Thèse soutenue

Nika2 : mesure de la polarisation avec des KIDs et perspectives pour la mesure du fond diffus cosmologique

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Auteur / Autrice : Aina Andrianasolo
Direction : Nicolas PonthieuFrançois-Xavier Désert
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Astrophysique et milieux dilues
Date : Soutenance le 20/12/2019
Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique (Grenoble, Isère, France ; 1991-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble (2011-....)
Jury : Président / Présidente : Jonathan Ferreira
Examinateurs / Examinatrices : Julien Grain
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Philippe Bernard, Sophie Henrot-Versillé

Mots clés

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Résumé

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La polarisation représente une sonde importante permettant l'étude de nombreux processus astrophysiques et cosmologiques. L'étude du fond diffus cosmologique (CMB en anglais) est un enjeu clef de la Cosmologie moderne car il représente une importante source d'informations sur les paramètres de l'Univers. La mesure de la polarisation du CMB, et plus particulièrement la détection de ses modes B permettrait de contraindre les modèles inflationnaires en signant la présence d'ondes gravitationnelles primordiales. Dans le domaine Astrophysique, les observations ont montré que la formation stellaire a lieu dans des structures denses et filamentaires du milieu interstellaire. Le champ magnétique peut être tracé à travers l'émission polarisée de la poussière, et son observation par Planck révèle la présence d'un champ magnétique à grande échelle et suggère que celui-ci joue un rôle important dans la formation stellaire. La voie polarisée de la caméra NIKA2 permettra de cartographier à haute résolution et haute sensibilité ces zones de formation stellaire, ce qui constituera un apport d'information supplémentaire sur le rôle du champ magnétique à l'échelle des filaments. Pour cela, NIKA2 utilise une lame demi-onde en rotation continue et un nouveau type de détecteurs : les KIDs. C'est actuellement le seul instrument utilisant cette combinaison et représente un retour d'expérience important dans l'optique d'installer un tel système sur de futurs projets visant à mesurer la polarisation du CMB.Une partie des travaux réalisés dans cette thèse a été faite dans le cadre du commissioning du module polarisé de NIKA2. En s'appuyant sur les observations de sources compactes et diffuses réalisées, elle présente les différentes méthodes développées afin de caractériser l'instrument : reconstruction des cartes des paramètres de Stokes, soustraction des effets systématiques propres à la polarisation (signal parasite de la lame, polarisation instrumentale).Dans le cadre plus général de la recherche des modes B, la dernière partie propose de nouveaux estimateurs de la polarisation plus généraux que ceux utilisés dans la littérature, notamment en ce qui concerne l'incertitude sur l'intensité.Elle présente également une étude sur la non-linéarité induite par les méthodes de reconstruction du signal des KIDs et l'impact que celle-ci pourrait avoir sur la détection des modes B.