Search for top quark partner in the CMS experiment

La découverte en 2012 par les collaborations CMS et ATLAS d'un boson de Higgs avec une masse de $125~\text{GeV}$ et ayant des propriétés compatibles avec celles prédites par le Modèle Standard renforce la nécessité de répondre au problème de hiérarchie. La supersymétrie propose une solution naturelle à ce problème, privilégiant un partenaire scalaire du quark top, le stop ($\tilde{t}_1$), ayant une masse en dessous du TeV tandis que le plus léger des neutralinos ($\tilde{\chi}^0_1$), candidat pour la matière noire dans les modèles avec $R$-parité conservée, est attendu avec une masse de quelques centaines de GeV. Cette thèse se concentre sur la recherche de production directe de paires de stop se désintégrant suivant $\tilde{t}_1 \rightarrow t \tilde{\chi}^0_1$, ou $\tilde{t}_1 \rightarrow b \tilde{\chi}^\pm_1$ avec $\tilde{\chi}^\pm_1 \rightarrow W^\pm \tilde{\chi}^0_1$, en utilisant les données enregistrées par l'expérience CMS pendant le Run I du LHC à $\sqrt{s} = 8~\text{TeV}$. Cette recherche se base sur les événements contenant exactement un lepton, au moins quatre jets dont au moins un est étiquetté comme provenant d'un quark $b$, et une grande quantité d'énergie transverse manquante signant la production de neutrinos et possiblement de neutralinos. Le travail de cette thèse a d'abord permis d'améliorer la rejection d'un des bruits de fond majeurs de l'analyse. Des régions de signal ont ensuite été définies et optimisées. Une nouvelle méthode d'ajustement des bruits de fond a été integrée, et une procédure a été développée pour corriger des effets de contamination du signal. À défaut de mettre un signal en évidence, les résultats ont été interprétés en terme de contrainte sur l'espace ($m_{\tilde{t}_1}$,$m_{\tilde{\chi}^0_1}$), excluant des masses pour le stop et le neutralino jusqu'à $700~\text{GeV}$ et $250~\text{GeV}$ respectivement. Finalement, une ouverture sur le Run II du LHC est proposée à travers une étude sur l'utilisation de techniques d'étiquettage de $W$ dans le cadre de l'analyse, et une estimation de la sensibilité de l'analyse pour le début de la prise de données. En parallèle de ce travail d'analyse, une activité de validation des algorithmes d'étiquettage de jets $b$ a été poursuivie.