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In recent years, changing individual behaviours has become a key issue for public policy, which has been mobilising new bodies of knowledge, namely behavioural sciences. These are explicitly and increasingly used in Japan’s energy policy in order to lower household energy consumption, in the context of both the Fukushima nuclear disaster and the liberalisation of the energy markets. My dissertation investigates the explanatory factors and the implementation of this significant change in a policy domain which was so far marked by a techno-economic approach paying little attention to behavioural issues. Drawing on theoretical and methodological perspectives from public policy analysis and policy transfer studies, I analyse the genesis and the implementation of two large-scale programs: first, the smart grid social experiments named Smart Communities; second, the Opower’s Home Energy Reports pilot study. Building on about eighty semi-structured interviews and on a wide variety of written sources, I emphasise the major role played by transnational circulations in the design and the implementation of these programs, and more broadly in Japan’s energy policy.I argue that the mobilisation of behavioural sciences in Japan’s energy policy results from manifolds factors which question the opposition between the endogenous and exogenous nature of policy change, as well as the distinction between domestic and extranational factors. Indeed, the use of this body of knowledge can be explained by the strategies of a few stakeholders who achieved to introduce new policy ideas and tools coming from abroad, in response to issues faced by the Japanese Government. Through a micro-sociological analysis of their strategies, I suggest to endogenize the explanation of policy change while integrating exogenous factors and extranational dynamics. The mobilisation of behavioural sciences in Japan’s energy policy results inseparably from the expansion of this body of knowledge in academia and in public policy in the US and in Europe; from the strategies of transnational, Japanese and American stakeholders; and from the stringency of climate and energy problems in Japan. The US plays a central role in the transnational circulation of behavioural sciences in the energy field, which can be explained by the “practical” and “consensual” dimension of these sciences.; Le changement des comportements individuels s'est récemment imposé comme un objectif majeur pour l'action publique, qui mobilise dans cette optique de nouveaux savoirs de gouvernement : les sciences comportementales. Ces savoirs sont employés de manière explicite et croissante dans la politique énergétique du Japon pour réduire la consommation d’énergie des ménages, dans un contexte marqué par l’accident nucléaire de Fukushima et la libéralisation des marchés de l’énergie. Cette thèse examine les facteurs explicatifs et les modalités concrètes de cette transformation significative dans un domaine jusque-là dominé par une approche techno-économique prêtant peu attention aux comportements. Notre analyse associe des perspectives théoriques et méthodologiques issues de la sociologie de l'action publique et des études sur les transferts de politiques publiques pour retracer la genèse et la mise en œuvre de deux expérimentations : celle des réseaux électriques « intelligents » dans les Smart Communities et celle des nudges et des Home Energy Reports de l’entreprise étasunienne Opower. La conduite d’environ quatre-vingt entretiens semi-directifs et l’examen de nombreuses sources écrites ont mis en évidence la place centrale des circulations transnationales dans l’élaboration et la conduite de ces programmes et plus généralement de la politique énergétique de l’archipel.Nous défendons la thèse que la mobilisation des sciences comportementales dans la politique énergétique japonaise résulte d’une multiplicité de facteurs qui questionne l’opposition entre des changements de nature soit endogène soit exogène, et la distinction entre facteurs domestiques et facteurs extranationaux. Le recours à ces savoirs de gouvernement s’explique en effet par la capacité d’un petit groupe d’acteurs programmatiques japonais à introduire dans la politique énergétique des sciences et des instruments originaires de l’étranger, en réponse à des enjeux spécifiques au Japon. Notre analyse microsociologique des stratégies de ces acteurs invite à une endogénéisation de l’explication du changement intégrant les facteurs exogènes et les dynamiques extranationales. La mobilisation des sciences comportementales dans la politique nippone résulte indissociablement de l’essor de ces savoirs dans la recherche et l’action publique aux États-Unis et en Europe, des stratégies d’acteurs transnationaux, étasuniens et japonais, et de la prégnance des enjeux climatiques et énergétiques sur l’archipel. Nous suggérons par ailleurs que les États-Unis sont au cœur de la circulation des sciences comportementales dans le domaine de l’énergie, et que le recours à ces savoirs dans l’action publique s’explique par, outre leur succès académique, leur dimension « pratique » et « consensuelle ».

