Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O presente trabalho teve por objetivo estudar as respostas fisiolÃgicas e bioquÃmicas de plÃntulas de cajueiro anÃo-precoce (Anacardium occidentale L.) à salinidade em duas condiÃÃes ambientais de cultivo. Para isso, as plÃntulas foram cultivadas em vasos de polietileno contendo somente soluÃÃo nutritiva (tratamento controle) ou soluÃÃo nutritiva com NaCl a 50, 100, 150 e 200 mM (tratamentos salinos), sendo mantidas em duas condiÃÃes ambientais: casa de vegetaÃÃo e sala de germinaÃÃo. Os efeitos do estresse salino foram avaliados atravÃs de medidas de crescimento, trocas gasosas, teores de clorofila, potencial osmÃtico foliar e teores de solutos orgÃnicos (prolina, N-aminossolÃveis e carboidratos solÃveis) e inorgÃnicos (Na+, Cl- e K+) nas folhas e raÃzes. TambÃm foram estudadas as alteraÃÃes na expressÃo gÃnica com a salinidade, o que foi feito atravÃs da comparaÃÃo dos padrÃes eletroforÃticos 2D das proteÃnas de folhas e raÃzes. A salinidade reduziu o crescimento das plÃntulas em ambas as condiÃÃes ambientais de cultivo, sendo que nas plÃntulas da casa de vegetaÃÃo, a inibiÃÃo do crescimento foi mais acentuada do que naquelas da sala de germinaÃÃo. Este fato correlacionou-se com as maiores reduÃÃes na fotossÃntese lÃquida, na transpiraÃÃo e na condutÃncia estomÃtica das plÃntulas da casa de vegetaÃÃo em relaÃÃo Ãs da sala de germinaÃÃo. Nas duas condiÃÃes de cultivo, os efeitos inibitÃrios do NaCl foram mais conspÃcuos nas raÃzes do que na parte aÃrea. A salinidade nÃo causou grandes mudanÃas nas concentraÃÃes internas de CO2 das plÃntulas de cajueiro, sugerindo a participaÃÃo de fatores nÃo-estomÃticos na inibiÃÃo das taxas fotossintÃticas. Os teores foliares de clorofila a, b e total foram influenciados pela salinidade e pelas condiÃÃes de cultivo das plÃntulas, sendo que as da sala de germinaÃÃo apresentaram os maiores conteÃdos e as menores reduÃÃes desses pigmentos devido à salinidade. As leituras feitas com o medidor portÃtil de clorofila, SPAD-502, correlacionaram-se positivamente com os teores foliares de clorofila, expressos em g.cm-2, tanto nas plÃntulas da casa de vegetaÃÃo quanto nas da sala de germinaÃÃo. As maiores reduÃÃes no potencial osmÃtico e os maiores acÃmulos de Na+ e Cl- nas folhas pela salinidade, em relaÃÃo ao controle, foram observados nas plÃntulas da casa de vegetaÃÃo. Por outro lado, os teores de K+ nesse ÃrgÃo nÃo diferiram muito entre as duas condiÃÃes de cultivo empregadas. As raÃzes acumularam grandes quantidades de Na+ e Cl- em seus tecidos, as quais foram acompanhadas de grandes decrÃscimos nos teores de K+, em ambas as condiÃÃes de cultivo. Com o aumento da salinidade, os teores de prolina foram aumentados, principalmente nas folhas, sendo os maiores incrementos observados nas plÃntulas da casa de vegetaÃÃo. Os teores de carboidratos solÃveis foram aumentados e reduzidos, devido à salinidade, somente nas folhas das plÃntulas da sala de germinaÃÃo e nas raÃzes das plÃntulas da casa de vegetaÃÃo, respectivamente. Nas duas condiÃÃes de cultivo, a salinidade aumentou os teores de N-aminossolÃveis nas folhas e nas raÃzes das plÃntulas de cajueiro. O padrÃo de expressÃo gÃnica das folhas e das raÃzes foi alterado pelo estresse salino em ambas as condiÃÃes ambientais. A salinidade causou aumentos e diminuiÃÃes nas taxas de expressÃo de vÃrias proteÃnas, sendo que algumas desapareceram completamente e outras foram aparentemente sintetizadas de novo nas plÃntulas estressadas. As proteÃnas diferencialmente reguladas pelo estresse salino foram bastante diferentes nas duas condiÃÃes ambientais empregadas. Faz-se necessÃrio o seqÃenciamento e a identificaÃÃo dessas proteÃnas para que se possa especular sobre seus possÃveis papÃis no processo de aclimataÃÃo das plÃntulas de cajueiro Ãs condiÃÃes de salinidade. / Early-dwarf cashew seedlings (Anacardium occidentale L.) were used in order to investigate the physiological and biochemical changes induced by salt stress in two environmental conditions. The seedlings were cultivated in plastics pots containing only nutrient solution (control treatment) or nutrient solution with NaCl at 50, 100, 150 and 200 mM (saline treatment). They were kept in two environmental conditions: greenhouse and growth room. The effects of salinity on the growth, gas exchange, chlorophyll content, osmotic potential and organic (proline, soluble amino-N, soluble