliquer. Leur pouvoir prédictif doit être vérifiée par des comparaisons avec des données expérimentales dans diverses configurations. Les résultats expérimentaux présentés dans ce travail permettent l'extension vers les plus hautes énergies des bases de données, actuellement limitées aux énergies autour de 60 MeV.<br> Réalisées au cyclotron du laboratoire TSL à Uppsala (Suède), les expériences ont comme objectif la mesure des sections efficaces doublement différentielles de production des particules chargées légères jusqu'au A=4 dans des réactions induites par des neutrons de 96 MeV sur trois systèmes, avec un seuil en énergie bas et dans un domaine angulaire important (20-160 degrés). La procédure de normalisation employée dans le calcul des sections efficaces utilise la réaction de diffusion élastique np. La détection des protons avec deux dispositifs expérimentaux indépendants (SCANDAL et MEDLEY) permet un bon control des erreurs systématiques affectant les résultats.<br> Une étude systématique sur les prédictions des différents modèles théoriques est présentée dans la dernière partie de ce travail. A l'exception du modèle de simulation microscopique DYWAN, choisi pour son originalité dans le traitement des réactions nucléon-noyau, sont concernées généralement les approches implémentées dans des codes de simulation actuellement utilisés par la communauté scientifique.

NIL

Ce mémoire est composé de quatre chapitres. Le premier est consacré aux méthodes expérimentales, l'accent sera mis sur les problèmes liés à la sélection des événements. Je vais présenter dans le deuxième et troisième chapitre deux aspects de la multifragmentation vus par un expérimentateur. Le premier aspect concerne une étude statistique de la multifragmentation. Une comparaison des données avec le modèle SMM, permettra de dégager les problèmes liés aux hypothèses couramment faites pour étudier les transitions de phases. Une étude spécifique sur les caractéristiques des fragments primaires reconstruits sera présentée. Ceci permettra d'extraire la composante thermique emportée par les particules évaporées et l'énergie d'excitation des fragments. Malgré l'accord satisfaisant obtenu entre le calcul statistique et les observables statiques, une telle approche ne renseigne pas sur l'origine des fragments. Le deuxième aspect de ce mémoire est complémentaire du premier, il traite de la dynamique des collisions. Une comparaison des données avec des calculs de dynamique moléculaire anti-symétrisée AMD soulèvera des questions pertinentes sur les processus de multifragmentation. Au contraire des premiers chapitres, je terminerai avec une étude expérimentale sans «!à priori!» du système Xe + Sn à la plus basse énergie mesurée avec INDRA, 25 AMeV, aux alentours du seuil de la multifragmentation. Les propriétés des fragments détectés donnent des informations précieuses sur le mécanisme de leur formation. Une extension aux autres énergies et aux autres paramètres d'impact va permettre de donner une idée claire sur le mécanisme de production des fragments de masse intermédiaire.

On établit d'abord une approximation forte du processus empirique composé par une combinaison linéaire d'un pont brownien et d'un processus de Wiener.Ensuite le module d'oscillation du processus empirique composé est étudié et en particulier on établit une loi limite sur le comportement des oscillations de ce processus.Une loi fonctionnelle est démontrée pour le processus empirique composé indexé par des intervalles. Enfin on établit une nouvelle démonstration de la loi du logarithme itéré pour l'estimateur non paramétrique de la régression par la méthode des noyaux.

Le télescope spatial GLAST dont le décollage est prévu pour 2006 est destiné à l'astronomie gamma de haute énergie (de 30 MeV à 300 GeV). Il améliore d'un facteur 20 la sensibilité de son prédécesseur EGRET, et couvre un domaine d'énergie plus large. Le nombre de sources attendues pourrait s'élever jusqu'à dix mille.<br> L'utilisation d'un calorimètre segmenté longitudinalement et transversalement permet de mesurer l'énergie et la position des gerbes avec une bonne précision, malgré sa faible épaisseur. A partir de simulations et de tests sur faisceau, nous avons mis au point des méthodes de reconstruction adaptées aux divers domaines d'énergie et d'angle d'incidence : correction des pertes dans la matière passive du trajectographe, correction de fuites longitudinale, et ajustement de profil de gerbe. Les performances obtenues sont détaillées. Nous détaillons aussi la mesure de position dans un calorimètre segmenté et mettons en évidence un certain nombre de biais de mesure.<br> D'autre part, la forte augmentation du nombre de sources attendues et la possibilité d'observer des objets étendus motivent la mise au point de méthodes d'analyse plus efficaces que celles à base de maximum de vraisemblance utilisées actuellement. Nous proposons une méthode fondée sur l'analyse en ondelettes adaptée à la recherche de source sur un fond brillant et hautement structuré. La statistique des tranformées en ondelettes du fond est détaillée. La méthode a été testée sur les données d'EGRET et nous discutons son application à GLAST.<br> Enfin, nous proposons et discutons l'utilisation de GLAST comme télescope à électrons cosmiques de très haute énergie (de quelques centaines de GeV à quelques TeV). Nous discutons en particulier les implications d'une telle mesure vis-à-vis de la production d'électrons dans les restes de supernovae proches et de leur propagation dans le milieu interstellaire. Plusieurs modèles d'accélérations ont été envisagés au sein des restes connus au voisinage du Soleil.

