Analyse de données CMB pour les futures expériences CMB

CMB data analysis for next-generation CMB experiments

• Auteur / Autrice : Elisa Russier
• Direction : Jacques Delabrouille
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique de l'univers
• Date : Soutenance le 24/10/2025
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : AstroParticule et Cosmologie (Paris ; 2005-....)
• Jury : Président / Présidente : James Bartlett
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sophie Henrot-Versillé, Clara Vergès
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Juan-Francisco Macias-Pérez, Silvia Galli
• DOI : 10.70675/1812f4edz9d47z4058zb289z9139a62430ac

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fond diffus cosmologique

Analyse des données

Analyse en composantes indépendantes

Cosmologie

Mots clés libres

Cosmologie

Fond diffus cosmologique

Analyse de données

Séparation de composantes

Avants-Plans galactiques

Cosmology

Cmb

Data analysis

Component separation

Galactic foregrounds

Résumé

À l'époque de la cosmologie de précision, les mesures du Fond Diffus Cosmologique (CMB) jouent un rôle central dans l'avancement de notre compréhension de l'Univers primordial. L'un des objectifs scientifiques majeurs de ces mesures est la détection d'ondes gravitationnelles primordiales, dont l'empreinte apparaîtrait sous la forme d'un motif de mode B spécifique dans la polarisation du CMB. Une telle découverte fournirait une preuve empirique solide à la théorie de l'inflation cosmique. Cependant, le niveau extrêmement faible du signal rend sa détection particulièrement difficile, car il est obscurci par les émissions polarisées d'avant-plan et par les effets systématiques instrumentaux. Cette thèse aborde ces défis sous deux perspectives complémentaires. Dans un premier temps, elle présente une réanalyse des données du satellite Planck pour améliorer notre caractérisation et modélisation de l'émission polarisée de la poussière galactique, l'un des principaux avant-plans polarisés pour les expériences CMB. Dans un deuxième temps, elle évalue l'impact d'un bruit instrumental réaliste, incluant le bruit à basse fréquence et la stratégie de balayage, sur les prévisions du rapport tenseur-scalaire, r, dans le contexte de PICO, un concept d'instrument spatial pour l'observation du CMB.

In the era of precision cosmology, measurements of the Cosmic Microwave Background (CMB) play a central role in advancing our understanding of the early Universe. One of the major scientific goals is the detection of primordial gravitational waves, whose imprint would appear as a distinct B-mode pattern in the polarization of the CMB. Such a discovery would provide strong empirical support for the theory of cosmic inflation. However, the faint nature of the B-mode signal makes its detection particularly challenging, as it is obscured by polarized foreground emissions and by instrumental systematics. This thesis addresses these challenges from two complementary perspectives. First, it presents a reanalysis of Planck satellite data to improve our characterization and modeling of polarized galactic dust emission, one of the main polarized foregrounds for CMB experiments. Second, it evaluates the impact of realistic instrumental noise, including low-frequency noise and scanning strategy, on forecasts for the tensor-to-scalar ratio, r, in the context of the PICO space mission concept.