carbohydrates) and inorganic (Na+, Cl-, K+) solute contents from both leaves and roots were studied. Salt stress induced changes in gene expression were studied both in leaves and roots comparing 2D electrophoretic pattern. Salinity inhibited the growth of seedlings in both environmental conditions, being the reduction in seedlings growth in the greenhouse more conspicuous than those cultivated in the growth room. This fact was correlated with highest reductions in net photosynthetic rate, in transpiration and stomatal conductance of seedlings grown in the greenhouse when compared with those of growth room. In both cultivation conditions, the root growth was affected by NaCl than shoot growth. The salinity stress not caused great changes in CO2 internal concentration, suggesting that the inhibition of photosynthesis also may be attributed to non-stomatal factors. Leaf chlorophyll a, b and total contents were influenced by salinity and environmental conditions, being observed the highest contents and the lowest reductions of these pigments due to salinity in seedlings under growth room conditions. The readings of portable chlorophyll meter, SPAD-502, were positively correlated to leaf chlorophyll contents, expressed in g.cm-2, both in greenhouse and growth room conditions. In the salt stress conditions, the higher reductions of osmotic potential and higher Na+ and Cl- accumulations in leaves were observed in seedlings grown in the greenhouse. On the other hand, leaves K+ contents did not differ much among the cultivation conditions used. The roots accumulated greater amounts of Na+ and Cl- in their tissues, which were accompanied of great decreases in the K+ contents in both cultivation conditions. Proline content increased with the increase in salt stress especially in leaves, being the greater increases observed in seedlings cultivated in the greenhouse. The soluble carbohydrates contents were increased and decreased, due to salinity, only in leaves of seedlings of growth room and roots of those grown in the greenhouse, respectively. In both cultivation conditions, salinity increased the leaf and root soluble amino-N contents of cashew seedlings. The gene expression patterns both leaves and roots were altered by salt stress, in both environmental conditions. Salinity induced increases and decreases in expression of various proteins, being that some proteins disappeared completely and other were apparently synthesized de novo in the seedlings stressed. The proteins differentially regulated by salt stress were enough different among the environmental conditions used. Future studies should be focused on sequencing and identification of proteins whose rate of synthesis varied as a result of salinity, in order to better characterize their possible roles in the process of acclimation of cashew seedlings to salinity conditions

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Les pulsateurs compacts sont des étoiles présentant des variations intrinsèques de luminosité dont les gravités de surface sont supérieures à 100,000 cm/s² On retrouve parmi ces objets deux familles des sous-naines chaudes de type B (sdB) pulsantes et quatre familles distinctes de naines blanches pulsantes. Dans le but d'observer les pulsations de tels objets pour ensuite analyser leur propriétés grâce à l'astéroséismologie, l'Université de Montréal, en collaboration avec le Imaging Technology Laboratory (ITL - University of Arizona), a développé la caméra Mont4K (Montreal4K) CCD qui est, depuis le printemps 2007, le principal détecteur employé au télescope Kuiper de 1.55 m du Mt Bigelow (Steward Observatory, University of Arizona). à l'aide de ce montage, des observations ont été menées pour quelques-uns de ces pulsateurs compacts. La première cible fut HS 0702+6043, un pulsateur hybride. Une importante mission pour cet objet, réalisée du 1er novembre 2007 au 14 mars 2008, a permis d'identifier 28 modes de pulsations pour cet objet en plus de mettre en évidence pour certains de ces modes d'importantes variations d'amplitude. Deux autres cibles furent les naines blanches pulsantes au carbone de type « Hot DQ » SDSS J220029.08-074121.5 et SDSS J234843.30-094245.3. Il fut possible de montrer de façon indirecte la présence d'un fort champ magnétique à la surface de J220029.08-074121.5 grâce à la présence de la première harmonique du mode principal. En outre, pour ces deux cibles, on a