Étude des gerbes hadroniques dans un calorimètre à grande granularité et étude du canal e+e- → HZ (Z → qq) dans les futurs collisionneurs leptoniques

Le futur Collisionneur Lineaire International ILC est un projet de collisionneur leptonique dont le but est de poursuivre le programme physique effectue par le LHC. Ce collisionneur permettra, entre autres, de mesurer avec precision les proprietes du boson de Higgs, decouvert en 2012 au LHC. Deux detecteurs de particules sont prevus pour equiper le point de collision de l'ILC, le Grand Detecteur International ILD et le Detecteur en Silicium SiD. Ces deux detecteurs sont concus afin de permettre l'application d'algorithmes de suivi de particules. Cette technique innovante permettrait d'ameliorer la reconstruction et la mesure en energie des jets. Pour permettre l'application de ces algorithmes de suivi de particules, les calorimetres equipant ces detecteurs doivent disposer d'une tres grande granularite. Le calorimetre hadronique a lecture semi-numerique SDHCAL fait partie des options possibles pour equiper l'ILD. Ce calorimetre utilise des chambres a plaques resistives de verre comme partie active. La lecture s'effectue par des canaux de 1 cm x 1 cm. Un prototype a ete developpe en 2011, en grande partie a l'Institut de Physique Nucleaire de Lyon, et regulierement soumis a des faisceaux de muons, d'electrons et de hadrons au CERN. Une grande partie de cette these est consacree a mes travaux sur le programme de simulation du SDHCAL. L'analyse des donnees enregistrees en Octobre 2015 m'a permis de perfectionner l'algorithme de simulation des chambres a plaques resistives de verre utilisees dans le prototype. Une comparaison de la topologie des gerbes hadroniques et electromagnetiques entre des gerbes provenant de donnees experimentales et des gerbes simulees sera presentee. Une autre partie est consacree a la reconstruction de l'energie des gerbes hadroniques au sein du SDHCAL. En utilisant la simulation du SDHCAL, j'ai pu etudier l'impact de la composante electromagnetique sur l'estimation de l'energie des gerbes hadroniques, ce qui m'a permis de proposer une methode alternative de reconstruction de l'energie permettant d'ameliorer les performances du SDHCAL. J'ai pu egalement etudier l'impact de l'utilisation d'une electronique de lecture plus avancee sur l'estimation de l'energie. La derniere partie de cette these est consacree a l'etude de la mesure de la section efficace du processus e+e- → HZ en utilisant les desintegrations hadroniques du Z, dans le cadre d'une simulation complete de l'ILD utilisant le SDHCAL comme calorimetre hadronique. Pour une energie de collision de 250 GeV, la precision attendue sur la mesure de cette section efficace est de 1,8%. Cette precision est comparable a celle obtenue en utilisant les desintegrations leptoniques du Z