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A better understanding of energy efficiency in the Swiss building stock, currently insufficient at the local level, is fundamental to achieve the goals of the Swiss energy strategy 2050. This study focuses on energy retrofitting of multi-family residential buildings in Geneva, integrating technical, economical, financial and environmental aspects, as well as preservation of cultural heritage.The first part provides a detailed overview of the current physical, structural and energy-using characteristics of existing building stock and analyzes the renovation market dynamics as well as the actors involved and their practices. The assessment of the energy performance of several retrofit operations revealed in the second part that the real space heating demand of the retrofitted buildings were consistently higher than those provided by calculation. It also shows that the higher the predicted space heating saving potential is, the higher share of this potential will be reached in reality. The last part evaluates the theoretical energy saving potential for space heating in the multi-family building stock and provides concrete recommendations to mobilize efficiently this potential.In conclusion, the achievement of the ambitious goals set by the Swiss federal government, particularly those which aim to reduce by half the space heating demand by 2050, is hardly possible without an improvement of the current practices regarding the actors involved in building retrofit process (process that starts with the energy audit and ends with the use of the buildings by the occupants and energy managers). Dans le cadre de la Stratégie énergétique suisse 2050, cette étude fournit d'abord un état des lieux des caractéristiques physiques, énergétiques et structurelles du secteur résidentiel collectif genevois et analyse la dynamique du marché de la rénovation et les pratiques des acteurs impliqués. Les retours d'expérience effectués ont ensuite révélé que les besoins réels en chauffage des bâtiments rénovés étaient systématiquement supérieurs à ceux prévus par calcul. Il ressort aussi que plus le potentiel prévu d'économie de chauffage est important, plus la part effectivement réalisée de ce potentiel est importante. L'étude évalue enfin le potentiel théorique d'économie de chauffage du secteur et propose une série de recommandations pour mobiliser plus efficacement ce potentiel. En conclusion, l'atteinte des objectifs de réduction fixés par la Confédération s'avère très difficile sans une amélioration des pratiques des acteurs de la filière de la rénovation, depuis l'audit jusqu'à l'usage des bâtiments par les occupants et les gestionnaires de l'énergie.

vi, 63 p.

vii, 30 p.

Renewable and available in abundance, incident solar radiation is an ideal candidate for energy production. The development of nanostructured coatings for the improve- ment of technologies that convert solar energy into heat and electricity opens interesting new perspectives for the future. This PhD thesis presents an approach based on iterative cycles for the development and optimisation of such materials with a view to industrial scale production. Two ap- plications are investigated : chromium-free black selective coatings for durable thermal solar absorbers and orange coloured interferential filters for photovoltaic collectors with a view to their architectural integration. The first part of this work describes in detail the different production stages of the black selective coating from the preparation of the solutions to the manufacturing of a prototype. According to our study, the optimal coating for stainless steel tubes with a length of two meters is composed of a superposition of thin layers of Cu-Co-Mn-O//Cu- Co-Mn-Si-O//Si-O applied through sol-gel technology and annealed by an innovative induction heating process for which a patent request has been filed. The nanocomposite coating has the advantage of combining the optical properties αsol = 0.93 and εth = 0.12 with durability properties that make it eligible for possible industrialisation. The second part of the thesis describes the production of orange coloured interferen- tial filters applied on photovoltaic collectors through magnetron sputtering, a process for which another patent application has been filed. The obtained samples meet the expectations of the market with regard to such a product with a relative performance reduction of 10 to 15% in comparison with an identical collector without a filter. An in- dustrial prototype of 1190 mm x 412 mm has been produced and is being characterised at the moment these lines are written.