pu conclure que celles-ci font bel et bien partie de la classe des naines blanches pulsantes au carbone. / Compact pulsators are stars with surface gravities larger than 100,000 cm/s² showing intrisinc luminosity variations. Six different classes of such objects are known, including two pulsating hot subdwarf (sdB), and four pulsating white dwarf classes. In order to observe their pulsations and further analyze their properties through asteroseismology, the Universit\'e de Montr\'eal, in collaboration with the University of Arizona Imaging Instrument Laboratory, developed the Mont4K (Montreal4K) CCD camera which is the primary science detector of the Kuiper 1.55 m telescope at Mt Bigelow since Spring 2007. With this setup, several compact pulsators were targeted. The first target was the hybrid pulsator HS 0702+6043, observed from November 1st 2007 to March 14th 2008, for which 28 pulsation modes were isolated. Moreover, it was possible to highlight important amplitude variations in some of these modes. Two Hot DQ white dwarf pulsators, SDSS J220029.08-074121.5 and SDSS J234843.30-094245.3, were also targeted. In the case of J220029.08-074121.5, it was possible to highlight the presence of a strong magnetic field at its surface through the presence of the first harmonic of the main pulsation mode of this object. Furthermore, the follow-up campaigns on J220029.08-074121.5 and J234843.30-094245.3 allowed to classify these two white dwarf as Hot DQ pulsators.

Les fusions sont un évènement essentiel dans la formation des grandes structures de l’Univers; elles jouent un rôle important dans l’histoire de formation et l’évolution des galaxies. Outre une transformation morphologique, les fusions induisent d’importants sursauts de formation d’étoiles. Ces sursauts sont caractérisés par des Efficacités de Formation Stellaire (EFS) et des Taux de Formation Stellaire Spécifiques (TFSS), i.e., respectivement, des Taux de Formation Stellaire (TFS) par unité de masse gazeuse et des TFS par unité de masse stellaire, plus élevés que ceux des galaxies spirales. A toutes les époques cosmiques, les galaxies à sursaut de formation d’étoiles sont des systèmes particuliers, en dehors de la séquence définie par les galaxies spirales. Nous explorons l’origine du mode de formation stellaire par sursaut, à travers trois systèmes in interaction: Arp 245, Arp 105 et NGC 7252. Nous avons combiné des observations JVLA haute résolution de la raie à 21-cm, traçant le gaz Hi diffus, avec des observations GALEX dans l’UV, traçant les jeunes régions de formation d’étoiles. Nous sommes ainsi en mesure de sonder les conditions physiques locales du Milieu InterStellaire (MIS) pour des régions de formation d’étoiles indépendantes, et d’étudier la transformation du gaz atomique en gaz dense dans différents environnements. Le rapport SFR/HI apparaît bien plus élevé dans les régions centrales que dans les régions externes, indiquant une fraction de gaz dense plus élevée (ou une fraction de gaz HI moins élevée) dans les régions centrales. Dans les régions externes des systèmes, i.e., les queues de marées, où le gaz est dans une phase principalement atomique, nous observons des rapports SFR/ HI plus élevés que dans les environnements standards dominés par le HI, i.e., les régions externes des disques de spirales et les galaxies naines. Ainsi, notre analyse révèle que les régions externes de fusions sont caractérisées par des EFS élevées, par comparaison au mode de formation stellaire standard. Observer des fractions de gaz dense élevées dans les systèmes en interaction est en accord avec les prédictions des simulations numériques; ceci résulte d’une augmentation de la turbulence du gaz durant une fusion. La fusion affecte les propriétés de formation stellaire du système probablement à toutes les échelles, depuis les grandes échelles, avec une turbulence augmentant globalement, jusqu’aux petites échelles, avec des modifications possibles de la fonction de masse initiale. A partir d’une simulation numérique haute résolution d’une fusion majeure entre deux galaxies spirales, nous analysons les effets de l’interaction des galaxies sur les propriétés du MIS à l'échelle des amas stellaires. L’accroissement de la turbulence du gaz explique probablement la formation de Super Amas Stellaire dans le système. Notre étude de la relation SFR–HI dans les fusions de galaxies sera complétée par des données HI haute