Les étoiles primordiales (étoiles dites de population III) sont les premières étoiles qui se forment dans l'Univers, à partir d'un gaz de composition vierge. Leur rayonnement intense ionise leur environnement et leurs explosions libèrent les premiers éléments lourds de l'Univers. Cela crée les conditions initiales pour la formation des générations suivantes d'étoiles et des premières galaxies. Alors que les propriétés des étoiles actuelles sont bien établies par les observations et de mieux en mieux comprises par la théorie, on sait peu de choses sur les étoiles de première génération puisque leur observation reste hypothétique.
Dans cette thèse, je me suis intéressé à leur formation. La première partie du travail a été consacrée à l'implémentation d'un réseau chimique pour la chimie primordiale dans le code ramses (Teyssier, 2002). Pour cela, j'ai utilisé le code krome (Grassi 2014) que j'ai fusionné avec ramses. J'ai utilisé un réseau chimie avec des taux de réactions mis à jour (Faure 2024).
Avec ce code, j'ai étudié les propriétés des halos primordiaux qui donnent naissance aux étoiles primordiales. Pour cela, j'ai réalisé un simulation cosmologique avec résolution de la chimie primordiales hors-équilibre. Les propriétés du halo, telles que les abondances chimiques, la masse, le moment angulaire peuvent affecter l'effondrement du gaz et donc la formation des étoiles pop III. Le but de cette étude est d'obtenir une population représentative de halos à un redshift donné qui abritent un nuage de gaz froid et massif et donc la naissance des premières étoiles. Cette étude a fait l'objet d'une publication.
Enfin, la dernière partie de la thèse est consacrée à l'effondrement du gaz à haute résolution (à l'échelle de l'au) de façon à suivre précisément la formation stellaire. Le but est d'obtenir une fonction de masse, ie la répartition en masse de ces étoiles. Cette fonction est centrale pour tout les modèles d'évolution de l'Univers.
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