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Along with the improvement of our knowledge of the Universe, increasingly detailed, varied and precise data sets appeared necessary to solve the remaining unknowns. Experiments thus improved their sensitivities and resolutions but also combined their observations into large multi-messenger and multi-wavelength data sets. If a source is variable the available temporal information can also be used to constrain the possible processes taking place in this source. Blazars are active galactic nuclei displaying important variability with electromagnetic emissions covering a large fraction of the observed electromagnetic spectrum, emitted in a relativistic jet of particles. The H.E.S.S. experiment is an array of Cherenkov telescopes located in Namibia performing astronomical observations using very high energy photons. In this manuscript, reviews of blazar physics, very high energy astronomy and the H.E.S.S. experiment are followed by various worked performed to analyse and use variable data from blazars. Tools were developed in the H.E.S.S. analysis software aiming at improving the analysis of flaring events. Sets of data obtained during flaring events of two blazars (3C 279 and PKS 2022-077) were analysed and put into context with contemporaneous multi-wavelength observations. A new task aiming at characterising blazar flare in a semi-systematic way is also introduced. The manuscript then ends with the results of the exploration of the parameter space of a lepto-hadronic emission model applied to a flare of TXS 0506+056 coincident with the detection of an astrophysical neutrino with IceCube., Suite à chaque amélioration de notre connaissance de l'Univers, la résolution des zones d'ombre restantes dans nos théories nécessite l'utilisation de données de plus en plus détaillées, précises et variées. Les expériences ont donc amélioré leur sensibilité et résolution, mais aussi combiné leurs données pour former des compilations de données multi-longueurs d'onde et multi-messagers. Si une source est variable, les informations temporelles peuvent aussi ajouter des contraintes aux processus ayant lieu dans celle-ci.Les blazars sont des noyaux actifs de galaxies dont les émissions électromagnétiques, qui couvrent une large fraction du spectre électromagnétique observé, sont fortement variables et émises par un jet relativiste. L’expérience H.E.S.S. est un réseau de télescopes Cherenkov situé en Namibie réalisant des observation astronomiques de photons de très haute énergies. Ce manuscrit commence par une revue de la physique des blazars, de l'astronomie à très haute énergies et de l'expérience H.E.S.S., qui est suivie par les descriptions de divers travaux réalisés pour analyser et utiliser des données de variabilité de blazars. Des jeux de données obtenus durant des périodes d'activités intenses de deux blazars (3C 279 et PKS 2022-077) ont été analysés et mis en relation avec les données multi-longueurs d'onde contemporaines. Une nouvelle tâche de travail visant à caractériser de manière semi-systématique les épisodes d'activité de blazars est aussi introduite. Enfin, le manuscrit se termine par les résultats d'une exploration de l'espace des paramètres d'un modèle d'émission lepto-hadronique appliqué à une observation de TXS 0506+056 avec une détection coïncidente d'une activité électromagnétique et d'un neutrino.

The last ten years saw the emergence of Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes as a mature and efficient technique for the study of the Very High Energy Universe, leading to the successful opening, mainly by the HESS experiment, of our understanding of the non-thermal Universe. This habilitation thesis summaries ten years of research in Very High Energy gamma-ray astronomy with HESS and CTA. In the first part, instrumental aspects such as the experiment conception, its calibration, the reconstruction of the events and the data analysis are presented. The second parts draws a panorama of the main discoveries in the domain., Les dix dernières années ont été marquées par l'arrivée à maturité de la technique d'imagerie Cherenkov atmosphérique, ce qui a permis, notamment grâce au réseau de télescopes HESS, l'ouverture d'une nouvelle fenêtre sur l'Univers non thermique. Ce mémoire d'habilitation retrace dix années de recherche en Astronomie Gamma de Très Haute énergie avec HESS puis CTA. Les aspects techniques tels que la conception de l'instrument, son calibrage, la reconstruction des événements et l'analyse de données sont présentées dans une première partie, tandis que la seconde brosse un panorama des grandes découvertes dans ce domaine.

