Application des méthodes multi-échelles aux effets de lentille gravitationnelles faibles : reconstruction et analyse des cartes de matière noire

Multiscale methods application to weak lensing : reconstruction and analysis of the dark matter mass maps

• Auteur / Autrice : Sandrine Pires
• Direction : Jean-Luc Starck, Alexandre Réfrégier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace. Astrophysique et méthodes associées
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse des données

Méthodes statistiques

Lentilles gravitationnelles

Cosmologie

Résumé

La cosmologie moderne qui étudie l’Univers de manière scientifique repose sur l’existence d’un modèle qui cherche à décrire la géométrie et la dynamique de l’Univers. Ces dernières décennies, les observations ont montré que notre Univers était dominé par la présence de matière noire et d’énergie noire dont on ne connait pas la nature. L’effet de lentille gravitationnelle faible qui est directement sensible au potentiel gravitationnel est un des meilleurs outils disponibles actuellement pour cartographier la distribution de la matière noire et imposer des contraintes sur le modèle cosmologique. Un grand nombre de relevés dédiés à la mesure du cisaillement gravitationnel, de plus en plus grands et de plus en plus précis, sont déjà prévus afin de répondre à la question de la nature de la matière noire et on espère également aborder le problème de l’énergie noire. Pour cela, un effort considérable est nécessaire pour améliorer les techniques d’analyses existantes. Dans cette thèse, afin d’améliorer le traitement de ces données, nous proposons d’utiliser de nouvelles méthodes d’analyse : les méthodes multi-échelles, qui permettent de transformer le signal sous une forme permettant de mieux analyser. Nous nous sommes intéressés aux aspects de reconstruction et d’analyse des cartes de matière noire. Tout d’abord, nous proposons une méthode innovante qui permet de gérer les problèmes occasionnés par la présence de données manquantes. Ensuite, nous proposons une nouvelle méthode de filtrage qui permet de reconstruire la distribution de matière noire avec plus de précision. Enfin, nous introduisons une nouvelle statistique qui permet d’augmenter nos contraintes sur le modèle cosmologique.

Modern cosmology refers to the physical study of Universe and is based on a cosmological model that deals with the structure of the Universe, its origins and its evolution. Over the last decades, observations have provide evidence for both dark matter dark energy. Universe has been found to be dominated by these two components whose composition remains a mystery. Weak gravitational lensing provides a direct way to probe dark matter can be used to map the dark matter distribution. Furthermore, weak lensing effect is believed to be the more promising tool to understand the nature of dark matter and dark energy and then to constrain the cosmological model. New weak lensing surveys, more and more accurate, are already planned that will cover a large fraction of the sky. But a significant effort should be done to improve the current analyses. In this thesis, in order to improve the weak lensing data processing, we suggest to use new methods of analysis: the multiscale methods, that make it possible to transform a signal in a way that facilitates its analysis. We have been interested in the reconstruction and analysis of the dark matter mass map. First, we have developed a new method to deal with the missing data. Second, we have suggested a new filtering method that makes the dark matter mass map reconstruction better. Last, we have introduced a new statistic to set tighter constraints in the cosmological model.