National audience RESUME. Le coeur de calcul COMETH développée par le CSTB se présente sous la forme d'une bibliothèque de calcul compilée. La facilité d'utilisation et d'intégration dans des logiciels du com-merce ont guidé les choix de structure, poussant vers une approche par paramétrage plutôt que par câblage de modules (comme TRNSYS, MATLAB-SIMULINK ou MODELICA). A contrario, ceci peut apparaitre comme limitant les possibilités de modélisation. Nous montrons que nous avons palié à ce problème en proposant un système de plug-in, via la dénition d'ontologies de systèmes dédiées à COMETH pour permettre le développement collaboratif, le partage et la cosi-mulation de nouveaux modules. D'ores et déjà, plusieurs systèmes innovants ont été intégrés par des industriels et mis à disposition des bureaux d'études MOTS-CLÉFS. interopératbilié, COMETH, plug-in, SED ABSTRACT. COMETH is computing kernel developed at CSTB. It is a compiled library that computes the building's energy consumption at an hourly time step. The library format makes its integration easy in commercial software and many of the patterns used in the development reect this aspect. In particular, this is why we chose not to use block diagram simulator(à la TRNSYS, MATLAB-SIMULINK or MODELICA) and preferred to focus our work on a ready-to-integrate API. A contrario, such choices may complicate the work of upgrading the tool such as adding new innovative systems, making the initial development team the bottleneck of every update. We show that this problem can be solved using a plug-in approach in our development. We dene a COMETH-related ontology for systems in order to allow for collaborative developments to enable co-simulation, while guarantying the overall quality. By now, many systems has been developed under this procedure and coupled to the COMETH platform

Prod 2019-15kEASPEGESTADINRAAGROSUPDOCT Three methods of innovative design for cropping systems were compared for their contribution tosustainable weed management: (i) de novo expert design by multiple stakeholders; co-design by farmers(ii) of one cropping system during workshops; (iii) of cropping systems for each farmer member of aDEPHY network group over several years. The weed simulation model FLORSYS was used to evaluatethese systems with six indicators, describing weed harmfulness for crop production, weed contribution tobiodiversity and herbicide use. A principal component analysis on this dataset illustrated that there is nocorrelation between herbicide use and weed harmfulness for crop production. De novo expert design ledto bigger changes in practices and systems performances, compared to co-design with farmers, especially when innovative systems are designed for each farmer of a group. The evolution of sustainability of thesecropping systems was assessed with the multicriteria assessment model DEXiPM and again morechanges, often positive, were found with the design methods (i) and (ii). However, only a few innovativecropping systems designed with method (iii) were able to reduce weed harmfulness for production whileenhancing sustainability, thanks to major changes planned in crop sequences (winter wheat reductionand sugarbeet removal), after ten years of step-by-step design. These results illustrate differences andcomplementarities of these design methods. Trois démarches de conception de systèmes de culture ont été comparées sur leur contribution à la gestion durable des adventices : (i) conception par expertise d’acteurs multiples ; co-conception par des agriculteurs (ii) d’un système innovant lors d’ateliers ponctuel ou (iii) de systèmes innovants pour chaque agriculteur d’un groupe sur une démarche de long terme. Les systèmes définis ont été simulés avec le modèle de dynamique de la flore adventice FLORSYS. Une Analyse en Composantes Principales des résultats de six indicateurs décrivant la nuisibilité des adventices pour la production, la diversité des adventices et l’intensité d’usage d’herbicides a été réalisée. Tout d’abord, la nuisibilité des adventices et l’usage d’herbicides ne sont pas corrélés. Ensuite, les systèmes innovants conçus selon la méthode (i) conduisent à des changements plus importants et contrastés, à l’inverse de la co-conception par des agriculteurs, particulièrement avec des systèmes conçus pour chaque agriculteur. Enfin, l’évolution de la durabilité a été évaluée avec le modèle d’évaluation multicritère DEXiPM. La durabilité évolue plus fréquemment, de manière positive pour les méthodes de conception (i) et (ii). Néanmoins, les seuls systèmes innovants combinant réduction significative de la nuisibilité des adventices pour la production et augmentation de la durabilité