Note publique d'information : Une solution au problème astrophysique de la matière sombre pourrait être apportée
par la détection de WIMPs, particules prédites par la supersymétrie. Sa détection
directe nécessite de grandes masses de détecteurs capables d'identifier le signal
d'un WIMP parmi le fond radioactif et cosmique environnant. Cette thèse se déroule
dans le cadre de l'expérience EDELWEISS et la future expérience EURECA qui lui succédera.
Ces expériences utilisent une technologie basée sur des détecteurs cryogéniques (bolomètres)
à double voies, fonctionnant à quelques dizaines de mK. Ils sont constitués de cristaux
qui sont le siège des interactions des particules, dont les dépôts d'énergie vont
entraîner une élévation de température ainsi que l'ionisation du cristal, pouvant
entraîner des charges ou des photons selon sa nature. Afin d'augmenter la palette
de cibles pouvant faire office de bolomètres scintillants, nous avons mis en place
un dispositif expérimental permettant d'étudier la scintillation de cristaux refroidis
jusqu'à 3 K. Il est basé sur un cryostat à géométrie optique compacte permettant une
collecte de lumière améliorée. Une méthode de comptage de photons individuels ainsi
qu'un traitement statistique des données permettent de mesurer l'évolution du rendement
lumineux et des constantes de temps de scintillation de cristaux entre la température
ambiante et 3K. Cette thèse présente ainsi les résultats obtenus à 3 K avec ce dispositif
expérimental sur deux cristaux, bien connus à température ambiante: le BGO (Bi4Ge3O12)
et le BaF2. Nous présentons également les résultats sur la luminescence du saphir
dopé au titane (Ti:Al2O3), sous VUV et refroidi à 8 K.
Note publique d'information : A solution to the dark matter problem in astrophysics could be found by the detection
of WIMPs, particles predicted by supersymmetry. Its direct detection requires a large
mass of detectors, able to identify WIMPs in the background of natural radioactivity
and cosmic rays. This thesis takes place within the framework of the EDELWEISS and
the future EURECA experiments. These experiments use a technology based on two channel
cryogenic detectors (bolometers), working at a few tens of mK. They are made of crystals
in which the energy deposited by particle interactions will produce a temperature
increase (phonon signal), and where the ionization of the crystals results in either
a charge or photon signal, depending on their nature. In order to broaden the range
of targets for scintillating bolometers, we have built a setup to study the scintillation
of crystals cooled down to 3 K. It is based on a cryostat with a compact optical geometry
allowing enhanced light collection. Thanks to an individual photon counting technique
and a statistical treatment of data, it allows us to measure the evolution of the
the light yields and the decay time components between room temperature and 3 K. Thus
this thesis presents the results obtained at 3 K on two well known room temperature
crystals: BGO (Bi4Ge3O12) and BaF2. We also study the luminescence properties of titanium
sapphire (Ti:Al2O3), under VUV excitation cooled down to 8 K.
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