Evolution of intermediate mass galaxies up to z ~ 0.7 and studies of SNe Ia hosts

In the first part of the manuscript, I present the results on the properties of the interstellar medium and the stellar content of galaxies at z=0.6, from a representative sample of distant galaxies observed with the long slit spectrograph VLT/FORS2. This study has been realized in the framework of the ESO large program IMAGES "Intermediate MAss Galaxy Evolution Sequences", which aims to investigate the evolution of the main global properties of galaxies up to z 0.9. I discuss the implications of the observed chemical enrichment of the gas on the scenarios of galaxy formation. I also propose a new method to estimate reliable stellar masses in starburst galaxies using broadband photometry and their total star-formation rate. In a second part, I present a new method to extract, with high accuracy, the sky in spectra acquired with a fiber-fed instrument. I have developed this code in the Framwork of the phase A of an instrument proposed for the E-ELT : OPTIMOS-EVE. This is a multi-fiber, able to observe at optical and infrared wavelengths simultaneously. In the third part, I show preliminary results from the CENTRA GEPI- survey at Calar Alto Observaotry to study nearby galaxies, hosts of type Ia supernovae, using integral field spectroscopy. I present the first 2D maps of the gas and stellar populations of SNe Ia hosts. The results allow us to directly access the host properties in the immediate vinicity of the SNe Ia. This is a crucial step to invistigate eventual correlations between galaxy properties and SNe Ia events and evolution, leading to systematic effects on the derivation of the cosmological parameters.
La première partie de cette thèse étudie la formation et l'évoluion des galaxies. Cette étude s'est réalisée dans le cadre du relevé IMAGES "Intermediate Mass Galaxy Evolution Sequences" qui a pour but de contraindre l'évolution des propriétés globales des galaxies de masses intermédiaires, de 1.5 à 15 x 1010 M⊙, de z=0.9 jusqu'à aujourd'hui. Un échantillon représentatif de galaxies distantes du "Chandra Deep Field South" (CDFS) a été observé avec le spectrographe intégral de champs GIRAFFE au VLT et le spectrographe à fente FORS2 également au VLT. Je suis responsable au sein de l'équipe IMAGES de l'exploitation des données FORS2. Je présente dans ce manuscrit les propriétés du milieu interstellaire sur un échantillon représentatif de 88 galaxies distantes. En comparant ces observations avec les propriétés des galaxies locales, je montre que les galaxies ont évolué de façon isolée, en convertissant leur gaz en étoiles, durant les derniers 8 milliards d'années. Aucun apport de gaz extérieur ni d'expulsion de matière interstellaire n'est nécessaire pour expliquer leur évolution récente. Ces conclusions se basent sur l'évolution de la relation fondamentale masse - métallicité, de la fraction de gaz, ainsi que de la non détection de vent stellaire intense dans les profiles des raies d'émission du gaz ionisé. Parallèlement à l'étude du milieu interstellaire, je me suis également intéressée au contenu en étoiles des galaxies. J'ai développé une méthode capable d'estimer la masse stellaire de galaxies actives en formation stellaire à partir de leur distribution spectral d'énergie. Le principe de cette méthode est de découper la lumière de la galaxie selon ses différentes composantes contribuant à la masse stellaire : étoiles jeunes, dáge intermédiaire et vieille, ainsi que l'effet de la poussière. Ce problème est dégénéré mais l'ajout du taux de formation stellaire comme une nouvelle contrainte permet de lever un grand nombre de dégénérescences. Lors de ma thèse, j'ai eu l'opportunité de travailler sur un projet instrumental en phase A pour le European Extremely Large Telescope (E-ELT) : le spectrographe multi-objet OPTIMOS-EVE. Mon rôle dans le consortium OPTIMOS-EVE a été d'implémenter une méthode capable d'extraire le bruit du ciel des données avec une erreur inférieure à 1% au niveau du continu du ciel. La méthode choisie est basée sur la reconstruction des variations spatiales du ciel sur tout le champ de vue de l'instrument à partir d'un échantillonnage partiel du ciel avec des fibres dédiées. Cette méthode permet d'extraire du ciel des raies très faibles. Ainsi, une raie d'émission avec un flux de 10-19erg/s/cm2 sur un continu de mangitude 30 en bande J peut être extraite du ciel (Mj = 18) avec un signal à bruit supérieur à 8 après 40h de temps d'exposition. La dernière partie de cette thèse est consacrée à l'étude des propriétés physiques des hôtes de Supernovae du type Ia (SN Ia). De récents modèles théoriques d'explosion de SN Ia montrent que les constances cosmologiques dérivées à partir des SN Ia peuvent être affectées par des biais issus des propriétés intrinsèques des SN Ia, tels que la métallicité et l'âge du progéniteur lors de l'explosion. L'étude directe des progéniteurs de SN Ia n'est pas réalisable actuellement, mais une première approximation de leurs caractéristiques peut être obtenue à partir de l'étude de leurs galaxies hôtes. Nous avons initié un relevé en spectroscopie intégral de champ de galaxies locales, hôtes de supernova. Je présente l'étude d'une galaxie hôte.