sont issus du groupe (iii), avec des modifications profondes de la rotation (réduction du blé tendre, abandon de la betterave) envisagées après 10 ans de conception pas-à-pas. Ces résultats illustrent les différences et complémentarités de ces différentes méthodes.Abstract : Comparing methods for designing innovative cropping systems aiming at sustainable weed managementThree methods of innovative design for cropping systems were compared for their contribution to sustainable weed management: (i) de novo expert design by multiple stakeholders; co-design by farmers (ii) of one cropping system during workshops; (iii) of cropping systems for each farmer member of a DEPHY network group over several years. The weed simulation model FLORSYS was used to evaluate these systems with six indicators, describing weed harmfulness for crop production, weed contribution to biodiversity and herbicide use. A principal component analysis on this dataset illustrated that there is no correlation between herbicide use and weed harmfulness for crop production. De novo expert design led to bigger changes in practices and systems performances, compared to co-design with farmers, especiallyCavan N., et al.190 Innovations Agronomiques 81 (2020), 189-200when innovative systems are designed for each farmer of a group. The evolution of sustainability of these cropping systems was assessed with the multicriteria assessment model DEXiPM and again more changes, often positive, were found with the design methods (i) and (ii). However, only a few innovative cropping systems designed with method (iii) were able to reduce weed harmfulness for production while enhancing sustainability, thanks to major changes planned in crop sequences (winter wheat reduction and sugarbeet removal), after ten years of step-by-step design. These results illustrate differences and complementarities of these design methods.

Thermochemical storage systems prove to be good alternatives to current technologies for seasonal or inter-seasonal storage of heat, because energy is stored as a chemical potential and therefore, there is no heat loss during the storage period. Nowadays, a large number of studies have been conducted on the development of thermochemical reactor integrated in the storage system, andlittle study has been conducted on reactor technologies separated from the storage system. The latter, however, have the advantage, among others, of separating the thermal power produced or consumed and the storage capacity of the installation, which would increase the storage density.This study investigates the development of a moving-bed thermochemical reactor operating with hydrated salts and humid air cross-flow, suitable for district heating applications. A reactor prototype, developed and built during this study, allowed to analyze the functioning of the reactor. This study has, among others, highlighted the impact of the preferential air flow path on the reactorperformances (temperature and power), as well as the importance of the air humidity at the reactor inlet on these performances.In addition, two mathematical models have been developed : a 1D analytical model and a 2D model taking into account the heat and mass transfer phenomena within the reactive area. The 2D model, validated with the experimental results, was exploited using the finite element simulation software COMSOL Multiphysics to conduct a theoretical study on the functioning and the performances of the reactor. This numerical study focused on the influence of operating conditions (air flow rate and moisture content, solid flow rate) on the performances and the efficiency of the system and allowed the comparison of moving bed reactor over fixed bed reactors, commonly developed for thermochemical storage applications. This study has shown the importance of solid velocity control for optimizing the performances of the moving bed reactor.This study has highlighted the advantages and limitations of moving bed reactors for thermochemical storage applications; Les systèmes de stockage thermochimique s’avèrent être de bonnes alternatives aux technologies actuelles pour le stockage saisonnier ou intersaisonnier de la chaleur, car l’énergie est stockée sous forme d’un potentiel chimique et donc, il n’y a pas de pertes thermiques pendant la durée de stockage. Un grand nombre d’études a été mené sur le développement de réacteurs thermochimiques intégrés au système de stockage, et peu d’étude ont été menées sur les technologies de réacteur séparé du réservoir de stockage. Ces dernières présentent cependant l’avantage, entre autres, de dissocier la puissance thermique du réacteur et la capacité de stockage de l’installation, ce