The H.E.S.S. telescope (High Energy Stereoscopic System) is an experiment of four imaging Cherenkov Telescope looking on gamma rays from 100GeV to 100TeV. In 2012, the experiment will be upgrades in a second phase with a fifth telescope of 28 m of diameter in the center of the existing system. At the threshold of 15 GeV, electromagnetic shower will be detected only by this big telescope so a new data analysis is needed. A new method based on a multidimensional analysis has been developed. Therefore, the energy of electromagnetic shower is well reconstructed with a good discrimination down to 30 GeV. At low energy, the sensitivity will be at few percent of the Crab in 50 hours. This new method has been tested on H.E.S.S. data and is very competitive with respect to the other energy reconstruction methods; an extension for stereoscopic events is also shown. The calibration processes and the results of tests of photomultipliers are described. A propagation model of cosmic rays has been developed to study diffuse gamma ray emission. Protons and helium nuclei have been propagated in the galaxy to estimate the emission of neutral pion decays after an interaction with the interstellar medium. The map production is described form the beginning to the end. I have estimated the sensitivity of H.E.S.S. to the prediction of the model. The Sagittarius dwarf galaxy is study as a dark matter dominated object. I used the most efficient analysis of the H.E.S.S collaboration and decomposed the data as a function of the zenith angle to decrease the energy threshold.; Le système de télescopes H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) est une expérience constituée de quatre imageurs Cherenkov atmosphériques destinés à observer les rayons gamma de plus de 100 GeV et jusqu'à quelques dizaines de TeV. En 2012, une seconde phase de l'expérience consistera en l'ajout d'un cinquième télescope de 28 mètres de diamètre au centre du système existant. Au seuil de déclenchement de 15 GeV, les événements ne seront visibles que par ce grand télescope, une nouvelle méthode de reconstruction est proposée. A l'aide de plusieurs réseaux de neurones, l'énergie de gerbes électromagnétiques est bien reconstruite avec une discrimination du fond hadronique efficace à partir de 30 GeV. A basse énergie, la sensibilité totale permettra de détecter une source de quelques pourcent du Crabe en 50 heures. Cette méthode est testée sur les données de H.E.S.S. et s'avère compétitive ; une extension est présentée pour les événements stéréoscopiques. Les tests mis en place pour l'étalonnage des photomultiplicateurs sont présentés ainsi que les résultats obtenus. Un modèle de propagation de rayons cosmiques a été développé pour étudier l'émission du fond diffus gamma. Pour cela, il a fallu propager les protons et les noyaux hélium dans la galaxie et estimer le taux de pions neutres issus des interactions avec le milieu. La méthode de génération des cartes est décrite jusqu'à leur établissement. Dans le cas de H.E.S.S., j'ai estimé les sensibilités pour les comparer aux flux prédits par la modélisation. La galaxie naine sphéroïdale du Sagittaire a été étudiée comme source présumée de matière noire. Pour cela, les données ont été réparties en angles zénithaux similaires pour étudier l'effet du seuil de l'analyse dans les observations en utilisant les analyses les plus performantes de la collaboration H.E.S.S. Les sensibilités de détection ont été améliorées. Aucun excès d'événements notable n'a été observé.

The H.E.S.S. telescop (High energy Stereoscopic System), located in Namibia, is currently the most efficient for the observation of very high energy (VHE) gamma-ray sources. It is composed of 4 large diameter telescops working in stereoscopic mode and allows an unequaled survey of the galactic plane at these extreme wavelenghts. The H.E.S.S. experiment showed the presence of high energy particles up to 100 TeV within supernova remnant. This astrophysical objects are believed to be the main particle accelerator within the Galaxy. However, the particle nature remains unclear. This thesis presents a new observationnal approach in order to show hadronic particles acceleration through diffusive shock within supernova remnant. A search of supernova remnant associated with molecular cloud have been led within the HESS source catalog and the H.E.S.S. observations. An analysis of the new VHE gamma-ray source in Monoceros and its interpretation are presented. As well, the analysis and interpretation of new observations of the unidentified source HESS J1745-303 are presented. The multi-wavelength analysis of the new source HESS J1714-385, coincident with the supernova remnant CTB37A is presented. A contribution to the H.E.S.S. phase II building is also presented. This second phase consists in the building of a fifth telescop at the center of the existing system. The series tests of the new camera sampling system are reported., Le télescope H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System), implanté en Namibie, est