The universe is filled with a thermal glow called the cosmic microwave background that comes from the hot plasma which filled it early on. Measurements of this background made by the NASA satellite WMAP have determined the age, geometry and composition of the universe with new precision, determining that the universe today is dominated by a dark energy that is causing it to expand ever more rapidly. The mission has also determined that baryonic matter--the atoms and molecules we see around us--only form a few percent of the total energy density of the universe today, and has determined the epoch at which the first stars formed. Recent results give a tantalizing picture of the first very small fraction of a second in the "big bang". Six years after its launch WMAP remains healthy and the data continue to pour in. This talk will explain to a general audience what this experiment tells us about how the universe began and what it is made out of.

Cette thèse se focalise sur l'étude des amas de galaxies, via l'effet Sunyaev-Zel'dovich (tSZ), qui consiste en l'interaction de ces même amas avec le fond diffus cosmologique. Pour ce faire j'ai utilisé les données expérimentale de l'instrument HFI du satellite PLANCK. Cette thèse ce découpe en trois parties majeures, (1) L'analyse et le traitement des données en temps, des données brut jusqu'au cartes du ciel, ce focalisant tout particulièrement sur les effets systématiques. (2) Le développement de méthode de séparation de sources, permettant la construction de cartes par émission astrophysique (tout particulièrement l'effet Sunyaev-Zel-dovich) à partir de données multi-fréquences. (3) L'analyse physique des cartes d'effet Sunyaev-Zel'dovich, produit par le gaz d'électron chaud présent dans les amas de galaxies. Ce travail permet la mise en place de contrainte, sur le profile de pression des amas de galaxies, sur la présence de filaments de matière entre des système binaire d'amas de galaxies, ainsi que la mise en évidence du spectre de puissance de l'effet tSZ.

The C-Band All-Sky Survey (C-BASS) is a project to produce an all-sky map in intensity and polarization at a central frequency of 5 GHz with 1 GHz bandwidth and approximately 1 degree resolution. The central frequency is low enough for the map to be dominated by synchrotron and free-free emission but high enough so that Faraday rotation and depolarization are small across most of the sky. The C-BASS map will enable a more accurate removal of contaminating foregrounds from measurements of the cosmic microwave background, particularly in polarization where the B-mode signal from inflation is likely to be orders of magnitude weaker than the diffuse Galactic foreground emission. To produce an all-sky map from the ground requires two telescopes, one in the northern and one in the southern hemisphere. This thesis focuses on analysis of C-BASS North data. The noise properties of time-ordered data are characterised by fitting a noise model to periodograms. Using simulations, the errors introduced into the C-BASS maps by a destriping mapmaker are quantified and we reduce the signal error by masking the brightest pixels during baseline offset estimation. Jackknife tests are used to test the C-BASS data for systematics and to test the accuracy of the sensitivity maps. In total intensity, the spectral index of diffuse Galactic emission between 5 GHz and 408 MHz is measured using an extended T-T plot method and the results are compared to simulations. The spectral index of polarized diffuse Galactic emission between 5 GHz and 30 GHz is estimated in 55 arcminute pixels, modelling the polarized intensity as a Rician random variable.

Polarised synchrotron emission from the Milky Way is of interest for its role as a foreground to the polarised CMB and as a probe of the interstellar medium. The Galactic ALFA Continuum Transit Survey (GALFACTS) and the Global Magneto-Ionic Medium Survey (GMIMS) are two ongoing surveys of the diffuse polarised emission around 1.4 GHz, with wide bandwidths and high frequency-resolution. In this thesis, I use early data from GALFACTS to investigate the behaviour of polarised, diffuse Galactic synchrotron emission. I also analyse GMIMS total intensity data. I derive a rotation measure (RM) map of the GALFACTS sky using a combination of RM-synthesis and linear angle fitting, commenting on the structure of the maps in general and on specific regions in particular. Overall I find that the maps are rich in features, and probe the RM structure of the extended Galactic emission with reasonable accuracy. I also derive the Angular Power Spectrum (APS) of the polarised emission for thirty-one 15 by 15 degree subregions across the GALFACTS data. I compute the E- and B-modes (E+B) and the scalar APS of the polarised emission (PI). I parametrise the APS by fitting a power law to the data. Comparing the E+B APS to the PI APS shows that E+B is consistently steeper across the sky. The APS data is also used to estimate the level of foreground contamination of the CMB B-mode by the synchrotron emission. I find that the slope of the APS averaged over high-latitude, low-emission subregions agrees exactly with that of the Planck 30 GHz polarised emission, thus setting an upper limit to the synchrotron contamination of CMB B-modes. Finally, I evaluate the spurious, systematic, temperature zero-level offset and associated uncertainty in preliminary GMIMS total intensity maps, finding a lower limit of ±0.26 K. I also make spectral index maps made using the GMIMS data and the Haslam et al. (1982) 408 MHz map, improving upon previous spectral index maps in the literature.