qui permettrait d’augmenter la densité de stockage.Cette étude se penche sur le développement d’un réacteur thermochimique à lit mobile fonctionnant avec des sels hydratés sous air humide, adapté à des applications aux réseaux de chaleur. Un prototype de réacteur, développé et construit durant cette étude, a permis d’analyser le fonctionnement du réacteur. Cette étude a, entre autres, mis en évidence l’impact des passages préférentiels de l’air sur les performances du réacteur (température et puissance), ainsi que l’importance du titre de vapeur de l’air à l’entrée du réacteur sur ces performances. Il apparaît également que la circulation du solide abaisse sensiblement le point d’équilibre atteint par la réaction.De plus, deux modèles mathématiques ont été développés : un modèle analytique 1D et un modèle 2D prenant en compte les phénomènes de transfert de matière et de chaleur au sein de la zone réactive. Le modèle 2D, validé avec les résultats expérimentaux, a été exploité à l’aide du logiciel de simulation par éléments finis COMSOL Multiphysics afin de mener une étude théorique sur le fonctionnement et les performances du réacteur. Cette étude numérique a porté sur l’influence des conditions opératoires (débit et taux d’humidité de l’air, vitesse du solide) sur les performances et le rendement du système et a permis la comparaison des réacteurs à lit mobile par rapport aux réacteurs à lit fixes, communément développés pour des applications de stockage thermochimique. Cette étude a montré l’importance de la régulation de la vitesse du solide pour l’optimisation des performances du réacteur à lit mobile.L’ensemble de cette étude a permis de mettre en évidence les avantages et les limitations d’un réacteur à lit mobile pour des applications de stockage thermochimique

Research activities I lead at the SYMME laboratory of Savoie Mont Blanc University cover various applications of electromechanical conversion: modeling and control of piezoelectric actuators, vibration damping and seismic isolation, implementation of transducers in heat engines and vibration energy harvesting using piezoelectric or electromagnetic technologies. This scientific approach implies the modeling of coupled multi-physics phenomena and the systematic validation of the theoretical models by experiments. The realization of high technology readiness level prototypes and technological transfer opportunities are also considered.These activities have resulted to the realization of vibration energy harvesting devices whose purpose is to address the industrial issue of energy autonomy of distributed autonomous wireless sensors. The defense will be an opportunity to demonstrate the theoretically achievable maximum performance of an inertial vibration energy harvesting device. The electronic and mechanical developments to approach at best these performances will then be defined. The use of non-linear piezoelectric oscillators and original energy extraction circuits improves the robustness of performance with respect to the variability of the vibrational environment and electrical loading.; Les activités de recherche que je mène au laboratoire SYMME de l’Université Savoie Mont Blanc couvrent différentes applications de la conversion électromécanique : modélisation et contrôle d’actionneurs piézoélectriques, amortissement vibratoire et isolation sismique, intégrations de transducteurs dans des machines thermiques et récupération d’énergie vibratoire par technologie piézoélectrique ou électromagnétique. La démarche scientifique mise en œuvre part de la modélisation multi-physique des phénomènes couplés jusqu’à la validation systématique des modèles théoriques élaborés en s’appuyant sur des approches expérimentales. La réalisation de prototypes de niveau de maturité technologique élevé et les possibilités de transfert technologique sont également abordées.Ces activités ont notamment abouti à la réalisation de dispositifs de récupération d’énergie vibratoire dont la finalité est d’apporter une réponse à la problématique industrielle de l’autonomie énergétique de capteurs autonomes communicants distribués. La soutenance de HDR sera l’occasion de démontrer les performances maximales théoriquement atteignables avec un dispositif de récupération d’énergie vibratoire inertiel. Les axes de développements électroniques et mécaniques pour approcher au mieux ces performances seront ensuite définis. L’utilisation d’oscillateurs piézoélectriques non-linéaires et de circuits électroniques d’extraction et de stockage originaux permet ainsi d’améliorer significativement la robustesse des performances vis à vis de la variabilité du gisement vibratoire et de la charge électrique.

