Recherche indirecte de la nouvelle physique à travers les observables de la physique des saveurs

Precision measures of electroweak and flavour observables, at both low and high energies, are highly complementary to direct searches for New Physics at high-energy colliders. Despite the discovery of the Higgs boson at the Large Hadron Collider, and of the overwhelming successes of the Standard Model, several observational and theoretical problems remain to be addressed. In addition to neutrino oscillation phenomena, the Standard Model fails to explain the baryon asymmetry of the Universe, and does not offer a viable dark matter candidate. In recent years, numerous deviations between the Standard Model prediction and experimental measurements have been identified; interestingly, most are closely connected to lepton flavours.In this thesis we have explored several aspects of flavour physics, focusing on the phenomenological implications of models of massive neutrinos, and of several Standard Model extensions capable of accommodating current tensions on anomalous magnetic moments of charged leptons and several B-meson decay observables.Following a brief introduction to the Standard Model and an overview of phenomenological aspects of flavour in the lepton sector, numerous phenomenological aspects of massive neutrinos (with particular attention to the interplay of leptonic CP violation and lepton flavour violation) are explored. The very appealing inverse seesaw mechanism (endowed with flavour and CP symmetries) is analysed, focusing on phenomenological consequences.The tensions in the anomalous magnetic moments of the electron and the muon are also investigated, especially in view of further peculiar excesses in nuclear transitions.Finally, B-meson decay anomalies, which have been the object of increasing attention, are considered, relying on model-independent analysis (using effective field theories) which pave the way to the phenomenological study of simplified leptoquark models.Les mesures de précision d’observables électrofaibles et de saveurs, à la fois à basse et à haute énergie, sont hautement complémentaires aux recherches directes de nouvelle physique au près des collisionneurs à haute énergie. Malgré la découverte du boson de Higgs au LHC, et les succès remarquables du Modèle Standard, il reste néanmoins quelques problèmes observationnels et théoriques à résoudre. Outre que le phénomène d'oscillation des neutrinos, le Modèle Standard ne parvient pas à expliquer l'asymétrie baryonique de l'Univers et n'offre pas de candidat viable au problème de la matière noire. Ces dernières années, de nombreuses déviations entre les prédictions du Modèle Standard et les mesures expérimentales ont été identifiées ; il est intéressant de remarquer que la plupart d’entre elles sont étroitement liées aux saveurs leptoniques.Dans cette thèse, nous avons exploré plusieurs aspects de la physique des saveurs (aussi bien leptonique qu’hadronique), en nous concentrant sur les implications phénoménologiques de modèles de neutrinos massifs, ainsi que sur certaines extensions du Modèle Standard capables d'accommoder les tensions actuelles en ce qui concerne les moments magnétiques anormaux des leptons chargés et aussi de plusieurs observables liées à la désintégration des mésons B.Après une brève introduction au Modèle Standard et un aperçu des aspects phénoménologiques de la saveur dans le secteur leptonique, de nombreux aspects phénoménologiques des neutrinos massifs (avec une attention particulière à l'interaction entre la violation de CP leptonique et la violation de la saveur leptonique) sont explorés. Une réalisation du mécanisme du « Inverse Seesaw », qui demeure une des possibilités les plus envisagées actuellement pour expliquer les masses et mélanges des neutrinos, est analysée, en particulier en ce qui concerne les conséquences phénoménologiques d’une telle réalisation dotée de symétries de saveur et de CP. Les tensions dans les moments magnétiques anormaux de l'électron et du muon sont également étudiées, notamment en vue d'autres excès observés dans des transitions nucléaires. Enfin, les anomalies dans les désintégrations des mésons B, qui font l'objet d'une attention croissante ces toutes dernières années, sont examinées, en s'appuyant sur une analyse indépendante du modèle (à l'aide des théories effectives), et qui ouvre la voie à l'étude phénoménologique de modèles simplifiés de leptoquarks