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Le satellite Planck est le satellite de troisième génération visant à observer le fond diffus cosmologique. La résolution et la sensibilité de ses instruments permettent pour la première fois de mettre en évidence les effets de lentille gravitationnelle subis par les photons du fond diffus cosmologique. Cette thèse présente une méthode originale de détection de ces effets dans les données de l'instrument HFI de Planck.La première partie donne dans un premier temps, une description générale du modèle standard de la cosmologie et de la physique du fond diffus cosmologique. Elle aborde ensuite en détails l'effet de lentille gravitationnelle, en se concentrant plus particulièrement sur son impact sur les observables du fond diffus cosmologique. Elle termine par une présentation du satellite Planck et de ses instruments.La seconde partie se concentre sur la description d'un ensemble d'outils de simulations et d'analyse que j'ai développé au cours de ma thèse afin de réaliser la première détection des effets de lentille gravitationnelle sur le fond diffus cosmologique. Elle présente la méthode originale employée qui repose sur une analyse des cartes du ciel par morceaux, permettant de s'affranchir des zones du ciel les plus contaminées. On trouvera également dans cette partie une caractérisation, de l'estimateur du champ de potentiel de lentille, pour des cartes masquée, en présence de bruit inhomogène ainsi que la présentation d'une méthode pour corriger les biais de l'analyse à l'aide de simulations Monte-Carlo.La dernière partie, est consacrée au travail sur les données de l'instrument HFI. Le premier chapitre présente l'application de la méthode d'analyse précédente aux cartes des observations combinées à 143GHz et 217GHz ainsi que la carte issue de la séparation des composantes avec l'algorithme GMCA. Les résultats montrent un spectre de puissance de la déflexion compatible avec le spectre attendu, dans un modèle lambda CMB, calculé à partir des paramètres cosmologiques issus de WMAP intégrant sept années d'observations. Les points de mesure, issus du spectre combiné des cartes à 143GHz et 217GHz, pour les multipôles inférieurs à 500, donnent un Chi2 par degré de liberté de 1.26. Finalement, le dernier chapitre présente l'algorithme de compression des données de l'instrument HFI à bord du satellite. Il traite en détail le réglage et le suivi des paramètres de compression et du débit des données, depuis le lancement du satellite et fait le bilan sur les erreurs de compression rencontrées / The Planck satellite is the third generation experement dedicated to the observation of the cosmic microwave backgroud (CMB). The resolution and sensibility of its intruments allow for the first time the detection of the weak lensing effect on CMB. This thesis present a original detection method of this effect in the data of the HFI instrument of Planck.The first part give a general description of the standard model of cosmology et the physics of the CMB. The part then presents the details of the weak lensing effect, concentrating on its impact on the CMB observables. This part ends with a description of the Planck satellite and its instruments.The second part, discribes the set of simulations and analysis tools that I have developed allowding me to make the first mesureament of the weak lensing effect on CMB. It presents the original method that I used which is based on a patch analysis of the full sky data, that is able to only take into account the less contaminated regions. This part also present the caracterisation of the lensing potential estimator for masked maps in the presence of inhomogeneous noise and introduce a method, based on Monte-Carlo simulations, that is used to correct for the biais produced by the analysis method.The last part, concentrates on the work on HFI data. The first chapter presents the application of the above method to the maps of the combined observations at 143GHz and 217GHz and the maps from component separation using GMCA algorithm. The results show a deflection power spectrum compatible with the one expect in a lambda CMB universe, calculated with the cosmological parameters estimated by WMAP including seven years of observations. Using the points, from the combined estimation from the 143GHz and 217GHz maps, for multipole smaller than 500, gives a 1.26 Chi2 by degree of freedom. Finally, the last chapter presents the comression algorithm used onboard to compression HFI data. It gives the details of the tunning and the following of the compression parameters and the data rate, since the launch and summarize the results on the compression errors

Nous développons une méthode pour mesurer la viscosité apparente dans les fluides en rotation rapide. Celle-ci consiste à mesurer la vitesse azimutale du fluide pendant le régime transitoire de synchronisation qui apparaît lors des expériences de spin-up/spin-down (augmentation ou diminution de la vitesse de rotation du récipient). Les différences observées entre les régimes laminaires et les régimes turbulents donnent une information sur la contribution de la turbulence dans le transport de quantité de mouvement entre le fluide et la paroi.<br />Quatre dispositifs expérimentaux ont été utilisés afin d'évaluer l'impact de la géométrie du récipient et des mécanismes de forçage de la turbulence sur ces mesures de viscosité apparente. L'étude montre que tous deux contribuent fortement à la modification de viscosité apparente observée. Dans le cas d'expériences de convection thermique en géométrie sphérique, <br />afin d'expliquer l'augmentation uniforme de la viscosité apparente, une loi d'échelle faisant intervenir l'écart au seuil et le nombre d'Ekman est proposée. En ce qui concerne les autres expériences ( Convection thermique sphérique en gallium, couette spherique, convection thermique en géométrie cylindrique), la modification de viscosité n'est pas uniforme dans le volume et ne peut être reliée à des grandeurs globales. Dans ce deuxième cas, l'origine de la modification vient du mécanisme de forçage ou du développement d'instabilités associées au mouvement de spin-up en régime turbulent.<br /><br />Au dela de cette etude experimentale, nous avons calculé le couplage visco-magnétique à l'interface noyau liquide - manteau solide d'une Terre en nutation. Nous avons fait varier dans ce calcul la viscosité apparente du fluide et la conductivité électrique du manteau afin d'analyser les contributions des couples magnétiques et visqueux au couplage de l'interface. Différentes modélisations du champ magnétique terrestre sont envisagées afin d'estimer la contribution des petites échelles du champ à ces couplages.<br />La confrontation de ce calcul aux valeurs des constantes de couplage des modèles de nutations permet d'obtenir une estimation de la viscosité efficace nécessaire dans le noyau. Une viscosité efficace de $10^{-2}$ $m^{2}.s^{-1}$ dans le noyau terrestre est nécessaire pour expliquer les données de nutations.