Matière noire : détection directe, WIMP, Chambre à projection temporelle, Argon liquide, Simulation, Reconstruction

DarkSide-20k est la chambre à projection temporelle à double phase de nouvelle génération. Ce détecteur, intégré au programme DarkSide, consiste en une cible de 50 tonnes d'argon sous-terrain et en actuellement en construction au LNGS, en Italie. À l'issue de la prise de donnée qui commencera en 2027, DarkSide-20k atteindra une sensibilité de découverte d'interaction de WIMP et nucléons jusqu'à une section efficace de 10(-47) cm² à une masse de 0.1 TeV/c². La sensibilité projetée repose sur des technologies innovantes, telles que l'utilisation de photo-multiplicateur au silicon de bas bruit et haute efficacité et l'extraction d'argon en sous-terrain, ainsi que sur la puissante discrimination des formes d'impulsions de scintillation. Dans cette thèse, les motivations pour la recherche directe de matière noire et une description générale de l'expérience DarkSide-20k seront présentées. Puis seront décrites mes contributions à la définition du modèle de données des événements, au développement et à l'optimisation du traitement de signal en ligne et à la reconstruction des données. Ensuite, la sensibilité à des candidats de masses légères sera présenté pour DarkSide-20k ainsi que son prédécesseur, DarkSide-50. Enfin, des sujets auxiliaires seront abordés, tels que le design, l'installation et l'analyse de données d'une configuration de détecteur à neutron en vue de la caractérisation de la réponse de l'argon liquide à basse énergie.