résolution pour d’autres systèmes, et poussée vers des échelles spatiales encore plus petites. / Mergers are known to be essential in the formation of large-scale structures and to have a significant role in the history of galaxy formation and evolution. Besides a morphological transformation, mergers induce important bursts of star formation. These starburst are characterised by high Star Formation Efficiencies (SFEs) and Specific Star Formation Rates, i.e., high Star Formation Rates (SFR) per unit of gas mass and high SFR per unit of stellar mass, respectively, compared to spiral galaxies. At all redshifts, starburst galaxies are outliers of the sequence of star-forming galaxies defined by spiral galaxies. We have investigated the origin of the starburst-mode of star formation, in three local interacting systems: Arp 245, Arp 105 and NGC 7252. We combined high-resolution JVLA observations of the 21-cm line, tracing the HI diffuse gas, with UV GALEX observations, tracing the young star-forming regions. We probe the local physical conditions of the Inter-Stellar Medium (ISM) for independent star-forming regions and explore the atomic-to-dense gas transformation in different environments. The SFR/HI ratio is found to be much higher in central regions, compared to outer regions, showing a higher dense gas fraction (or lower HI gas fraction) in these regions. In the outer regions of the systems, i.e., the tidal tails, where the gas phase is mostly atomic, we find SFR/HI ratios higher than in standard HI-dominated environments, i.e., outer discs of spiral galaxies and dwarf galaxies. Thus, our analysis reveals that the outer regions of mergers are characterised by high SFEs, compared to the standard mode of star formation. The observation of high dense gas fractions in interacting systems is consistent with the predictions of numerical simulations; it results from the increase of the gas turbulence during a merger. The merger is likely to affect the star-forming properties of the system at all spatial scales, from large scales, with a globally enhanced turbulence, to small scales, with possible modifications of the initial mass function. From a high-resolution numerical simulation of the major merger of two spiral galaxies, we analyse the effects of the galaxy interaction on the star forming properties of the ISM at the scale of star clusters. The increase of the gas turbulence is likely able to explain the formation of Super Star Clusters in the system. Our investigation of the SFR-HI relation in galaxy mergers will be complemented by high-resolution HI data for additional systems, and pushed to yet smaller spatial scales.

Alors que les galaxies évoluent, leur milieu interstellaire (MIS) s’enrichit continuellement en métaux, et cet enrichissement influence la formation d’étoiles. Les galaxies naines de faible métallicité de l’Univers Local sont les candidates idéales pour étudier l’influence de cet enrichissement en métaux sur les propriétés du MIS des galaxies et nous donne un aperçu des processus d’enrichissement et de formation stellaire dans des conditions proches de celles trouvées dans les systèmes pauvres en métaux de l’Univers primordial. Des études précédentes ont montré que le MIS des galaxies naines pose un certain nombre d’énigmes en terme d’abondance des grains, de composition de la poussière et même des processus d’émission en infrarouge lointain (FIR). Cependant, ces études étaient limitées à la poussière chaude émettant à des longueurs d’onde plus courtes que 200 micromètres et étaient effectuées sur un petit nombre de galaxies. Grâce à une sensibilité et une résolution améliorées dans les domaines FIR et submillimétriques (submm), Herschel nous donne une vue nouvelle sur les propriétés de la poussière froide dans les galaxies et nous permet d’étudier les galaxies les plus pauvres en métaux de manière systématique. Dans ce travail, je mène une étude des propriétés des poussières dans les galaxies naines et compare avec des environnements plus riches en métaux, pour aborder la question de l’impact de la métallicité sur les propriétés de la poussière. La nouveauté de ce travail réside dans le fait que les galaxies naines sont étudiées de manière systématique, nous permettant d’accéder aux, et de quantifier les propriétés générales représentatives de ces systèmes. Cette étude est conduite sur toute la gamme de longueurs d’onde infrarouge (IR)-submm, avec les nouvelles observations en FIR/submm d’Herschel, ainsi que des données Spitzer, WISE, IRAS, et 2MASS. Nous complétons ces données avec des mesures en domaine submm de télescopes au sol comme APEX ou le JCMT, pour étudier la présence et les caractéristiques de l’excès submm dans mon échantillon de galaxies. Je collecte aussi les données HI et CO pour accéder aux propriétés du gaz dans ces galaxies et étudier l’évolution du rapport en masse gaz-sur-poussière (G/D) avec la métallicité. Notre étude révèle des propriétés de poussière différentes dans les environnements de faible métallicité que celles observées dans des systèmes plus riches en métaux (par exemple, une poussière globalement plus chaude). Une émission en excès par rapport aux modèles utilisés, apparait souvent aux alentours de 500 micromètres, menant à d’importantes incertitudes sur les propriétés de la poussière, notamment sur la masse de poussière. Les excès les moins importants peuvent cependant être expliqués en utilisant une autre composition pour la poussière, avec des grains plus émissifs. Traceur idéal de l’état d’évolution chimique d’une galaxie, le G/D est en fait bien plus grand que ce que l’on pourrait attendre si l’on considère un modèle simple d’évolution chimique. Interprétée avec des modèles d’évolution chimique plus complexes, incorporant des processus de croissance des grains et/ou une formation d’étoiles épisodique, la relation entre le G/D et la métallicité, ainsi que sa dispersion, peuvent être expliquées par la grande variété d’environnements que nous considérons dans notre étude. / As galaxies evolve, their Interstellar Medium (ISM) becomes continually enriched with metals, and this metal enrichment influences the subsequent star formation. Low metallicity dwarf galaxies of the local Universe are ideal candidates to study the influence of metal enrichment on the ISM properties of galaxies and gives us insight into the enrichment process and star formation under ISM conditions that may provide clues to conditions in early universe metal-poor systems. Previous studies have shown that the ISM of dwarf galaxies poses a number of interesting puzzles in terms of the abundance of dust grains, the dust composition and even the FIR emission processes. However these studies were limited to the warmer dust emitting at wavelengths shorter than 200 microns and were done only on a small number of dwarf galaxies. Thanks to its increased sensitivity and resolution in FIR and submillimeter (submm) wavelengths, Herschel gives us a new view on the cold dust properties in galaxies and enables us to study the lowest metallicity galaxies in a systematic way. In this work, I carry out a study of the dust properties in dwarf galaxies and compare with more metal rich environments, in order to address the question of the impact of metallicity on the dust properties. The novelty of this work lays in the fact that dwarf galaxies are studied here in a systematic way, enabling us to derive and quantify the general properties that are representative of these systems. This study is conducted over the full IR-to-submm range, using new FIR/submm Herschel observations, Spitzer, WISE, IRAS and 2MASS data. We complete this set of data with longer submm measurements from ground-based facilities such as APEX and JCMT to study the presence and characteristics of the submm excess in my sample of galaxies. I also collect Hi and CO data to access the gas properties of the galaxies and study the evolution of the G/D with metallicity. Our study reveal different dust properties in low-metallicity environments than that observed in more metal-richs systems (e.g., an overall warmer dust component). An excess submm emission is often apparent near and/or beyond 500 microns rendering large uncertainties in the dust properties, even for something as fundamental as dust masses. Some of the smallest excesses can be explained by using another dust composition with more emissive grains. Ideal tracer of the chemical evolutionary stage of a galaxy, the gas-to-dust mass ratios (G/D) is found to be much higher than what is expected by simple chemical evolution models. Interpreted with more sophisticated chemical evolution models, including dust growth in the ISM and/or episodic star formation, the relation of the G/D with metallicity and its scatter can be explained by the wide variety of environments we are considering.

