Étude des antineutrinos de réacteurs : mesure de l'angle de mélange leptonique θ₁₃ et recherche d'éventuels neutrinos stériles

L’experience Double Chooz a pour but la mesure precise de l’angle de melange θ₁₃. Son evaluation repose sur l’etude de la disparition des antineutrinos produits par les reacteurs de la centrale de Chooz, disparition due au phenomene d’oscillation des neutrinos. Deux detecteurs identiques composes de liquide scintillant permettent d’effectuer une mesure relative, diminuant ainsi les incertitudes systematiques. Le detecteur proche, qui fournit la normalisation du flux de neutrinos emis, est en cours d’installation, son achevement est prevu pour le printemps 2014. Le detecteur lointain, sensible a l’effet de θ₁₃, est situe a un kilometre environ et prend des donnees depuis 2011. Dans cette premiere phase de l’experience, les donnees acquises par le detecteur lointain sont comparees a une prediction du flux de neutrinos emis par les reacteurs pour estimer le parametre θ₁₃. Au sein de cette these, l’experience Double Chooz et son analyse sont presentees. Une attention particuliere est portee a l’etude des bruits de fond et au rejet de signaux parasites constitues de flashs lumineux emis par les photo-multiplicateurs. Les flux de neutrons aux interfaces entre les differents volumes du detecteur affectent la definition du volume d’interaction et partant l’efficacite de detection. L’etude detaillee de ces effets de bord est presentee. Dans le cadre de l’experience Double Chooz, des etudes ont ete menees afin d’ameliorer la prediction des flux de neutrinos emis par les reacteurs. Ces travaux ont mis a jour un deficit des taux de neutrinos observes dans les experiences passees a courtes distances des reacteurs. Ce deficit pourrait s’expliquer par une oscillation vers une saveur sterile. Le projet Stereo a pour but d’observer la distorsion — caracteristique de l’oscillation — du spectre des neutrinos en energie et en distance de propagation. Cette these s’attache a presenter le concept du detecteur, les simulations realisees, ainsi que les etudes de sensibilite. Les differents bruits de fond et les blindages envisages pour s’en premunir sont enfin discutes.