L’effet de lentille gravitationnelle faible (“weak gravitational lensing”) est une des sondes cosmologiques les plus importantes pour élucider l’origine de l’accélération de l’expansion de l’Univers. A ce jour, l’effet de lentille cosmologique est sujet à des limitations qui entravent l’utilisation de tout son potentiel pour s’attaquer aux grandes questions de la cosmologie. La plupart des résultats observationnels ont été obtenu en négligeant les structures les plus massives et non-linéaires de l’univers, c’est-à-dire, les amas de galaxies. C’est justement ces structures non-linéaires qui sont susceptibles de nous aider à répondre aux questions liées à la nature de la matière noire. Ainsi, les structures à très haute densité contiennent de l’information non-Gaussienne sur la toile cosmique, ce qui n’a pas encore été entièrement utilisé jusqu’à présent.
Cette thèse a pour objectif d’éliminer ces limitations, en étudiant en détails des structures massives. De nouveaux modèles de la distribution et de la signature de l’effet de lentille gravitationnelle vont être construits et appliqués aux observations des relevés de pointe de galaxies. Dans une équipe inter-disciplinaire de cosmologie, statistique et traitement de signal, le thésard va développer de nouvelles techniques statistiques pour extraire et interpréter les observable de lentille gravitationnelle générées par ces structures massives.