Première mesure des corrélations 3D à petite échelle de la forêt Lyman-alpha avec le relevé cosmologique DESI

La forêt Lyman-alpha offre une fenêtre unique sur la distribution de la matière à grand redshift, avec une sensibilité aux régimes linéaire et non linéaire de la formation des structures. Cette thèse contribue à l'analyse des données de la forêt Lyman-alpha obtenues avec le relevé spectroscopique DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), en se concentrant sur la mesure et l'interprétation des corrélations à petite échelle. Je contribue d'abord à la mesure du spectre de puissance unidimensionnel de la forêt Lyman-alpha (P1D) à partir des données de DESI, en évaluant les effets systématiques observationnels et instrumentaux et en validant la chaîne d'analyse pour garantir des applications cosmologiques fiables. Le cœur de cette thèse est le développement d'une chaîne complète d'analyse pour mesurer le spectre de puissance tridimensionnel à petite échelle (Px). Cet estimateur étend le cadre du P1D en capturant les corrélations transverses entre paires de forêts. Il permet une étude précise du clustering anisotrope du milieu intergalactique dans le régime faiblement non linéaire. Une première application consiste en une interprétation cosmologique préliminaire de la mesure de Px, illustrant sa capacité à contraindre les paramètres et à lever les dégénérescences propres aux analyses reposant uniquement sur P1D. Enfin, je contribue à l'analyse BAO Lyman-alpha de DESI DR2 par des études de validation sur des catalogues de simulations dédiés, afin d'évaluer la robustesse de la chaîne de mesure standard du signal BAO. Les résultats de cette thèse fournissent de nouveaux outils et mesures pour exploiter pleinement la puissance statistique de l'échantillon Lyman-alpha de DESI.