Groundwater recharge is a little known parameter in the water balance. Knowledge of processes and accurate estimation of groundwater recharge is a prerequisite for effective and sustainable management of groundwater resources. In addition, groundwater recharge is considered the most direct parameter by which climate change affects the renewable groundwater resources. The present PhD thesis focuses on the recharge of the alluvial aquifer of the Haouz plain by the floods of the Rheraya wadi (intermittent river), which descends from the High-Atlas Mountains and crosses the southern plain towards the North. This work has two main objectives: (i) simulating the hydrological regime of the Rheraya River whose floods are at the origin of the groundwater recharge, and (ii) Quantifying the groundwater recharge by the floods of the Rheraya in the zone of the High-Atlas piedmont. The runoff modeling of the Rheraya wadi in the High-Atlas (225 km², elevations ranging between 1030 and 4165 m.a.s.l.) takes into account the snow component. For this purpose, the GR4J conceptual and global model was applied over the period 1989- 2009, coupled with the CemaNeige module for semi-distributed snow dynamics. The daily snow coverage simulated by CemaNeige is in good agreement with that extracted from the MODIS snow product in the period 2000-2009 (R² = 0,64). In addition, the simulated daily snow water equivalent is consistent with that measured at the weather station of Oukaimeden (2004-2006, R² = 0,81). Finally, the runoff simulation reproduces quite well the strong seasonal and inter-annual variability. In conclusion, the hydrological regime of the Rheraya wadi is pluvio-nival with an unimodal distribution whose maximum in April is linked with snowmelt. The study of groundwater recharge is carried out through the analysis of the monitoring of groundwater fluctuations in the streambed of the Rheraya wadi, over two hydrological cycles 2014-2015 and 2015-2016.[...]; La recharge de l'eau souterraine est un paramètre encore peu connu du bilan hydrologique. La connaissance des processus et l'estimation précise de la recharge de l'eau souterraine est une condition préalable à une gestion efficace et durable des eaux souterraines dans les régions arides et semi-arides. En plus la recharge de l'eau souterraine est considérée comme le paramètre le plus direct avec lequel le changement climatique peut affecter les ressources renouvelables des aquifères. Les présents travaux de thèse s'intéressent à la recharge de l'aquifère alluvial de la plaine du Haouz par les crues de l'oued Rheraya (rivière intermittente), qui descend des montagnes du Haut-Atlas et traverse la plaine du Haouz du sud vers le nord. Ces travaux ont deux objectifs principaux (i) d'abord simuler le régime hydrologique de l'oued Rheraya dont les crues sont à l'origine de la recharge de l'eau souterraine, et ensuite (ii) aborder la quantification de la recharge de l'eau souterraine du Haouz par ces crues dans la zone du piémont atlasique. La modélisation des débits de l'oued Rheraya dans le Haut-Atlas marocain (225 km², altitudes comprises entre 1030 m et 4165 m) est réalisée en prenant en compte la composante nivale. Pour cela, le modèle conceptuel global GR4J est appliqué sur la période 1989-2009 en y adjoignant le module CemaNeige qui simule la dynamique de la composante neigeuse de manière semi- distribuée. La fraction enneigée simulée se révèle corrélée avec celle extraite du produit neige MODIS durant la période 2000-2009 (R2 = 0,64). De plus, l'équivalent en eau de la neige simulé est cohérent avec celui mesuré par la station automatique au sommet de l'Oukaimeden durant la période 2004-2006 (R2 = 0,81). Enfin, nous obtenons une simulation des débits qui reproduit bien la très forte variabilité saisonnière et interannuelle. En conclusion, le régime hydrologique de l'oued Rheraya est pluvio-nival avec une distribution unimodale des débits dont le maximum en avril coïncide avec la fonte des neiges. L'étude de la recharge de l'eau souterraine est effectuée à travers l'analyse du suivi des fluctuations de l'eau souterraine sous le lit de l'oued Rheraya sur deux cycles hydrologiques 2014-2015 et 2015-2016.[...]

