Search for populations of unresolved sources of high energy neutrinos with the ANTARES neutrino telescope

La physique des astroparticules est un domaine de la physique lie a l'etude des phenomenes astrophysiques les plus violents de l'univers comme les trous noirs dans les galaxies actives (AGN) ou les sursauts de rayons gamma (GRB), qui emettent plusieurs messagers cosmiques comme des neutrinos, des ondes gravitationnelles, des rayonnements electromagnetiques et des particules chargees. Pour mieux comprendre ces objets une approche multi-messagers est mise en place au sein de laquelle, l'observation de neutrinos cosmiques est devenue un enjeu majeur. Grâce a ses caracteristiques physiques, les neutrinos permettent d'ouvrir une nouvelle fenetre d'observation sur l'univers lointain et de mieux comprendre les phenomenes physiques qui se produisent dans les environnements astrophysiques les plus denses.Cette these comporte trois grandes parties. La premiere partie est composee par trois chapitres consacres au contexte scientifique dans lequel se developpe le reste de la these. Dans le premier chapitre sont decrites les motivations scientifiques de la recherche de neutrinos cosmiques de haute energie. Puis, dans le chapitre 2 sont decrites les caracteristiques principales des noyaux actifs de galaxie (AGN) comme sources potentielles de neutrinos. Ces sources ont ete choisies comme objets "test" dans la recherche de sources potentielles. Enfin, le troisieme chapitre est consacre au principe de detection et aux principaux resultats des telescopes a neutrinos en operation. La deuxieme partie de la these est consacree a la description technique du telescope a neutrinos ANTARES, et est composee de deux chapitres. Le chapitre 4 decrit le telescope ANTARES, l’acquisition et la selection des donnees. Dans la derniere partie de ce chapitre, le travail effectue pour mesurer la perte d’efficacite des photomultiplicateurs (PMTs) en utilisant la ligne de base des taux de comptage des signaux est decrite. Le chapitre 5 est consacre a la simulation Monte Carlo. Les differents programmes de simulation utilises par la collaboration ANTARES sont presentes, et les differents processus simules sont decrits. Une contribution au programme officiel de generation des evenements est decrite, relative a l’implementation de la propagation des taus ainsi que l’ajout dans la simulation de 15 canaux de decroissance.La troisieme partie est consacree a la recherche de signaux cosmiques potentiels dans les evenements enregistres par ANTARES. Elle comporte 4 chapitres. Le chapitre 6 est une description de la methode de recherche de signal, le chapitre 7 est dedie presente les principes d’une analyse fondee sur une fonction de correlation a 2 points qui sera effectuee dans le chapitre 9 afin de chercher un eventuel exces de neutrinos cosmiques dont la distribution spatiale attendue est differente de celle des neutrinos atmospheriques. Cette methode est particulierement adaptee pour detecter l’effet collectif produit par des populations de sources ponctuelles faibles. Le chapitre 8 decrit la simulation du flux de neutrinos emis par des sources de type AGN. En utilisant la fonction de luminosite pour plusieurs classes d'AGN obtenu a partir d'observations en rayonnement X de ces objets et l'acceptance d'ANTARES, un ensemble de simulations de neutrinos provenant de populations d'AGN est obtenu en fonction de deux parametres lies au nombre d'AGN dans la population et a leurs luminosites. L’analyse de ces evenements avec la fonction de correlation a deux points est detaillee dans le chapitre 9.