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Depuis les années 60, en parallèle de la forte diminution du nombre d’exploitations agricoles, une double spécialisation des systèmes de production s’est déroulée lors de la phase de modernisation agricole : spécialisation régionale avec diminution de la polyculture-élevage, spécialisation des ateliers au sein des productions végétales et des productions animales. L'agriculture française s'est ainsi peu à peu spécialisée en termes d’ateliers de production et d'espèces cultivées, dans le but d'accroître l'efficacité économique des systèmes agri-alimentaires. Cette phase de modernisation a permis d’atteindre les objectifs de production assignés à l’agriculture à l’époque mais a aussi engendré des impacts négatifs sur la santé des écosystèmes et des Hommes. Une transition de l'agriculture européenne vers des systèmes fondés sur la biodiversité et reposant davantage sur les services écosystémiques est une voie majeure pour relever les défis de l'équilibre entre production et préservation de l'environnement. Or la diversification des cultures permet d’accroître la biodiversité au sein des champs, fournit de nombreux services écosystémiques et contribue à boucler les cycles des nutriments, tout en permettant de remplacer les intrants chimiques. Cependant, malgré ces bénéfices et les objectifs politiques affichés, la spécialisation est toujours à l’œuvre. La raison en est l’existence de nombreux freins interconnectés, non seulement techniques mais aussi organisationnels et institutionnels (politiques agricoles, réglementation, recherche, éducation, etc) qui résultent de l’alignement et de la grande cohérence du régime sociotechnique mis en place pendant la phase de modernisation. Ce « verrouillage » doit être surmonté par une transformation profonde du système sociotechnique qui gouverne les systèmes agri-alimentaires actuels. Les voies permettant de déverrouiller concernent en particulier : (i) L’accompagnement des acteurs dans le pilotage du changement de pratiques plutôt que la fourniture de solutions clés en main ; (ii) La réorientation des priorités de la recherche et des modalités de gestion et d’organisation de la recherche afin de prendre en charge la diversification ; (iii) La révision des logiques exclusives de filières et l’alignement des stratégies au sein des filières agri-alimentaires ; (iv) Et une transformation profonde des politiques publiques et de la réglementation vers des mesures systémiques favorisant simultanément la diversification des cultures et la transformation des produits qui en sont issus. Since the 1960s, in parallel with the sharp fall in the number of farms, a dual specialisation of agricultural systems has taken place during the agricultural modernisation phase: regional specialisation, with a reduction in livestock and mixed farming, and specialisation within plant and animal production systems. Agriculture has thus gradually specialised in terms of production systems and of number of species grown, with the aim of increasing the economic efficiency of agrifood systems. This modernisation phase made it possible to achieve the production targets set for agriculture at the time, but it also had negative impacts on the environment and of human health. The transition of European agriculture towards systems based on biodiversity and relying on ecosystem services is a major way to meet the challenges of balancing production and environmental protection. Crop diversification increases biodiversity within fields, provides numerous ecosystem services and helps close nutrient cycles, while replacing chemical inputs. However, despite these bnefits and stated political objectives, specialisation is still at work. The reason for this is the existence of numerous interconnected barriers, not only technical but also organisational and institutional (agricultural policies, regulation, research, education, etc.), resulting from the alignment and high degree of coherence of the sociotechnical regime put in place during the modernisation phase. This "lock-in" must be overcome by a deep transformation of the sociotechnical system that governs today's agrifood systems. Unlocking strategies include (i) supporting stakeholders in managing transformation rather than providing ready-to-use solutions, (ii) reorienting research priorities and the way research is managed and organized to support diversification, (iii) revising exclusive commodity chain logics and aligning strategies within agrifood commodity chains, as well as (iv) radically revising public policies and regulations to encourage the transformation of agrifood systems.

