Propriétés Résolues des Galaxies Fortement Lentillées

L'etude des proprietes resolues des galaxies lointaines peut apporter des connaissances fondamentales sur les processus qui gouvernent l'evolution des galaxies tout au long de la vie de l'Univers. Par exemple, ces etudes peuvent nous aider a mieux comprendre si une galaxie a fusionne avec une autre dans le passe, a tester de nouvelles hypotheses concernant la distribution de matiere (noire et visible) dans les galaxies et aussi a etudier la densite et composition chimique du gaz. Pendant longtemps, ces etudes etaient couteuses et assez peu efficaces (d'un point de vue observationel), vu qu'elles obligeaient a faire plusieurs observations discontinues du meme objet. Mais dans les trois dernieres decennies, grâce aux developpements instrumentaux qu'on permis la construction d'une nouvelle classe de spectrographes -- les Spectrographes de champ Integral -- il est finalement devenu relativement simple d'avoir une vraie vision tridimensionnelle des galaxies et de mesurer les variations spatiales de proprietes comme la cinematique, le taux de formation stellaire et la metallicite. Neanmoins, ces etudes resolues restent encore difficiles a faire pour des galaxies lointaines, que sont la plupart du temps tres petites sur le ciel et tres faibles. Une methode qui peut aider a mener ces etudes est d'observer objets derriere des amas de galaxies. Les amas, a cause de leur masse tres eleve, forment des lentilles gravitationnelles qui augmentent la brillance des objets derriere eux, fonctionnant comme un 'telescope cosmique'. L'effet peut aussi 'etendre' les objects dans le ciel, ce que permet d'analyser des echelles spatiales plus petites qu'en observant des galaxies non lentillees. Au cours de ma these, j'ai analyse les proprietes resolues de huit de ces objects tres magnifies par des amas de galaxies. Dans la premiere partie de ce manuscrit, je presente un ensemble de 7 arcs gravitationnels: des galaxies extremement etendues et magnifiees mais qui restent representatives des galaxies typiques de ce temps cosmique, il y a 6 - 9 Gyr. Tout ces galaxies sont des disques en rotation avec des masses entre109 et 1011 M⊙ et taux de formation stellaires de 3 - 50 ⊙/yr. A partir de la emission [OII], les champs de vitesse et de dispersion de vitesse de ces 7 objets ont ete mesures, ce que nous a permis de conclure que toute ces galaxies sont dominees par rotation. En prenant en compte les effets de distorsion de lentille gravitationnelles, les meilleurs parametres pour trois modeles differents -- le modele arc tangente, sphere isotherme et disque exponentiel -- on ete derives pour chaque galaxie. Je conclus que le modele de sphere isotherme, qui suppose que la masse de la galaxie est dominee par la distribution de la matiere noire, decrit marginalement mieux le champ de vitesse de 3 de ces 7 galaxies que les deux autres modeles. Dans la deuxieme partie du manuscrit, une jeune galaxie a z=3.5, avec une masse de M* = 6 x 109 M⊙, est etudiee. Avec des donnees MUSE, les proprietes resolues de la raie Lyα et aussi, pour la premiere fois, de les raies de CIII] on ete derivees. Le rapport signal sur bruit du spectre obtenu par la combinaison de differentes images multiples revele des raies d'emission et d'absorption UV qui sont rarement vues dans des galaxies aussi lointaines. Ces raies ont permis d'estimer les proprietes physiques du gaz de cette galaxie (Te~15600 K, ne~300 cm-3, fraction de couverture f~0.4). L'emission Lyα s'etend a plus de 10 kpc autour de l'emission du continu et revele un profil spectral tres uniforme, avec de petites variations non liees a la cinematique de la galaxie mesuree avec les raies d'emission non resonantes. La raie spectrale et le profil de brillance de surface Lyα observes ont ete modelises avec un modele de transfert radiatif dans un milieu spherique de gaz en expansion. Je conclus qu'un modele simple de ce type peut decrire simultanement correctement ces deux observables