Un essai épistémologique sur l'évolution des concepts cosmologiques depuis l'antiquité occupe la première partie de ce travail. Il porte une attention particulière aux domaines frontaliers qui ont pu favoriser les concepts dominants. Une étude des tests observationnels des modèles d'univers au fil du temps replace dans son contexte la signification cosmologique présente de la relation entre diamètre apparent $\theta$ et décalage spectral cosmologique $z_c$.\\ Dans les modèles d'univers de Friedmann-Lemaître, issus de la relativité générale et du principe cosmologique, la relation $\theta \longleftrightarrow z_c$ dépend de la géométrie de l'espace-temps que parcourt la lumière entre la source et l'observateur et donc de ses paramètres fondamentaux, notamment de son taux d'expansion, de la densité des différents <> qu'il contient et de la <>.\\ En inversant la relation $\theta \longleftrightarrow z_c$ observée on doit donc pouvoir contraindre ces paramètres. L'interaction gravitationnelle des galaxies et la première {\it activation} mutuelle ({\it <>}) qu'elle suscite est ici envisagée comme génératrice d'étalons de longueur relativement indépendants du temps cosmique.\\ Cette idée directrice a accompagné, durant plus de vingt ans, un ensemble de démarches observationnelles pointées (imagerie, spectrophotométrie 1D, 2D, 3D) et à grand champ (astrométrie, photométrie, mouvements propres) dont les retombées sont multiples.\\ L'étude se termine par une qualification de la méthode, basée sur les grands relevés de galaxies disponibles en 2006. À partir des observations locales, des échantillons synthétiques sont générés et la résolution du problème inverse fournit les précisions avec lesquelles peuvent être retrouvés les paramètres de densité en fonction de la dimension des échantillons réels à venir.

Avec la découverte étonnante que l'univers se trouve à présent dans une phase d'expansion accélérée, il y a dix ans, la cosmologie entra dans ce que l'on peut nommer l'ère de la cosmologie à haute précision. Les contraintes actuelles indiquent un modèle cosmologique à géométrie plate, où la plus grande partie du contenu en masse-énergie de l'univers est contribuée par une composante inconnue, souvent appelée l'`énergie noire', qui contribue environ soixante-dix pour cent à la densité totale de l'univers. Dans ce modèle, la matière baryonique ordinaire et la radiation ne contribuent qu'environ cinq pour cent, et la matière noire contribue vingt-cinq pour cent. Les propriétés mesurées de l'énergie noire étant consistant avec celles d'une Constante Cosmologique, $Lambda$, ce modèle standard cosmologique est connu sous le nom du modèle `$Lambda$-Cold-Dark-Matter' (`$Lambda$CDM'). Malgré son succes, ce modèle souffre de plusieurs problèmes. L'existence d'une Constante Cosmologique soulève des problèmes fondamentaux concernant sa nature physique, et beaucoup d'auteurs traitent le `problème de coîncidence'. Des essais de la décrire comme la contribution du vide quantique faillissent quantitativement. En conséquent, un grand nombre de modèles alternatifs a été développé, qui tentent décrire la composante d'énergie noire: des loi modifiés de la gravitation, de dimensions supplémentaires, les modèles de Quintessence. Aussi, des effets astrophysiques qui miment une expansion accélérée ont été considérés. Dans ce manuscrit, on expose les bases théoriques et observationneles du modèle $Lambda$CDM et les divers approches théoriques à expliquer l'énergie noire. Un autre problème du modèle standard provient de la dépéndance des résultats de l'analyse des données sur des hypothèses qui sont présentes dans les analyses pour l'extraction des paramètres. Il s'agit des hypothèses sur la physique, mais aussi des dépéndances des paramétrages notamment des propriétés de l'énergie noire. Aujourd'hui, des analyses combinées de divers sondes cosmologiques sont effectuées afin d'extraire les paramètres du modèle, dont le nombre peut s'élever jusqu'à vingt, dépendant des suppositions de modèle. De différentes hypothèses (géométrie plate, équation d'état de l'énergie noire constante, hypothèses sur la physique du CMB comme la vitesse du son ou le spectre de puissance initial,...) sont appliquées, qui peuvent dangereusement biaiser les résultat de l'analyse. La présence d'une mauvaise hypothèse, où une application d'un paramétrage non-approprié de la physique, pourra entraîner qu'on mesure à haute précision quelque chose qui n'est pas là. Nous montrons que, dû à la haute précision des mesures cosmologiques modernes, des approches purement cinématiques à la cosmologie ne permettent plus d'extraire des résultats fiables sur l'expansion de l'univers. Dans l'analyse des données cosmologiques on doit par conséquent se servir de la relation (exacte) intégrale pour les distances cosmologiques. Nous discutons le problème de dégénéréscence analytique entre les paramètres cosmologiques qu'introduit l'utilisation de cette relation. Puis, les résultats principaux de ce travail sont présentés. Ils concernent notamment la validité du paramétrage de l'équation d'état de l'énergie noire de Chevallier, Polarski, et Linder, et les éffets d'une évolution en redshift des magnitudes apparentes des Supernovae du type Ia.