We present in this thesis two experimental works based on the formation of twin images by twin photons : evidence of Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) paradox on single pairs of twin images, and the demonstration of quantum temporal ghost imaging.Entangled photons generated by spontaneous parametric down conversion are used to generate images with a similar distribution of photons in the image plane, or symmetrical in the Fourier plane: the twin images. In a first chapter, we propose a description of the twin images, based on the study of the properties of twin beams, and their acquisition by EMCCD cameras in the photon counting regime.In the second chapter we provide a test of the EPR paradox in single pairs of twin images, without any temporal averaging or properties issued of a set of several images. We show that the intercorrelations of only two pairs of twin images, the first one acquired in the image plane and the other one in the Fourier plane, are sufficient to obtain a high degree of paradox.In the last chapter, we show an experiment of quantum temporal ghost imaging. In this experiment, twin images are used to spatially multiplex a nonreproducible time signal. Although it is acquired without temporal resolution, the photons correlations allow its retrieval.

Nous prĂ©sentons dans ce mĂ©moire deux travaux expĂ©rimentaux basĂ©s sur la formation d’images jumelles par des photons jumeaux : la mise en Ă©vidence d’un paradoxe de Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) sur des paires uniques d’images jumelles, et la rĂ©alisation d’une expĂ©rience d’imagerie fantĂŽme temporelle quantique. Les photons intriquĂ©s gĂ©nĂ©rĂ©s par amplifications paramĂ©trique du bruit quantique permettent la formation d’images Ă  la distribution de photons analogue dans le plan image, et symĂ©trique dans le plan de Fourier : les images jumelles. Dans un premier chapitre nous proposons une description prĂ©alable de ces images jumelles, basĂ©e sur l’Ă©tude des propriĂ©tĂ©s des faisceaux jumeaux, ainsi que leur acquisition par des camĂ©ras EMCCD dans un rĂ©gime de comptage de photons. Dans le second chapitre, nous mettons en Ă©vidence un paradoxe EPR sur des paires uniques d’images jumelles, sans aucun recours Ă  des moyennes temporelles ou propriĂ©tĂ©s issues de l’ensemble des images. Nous montrons que les intercorrĂ©lations de seules deux paires d’images jumelles, l’une acquises dans le plan image et l’autre dans le plan de Fourier, sont suffisantes pour obtenir un degrĂ© de paradoxe Ă©levĂ©.Dans le dernier chapitre, nous montrons une expĂ©rience d’imagerie fantĂŽme temporelle quantique. Dans cette expĂ©rience, les images jumelles sont utilisĂ©es pour multiplexer spatialement un signal temporel non rĂ©pĂ©table. Lorsque l’acquisition de ce signal cause la perte de sa rĂ©solution temporelle, les corrĂ©lations dues aux photons jumeaux permettent sa reconstitution.