Soutenance de thèse

« Statistique Computationnelle Bayésienne pour l’étude des Distributions Spectrales d’énergie des galaxies », par Grégoire Aufort 

Résumé :
L’exploitation de nouveaux outils d’observation en astrophysique nécessite le développement de nouveaux outils statistiques afin d’être efficace et précis. Nous nous intéressons particulièrement aux statistiques bayésiennes pour l’étude des distributions spectrales d’énergie des galaxies.
Après une introduction à l’analyse des distributions spectrales d’énergie, la première partie de cette thèse propose un algorithme de calcul bayésien approché (ABC) basé sur l’apprentissage automatique pour le choix de modèles d’histoire de la formation d’étoiles à partir de données photométriques. La méthode est appliquée aux données du relevé COSMOS pour l’identification des galaxies dont le taux de formation d’étoiles a subi une violente altération dans un passé proche.
La deuxième partie de la thèse propose un nouvel algorithme d’échantillonnage préferentiel adaptatif multiple : TAMIS (Tempered Anti-Truncated Multiple Importance Sampling). En introduisant une séquence de distributions cibles auxiliaires auto-calibrées, TAMIS est robuste au fléau de la dimension ainsi qu’à une mauvaise initialisation, et nécessite relativement peu d’évaluations de la densité cible, sans utiliser son gradient.
La troisième partie présente le code CIGALE utilisé pour modéliser les distributions spectrales des galaxies à partir de modèles physiques. Le calcul de la SED attendue avec des paramètres connus se fait par étapes successives correspondant aux différents processus physiques en jeu. Pour accélérer le calcul, nous proposons de remplacer les calculs explicites de certaines étapes par une approximation de réseau de neurones.
Enfin, nous présentons un modèle statistique complet pour l’inférence bayésienne des paramètres et le choix du modèle utilisant à la fois des données photométriques et spectroscopiques, et l’application de TAMIS à ce problème spécifique.

Le jury sera composé de :
Nicolas CHOPIN, ENSAE, Président du jury
Sylvain LE CORFF Institut Polytechnique de Paris, Rapporteur
Marc HUERTAS-COMPANY Observatoire de Paris, Rapporteur
Véronique BUAT Aix-Marseille Université, Membre du jury
Florence FORBES INRIA, Membre du jury
Clotilde LAIGLE Institut d’Astrophysique de Paris, Membre du jury
Pierre PUDLO Aix-Marseille Université, Co-directeur
Denis BURGARELLA Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Co-directeur