Tests d'Électrodynamique Quantique et Étalons de Rayons-X à l'Aide des Atomes Pioniques et des Ions Multichargés

L'objet de cette these est de presenter une nouvelle mesure de la masse du pion en utilisant la spectroscopie X de l'hydrogene pionique et des resultats de spectroscopie de l'argon et du soufre heliumoides. La nouvelle masse du pion a ete mesuree avec une precision 30% superieure a la moyenne mondiale actuelle, c'est-a-dire egale a 1.7 ppm. Elle a ete obtenue par spectroscopie de Bragg des transitions 5 -> 4 de l'azote pionique en utilisant les predictions theoriques de QED. Je presente le calcul de la structure hyperfine et celui de la correction de recul du noyau pour les atomes pioniques au moyen d'une nouvelle methode de perturbation de l'equation Klein-Gordon.Le spectrometre utilise pour cette mesure a ete caracterise grâce aux transitions relativistes des atomes heliumoides produits dans un nouveau type de source d'ions a resonance cyclotronique des electrons. Les spectres haute statistique de ces ions permettent de mesurer les energies de transition avec une precision de quelques ppm, ce qui permet de tester, avec un degre de precision jamais atteint, les predictions theoriques. L'emission de rayons-X des atomes pioniques et des ions multicharges peut ainsi etre utilisee pour la definition de nouveaux etalons de rayons-X de quelques keV.