La partie théorique est consacrée aux objectifs du projet, questions-guides et définitions des concepts. La partie pratique, à travers une représentation systémique de la Cordillera Blanca, décrit les aspects physiques et socio-économiques de la région. Elle aborde la mise en œuvre du SIG pour la Cordillera Blanca, notamment la cartographie glaciaire et l'estimation du volume des réserves. En outre, elle identifie les acteurs et les conflits autour des ressources hydriques, formule une stratégie pour la gestion durable de ces ressources et indique les causes possibles du retrait glaciaire. Trois types de scénarios sont présentés: climatique, anthropique et environnemental. Ce travail se conclut par des réponses aux questions-guides et souligne l'importance de la Cordillera Blanca comme étant l'unique réserve d'eau pour la région Ancash et le projet d'irrigation CHAVIMOCHIC, dont le changement climatique menace la pérennité.

L’océan austral est un écosystème fragile dont la dynamique est influencée par des variations climatiques qui vont structurer la distribution spatio-temporelle des ressources. L’objectif de cette thèse était d’étudier les stratégies d’acquisition des ressources en proies mises en place par l’éléphant de mer austral face aux contraintes énergétiques (coûts du transport et coûts d’accès à la ressource) et temporelles (temps passé au fond d’une plongée et limite de plongée aérobie) auxquelles il est soumis. L’utilisation d’un ensemble d’enregistreurs de données déployés sur ces animaux a permis de reconstruire en trois dimensions leur plongée, mais également de calculer leur effort de nage, le nombre de proies rencontrées ainsi que leur dépense énergétique. Notre étude montre qu’à l’échelle d’une plongée, les éléphants de mer adaptent leur trajectoire, mais également le temps qu’ils passent au fond, en fonction du nombre de proies rencontrées. Pour des densités locales de proie importantes, ils passent plus de temps au fond, et concentrent leur recherche en zone restreinte, caractérisée par une diminution de la vitesse et une augmentation de la sinuosité horizontale. Au-delà de 550 m, le coût d’accès aux ressources devient supérieur aux coûts d’acquisition ; ils doivent alors faire face à un compromis entre l’accessibilité et la disponibilité en proies. À mesure qu’ils s’alimentent, ces phoques augmentent leur flottabilité, diminuant de surcroît leur dépense énergétique. Cette étude démontre également une structuration spatio-temporelle de cette dépense énergétique qui semble être liée au succès d’alimentation et donc à la distribution des ressources en proies. The Southern Ocean is a fragile ecosystem whose dynamics are influenced by climate change that will structure the spatio-temporal distribution of resources. The objective of this PhD was to investigate the foraging strategies used by the southern elephant seal, under energetic (cost of transport and costs of access to the resource) and temporal (time at the bottom of a dive and aerobic dive limit) constraints. Using a set of animal-borne data loggers allowed us to reconstruct their three-dimensional path underwater, but also to calculate their swimming effort, the number of prey encountered and their energy expenditure. At the dive level, our study shows that elephant seals adapt their path, but also the time spent at the bottom, depending on the number of prey encountered. For high local prey density, they spent more time at the bottom, and concentrated their foraging effort in areas restricted search, characterized by a decrease in speed and an increase in horizontal sinuosity. Beyond 550 m, the cost of access to resources becomes greater than the cost of acquisition ; they must therefore deal with a trade-off between prey accessibility and availability. While feeding, these seals increase their buoyancy, reducing furthermore their energy expenditure. This study also shows a spatio-temporal structure of the energy expenditure that appears to be related to feeding success and therefore to prey resources distribution.

Keywords: couplage MHDTE avec interface libre ; simulations numeriques ; methode des elements finis ; methode eulerienne ; methode lagrangienne ; level-set ; conservation de l’energie ; thermal and magnetohydrodynamic with free interface coupling ; numerical simulations ; finite element method ; Eulerian method ; Lagrangian method ; level-set ; energy conservation These Ecole polytechnique federale de Lausanne EPFL, n° 5738 (2013)Programme doctoral MathematiquesFaculte des sciences de baseInstitut de mathematiques des sciences computationnelles et ingenierieChaire d'analyse et de simulation numeriqueJury: J. Krieger (president), F. Gallaire, S. Langlois, J.-F. Scheid Public defense: 2013-6-14 Reference doi:10.5075/epfl-thesis-5738Print copy in library catalog Record created on 2013-06-05, modified on 2017-05-12