Etude théorique des processus électroniques ayant lieu au cours de collisions atomiques et moléculaires : approches non perturbatives

This work has been performed as a joint PhD between Université Moulay Ismail, Meknes-Morocco, and Université Pierre et Marie Curie, Paris-France. It concerns two different areas of collision physics: the first part of my research covers the study of ion-atom/molecule collisions in the intermediate energies (keV) , while the second deals with laser-assisted electron-atom scattering. The two subjects are interconnected since both concern the description of electronic processes occurring in scattering events and the study of highly non linear response of atomic and molecular targets to high or short time-dependent perturbations. The first part of the thesis focuses specifically on the modeling of electron transfer and ionization processes induced in collisions of ions and atomic/molecular targets. My work concentrates mainly on the phenomena of Young-type interferences, multi-scattering and Fraunhofer diffraction observed during these processes. The second part concerns the study of elastic and inelastic processes induced in electron-atom collisions in the presence of a strong laser field. The investigations focus on free, free transitions, in which the target remains in its initial state after the collision, and resonance phenomena in more complex processes where the target is simultaneously excited by the the electron-projectile and the radiation and when collisional and radiative interactions are strong enough to concurrently modify the internal state of the targetDeux domaines différents de la physique des collisions ont fait l’objet de mes travaux de thèse réalisés dans le cadre d'une cotutelle entre l'Université Moulay Ismail, Meknes-Maroc et l'Université Pierre et Marie Curie, Paris-France: le premier concerne les collisions ion-atome/molécule dans le régime des énergies intermédiaires (keV), alors que le second vise le domaine des collisions électron-atome assistées par un champ laser intense. Bien que distincts, les deux thèmes sont interconnectés puisqu'il s'agit principalement d'étudier, dans des approches non-perturbatives, les phénomènes de diffusion et la dynamique électronique des collisions de cibles atomiques et moléculaires soumis à de fortes et très courtes perturbations. La première partie porte spécifiquement sur la modélisation des processus de transfert électronique et d'ionisation induits lors de collisions d'ions et de cibles atomiques et moléculaires. L'étude porte particulièrement sur les phénomènes d'interférences de type Young, de multi-diffusion et de diffraction Fraunhofer observés au cours de ces processus. La deuxième partie de thèse repose sur une étude des processus de diffusion élastiques et inélastiques induits lors de collisions assistées par un champ laser intense. L'étude s’appuie sur l’analyse spécifique des transitions "libre-libre" au cours lesquelles la cible reste dans son état fondamental après la collision, et des phénomènes de résonance dans le processus d'excitation simultanée électron-photon de la cible