Le couplage de la spectroscopie d'electrons, du rayonnement synchrotron et de faisceaux laser nous a permis d’etudier d’une part la photoionisation resonnante d’atomes aloalins ou aloalino-terreux initialement dans leur etat fondamental (Ba) ou excite (Ba*, Na*) d’autre part les processus de transfert collisionnels d'energie aboutissant a l'ionisation d'une vapeur d'atomes (Ba) irradiee par un rayonnement laser resonnant L'etude des differentes voies de relaxation des etats autoionisants peuples a partir de l’etat fondamental du baryum nous a permis de caracteriser differentes resonances d'excitation d’un electron 5p ainsi que de mesurer la force d'oscillateur associee a l'ensemble de ces transitions d'excitation. Nous avons egalement determine les seuils d'ionisation 5p vers lesquels convergent differente series du spectre de photoabsorption. La relaxation d'etats autoionisants peuples par rayonnement synchrotron a partir des etats 6s5d 1,3D du baryum excite a pu egalement etre observee et analysee pour la premiere fois, permettant la mise en evidence et la caracterisation des similarites et des differences dans le comportement d'atomes a l'etat fondamental et a l’etat excite. L'observation des electrons de tres basse energie emis dans les processus collisionnels de transfert d'energie et la mesure precise de leur energie cinetique a permis, dans le baryum excite, de determiner sans ambiguite la succession des mecanismes aboutissants a l'ionisation de la vapeur : collision d'association d'energie, collision d’energie Penning. Enfin, nous avons demontre, dans une experience de faisabilite realisee sur le sodium, la possibilite de peupler des etats tres excites proches de la limite d'ionisation en quantite suffisante pour que leur interaction avec le rayonnement synchrotron soit detectable L'autoionisation des etats ainsi crees par l'excitation d'un electron de couche interne et d'un electron de couche externe a ete observee et analysee. Les energies de ces etats ont ete mesurees ainsi que les forces d’oscillateur relatives des transitions conduisant a leur creation.
Etude des effets de saturation sur un miroir a conjugaison de phase optique et phenomenes de diffraction d'ordre eleve sur un reseau induit optiquement. Ces etudes d'optique non lineaire ont ete effectuees en milieu gazeux resonnant. L'usage de faisceaux incidents saturants affecte notamment les formes de raie des resonances obtenues, ainsi a l'efficacite du processus. Quoique la technique classique pour obtenir un systeme a conjugaison de phase soit le melange degenere a quatre ondes ou toutes les frequences d'irradiation sont egales (holographie en temps reel), des variantes sont possibles, qui utilisent le melange non degenere a quatre ondes (plusieurs frequences incidentes) multiresonnant. Des phenomenes induits par des coherences a deux photons ont ainsi pu etre observes, qui laissent presager la possibilite d'obtenir de fortes efficacites, grâce a un mecanisme de compensation entre effet Stark et effet Doppler. -Observation d'une oscillation conjuguee. Dans certaines conditions (fortes·densites·atomiques), il est possible d'obtenir en conjugaison de phase, des reflectivites depassant l'unite: un resonateur constitue d'un miroir ordinaire et d'un tel miroir a conjugaison de phase possedant du gain, est donc une cavite auto-oscillante (Laser a conjugaison de phase). Nous avons demontre, et ce pour la premiere fois, qu'une telle oscillation pouvait etre observee sur la vapeur de Sodium a resonance en regime continu. Spectroscopie sans effet Doppler dans une onde evanescente. On sait que dans les conditions de la reflexion totale sur une surface, une onde evanescente est creee dans le milieu ayant la plus faible densite optique. Nous avons etendu les techniques classiques de spectroscopie de saturation sans effet Doppler (absorption et dispersion saturees) au cas des ondes evanescentes. La longueur de propagation d'une onde evanescente etant de l'ordre de la longueur d'onde optique, on peut ainsi etudier le·comportement des atomes au voisinage d'une paroi ou faire de la spectroscopie dans des milieux optiquement epais.
Dans cette thèse, nous nous intéressons à la propagation d'un faisceau laser au travers d'une vapeur chaude de rubidium. En raison de la non-linéarité du milieu de type Kerr la lumière va, au cours de son évolution dans la vapeur, présenter un comportement qui peut être décrit par l'équation non-linéaire de Schrödinger (ou l'équation de Gross-Pitaevskii) dont une équivalence avec des équations hydrodynamiques dans le plan transverse de propagation est possible. Nous pouvons ainsi observer divers comportements de la lumière identiques à ce que l'on voit dans le cas des ondes de matière tels que pour des liquides ou des gaz : on parle alors de fluide quantique de lumière.Pour étudier de tels phénomènes, une calibration de la non-linéarité de notre milieu est nécessaire. Les propriétés non-linéaires des vapeurs atomiques chaudes étant dépendantes de divers paramètres accessibles expérimentalement tels que la densité atomique, l'intensité laser ou le désaccord, elles permettent une vraie flexibilité. À la suite de ces calibrations, l'étude d'ondes de choc dispersives 2D est entamée. Appuyé par une étude numérique, nous mettons en évidence la présence de phénomènes supplémentaires tels que la non-localité, l'absorption ou encore la saturation de la non-linéarité, effets initialement absents du modèle théorique. Une étude quantitative est alors menée sur ces différents phénomènes montrant des valeurs étonnamment importantes de non-localité (jusqu'à 100 µm) ainsi qu'un impact contre-intuitivement positif de la dissipation sur notre système.Enfin, dans un second projet, l'étude du comportement de vortex est menée depuis leur création via la décomposition d'un soliton sombre jusqu'à leurs interactions et annihilations.Grâce à un système d'imagerie adapté, nous sommes capables d'observer in situ et en temps réel le front d'onde (intensité et phase du faisceau) enfin de propagation nous donnant accès à des informations telles que la densité et la vitesse de notre fluide de lumière. Un travail est aussi effectué sur les conditions initiales nous permettant d'accélérer le processus de création des vortex via l'ajout d'une vitesse initiale au fluide et même d'engendrer des collisions en orientant spécifiquement ces vitesses. Une autre méthode mise au point (scan de la phase relative) nous offre quant à elle la possibilité de travailler dans de biens meilleures conditions de stabilité, nous permettant de considérer nos photons dans un régime hydrodynamique avec une meilleure approximation.