Coleanthus subtilis ist eine durch die FFH-Richtlinie geschützte, weltweit sehr seltene Art, welche periodisch trockenfallende Standorte in Flussauen (Primärhabitate) bzw. durch den Menschen geschaffene Staugewässer (Sekundärhabitate) besiedelt. Die Erarbeitung der aktuellen Verbreitungsbilder der Art in Sachsen und ihrer Besiedlungshistorie waren Ausgangspunkt für die Analysen zur Ökologie dieser Art. Anhand von Analysen zu den Ausbreitungsmechanismen, Standortansprüchen und Reaktionsmöglichkeiten von C. subtilis wurden grundlegende Beiträge zum besseren Verständnis der Strategien dieser Art erbracht. Die Arbeit gibt Hinweise für eine artenschutzgerechte Bewirtschaftung der Staugewässer insbesondere für die Regulierung von Zeitpunkt, Dauer, Intensität und Häufigkeit von Wasserstandsabsenkungen sowie hinsichtlich einzelner Praktiken im Zusammenhang mit einer fischereilichen Nutzung. Weiterhin zeigt die Arbeit auf, wie C. subtilis auf bestimmte, von den durchschnittlichen Wasserstandsschwankungen abweichende, Bedingungen reagieren kann. Damit sind nun wichtige Grundlagen zum nachhaltigen Schutz und zur Förderung von C. subtilis, insbesondere in Sekundärhabitaten, vorhanden. / Coleanthus subtilis is a globally rare species protected by the European Union Habitats Directive. This grass establishes on periodically drying sites in river floodplains (primary habitats) but also in man made ponds and reservoirs (secondary habitats). The identification of the present distribution patterns as well as the reconstruction of the colonisation history of C. subtilis in Saxony were the basis for analyses about the ecology of this species. By analysing dispersal mechanisms, habitat demands and response traits of C. subtilis fundamental contributions to a better understanding of the strategies of this species are given. The thesis provides information about optimum time, duration, intensity and frequency of water level reductions and about the consequences of different management practices particularly with respect to fishery in ponds and reservoirs inhabiting C. subtilis. Further the thesis shows how C. subtilis can cope with deviations from mean water level fluctuations. In summary important fundamental knowledge for the sustainable conservation and promotion of C. subtilis, particularly in secondary habitats, has been established.

Cette thèse présente une étude empirique et théorique approfondie de l'évolution spectrale des étoiles naines blanches, avec un accent particulier sur les naines blanches chaudes. La composition atmosphérique (et donc l'apparence spectrale) de ces cadavres stellaires peut changer drastiquement avec le temps à mesure qu'ils se refroidissent. Ce phénomène est généralement interprété comme le résultat d'une compétition entre divers mécanismes de transport des éléments dans l'enveloppe stellaire (tels que la diffusion, la convection, les vents et l'accrétion), mais demeure mal compris à plusieurs égards. Il est impératif de remédier à cette situation pour être en mesure d'exploiter le potentiel immense des naines blanches pour notre compréhension du passé de la Galaxie. Pour mieux caractériser l'incidence de l'évolution spectrale, nous effectuons tout d'abord une analyse spectroscopique exhaustive de près de 2000 naines blanches chaudes (Teff > 30,000 K) observées par le relevé SDSS. Nous déterminons les propriétés atmosphériques (notamment la température effective et la composition de surface) de ces objets à l'aide d'un nouvel ensemble de modèles d'atmosphère calculé spécifiquement à cet effet. En examinant la fréquence relative des étoiles riches en hydrogène et riches en hélium en fonction de la température, nous obtenons pour la première fois un portrait empirique détaillé de l'évolution spectrale des naines blanches chaudes. Plus spécifiquement, nous déduisons (1) qu'environ une étoile sur quatre arrive sur la séquence de refroidissement avec une atmosphère d'hélium, et (2) qu'environ deux tiers de ces objets développent ultérieurement une atmosphère d'hydrogène. En outre, nous accordons une attention particulière aux naines blanches hybrides (qui montrent à la fois des traces d'hydrogène et d'hélium) de notre échantillon et à ce que ces objets distinctifs nous apprennent sur l'évolution spectrale. Nous étudions ensuite l'évolution spectrale d'un point de vue théorique en modélisant les transformations chimiques qui s'opèrent dans les naines blanches. Pour ce faire, nous utilisons le code d'évolution stellaire STELUM, qui inclut un traitement cohérent et réaliste du transport des éléments et nous permet donc de réaliser les simulations numériques d'évolution spectrale les plus sophistiquées à ce jour. Nous modélisons la diffusion de l'hydrogène