actuellement le plus efficace pour l'observation de sources de rayons gamma de très haute énergie. Constitué de 4 télescopes de grand diamètre fonctionnant en stéréoscopie, il permet une cartographie sans précédent du plan de la Galaxie à ces longueurs d'onde extrêmes. L'expérience HESS a mis en évidence la présence de particules chargées d'énergie supérieure à une centaine de TeV dans plusieurs vestiges de supernova, lieux probables d'accélération de particules dans la Galaxie, sans toutefois pouvoir conclure sur la nature hadronique ou leptonique des particules. Cette thèse présente une démarche observationnelle alternative visant à mettre en évidence l'accélération de hadrons par onde de choc dans les vestiges de supernova. Une recherche de vestiges associés à des nuages moléculaires a été menée avec les sources déjà détectées par H.E.S.S. et dans l'ensemble des observations réalisées. L'analyse et l'interprétation de trois sources de rayons gamma sont décrites. La première est la nouvelle source découverte par H.E.S.S. dans la constellation de Monoceros. Je présente ensuite l'analyse des nouvelles observations réalisées en direction de la source non identifiée HESS J1745-303. Enfin l'analyse multi-longueurs d'onde de la nouvelle source de rayons gamma coïncidente avec le vestige de supernova CTB37A est décrite. Je développe les possibles interprétations de cette émission de rayons gamma. Un apport à la construction de la seconde phase de l'expérience H.E.S.S. est présentée. Cette deuxième phase consiste en l'adjonction d'un cinquième télescope de 28 mètres de diamètre au centre du système existant. J'ai pris en charge les tests et la sélection des 6000 puces constituant le système d'échantillonnage de la caméra qui équipera ce télescope.

The H.E.S.S. telescop (High energy Stereoscopic System), located in Namibia, is currently the most efficient for the observation of very high energy (VHE) gamma-ray sources. It is composed of 4 large diameter telescops working in stereoscopic mode and allows an unequaled survey of the galactic plane at these extreme wavelenghts. The H.E.S.S. experiment showed the presence of high energy particles up to 100 TeV within supernova remnant. This astrophysical objects are believed to be the main particle accelerator within the Galaxy. However, the particle nature remains unclear. This thesis presents a new observationnal approach in order to show hadronic particles acceleration through diffusive shock within supernova remnant. A search of supernova remnant associated with molecular cloud have been led within the HESS source catalog and the H.E.S.S. observations. An analysis of the new VHE gamma-ray source in Monoceros and its interpretation are presented. As well, the analysis and interpretation of new observations of the unidentified source HESS J1745-303 are presented. The multi-wavelength analysis of the new source HESS J1714-385, coincident with the supernova remnant CTB37A is presented. A contribution to the H.E.S.S. phase II building is also presented. This second phase consists in the building of a fifth telescop at the center of the existing system. The series tests of the new camera sampling system are reported.; Le télescope H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System), implanté en Namibie, est actuellement le plus efficace pour l'observation de sources de rayons gamma de très haute énergie. Constitué de 4 télescopes de grand diamètre fonctionnant en stéréoscopie, il permet une cartographie sans précédent du plan de la Galaxie à ces longueurs d'onde extrêmes. L'expérience HESS a mis en évidence la présence de particules chargées d'énergie supérieure à une centaine de TeV dans plusieurs vestiges de supernova, lieux probables d'accélération de particules dans la Galaxie, sans toutefois pouvoir conclure sur la nature hadronique ou leptonique des particules. Cette thèse présente une démarche observationnelle alternative visant à mettre en évidence l'accélération de hadrons par onde de choc dans les vestiges de supernova. Une recherche de vestiges associés à des nuages moléculaires a été menée avec les sources déjà détectées par H.E.S.S. et dans l'ensemble des observations réalisées. L'analyse et l'interprétation de trois sources de rayons gamma sont décrites. La première est la nouvelle source découverte par H.E.S.S. dans la constellation de Monoceros. Je présente ensuite l'analyse des nouvelles observations réalisées en direction de la source non identifiée HESS J1745-303. Enfin l'analyse multi-longueurs d'onde de la nouvelle source de rayons gamma coïncidente avec le vestige de supernova CTB37A est décrite. Je développe les possibles interprétations de cette émission de rayons gamma. Un apport à la construction de la seconde phase de l'expérience H.E.S.S. est présentée. Cette deuxième phase consiste en l'adjonction d'un cinquième télescope de 28 mètres de diamètre au centre du système existant. J'ai pris en charge les tests et la sélection des 6000 puces constituant le système d'échantillonnage de la caméra qui équipera ce télescope.