Les spins dans le solides interagissent faiblement avec leur environnement électromagnétique et atteignent presque toujours l’équilibre thermique en échangeant de l’énergie avec le réseau cristallin dans lequel ils sont insérés. Cependant, comme prédit par Purcell, des expériences récentes ont démontré que l’émission radiative peut devenir le canal de relaxation d’énergie le plus rapide pour les spins d’électron si l’échantillon est inséré dans une cavité micro-onde résonante avec petit volume de mode et de faible taux de perte. Dans ce régime, les spins devraient se thermaliser à la température des photons présents dans le mode de la cavité, indépendamment de la température de l’échantillon. Cette thèse présente la démonstration de cette idée, en montrant que les spins peuvent être refroidis en manière radiatif au-dessous de la température de l’échantillon en couplant la cavité à une source de rayonnement thermique froid. L’expérience est réalisée avec un ensemble de spins électroniques réalisés par des donneurs de bismuth dans le silicium, couplés à un résonateur supraconducteur de taille micrométrique. La température de spin est déduite en mesurant la polarisation de spin avec des techniques de résonance paramagnétique électrique pulsés. Une augmentation de polarisation par un facteur supérieur à 2 est observée lorsque le résonateur est connectée à une résistance froide, prouvant que les spins sont refroidis radiativement par rapport au cristal de silicium qui les héberge. La technique démontrée représente une méthode nouvelle et universelle pour améliorer la polarisation de spin au-delà de l’équilibre thermique, avec des applications potentielles en résonance magnétique.