résiduel dans une enveloppe d'hélium à haute température, qui mène ultimement à la formation d'une atmosphère d'hydrogène. Nous simulons également le mélange convectif de cette couche superficielle d'hydrogène avec la couche sous-jacente d'hélium à basse température, qui produit à nouveau une surface dominée par l'hélium. En outre, nous étudions le transport du carbone dans les étoiles riches en hélium, incluant à la fois le tri gravitationnel à haute température et le dragage convectif à basse température. Ces calculs donnent lieu à plusieurs résultats astrophysiques d'intérêt. Nous obtenons notamment une contrainte inédite sur la quantité d'hydrogène résiduel contenue dans les naines blanches chaudes dominées par l'hélium. Nous démontrons aussi que la bifurcation observée dans le diagramme couleur-magnitude des naines blanches découvertes par le satellite Gaia est une signature du processus de mélange convectif à basse température. Par ailleurs, nos modèles fournissent de précieuses informations sur les propriétés des étoiles polluées par le carbone, en particulier sur leur masse et leur zone convective. Enfin, le résultat le plus important de cette thèse est la résolution définitive du problème le plus sérieux de la théorie de l'évolution spectrale, soit le problème de l'origine de l'hydrogène à la surface des naines blanches de type DBA. / This thesis presents an in-depth empirical and theoretical study of the spectral evolution of white dwarf stars, with a particular focus on hot white dwarfs. The atmospheric composition (and thus the spectral appearance) of these stellar remnants can change drastically over time as they cool. This phenomenon is generally interpreted as the result of an interplay between various element transport mechanisms in the stellar envelope (such as diffusion, convection, winds, and accretion), but remains poorly understood in several respects. It is imperative to remedy this situation to be able to exploit the immense potential of white dwarfs for our understanding of the past of the Galaxy. To better characterize the incidence of spectral evolution, we first carry out an exhaustive spectroscopic analysis of nearly 2000 hot white dwarfs (Teff > 30,000 K) observed by the SDSS survey. We determine the atmospheric properties (in particular the effective temperature and surface composition) of these objects using a new set of model atmospheres calculated specifically for this purpose. By examining the relative frequency of hydrogen-rich and helium-rich stars as a function of temperature, we obtain for the first time a detailed empirical picture of the spectral evolution of hot white dwarfs. More specifically, we infer (1) that about one in four stars enters the cooling sequence with a helium atmosphere, and (2) that about two-thirds of these objects eventually develop a hydrogen atmosphere. Furthermore, we pay special attention to the hybrid white dwarfs (which exhibit traces of both hydrogen and helium) in our sample and to what can be learned about spectral evolution from these distinctive objects. We then study spectral evolution from a theoretical point of view by modeling the chemical transformations that take place in white dwarfs. To do this, we use the stellar evolution code STELUM, which includes a consistent and realistic treatment of element transport and therefore allows us to perform the most sophisticated numerical simulations of spectral evolution to date. We model the diffusion of residual hydrogen in a helium envelope at high temperature, which ultimately leads to the formation of a hydrogen atmosphere. We also simulate the convective mixing of this superficial hydrogen layer with the underlying helium layer at low temperature, which once again produces a helium-dominated surface. Furthermore, we study the transport of carbon in helium-rich stars, including both gravitational settling at high temperature and convective dredge-up at low temperature. These calculations give rise to several astrophysical results of interest. In particular, we obtain an unprecedented constraint on the amount of residual hydrogen contained within hot helium-dominated white dwarfs. We also demonstrate that the bifurcation observed in the color-magnitude diagram of white dwarfs discovered by the Gaia satellite is a signature of the convective mixing process at low temperature. Furthermore, our models provide valuable information on the properties of carbon-polluted stars, in particular on their mass and convective zone. Finally, the most important result of this thesis is the definitive resolution of the most serious problem of the theory of spectral evolution, namely the problem of the origin of hydrogen at the surface of DBA-type white dwarfs.

