Abstract : Relativistic heavy ion collisions may be used as a tool to produce the quark-gluon plasma (QGP), which is predicted to be the state of hadronic matter for temperatures larger than about 200~GeV. The $J/\psi$, a~$c\bar{c}$ bound state, is foreseen to be a sensitive probe of the QGP formation, which effects on the $J/\psi$ yield should compete with the cold nuclear matter (CNM) effects. An abnormal $J/\psi$ suppression (well in excess of the expected CNM effects) was previously seen by the NA50 (SPS) experiment in the most central Pb~+~Pb collisions. The PHENIX (RHIC) experiment carries on this study but with approximately ten times more energy. We studied the $J/\psi\to\mu^+\mu^-$ production in Cu~+~Cu collisions achieved in 2005 at 200~GeV energy per binary nucleon-nucleon collision. The obtained results bring sizeable information on the CNM effets: they significantly improve the measurement accuracy for a small number of participating nucleons per collision, for which the QGP can not be produced. They confirm the similarity of the suppression previously seen at RHIC in Au~+~Au and at SPS, this observation being still dependent of any future improvement of the CNM effects knowledge at RHIC. The combined Au~+~Au and Cu~+~Cu results can not be described by most theoretical predictions. They may favour the hypothesis of a secondary in-medium $J/\psi$ production (recombination models).
Résumé : Les collisions d'ions lourds relativistes permettent d'étudier la production du plasma de quarks et de gluons (QGP), état dans lequel serait la matière hadronique au-delà d'une température de l'ordre de 200~MeV. Le $J/\psi$, état lié~$c\bar{c}$, est une des sondes utilisées pour observer le QGP. Son taux de production peut être modifié par divers effets en compétition: les effets nucléaires froids et ceux attendus en cas de production du QGP. Une suppression anormale du $J/\psi$ (au-delà des effets froids) a déjà été vue par l'expérience NA50 (SPS) dans les collisions Pb~+~Pb les plus centrales. L'expérience PHENIX (RHIC) poursuit cette étude à une énergie environ dix fois plus élevée. Nous avons étudié la production du $J/\psi\to\mu^+\mu^-$ dans les collisions Cu~+~Cu effectuées en 2005 à une énergie de 200~GeV par paire de nucléons. Les résultats obtenus apportent des informations importantes sur les effets froids: ils permettent d'améliorer de manière significative la précision obtenue dans les collisions à petit nombre de nucléons participants, où le QGP ne peut être produit. Ils confirment la similitude des suppressions déjà observées au RHIC dans les collisions Au~+~Au et au SPS; ce constat restant à corroborer par des mesures plus précises des effets froids au RHIC. Les résultats combinés Au~+~Au et Cu~+~Cu mettent aujourd'hui en défaut la plupart des modèles théoriques, et pourraient favoriser l'hypothèse d'une production ! secondaire du $J/\psi$ dans le milieu (recombinaison).