Divers aspects de la cosmologie au-delà du modèle standard ont été explorés durant cette thèse. Le modèle standard fait face à de nombreux problèmes (énergie noire...), à tel point qu'un consensus s'est établi dans la communauté scientifique portant sur la nécessité de dépasser ce modèle. Nous avons successivement étudier des modèles à dimensions spatiales additionnelles, analyser des données cosmologiques de façon indépendante du modèle standard, étudier les conséquences d'une expansion anisotrope causée par un champ magnétique en présence de neutrinos et finalement, nous avons remis en question le principe d'homogénéité du modèle standard au travers d'un modèle comportant une densité d'énergie dépendant des coordonnées spatiales.