Développement d'une caméra gamma de troisième génération

La localisation des radioelements emetteurs gamma constitue un enjeu majeur pour l’industrie nucleaire et pour les applications de securite interieure. La camera gamma a masque code GAMPIX, developpee par le CEA LIST, est apte a realiser cette localisation. Sa principale limitation est l’absence d’information spectrometrique empechant l’identification des elements detectes. De la, l’objectif de la these a ete le developpement d’un spectro-imageur gamma a masque code permettant d’assurer conjointement la localisation et l’identification des radioelements emetteurs. Dans un premier temps, nous avons mis en place un systeme de detection optimise du point de vue de la spectrometrie en partant du systeme actuellement integre a GAMPIX, compose de la puce de lecture Timepix hybridee a un substrat de tellurure de cadmium. Apres reglage des parametres de la puce, nous avons determine la tension de polarisation optimale du substrat puis realise la calibration du systeme de detection. Un deuxieme axe de recherche a ete dedie a l’integration de l’information spectrometrique issue du systeme de detection dans le traitement des donnees. Deux approches ont ete mises en œuvre et testees, reposant respectivement sur un fenetrage en energie des donnees et sur l’utilisation d’algorithmes MLEM. Une derniere partie a enfin ete consacree a l’evaluation de detecteurs apportant une plus-value par rapport a Timepix en termes de performances spectrometriques. Deux detecteurs ont ete testes : le detecteur Medipix3 developpe par le CERN et le detecteur Caliste HD concu par l’IRFU (CEA). Ce dernier a ete integre a un prototype de camera gamma et des tests ont prouve la pertinence de son utilisation dans un tel systeme.