Étude de la production de Higgs en association avec tt quarks

The scientific work presented in this thesis is based on proton proton collision produced,at 13 TeV in the center of mass, created by the Large Hadron Collider (LHC) and recordedbetween 2015 and 2017 by the ATLAS detector.After a short introduction on the physics program at LHC, the first chapter gives a comprehensiveoverview of the theoretical context and motivation. Then a complete descriptionof the ATLAS detector and more generally the experimental setup is given with a highlighton the different physics objects used in this research.The third chapter is dealing with a measure of the performances of the ATLAS electromagneticcalorimeter, namely the study of the electron identification efficiencies using Wdecaying into electrons and neutrinos events.In the following chapters, the core of this thesis work, the search and study of the associatedHiggs boson production with top quark pair, so-called ttH production, within theStandard Model schema and beyond is treated. The observation for ttH production withthe ATLAS detector recently announced in 2018 represents a significant milestone for theHigh-Energy Physics field.In order to broaden the spectrum of this ttH analysis beyond the SM, this 4L channel finalstates was also studied in the context of the search for doubly charged Higgs boson decayinginto W±W±, H±± → W±W±.In conclusions, future prospects in Standard Model (SM) as well as Beyond SM (BSM)scientific results that could be reached using the full Run1 and Run2 combined availablestatistics are given.Le travail scientifique présenté dans cette thèse s’appuie sur des collisions proton proton,à 13 TeV dans le centre de masse, produite par le grand collisionneur de Hadron (LHC) etenregistrées entre 2015 et 2017 par le détecteur ATLAS.Après une brève introduction sur le programme de physique du LHC, le premier chapitredonne un aperçu complet du contexte et des motivations théorique. Ensuite une descriptioncomplète du détecteur ATLAS et plus généralement de l’ensemble expérimental est donnéeen détaillant les différents objets physiques utilisés dans cette recherche.Le troisième chapitre traite d’une des mesures des performances du calorimètre électromagnétiqueATLAS, à savoir l’étude des efficacités identification électronique à l’aide de Wse désintégrant en électrons et neutrinos.Dans les chapitres suivants, le coeur de cette thèse, la recherche et l’étude de la productionassociée de boson de Higgs avec une paire de quark top, appelée production ttH, est traitéedans le schéma du modèle Standard et au-delà. L’observation de la production ttH avec ledétecteur ATLAS a été récemment annoncée en 2018 et représente une étape importante pourle domaine de la physique des hautes énergies.Afin d’élargir le spectre de cette analyse tth au-delà du SM, cet état final du canal 4L aaussi été étudié dans le cadre de la recherche de bosons de Higgs doublement chargés sedésintégrant en W±W±, H±± → W±W±.En conclusions, les perspectives sur les futurs résultats scientifiques dans le modèleStandard (SM) ainsi que au-delà de SM (BSM) qui pourraient être atteint en utilisant lesstatistiques complètes des Run1 et Run2 combinés sont donnés