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Development of the source calibration system of the STEREO experiment and search for sterile neutrinos at the ILL

L'expérience STEREO a été proposé afin de donner une réponse sans ambiguïté à l'idée d'un état de neutrino stérile léger (∆m² ∼ 1eV²) comme l'origine de l'anomalie réacteur des antineutrinos. Le but de l'expérience est de confirmer ou de rejeter cette hypothèse en recherchant un patron d'oscillation à courte distance (9-11 m) dans le spectre en énergie des ν¯e's émis par le réacteur nucléaire de recherchede l'Institut Laue-Langevin à Grenoble (France). A cet effet, le détecteur est composé de 2 tonnes du liquide scintillant dopé au Gd et lu par un réseau detubes photomultiplicateurs, et est segmenté en 6 cellules dans la direction de propagation des antineutrinos. Les ν¯e's sont détectés par le processus IBD en observant un signal corrélé dans le temps d'un dépôt d'énergie rapide d'un positron et un signal retardé produit par la capture d'un neutron. La mesure des petites oscillations deformant le spectre d'énergie des antineutrinos nécessite une bonne résolution en énergie et une excellente connaissance de la réponse du détecteur. Ce manuscrit présente une étude de simulation détaillée basée sur le logiciel Geant 4 STEREO, ce quia permis le développement du système de calibration par sources. Ce système a été conçu pour répondre à toutes les exigences physiques de STEREO: calibrer l'échelle de l'énergie et de l'efficacité de capture de neutrons au niveau de 2%, connaître la réponse en énergie dans le spectre d'énergie réacteur antineutrino(1-8 MeV), étudier et la caractériser la réponse et des non-uniformités du détecteur. A cet effet, on propose un système de calibration consistant en trois sous-systèmes : un sous-système automatisé pour déplacer des sources radioactives autour du détecteur pour calibrer l'échelle en énergie dans chaque cellule de manière indépendante. Un second sous-système pour déplacer une source AmBe sous le détecteur, dont l'objectif est d'inter-calibrer l'efficacité de capture de neutrons entre les cellules. Enfin, un troisième système manuel qui consistent en trois tubes de calibration placés à l'intérieur du liquide scintillante pour évaluer l'efficacité absolue de la capture des neutrons dans trois cellules différentes. La dernière partie de ce manuscrit est consacré à l'étude et la caractérisation du bruit de fond gamma et les signaux neutrino attendus
Computer Program, English, 2016