La mesure des masses des noyaux permet d'obtenir l'énergie de liaison qui reflète toutes les interactions régnant au sein du noyau atomique. Pour les noyaux N=Z, l'énergie de liaison présente une singularité qui peut être reproduite par l'ajout d'un terme de Wigner dans les formules de masses. Cet effet est étudié par l'intermédiaire de l'interaction neutron-proton qui présente un excédent pour les noyaux N=Z qui tend à disparaître pour les noyaux pair-pair lorsque le nombre de masse A augmente. Cependant, pour les noyaux N=Z impair-impair, l'interaction neutron-proton tend à se stabiliser au delà de A=40 avec un excédent d'environ 2 MeV. Une mesure de la masse atomique du noyau N=Z=37 74Rb a été réalisée avec le spectromètre à radiofréquence MISTRAL qui est installé au CERN. La fréquence cyclotron du 74Rb à l'intérieur d'un champ magnétique est mesurée en la synchronisant avec la fréquence d'un champ électrique, qui module l'énergie cinétique des ions. Cette fréquence cyclotron est comparée à celle d'un noyau de référence, de masse bien connue, à l'intérieur du même champ magnétique et le rapport des deux fréquences donne le rapport des deux masses atomiques. Cette mesure dont la précision obtenue est de 116 keV, a confirmé la stabilisation de l'interaction neutron-proton pour les noyaux N=Z impair-impair. Différentes formules de masses ont été étudiées et l'interaction neutronproton a été calculée à partir des masses prédites par ces formules puis comparée aux valeurs expérimentales. En particulier, le modèle IBM-4, basé sur la symétrie SU(4) a été utilisé pour calculer les masses des noyaux N=Z et des noyaux pair-pair et ainsi en déduire l'interaction neutron-proton pour les noyaux N=Z pair-pair. Un autre point intéressant du 74Rb est sa décroissance super-permise vers le 74Kr dont l'énergie et la demi-vie permettent de calculer la constante de couplage vecteur de la théorie électrofaible, qui est supposée indépendante du noyau par l'hypothèse CVC.

L'exploration de la vallée de stabilité dans la direction des isospins est actuellement un enjeu très important en physique nucléaire. Dans ce cadre, les mesures de masses sont de très bonnes indications des changements de structures nucléaires et permettent la contrainte, loin de la stabilité, des modèles existants. Ce travail est consacré à l'étude de la région riche en neutrons autour de ^32_12Mg_20, nucléide radioactif de très courte durée de vie (95 ms). MISTRAL est un spectromètre à radiofréquence et à transmission en ligne installé au CERN à ISOLDE au cours de l'été 1997. La mesure de masse s'effectue par la mesure de la fréquence cyclotron de l'ion tournant dans un champ magnétique homogène comparée à celle d'un ion de référence. Cette méthode permet des mesures de masse très rapides et très précises (quelques 10−7). Des mesures de la masse de 25,26Ne et 32Mg ont été effectuées en 1999. L'analyse a été rendue complexe par la présence de nombreux isobares dans le faisceau radioactif. La masse de 32Mg a été trouvée plus liée de 280 keV par rapport aux tables. Les valeurs de MISTRAL pour les trois nucléides sont plus précises et ont donc le plus grand poids dans la nouvelle évaluation. La zone de déformation de la région étudiée est renforcée. La fermeture de couche à N = 20 semble disparaître pour ces nucléides. Une nouvelle méthode de mesure de masse avec le spectromètre MISTRAL ainsi que des comparaisons à des modèles classiques en physique nucléaire (modèle en couche, modèle de champ moyen, etc.) ont également été étudiées.

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