Modelisation et analyse de mesures des anisotropies du fond de rayonnement cosmologique

Simulation and analysis of cosmic microwave background anisotropy measurements

• Auteur / Autrice : Jacques Delabrouille
• Direction : Jean-Loup Puget
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Les anisotropies du fond de rayonnement cosmologique contiennent une importante quantite d'information concernant notre univers. L'acces a cette information exige la mise en oeuvre des moyens experimentaux performants, et necessite une bonne comprehension des effets instrumentaux susceptibles de perturber les mesures. L'essentiel de ce travail de these est centre sur l'analyse de methodes optimales permettant la projection des donnees, c'est a dire a la production, a partir de sequences temporelles enregistrees lors d'un balayage du ciel, de cartes a deux dimensions affranchies de tous les artefacts d'origine instrumentale. En premier lieu, le signal cosmologique attendu lors du balayage du ciel est calcule en fonction du spectre des anisotropies a deux dimensions. Ceci permet de comparer les spectres du signal attendu et du bruit, et l'optimisation de certains parametres instrumentaux. Le deuxieme aspect etudie en detail est celui de la presence de derives temporelles basse frequence dans la sequence des donnees, susceptibles de provoquer un striage des cartes. Repondant a certaines critiques adressees a l'egard de la strategie d'observation de planck, je montre, au moyen de simulations numeriques et de calculs analytiques, que celle-ci permet de s'affranchir des derives basse frequence, aux prix de contraintes facilement satisfaites sur la conception de la charge utile. J'aborde ensuite le probleme de la lumiere parasite provenant des lobes lointains du diagramme d'antenne de planck. En raison de l'extreme sensibilite visee, la rejection du rayonnement en provenance du soleil, de la terre et de la galaxie a des niveaux inferieurs a celui du bruit est extremement difficile a atteindre. Il est montre comment un traitement adequat des donnees permet d'identifier le signal en provenance de differentes sources, et ainsi de retrancher l'effet indesirable du signal utile. La derniere partie de ce travail est consacree a la presentation de l'experience diabolo et des donnees des observations effectuees au petit observatoire millimetrique pom2, situe au plateau de bure.