Constraining cosmological models with the effective field theory of large-scale structures

Au cours des deux dernières décennies, le modèle cosmologique standard "Λ matière noire froide" (ΛCDM) a été fermement établi par une variété d'observations. Néanmoins, la nature des composants dominants de l'Univers - à savoir la matière noire et l'énergie noire - et le processus de création de ses conditions initiales - à savoir l'inflation - ne sont pas encore connus. En outre, à mesure que la précision des données s'est accrue, des anomalies intrigantes sont apparues au sein du modèle cosmologique standard. Ces anomalies résultent d'une divergence entre la valeur de certains paramètres cosmologiques prédite à partir de leur étalonnage dans l'Univers lointain, par exemple avec le fond diffus cosmologique, et la mesure de ces paramètres dans l'Univers local. Les deux tensions les plus importantes en cosmologie moderne concernent le paramètre qui détermine le taux d'expansion de l'Univers, à savoir le paramètre de Hubble H0, et le paramètre qui quantifie l'amplitude des fluctuations locales de la matière, à savoir le paramètre S8. Un certain nombre de relevés dédiés à la mesure des structures à grande échelle de l'Univers (BOSS et eBOSS en particulier, et prochainement DESI et EUCLID) peut être utilisé pour arbitrer ces tensions cosmologiques. Le premier axe de cette thèse est basé sur une méthode semi-analytique, connue sous le nom de "théorie effective des champs des structures à grandes échelles" (EFTofLSS), qui fournit une description précise du spectre de puissance des galaxies, et vise à améliorer les contraintes cosmologiques provenant des structures à grandes échelles, un défi majeur dans le contexte des prochaines données de DESI et EUCLID. En particulier, nous appliquons une analyse EFTofLSS pour décrire les données de BOSS et eBOSS, et nous démontrons que ces relevés peuvent être utilisés pour obtenir des contraintes qui sont compétitives avec celles provenant des données du fond diffus cosmologique. Nous établissons également l'auto-consistance de cette théorie au sein du modèle ΛCDM, car il semble à première vue que les différentes paramétrisations de l'EFTofLSS proposées dans la littérature fournissent des contraintes différentes sur les paramètres cosmologiques. Nous avons ainsi mis en évidence que ces divergences proviennent de certaines subtilités du cadre bayésien couramment utilisé. Par ailleurs, nous développons une méthode systématique pour appliquer l'EFTofLSS à différentes données provenant des structures à grandes échelles et obten