International audience; Urban energy is a domain that covers many complex processes thatinteract at all scales of the city: the microclimate (the heat island effect), building energy consumption for heating or cooling, inhabitants’behav-ior, renewable energyproduction, etc. Few tools take account ofthis level of complexity atthis scale, making the adaptation and mitigation to climate change very difficult to integrate into urban policies and design practices.Within the MApUCEresearch project, which proposes a methodology to carry out simulations of these urban energy processes across all towns and cities in France, we have developed an approach whose objective is to obtain accurate data onbuildings’characteristics andmaterials. It is based on the implementationof an auto-matic method for determining the architectural and urban typologies for all cities of France and an architectural and historical database.The method for determining the typologiesis a comprehensive and automated methodto identify urban typolo-gies at the building and the city block scales. The method usesmorphologicalor sociodemographicindicators (determined from national databases)and makes a classification implementing a supervised learning method based on the "Random Forest".These typologies are coupled with the architectural database’s information, through the indication of the buildings’usage, their date of construction and geographical location allowing to characterize each of the buildings in terms of materiality (albedo, constructive system thermal insulation, etc.), and HVAC systems.; L'énergétique urbaine est un domaine qui couvre de nombreux pro-cessus complexes interagissant à toutes les échelles de la ville : le microclimat (l'effet d'îlot de chaleur), la consommation énergétique des bâtiments pour le chauffage ou la climatisation, les comportements énergétiques des habitants, la production d'énergie renouvelable, etc. Peu d'outils tiennent compte de ce ni-veau de complexité à cette échelle, rendant l'adaptation et l'atténuation aux changements climatiques très difficiles à intégrer dans les politiques urbaines ou les pratiques de conception. Au sein du projet de recherche MApUCE, qui propose une méthodologie pour effectuer des simulations de ces processus d'énergétique urbaine à l'échelle de toutes les communes et villes de France, nous avons développé une approche dont l'objectif est de pouvoir obtenir des données précises sur les caractéristiques et les matériaux des bâtiments. Elle est basée sur la mise en oeuvre d'une méthode de détermination automatique des typologies architecturales et urbaines pour toutes les villes de France et d'une base de données architecturale et historique. La méthode de détermination des typologies est une méthode globale et automa-tisée, dérivée de GENIUS, pour identifier les typologies urbaines à l'échelle du bâtiment et de l'îlot urbain. Elle utilise des indicateurs morphologiques ou so-ciodémographiques (eux-mêmes déterminés à partir des bases de données natio-nales) et réalise une classification mettant en oeuvre une méthode d'apprentissage supervisé basée sur les « Random Forest ». Ces typologies sont croisées avec les informations de la base de données archi-tecturale, au travers de l'indication de l'usage des bâtiments, leurs dates de construction et leur localisation géographique permettant ainsi de caractériser chacun des bâtiments en terme de matérialité (albédo, système constructif, isolation thermique, etc.) et de systèmes CVC.

In the context of the fight against climate change, the building is a strategic sector to address because of its high consumption of heat and electricity. Solar energy, both thermal and photovoltaic, has strong assets to meet this challenge and is becoming more and more cost-competitive. In particular, the PVT hybrid solar is a promising solution with a double advantage: the extraction of heat under the photovoltaic module brings both a gain in electrical efficiency, and a gain by generating heat for the needs of the building. The state of the art demonstrates the diversity of solar hybrid technologies, and this thesis specifically addresses the unglazed flat-plate design with water as the heat transfer fluid. To address sustainability and performance issues, the company DualSun designed a PVT hybrid module with a stainless steel heat exchanger directly laminated during the photovoltaic module process.The analysis of the DualSun collector is done in Part I, first with a 3D model of the exchanger. This model makes it possible to determine minimum flows, to quantify the interest not to insulate the edges of the module and to visualize that the pressure drop for this concept is mainly related to the inlets and outlets of the module but remains acceptable. Given the limitations in terms of scope and calculation time of this 3D model, simplified models are proposed and compared. The results of these simplified models corroborate a stagnation temperature of the DualSun concept of around 75°C, which confirms that the design is intrinsically resilient to overheating even in the absence of hot water consumption. Finally, thermal performance on 9 prototypes with layer-by-layer composition variations confirm that the model is robust. The models demonstrate that the 250Wp non-insulated version of the PVT panel has a thermal power output of 758 Wth for hot water needs at 30°C.A system analysis of these modules integrated in a complex system is carried out in Part II. For the preheating Domestic Hot Water system (DHW), four software programs, PVSyst, PVGis, Polysun, Solo are compared to Trnsys with the Type 