Das Ziel dieser Arbeit bestand darin, die Auswirkungen der Energiegewinnung durch Biogas auf die Landwirtschaft und die ländlichen Räume anhand einer vergleichenden Studie in vier deutschen Untersuchungsgebieten zu untersuchen. Dafür wurden die Konzepte der landwirtschaftlichen Multifunktionalität und des territorial capital in Verbindung mit der multi-level perspective auf den soziotechnischen Wandel verwendet. Dabei wurde zunächst der Trend zu einer Hybridisierung dieses Wandels herausgearbeitet. Biogas kann die produktivistischen Praktiken der Betriebe verstärken, aber auchabschwächen. Die Untersuchung zeigt, dass diese gegenläufigen Entwicklungspfade gleichzeitig in den landwirtschaftlichen Betrieben ablaufen können. Darüber hinaus belegt diese Arbeit, dass die Entwicklung der Gesetzgebung und auch die Art von Investoren (industrielle oder finanzielle Firmen, landwirtschaftliche Betriebsarten) ebenso wie die lokalen Merkmale (Peripherisierungsprozesse bzw. Bevölkerungsrückgang im ländlichen Raum, Formen des territorialen Erbes— „héritage territorial― — oder eine besondere lokale Geschichte in Bezug auf das Thema Energie) diese ambivalenten Entwicklungspfade beeinflussen können, sobald die Akteure die betreffenden Merkmaleund Ressourcen nutzen. Deshalb kann es zur Entstehung von umweltbezogenen sozialen Ungleichheiten kommen. ; This research aims at investigating the connections between energy transitions and agricultural transformations through a comparative research focused on four case studies in Germany. The starting point of this inquiry was the ambivalence of these changes. On the one hand, biogas generation tends to reinforce the socio-economic integration of farms intoagro-industrial value chains. On the other hand, this activity could also strengthen the connections with local stakeholders, for example through the implementation of localised heating networks in neighbouring villages or cities. The first aim of this research is to depict these ambivalent agricultural changes, to identify and evaluate ...

The acoustic impact of wind turbines is currently hampering the societal acceptance and the deployment of green aeolian energy near dwellings. For this reason, an accurate physical and perceptual prediction of wind turbine noise is of crucial importance for the design and deployment of modern horizontal-axis wind turbines. In the present work, we discuss a novel methodology for the far-field propagation and auralization of wind turbine noise in complex rural environments. First, the sound sources are modelled analytically using a RANS-based Amiet’s theory, accounting for leading- and trailing-edge noise. Secondly, a geometrical ray-tracing solver is used to compute the multiple source-receiver paths and evaluate the directivity gain. The pressure time signal of the equivalent source is then reconstructed using spectral shaping synthesis. Finally, the Harmonoise ray-based method is used to apply the noise attenuation due to atmospheric absorption, ground barriers, ground effects, and meteorological conditions. Also, the varying propagation delay of each source-receiver path is implemented in the time domain using appropriate interpolation techniques. The obtained audio signals are evaluated for different listener locations and operating conditions of the wind turbine.

Le secteur hydroélectrique est sensible aux variations du climat. Le défi actuel consiste à élaborer des indicateurs fondés sur les services climatiques, pour faciliter la prise de décisions aux niveaux régional et local, dans un contexte d'adaptation aux changements climatiques. Cette thèse vise à identifier des indicateurs pertinents pour caractériser les incidences de l’évolution du climat sur la gestion des réservoirs hydroélectriques. Nous avons construit une chaîne de modélisation hydroclimatique appliquée à quatre bassins versants et réservoirs français ayant un intérêt énergétique majeur (Dordogne à Bort-les-Orgues, Ain à Vouglans, Durance à Serre-Ponçon et Verdon à Castillon). Notre étude illustre une approche conceptuelle de gestion de réservoir qui permet de développer un indicateur pour caractériser la flexibilité des systèmes eau-énergie en climat futur. Les résultats obtenus montrent les conditions dans lesquelles les volumes d’eau sont disponibles (ou non) pour optimiser la production hydroélectrique. Enfin, nous avons mis en œuvre un modèle de gestion optimale par programmation dynamique stochastique, modifié pour être utilisé avec des projections hydrologiques. Notre analyse a mis en lumière que, même dans le cadre d’une gestion optimale, les changements climatiques pourraient modifier la gestion future des grands réservoirs, notamment ceux dont le multi-usage est prépondérant et qui sont, aujourd’hui, soumis à un régime nival des apports en eau. Notre approche apporte un nouveau cadre méthodologique pour les études d’impacts climatiques sur le secteur eau-énergie et pour le développement futur des services climatiques. The hydropower sector is sensitive to climate. The current challenge is to develop indicators based on climate services to facilitate decision-making at the regional and local levels in the context of climate change adaptation. This thesis aims at identifying relevant indicators to characterize the impacts of climate change on the management of hydropower reservoirs. We have built a hydroclimatic modelling chain applied to four French catchments and reservoirs of major energy interest (Dordogne at Bort-les-Orgues, Ain at Vouglans, Durance at Serre-Ponçon and Verdon at Castillon). Our study illustrates a conceptual approach to reservoir management that allow us to develop an indicator to characterize the flexibility of water-energy systems in future climates. The results obtained show the conditions under which water volumes are available (or not) to optimize hydropower production. Finally, we adapted a stochastic dynamic programming model for optimal reservoir management to be used with hydrological projections. The analysis highlighted that, even in the optimized context, climate change might impact the management of large reservoirs, especially those with a predominantly multi-use purpose and current nival regime of hydrological inflows. Our approach provides a new methodological framework for climate impact studies on the water-energy sector and for the future development of climate services.

