Depuis l’invention de la technique de Chirped Pulse Amplification, les intensités lasers atteignables n’ont cessé d’augmenter. Les futures installations devraient produire des puissances de plusieurs PW sur des tâches focales de quelques microns. Quand des particules interagissent avec ces champs extrêmes, des effets non-linéaires de nature quantique, décrits par l’électrodynamique quantique en champs forts (SFQED), peuvent devenir dominants. Parmi les prédictions de cette théorie, deux phénomènes on particulièrement attiré l’attention de la communauté ces dernières années. Le premier, la diffusion Compton non-linéaire, est l’émission d’un photon gamma de haute énergie (d’une centaine de MeV à des dizaines de GeV) par une charge interagissant avec le champ fort. Le second est le processus Breit-Wheeler non-linéaire (NBW), qui est la conversion d’un photon gamma de haute énergie en une paire électron positrons, lors de l’interaction avec un électromagnétique champ fort.Grâces à ces processus, les installations multi-PW ouvrent la voie vers une production de paires électrons-positrons abondante en laboratoires. L’objectif ultime, bien qu’inaccessible dans les installations actuelles, est la création d’un plasma de paires électron-positron. Ce genre de plasma est intéressant fondamentalement pour ces propriétés exotiques, mais aussi car il est présent dans des environnements astrophysiques. Le thème de cette thèse est l’optimisation de la production de paires dans les lasers ultra intenses. Pour cela deux configurations physiques prometteuses ont été étudiées. La première, appelée shower, est la collision frontale d’une impulsion laser haute intensité avec un flash de photons gamma de haute énergie. Un modèle semi-analytique a été développé pour cette configuration, prenant en compte la structure spatio-temporelle de l’impulsion laser, et permettant de prédire rapidement le nombre de paires produites. Ce modèle est en excellent accord avec des simulations Particle-in-cell (PIC) en trois dimensions réalisées avec le code SMILEI. Une étude systématique avec différentes configurations d’impulsions a été réalisée, en fixant l’énergie totale de l’impulsion pour se rapprocher des conditions expérimentales. Dans cette analyse, des faisceaux Laguerre-Gauss (LG), ou faisceaux à vortex, ont été étudiés en raison de leurs propriétés intéressantes, comme leur distribution d’identité en forme d’anneau ou le fait qu’ils transportent un moment angulaire orbital. Cette étude a permis d’identifier la focalisation optimale pour la création de paires, qui selon l’énergie totale disponible n’est pas nécessairement la focalisation maximale. Ce travail dispense aussi des conseils généraux pour les futures expériences. La seconde configuration étudiée est formée de deux faisceaux laser contre-propagatifs, avec des électrons placés initialement au plan focal. Dans ce cas une croissance exponentielle du nombre de paires (avalanche) peut-être obtenue, car les charges sont constamment réaccélérées et rayonnent des photons gamma, par la suite convertis en paires. Le présent travail réévalue les conditions de démarrage de la cascade dans une géométrie 3D réaliste pour les impulsions lasers, et étend l’étude aux faisceaux LG. Il est présenté une analyse semi-analytique de la dynamiques des particules sur les temps courts (petits comparés à la période laser) dans cette configurations de faisceaux contre-propagatifs. Il est montré qu’il y a de grandes différences qualitatives dans le déclenchement de l’avalanche suivant la configuration des champs. Le taux de croissance des paires obtenu de simulations PIC 3D confirme ces différences. De plus il est montré qu’à amplitudes maximum égales, les LG on un plus haut taux de croissances que les faisceaux gaussiens. L’analyse de la dynamique aux temps courts permet de proposer un nouveau modèle pour prédire le taux de croissance dans un cas idéal, avec le potentiel d’être étendu à des cas plus réalistes.