Abstract FR:

L'un des defis dans les accelerateurs de faisceaux intenses de particules est la maitrise des pertes dans les parois de la chambre a vide. Ces pertes, meme si elles ne concernent qu'une infime fraction du faisceau (10#-#4-10#-#7), peuvent etre suffisantes pour compliquer grandement la maintenance de tels accelerateurs. La formation de halo autour du cur du faisceau est a l'origine de ces pertes. L'objet de cette these est le recensement et l'etude theorique et experimentale de tous les phenomenes physiques pouvant etre a l'origine de la formation du halo d'un faisceau intense dans un accelerateur de particules. Apres avoir introduit les notions de base sur la dynamique de faisceau en charge d'espace, notions essentielles pour une bonne comprehension de l'etude du halo (chapitre i), je presente les methodes experimentales, dediees a la mesure du halo, que nous avons developpees et utilisees afin de mesurer le profil et la distribution du faisceau dans l'espace des phases sur une grande dynamique (chapitre ii). Les effets 1) de la desadaptation d'un faisceau (chapitre iii), 2) de la relaxation du faisceau vers un etat d'equilibre (chapitre iv), 3) des interactions resonantes entre les particules et les mouvements collectifs du faisceau (chapitre v), 4) de le diffusion du faisceau sur le gaz residuel de l'accelerateur (chapitre vi), ont ete etudies tour a tour d'abord analytiquement, puis numeriquement et enfin, pour la plupart, experimentalement. Certains autres effets tels le desalignement du faisceau, le decrochage en phase de certaines particules d'un faisceau groupe, et la compensation de charge d'espace ont ete plus succinctement etudies (chapitre vii).