Un projet innovant d'imagerie médicale au xénon, appelé XEMIS2, tente pour la première fois de réaliser l’imagerie 3-gamma sur des petits animaux avec une très faible activité injectée. Le principe de cette nouvelle modalité est de détecter simultanément trois gammas en s'appuyant sur un télescope Compton au xénon liquide simple phase et un émetteur spécifique (β+, γ), le Scandium-44. Des simulations Monte Carlo ont démontré le potentiel de cette nouvelle imagerie pour réduire l’activité des radiopharmaceutiques administrée tout en conservant la qualité de l'image produite. La précision des mesures de position et d'énergie des reculs électroniques dans le xénon liquide joue un rôle crucial dans l'identification des séquences Compton et la reconstruction des cônes. Ce travail de thèse est axé sur la capacité de XEMIS2 dans le domaine d'énergie de diffusion de Compton. Dans un souci de lecture continue du signal d’ionisation avec un niveau de bruit très faible et un temps mort négligeable, un nouveau système de mesure à déclenchement automatique a été développé. Le prototype d'acquisition de données a été installé et qualifié dans la caméra de petite dimension XEMIS1. En outre, une étude préliminaire d’une nouvelle approche de l'étalonnage angulaire grâce à la diffusion Compton dans XEMIS2 est proposée.

Mots-clés:  imagerie 3-gamma; télescope Compton; recul électronique; mesure d'ionisation; xénon liquide