295 and Type 816, which integrate the two simplified models of the module defined in the section I. The physical models of these software programs are consistent with each other in the field of use.The results of these software programs used from statistical data for the weather and consumption habits are compared to field measurements on 28 DHW (domestic hot water) hybrid installations in private homes. The objective was to quantify the errors of estimation of the statistical predictions with respect to the reality. While the standard deviation of PV output and maximum temperatures reached by the modules related to the uncertainty on the weather is low (about 10%), the standard deviation of estimated hot water needs based on an average consumption is much higher (about 30%) because of irregular consumption behavior in individuals in terms of time and volume depending on the days. The average temperatures reached at the level of the modules are higher than 45°C during half of the year and allow an effective preheating of the sanitary tank. Solar covering of hot water needs of 57-58% are measured near Lyon.For combined solar and heat pump (HP+) systems in multi-dwelling buildings and for pool heating (SP) systems, statistical models allow a reliable evaluation of the energy production because of stable hot water needs.In conclusion, solar hybrid should be a key technology for the energy transition of buildings in the coming years. PVT technology will evolve to reduce costs from year to year as observed with photovoltaic technology and thus strengthen its cost-competitive position against gas as a heat source for homes and buildings.; Dans un contexte de lutte contre le réchauffement climatique, le bâtiment est un secteur stratégique du fait de sa forte consommation de chaleur et d’électricité. Le solaire, thermique et photovoltaïque, a de forts atouts pour répondre à cet enjeu avec une compétitivité qui s’accélère. En particulier, le solaire hybride PVT est prometteur avec un double gain : l’extraction de la chaleur sous le module photovoltaïque apporte à la fois un gain de rendement électrique, et un gain de par l’utilisation de cette chaleur pour les besoins du bâtiment. L’état de l’art permet de toucher du doigt la diversité des concepts de solaire hybride, et le PVT plan non survitré à eau a été retenu dans cette thèse. Pour faire face à des problématiques de durabilité et de performance, DualSun a conçu un module hybride avec un échangeur en acier inoxydable directement laminé pendant le process du module photovoltaïque.L’analyse de ces capteurs est faite en Partie I, d’abord avec un modèle 3D de l’échangeur. Ce modèle permet de déterminer des débits minimaux, de quantifier l’intérêt à ne pas isoler les bords du module et de visualiser que la perte de charge pour ce concept est principalement liée aux entrées et sorties du module mais reste tout à fait acceptable. Devant les limitations en termes de périmètre et de temps de calcul de ce modèle 3D, des modèles simplifiés sont proposés et comparés. Les résultats de ces modèles simplifiés corroborent une température de stagnation du concept DualSun de l’ordre de 75°C, ce qui confirme que le design est intrinsèquement résiliant à la surchauffe même en l’absence de besoins. Enfin les performances thermiques sur 9 prototypes avec des variations de composition couche par couche ont confirmé que le modèle est robuste. La puissance thermique(non isolé) est de 758W thermique pour un besoin à 30°C et la puissance photovoltaïque de 250Wc électrique dans des conditions extérieures standards (STC).Une analyse système de ces modules intégrés dans un ensemble complexe est réalisée dans la Partie II. Pour le système dit préchauffage d’eau sanitaire en maison individuelle (CESI), les quatre logiciels PVSyst, PVGis, Polysun, Solo sont comparés au logiciel Trnsys avec les Type 295 et Type 816 qui intègrent les deux modèles simplifiés du module définis dans la partie I. Les modèles physiques de ces logiciels sont cohérents entre eux dans le domaine d’utilisation.Les résultats de ces logiciels utilisés à partir de données statistiques pour la météo et les habitudes de consommation sont comparés à des mesures terrain sur 28 installations CESI hybride chez des particuliers. L’objectif a été de quantifier les erreurs d’estimation des prédictions statistiques par rapport au réel. Si l’écart type sur productible photovoltaïque et les températures maximales atteinte par les modules reliés à l’incertitude sur la météo est faible (environ 10%), l’écart type sur l’estimation du besoin sur la base d’un volume moyen consommé est beaucoup plus forte (de l’ordre de 30%) du fait d’un comportement très irrégulier de consommation chez les particuliers en terme d’heure et de volume de puisage en fonction des jours. Les températures moyennes atteintes au niveau des modules sont supérieures à 45°C pendant la moitié de l’année et permettent un préchauffage effectif du ballon sanitaire. Des couvertures solaires des besoins d’eau chaude de 57-58% sont mesurées près de Lyon.Dans le chauffage d’eau sanitaire collectif en couplage pompe à chaleur (HP+) ou en chauffage piscine (SP), les modèles statistiques permettent une évaluation des productibles du fait d’une stabilité des besoins.En conclusion, le solaire hybride devrait être une technologie clé de la transition énergétique pour les bâtiments dans les années à venir, sa compétitivité avec le vecteur électrique est déjà réelle. La technologie est appelée à évoluer pour réduire ses coûts d’année en année à l’instar du photovoltaïque et renforcer ainsi son positionnement face au gaz.