Les microsupercondensateurs sont des microdispositifs de stockage réversible de l’énergie électrique constituant une alternative intéressante aux microbatteries en raison de leur puissance élevée et de leur durée de vie importante. La faible quantité d’énergie qu’ils peuvent emmagasiner reste cependant un point critique au déploiement de ces composants dans les microsystèmes embarqués. Cette soutenance sera dédiée aux nouveaux types d’électrodes de microsupercondensateurs, des filières technologiques pour les intégrer au sein du microdispositif et des performances de ces électrodes. Il sera notamment question de l’utilisation d’électrodes tridimensionnelles pour accroître leur densité d’énergie surfacique. The realization of high-energy micro-supercapacitors is currently a big challenge but the ineluctable applications requiring such miniaturized energy storage devices are continuously emerging. Their high power and extended lifetime are interesting for the complement or replacement of micro-batteries in embedded micro-systems. New types of electrodes for micro-supercapacitors will be reviewed with a focus on device fabrication methods and their performances. A 3D paradigm shift of micro-supercapacitor design will also be discussed to improve their energetic performances while maintaining reduced footprint occupancy.

Aujourd’hui, les communications mobiles sans fil sont en pleine croissance, en raison du grand nombre d’appareils connectés, ce qui augmente considérablement la demande de gros volumes de données, nécessitant des calculs intensifs et entraînant une forte consommation d’énergie. Toutefois, cette expansion des services sans fil est encore entravée par les limitations des terminaux mobiles, en termes de capacité de traitement, de stockage et d’énergie. Récemment, le Mobile Edge Computing (MEC) et la récupération d’énergie (EH) ont été proposés comme des technologies prometteuses pour prolonger la durée de vie des batteries des appareils mobiles et améliorer leurs capacités de traitement. D’une part, le MEC permet de décharger les tâches de calcul des appareils mobiles vers une station de base voisine avec plus d’énergie et de ressources de traitement. D’autre part, l’EH exploite des sources d’énergie alternatives et renouvelables pour alimenter les appareils mobiles. Cependant, la nature stochastique des énergies renouvelables peut entraîner des pénuries d’énergie. Dans ce cas, les performances du système peuvent être dégradées en raison de la perte de paquets ou d’une latence intolérable. Afin de garantir la durabilité du système, des politiques de transmission efficaces sous les contraintes de l’EH sont nécessaires. Dans cette thèse, nous étudions la planification conjointe des ressources et le déchargement des calculs dans un système MEC monoutilisateur fonctionnant avec des dispositifs basés sur l’EH. La contribution principale de ce travail est l’introduction de la contrainte de délai stricte au lieu de la contrainte de délai moyenne pour satisfaire les besoins futurs des communications à faible latence et des applications critiques. Nous étudions trois configurations différentes. Dans la première configuration, nous considérons que le canal est parfaitement connu au niveau de l’émetteur (CSI parfait) et nous visons à minimiser la perte de paquets due à la violation du délai et au débordement de la mémoire tampon du dispositif. Le problème d’optimisation associé est modélisé comme un processus de décision de Markov et la politique optimale est donnée par des techniques de programmation dynamique. Nous montrons que la politique optimale est plus performante que les autres politiques en adaptant le nombre de paquets traités aux états du système. Dans la seconde configuration, nous considérons un scénario plus réaliste, où le canal n’est pas parfaitement connu à l’émetteur et il est acquis après une phase d’estimation. En fait, cette estimation peut être erronée entraînant une dégradation supplémentaire du taux de perte de paquets. Par conséquent, nous évaluons la politique optimale obtenue précédemment lorsque le CSI est imparfait et nous montrons qu’elle reste robuste par rapport à d’autres politiques. Enfin, nous examinons la configuration sans CSI au niveau de l’émetteur. Nous supposons donc qu’un CSI obsolète est seulement disponible et nous montrons que la politique optimale proposée peut encore atteindre de bonnes performances par rapport à d’autres politiques Nowadays, the wireless mobile communications are witnessing unprecedented growth fueled by the huge number of connected devices increasing importantly the demands for high-volume data traffic, requiring thus intensive computation and leading to high energy consumption. However, this expansion of wireless services is still restrained by mobile terminals limitations, in terms of processing capacity, storage and energy. Mobile Edge Computing (MEC) and Energy Harvesting (EH) schemes have been recently proposed as promising technologies to extend the battery lives of mobile devices and improve their computing capabilities. On one hand, MEC enables offloading computation tasks from mobile devices to nearby Base Station with more energy and computations resources. On the other hand, EH exploits alternative renewable energy sources to power mobile devices. However, the stochastic nature of renewable energy may lead to energy outage. In such cases, the system’s performance can be degraded due to packet loss or intolerable latency. In order to sensure the system sustainability, efficient transmission policies under EH constraints are needed. In this thesis, we investigate the joint resource scheduling and computation offloading in a single user MEC system operating with EH based devices. The main contribution of this work is the introduction of the strict delay constraint instead of the average delay constraint to satisfy future requirements of lowlatency communications and critical applications. We study three different setups. In the first setup, we consider a perfect Channel State Information (CSI) at the transmitting device and we aim to minimize the packet loss due to delay violation and buffer overflow at the device’s data buffer. The associated optimization problem is modeled as Markov Decision Process and the optimal policy is exhibited through Dynamic Programming techniques. We show that the optimal policy outperforms other policies by adapting the number of processed packets to the system states. In the second setup, we consider a more realistic scenario, where the channel is not perfectly known at the transmitter and it is acquired after an estimation phase. In fact, this estimation can be erroneous degrading thus further the packet loss rate. Hence, we evaluate the previously obtained optimal policy under imperfect CSI conditions and we show that it remains robust with respect to other policies. Finally, we address the setup with no CSI at the transmitter. We therefore assume that an outdated CSI is only available and we show that the proposed optimal policy can still achieve good performance compared to other policies.