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Beim Parameter „Druscheignung“ eines Bestandes wird gemeinhin angenommen, dass dieses Kriterium durch die Genetik der Sorte und den Witterungsverlauf, weitgehend unbeeinflusst von Landwirt, festgelegt ist. Und dennoch verändert der Landwirt mit all seinen Entscheidungen von der Auswahl der Sorten, über die Düngung, den Pflanzenschutz bis hin zum Erntemanagement die Druscheignung stetig. Zur Ernte, als letzten Abschnitt der Verfahrenskette, entfaltet die Druscheignung dann außerordentlich große ökonomische Auswirkungen. Anhand verschiedener Beispiele aus Züchtung, Pflanzenernährung, Pflanzenschutz und Erntetechnologie wurde dargestellt, wie auf die Druscheignung Einfluss genommen werden kann und wie diese Auswirkungen monetär zu bewerten sind. Aus dem Bereich der Züchtung wurde die Entwicklung eines neuen Wuchstyps bei den Rapshalbzwergen ausgewählt, der mit weniger Biomasse konkurrenzfähige Erträge erzielt. Die Abreife ist einheitlicher, der Erntetermin kann problemloser fixiert werden, der Drusch ist leistungsstark und verlustarm. Späte und intensiv geführte Sorten sind mit Hilfe einer Sikkation zeitlich früher und leichter zu beernten. Das schafft Erntesicherheit bei geringeren Verlusten, höheren Mähdrescherleistungen und sinkendem Kraftstoffverbrauch. Die bedarfsgerechte Ausbringung des Stickstoffs in Art, Menge und Zeit, entsprechend der kleinräumigen Heterogenität eines Schlages, führt zu einer Homogenisierung der Bestände. Die Bestände reifen gleichmäßiger ab und führen zu etwa 20 Prozent höherer Mähdrescherleistung sowie geringerem Kraftstoffverbrauch. Am Beispiel des Hochschnitts wurde verdeutlicht, wie sich die bessere Beerntbarkeit auf Maschinenkosten, Gesamternteverluste, Qualität und Trocknung auswirkt. Hebt man die Stoppellänge um 10 Zentimeter an, lässt sich die Mähdrescherleistung um ca. 15 bis 20 Prozent steigern. Diese Beispiele unterstreichen zugleich die Forderung, dass die Druscheignung nicht erst zur Ernte diese Führungsrolle übernimmt, sondern auch in den vorgelagerten Verfahrensabschnitten als ein starkes Entscheidungskriterium gelten muss. / The parameter “threshability” of a stand is commonly assumed to be a criterion defined by the genetics of the strain and the weather conditions which is mainly not influenced by the farmer. Nevertheless, the farmer continuously changes the “threshability” with all his decisions, from the selection of the strains, via the use of fertilizers to the harvest management. For harvest, as the last stage of the process chain, the threshability develops extraordinarily high economic effects. On the basis of several examples from cultivation, plant nutrition, plant protection and harvest technology it was described, how the threshability can be influenced and how this effect is to be assessed monetarily. In the field of cultivation, the development of a new growth type of semi-dwarf rape has been selected, which yields competitive returns with less bio mass. Ripeness is more homogeneous, the harvest date can be fixed without problems, threshing is efficient and with low loss. Using the method of siccation, late and intensively controlled strains can be harvested earlier and easier. This offers harvest safety with low loss, higher combine harvester performance and reduced fuel consumption.The need-based spreading of nitrogen referring to type, quantity and time according to the small-scale spatial heterogeneity of a field leads to a homogenisation of the stands. The stands ripen more evenly and this fact causes about 20 percent higher combine harvester performance, as well as reduced fuel consumption. Using the example of high-cut top harvest it was clarified how the better harvestability influences the machine costs, the total harvest losses, the quality, and the drying process. If the length of the stubbles is extended by 10 centimetres, the combine harvester performance can be increased by 15 to 20 percent. These examples also emphasize the requirement that the threshability does not just take over the leading role for the harvest but has also to be considered as a strong decision criterion within the prior stages of the process.