International audience; When it comes to building energy retrofit, it becomes necessary for a building stock manager, social housing company or local administration to have a clear picture of their building stock to make the right decisions for HVAC systems, windows or insulation renewal. In this paper, we propose a methodology based on supervised machine-learning algorithms to complete the identity card of such buildings. This innovative use of such algorithms – for buildings – is an alternative, less expensive but also less precise, to building energy audits. This is ongoing research and a performance assessment procedure with data from " Office Public de l'Habitat Montreuillois " (Montreuil, France) is exposed.; Dans le cadre de la rénovation énergétique des bâtiments, les bailleurs sociaux, les gestionnaires de parc, les pouvoirs publics territoriaux doivent pouvoir disposer d'une photographie de leur parc immobilier pour prendre des décisions quant au renouvellement des systèmes de chauffage, des ouvrants ou encore de l'isolation des bâtiments. Dans cet article, nous proposons une méthodologie basée sur l'apprentissage supervisé pour compléter la carte d'identité des bâtiments d'un tel parc immobilier. Cette utilisation de ce type d'algorithmes, novatrice dans le domaine du bâtiment, constitue une alternative moins coûteuse mais aussi moins précise aux audits énergétiques réalisés sur le terrain. Les travaux de recherche sont toujours en cours de réalisation et une procédure d'évaluation des performances de la méthode sur le parc de l'Office Public de l'Habitat Montreuillois (Montreuil, 93) est développée.

The production of H2 through sunlight-driven water splitting appears to be a promising solution for our future energy supply. Earth-abundant catalysts should be developed to replace platinum as water splitting catalysts. Bio-inspired cobalt diimine-dioxime complexes have emerged as one of the most versatile series of non-noble metal catalysts. In this work, the mechanism for H2 evolution mediated by this series of catalysts has been reinvestigated, and kinetic information have been determined thanks to recent advancements in electrochemical methodology. Their superior hydrogen evolution performance has been shown through comparative catalytic Tafel plots. Secondly, a synthetic route towards the incorporation of fullerene moieties, as electron reservoirs, in the vicinity of the catalytic center, has been developed. The resulting catalyst has shown improved catalytic activity and has been implemented in an operational H2-evoving photocathode based on organic semi-conductors. La production de H2, à partir d'eau et d'énergie solaire, est probablement une solution d'avenir pour le stockage des énergies renouvelables. Pour éviter l’utilisation de platine, des catalyseurs à base de métaux abondants doivent être développés. Les complexes diimine-dioxime de cobalt sont parmi les catalyseurs bio-inspirés les plus performants. Dans ce travail, nous avons dans un premier temps élucidé le mécanisme de production d’hydrogène par ces complexes et extrait les paramètres cinétiques des différentes étapes en utilisant les méthodes et techniques électrochimiques les plus récentes. Une étude comparative via l’établissement d’une « courbe de Tafel catalytique » a mis en évidence l’excellente performance catalytique de ces complexes. Ensuite, une voie de synthèse permettant le couplage de ces complexes avec un motif fullerène réservoir d’électron a été développée, et a permis d’améliorer encore les performances catalytiques. Enfin, ce complexe a été intégré dans une photocathode à base de semi-conducteurs organiques.