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Résumé
Les étoiles Ae/Be de Herbig sont des étoiles pré-séquence principale (PMS) de masse
intermédiaire présentant des signes d’une activité intense et de forts vents stellaires, dont
l’origine n’a pas encore pu être expliquée dans le cadre des théories actuelles d’évolu-
tion stellaire. De plus en plus de preuves tendent à indiquer que la source énergétique
alimentant cette activité pourrait être d’origine interne. Il est donc essentiel d’extraire des
informations sur la structure interne des étoiles de Herbig par le biais de l’astérosismo-
logie, c’est-à-dire l’observation, l’analyse et la modélisation des fréquences et des modes
d’oscillations des étoiles variables pulsantes. Une telle étude implique de caractériser et
de contraindre la bande d’instabilité PMS théorique que les étoiles de Herbig traversent
pendant leur contraction vers la séquence prinicipale, par l’observation et l’étude astéro-
sismique du plus grand nombre possible d’étoiles Ae de Herbig pulsantes.
L’objectif de cette thèse est de contraindre la bande d’instabilité PMS par l’observation
et l’analyse de spectres de haute-résolution spectro-temporelle d’un échantillon d’étoiles
Ae de Herbig. Le cas de l’étoile prototype HD104237 a été étudié plus particulièrement,
ce qui nous a permis d’en effectuer une analyse et une modélisation astérosismique com-
plète.
La détermination des paramètres fondamentaux de HD104237 a nécessité le déve-
loppement d’un code numérique de normalisation spectrale spécifique, tenant compte de
la binarité et de l’activité de cette étoile, le but étant d’augmenter le signal sur bruit par
sommation des spectres d’une nuit. Un traitement statistique rigoureux a permis, par com-
paraison des largeurs équivalentes observées avec celles d’une grilles tri-dimensionnelle
de spectres synthétiques, de déterminer la température effective, la gravité de surface et
l’abondance du Fe, à savoir 8550 ±150K, 3.9±0.3 et −4.38 ±0.19 respectivement (ni-
veau de confiance : 68.3%). L’étude des variations de profil de raies basées sur des sé-
ries temporelles de profils équivalents (LSD) a confirmé la présence d’oscillations multi-
périodiques et mis en évidence des pulsations non-radiales de bas degré ℓpour la première
fois dans cette étoile. L’application de la méthode Fourier 2D a permis d’identifier pour

R´ esum´ e
le mode dominant un degré ℓde 1 ou 2. Cette identification, pas assez contraignante,
nous a conduit, lors de la modélisation astérosismique adiabatique des oscillations de
HD104237, à un grand nombre de solutions possibles. Deux types de solutions émergent.
Avec 8 fréquences, les modèles dont les paramètres sont en accord avec ceux déterminés
par l’observation impliquent des modes d’ordre radial trop élevé pour être excité par un
mécanisme κstandard pour les variables de type δScuti. Avec 5 fréquences, il est possible
de trouver des modèles satisfaisant aux observables et dont les modes de pulsation sont
d’ordre radial suffisamment bas pour envisager un mécanisme de type κ.
Des observations spectroscopiques de haute résolution effectuées avec le spectro-
graphe HARPS sur quatre étoiles de Herbig ont permis de confirmer le caractère pulsa-
tionnel de deux d’entre elles : V1247Ori et HD35929. Des pulsations multi-périodiques
incluant des modes non-radiaux ont été détectées dans les spectres de V1247Ori et un
mode de pulsation non-radiale a été mis en évidence dans ceux de HD 35929.
Notre étude a montré que des modes non-radiaux sont observés dans de nombreuses
étoiles Ae de Herbig situées dans différentes régions de la bande d’instabilité PMS. En
outre, HD104237, située bien au-delà du bord bleu de cette bande d’instabilité, présente
des pulsations non-radiales. Une étude non-adiabatique de ses modes de pulsation est né-
cessaire pour faire un pas de plus dans la compréhension du mécanisme d’excitation de
ses oscillations. A ce stade, aucune tendance claire du comportement pulsationnel des
étoiles Ae de Herbig en fonction de leur position dans ou à proximité de la bande d’insta-
bilité n’a été mis en évidence. Une meilleure connaissance des paramètres fondamentaux
de l’échantillon d’étoiles observées avec HARPS ainsi qu’une recherche de fréquences et
une identification de modes basées sur de plus longues séries temporelles de ces étoiles
sont nécessaires pour caractériser la bande d’instabilité.

Abstract
Herbig Ae/Be stars are pre-main sequence (PMS) stars of intermediate mass showing
signs of intense stellar activity, variability and winds. The origin of their tremendous acti-
vity is still not understood in the frame of current theoretical evolutionary models for PMS
stars. As of today, growing evidences tend to indicate that the energy needed to produce
this activity might be of internal origin, but no definite answer has been provided. It is a
major concern for testing young stellar evolutionary theory to solve this still open ques-
tion about HAeBe stellar activity, by constraining the internal structure of these objects
using asteroseismic techniques, i.e. the observation, analysis and modeling of stellar pul-
sation frequencies and modes. Such a study implies characterising and constraining the
theoretical PMS instability strip that Herbig stars cross for a significant fraction of their
evolution to the main sequence. This can be done through observation and asteroseismic
analysis of the largest number of pulsating Herbig stars.
The purpose of this thesis work is to constrain the PMS instability strip through the
observation and the analysis of high-resolution spectra of a Herbig Ae stars sample. More
especially, we focused on the prototype Herbig Ae star HD104237, by carrying out a
comprehensive and thorough analysis and modelling of this star.
The determination of the HD104237 fundamental parameters required the develop-
ment of a specific spectral normalisation numerical program, taking into account the bi-
narity and activity of this star, in order to increase the signal to noise ratio by adding the
spectra of a whole night. A rigorous statistical treatment enabled me, by comparing line
equivalent width from the observed spectra to those of a tridimensional grid of synthetic
spectra, to determine the effectivetemperature, the surface gravity and the iron abundance,
namely 8550 ±150K, 3.9±0.3 et −4.38 ±0.19 respectively (confidence level : 68.3%).
The study of the photospheric line profile variations, based on time-series of equi-
valent profiles (LSD profiles), confirmed the presence of multi-periodic oscillations and
enabled to find non-radial pulsations of low-degree ℓfor the first time in this star. The use
of the 2D Fourier Method enabled me to identified the dominant mode as a ℓ=1 or 2