Cet article résume l’étude de faisabilité réalisée sur un projet de plateforme flottante hydride pour la récupération de l’énergie des vagues et du vent. La solution envisagée est composée d’une barge circulaire de 100m de diamètre, équipée de batteurs sur la demi-section faisant face à la direction principale de la houle. Une éolienne de type NREL 5MW est installée au centre de la plateforme. La première section présente le modèle numérique permettant de déterminer les mouvements de la plateforme à partir des efforts hydrodynamiques et aérodynamiques. Basé sur des données d’entrées environnementales, ce modèle permet de calculer les performances combinées de la plateforme en termes de production d’énergie. Une comparaison avec des concepts de récupérateurs d’énergies marines existants est ensuite présentée. Enfin, la dernière section se concentre sur des aspects pratiques. Ainsi, les résultats d’analyse structurelle sont présentés ainsi que les conclusions de calculs d’ancrage. International audience

Nous synthétisons, dans cet article, les principaux tenants de l’électrification (de l’hybride à l’électrique) de la propulsion des aéronefs. Après une présentation générale du contexte, situant les gains potentiels au plan aérodynamique et énergétique, nous présentons les principales architectures hybrides et électriques dont la conception se doit d’être abordée avec une vision multidisciplinaire, particulièrement riche de sens, mais également complexe. Dans ce contexte, nous détaillons un exemple de conception multiphysique par optimisation (MDO) se basant sur le projet européen ‘’HASTECS’’ qui traite de la conception technologique des principaux constituants de la chaîne de propulsion. L‘accent est mis enfin sur la conception intégrée par optimisation de l’ensemble de cette chaine propulsive, permettant de mettre en regard les principaux degrés de liberté et contraintes de cette optimisation avec les performances sous-jacentes pour le système de propulsion complet. National audience

La dépendance agriculture/pluie soumet la productivité agricole aux contraintes climatiques à Man et à Korhogo et limite fortement la recherche de la sécurité alimentaire. Les producteurs adoptent des techniques traditionnelles de minimisation des risques capitales pour l'amélioration de la productivité des sols et des cultures. Partant d'une analyse des pratiques de production anciennes et « nouvelles » présentes dans ces zones et leurs justifications, cette étude fait un plaidoyer en vue d'une incorporation des connaissances traditionnelles aux connaissances scientifiques dont la traduction parfaite reste une augmentation certaine de la capacité adaptative des agriculteurs Dan et Senoufo. The dependence agriculture / rain submits agricultural productivity to climatic constraints in Man and Korhogo and limits strongly search for food safety. Farmers adopt traditional techniques of minimization of the risks for the improvement of the productivity of grounds and cultures. From analyzing for former and present practices and their justifications, this study makes a plea for incorporating traditional knowledge into scientific ones which perfect translation remains real increase of adaptive capacity of Dan and Senoufo farmers.