Abstract FR:

Le but de cette these consiste en l'etude de phenomenes de collisions et la mise en evidence d'effets collectifs entre atomes refroidis par laser. Elle est divisee en trois parties distinctes: pour pouvoir observer des collisions entre atomes froids, il est necessaire de mettre en place des dispositifs livrants des echantillons d'atomes froids denses. Une premiere partie s'occupe des experiences de mise en place et d'amelioration d'un piege magneto-optique a deux dimensions. Avec un tel dispositif, on a ete capable de comprimer des jets ralentis sur un diametre de 200 micrometres, tout en augmentant la densite d'un facteur 300. Desirant connaitre le comportement d'atomes de rydberg en presence de champs electriques externes, on a entrepris des experiences spectroscopiques de croisements evites entre etats stark du cesium. Le developpement d'une nouvelle methode profitant de la dependance du chemin d'ionisation sur les croisements evites a permis de les caracteriser jusqu'a des largeurs de 30 mhz. La troisieme partie de cette these detaille les experiences de collisions resonnantes entre atomes de rydberg qui ont ete realisees sur des atomes de cesium d'un jet thermique et d'un piege magneto-optique a trois dimensions. En examinant les resultats obtenus, on observe une nette difference entre ces deux regimes de collisions. Les collisions thermiques sont correctement decrites en tant que processus de collision entre deux atomes isoles, presentant une section efficace et une vitesse de collision. Dans le cas d'atomes ultra-froids, la vitesse de collision devient nulle et le temps de collision excede la duree de vie des atomes de rydberg impliques. Ceux-ci voient une interaction constante qui depend du nombre et de la densite de partenaires de collision. On assiste ainsi a des effets collectifs entre atomes de rydberg qui sont figes dans une sorte de gaz gele ou de cristal desordonne