Mesure de la section efficace de production de paires de quarks top dans le canal lepton+tau+jets+met dans l'expérience D0 et interprétation en terme de boson de Higgs chargé

N° d'ordre : DU 1894, EDSF : 594The standard model of particle physics describes the matter as elementary particles interacting via strong and electroweak interactions. The top quark is the heaviest quark described by this model and has been discovered in 1995 by CDF and D0 collaborations in proton-antiproton collisions at the Tevatron. This thesis is devoted to the measurement of the top pair production cross-section via the strong interaction, in a final state composed of one lepton, one hadronic tau, two b-jets and missing transverse energy. This analysis uses the 1.2 fb-1 of Run IIb data collected between July 2006 and August 2007, combined with the Run IIa data to obtain a 2.2 fb-1 analysis. One part of the work described here is devoted to the trigger system, which is the first part of any analysis, and in particular to the tau identification at the level 3 and the “jets+met" triggers. The problematic of the jet energy resolution is also addressed with the eta-intercalibation of the hadronic calorimeter and with the use of the central preshower detector in the jet energy definition. The obtained top pair production cross-section is:sigma=7.32+1.34-1.24(stat)+1.20-1.06(syst)±0.45(lumi) pbThis measurement is in good agreement with the standard model predictions and can be used to restrain the possibilities of new physics, such as the existence of a charged Higgs boson lighter than the top quark. An exclusion limit has been obtained in the (tan beta, mH±) plan and is presented in the last part of this manuscript.Le modèle standard de la physique des particules décrit la matière constituée de particules élémentaires qui interagissent via les interactions fortes et électrofaibles. Le quark top est le quark le plus lourd décrit par ce modèle et a été découvert en 1995 par les collaborations CDF et D0 dans les collisions proton-antiproton du Tevatron. Cette thèse est consacrée à la mesure de la section efficace de production de paire de quarks top par interaction forte, dans un état final contenant un lepton, un tau hadronique, deux jets de b et de l'énergie transverse manquante. Cette analyse utilise les données collectées au début du Run IIb entre juillet 2006 et aout 2007, soit une luminosité de 1,2 fb-1 qui sont combinées avec les données du Run IIa pour atteindre une luminosité de 2,2 fb-1. Une partie du travail de thèse décrit ici est consacrée au système de déclenchement du détecteur D0, qui constitue la première étape de toutes les analyses, et en particulier à l'identification des leptons taus au niveau 3 du système de déclenchement et aux déclenchements « jets+met » basés sur la présence de jets et d'énergie transverse manquante. La problématique de la résolution en énergie des jets est également abordée, sous l'angle del'intercalibration en eta du calorimètre hadronique et avec l'utilisation du détecteur de pied de gerbe central (CPS) dans la définition de l'énergie des jets. La section efficace de production de paires de quark top obtenue est :sigma=7,32+1,34-1,24(stat)+1,20-1,06(syst)±0,45(lumi) pbCette mesure est en accord avec les prédictions du modèle standard et permet de contraindre la présence de nouvelle physique, telle que l'existence d'un boson de Higgs chargé plus léger que le quark top. Une limite d'exclusion a ainsi été obtenue dans le plan (tan beta, mH±) et est présentée dans la dernière partie de ce manuscrit