Symétries nucléaires à faible isospin

With the development of radioactive beams, an area of intense research in nuclear physics concerns the structure of exotic systems with roughly equal numbers of protons and neutrons. These nuclei might in fact develop a proton-neutron superfluidity whose importance compared to pairing correlations between like nucleons is currently investigated. The work presented in this thesis suggests to look at such a competition in an algebraic framework based on a Wigner SU(4) symmetry that combines the pseudo-spin and isospin degrees of freedom. After a detailed review of group theory in quantum mechanics, the validity of the pseudo-SU(4) classification is shown via a direct analysis of realistic shell model states. Its consequences on binding energies and β decay are also studied. Moreover, a simplified boson realisation with zero orbital angular momentum is used to find some physical features of N=Z nuclei such as the condensation of α-like structures or the destruction of isoscalar superfluid correlations by the spin-orbit potential. Finally, another bosonization scheme that includes quadrupole degrees of freedom (IBM-4 model) is tested for the first time by diagonalization of a full Hamiltonian deduced from a realistic shell model interaction. The quality of the results, especially for odd-odd nuclei, allows one to consider this boson approximation as an alternative to standard fermionic approaches for the collective structure of the exotic line N∼Z=28-50.Avec le développement des faisceaux radioactifs, un intérêt particulier est actuellement porté aux noyaux exotiques riches en protons. Ces structures offrent en effet la possibilité de développer une superfluidité proton-neutron dont l'importance vis à vis des corrélations d'appariement entre nucléons identiques fait l'objet de nombreuses études théoriques. Le travail présenté propose précisément d'aborder ce problème dans le cadre d'une approche algébrique basée sur une symétrie SU(4) de Wigner combinant les degrés de liberté de pseudo-spin et d'isospin. Après avoir repris en détail les implémentations de la théorie des groupes en mécanique quantique, la pertinence de la classification pseudo-SU(4) est directement montrée au niveau des états réalistes du modèle en couches. Ses conséquences au niveau des masses et des transitions de décroissance β sont également analysées. Sa réalisation partielle en bosons de moment orbital nul est de plus utilisée pour mettre en évidence un certain nombre de phénomènes physiques spécifiques à la ligne N = Z comme la condensation en structures de type α ou la destruction par le potentiel spin-orbite des corrélations superfluides isoscalaires. Enfin, un autre schéma de bosonisation incluant des degrés de liberté quadrupolaires (modèle IBM-4) est testé pour la première fois en diagonalisant un hamiltonien complet déduit d'une interaction réaliste du modèle en couches. La qualité des résultats obtenus, plus particulièrement pour les noyaux impair-impair, permet raisonnablement d'envisager l'utilisation de cette approximation en bosons comme alternative aux approches fermioniques standard pour élucider la structure collective de la ligne exotique N ∼ Z = 28-50