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With the depletion of fossil fuel resources, the search for new alternatives such as biofuels produced from biomass has intensified. A wide variety of compounds can be produced by treating this biomass. Ethers are one of them and can be used as additives to conventional fuels or as fuel. To this end, it is necessary to have a better knowledge of the kinetics of the oxidation of these compounds which differ from conventional fuels by the presence of oxygen atoms in their structure, making the chemistry more complex. This thesis aims to develop kinetic mechanisms of the oxidation of simple ethers based on experimental data obtained in jet stirred reactor. The oxidation of four ethers at atmospheric pressure and high pressure (10 atm) was studied over a wide range of temperatures (450 - 1250 K) under different equivalence ratios (0.5 to 4). The mole fraction profiles of the reactants, products of combustion and main stable intermediates were measured by gas chromatography, infra-red spectrometry or photoionization mass spectrometry using synchrotron radiation. The results thus obtained then served as a basis for validating kinetic mechanisms modeling the oxidation of these species whose agreement with the measurements is globally satisfactory for compounds for which few studies are available.; Avec l’épuisement des ressources en combustible fossile, la recherche de nouveaux carburants alternatifs tels que les biocarburants produits à partir de biomasse s’est intensifiée. Une grande variété de composés peut être produite par traitement de cette biomasse. Les éthers en font partie et peuvent être utilisés comme additifs aux carburants classiques ou comme carburant. À cette fin, il faut disposer d’une meilleure connaissance de la cinétique chimique d’oxydation de ces composés qui diffèrent des carburants conventionnels par la présence d’atomes d’oxygène dans leur structure, rendant la chimie plus complexe. Cette thèse a pour objectif de développer des mécanismes cinétiques d’oxydation d’éthers simples à partir de données expérimentales obtenues en réacteur auto-agité par jets gazeux. L’oxydation de quatre éthers à pression atmosphérique et haute pression (10 atm) a été étudiée sur un large domaine de température (450 - 1250 K) dans différentes conditions de richesse de mélange (0,5 à 4). Les profils de fraction molaire des réactifs, produits de combustion et intermédiaires réactionnels stables ont été mesurés par chromatographie en phase gazeuse, spectrométrie infra-rouge ou spectrométrie de masse à photo-ionisation par rayonnement synchrotron. Les résultats ainsi obtenus ont ensuite servi de base pour valider des mécanismes cinétique modélisant l’oxydation de ces espèces dont l’accord avec les mesures est globalement satisfaisant pour des composés pour lesquels peu d’études sont disponibles.

Les conséquences du changement climatique sont particulièrement aiguës au Kenya, où 80 % des terres sont arides ou semi-arides. Quelle perspective critique et constructive le concept d’habitabilité peut-il offrir dans ce contexte ? Fondé sur un travail de terrain réalisé au Kenya en 2022 et 2023, cet article entend affiner une définition in situ de l’habitabilité, en utilisant exclusivement des données qualitatives issues de deux phases de recherche, complétées par des exercices de vidéo-cartographie. Loin de proposer une lecture positiviste de l’habitabilité, portée par une conception exclusivement mécanique et linéaire des dynamiques de mobilité, cette étude propose de mieux relier l’habitabilité aux pratiques quotidiennes, aux habitudes, aux solidarités, voire aux résistances qui constituent la vie ordinaire des habitants des communautés et des personnes déplacées. L’habitabilité se situerait alors au cœur de l’intrication entre socialité et spatialité, entre social et biologique, qui définit – selon Stanley Cavell – la forme de vie humaine. The consequences of climate change are particularly acute in Kenya, where 80% of the land is arid or semi-arid. What critical and constructive perspective can the concept of habitability offer in this context? Based on fieldwork carried out in Kenya in 2022 and 2023, this article aims to refine an in-situ definition of habitability, using exclusively qualitative data from two research phases, supplemented by video-mapping exercises. Far from proposing a positivist reading of habitability, driven by an exclusively mechanical and linear conception of mobility dynamics, this study proposes to better link habitability to the daily practices, habits, solidarities and even resistances that make up the ordinary lives of community dwellers and displaced persons. Habitability would then lie at the heart of the intricacy between sociality and spatiality, between the social and the biological, which defines – according to Stanley Cavell – “the human form of life.”

This introductory article to the Ecological Modernization special issue begins with the observation that, when it comes to transitions, ecological modernization projects are often the ones being implemented. This justifies studying these projects in their own right. An analysis of what is involved in the concept of ecological modernization brings it back to the status of a promise, which is part of a relationship of both continuity and rupture with modernity. The articles in this issue are examined in light of this promise. These projects reveal the internal tensions within ecological modernization and show that, while it is continuously being renegotiated and hybridized, and despite suffering from significant internal limitations and criticisms, these projects appear to be united by their ability to strengthen the most powerful actors through compromises and minimal alignments. These compromises often lead to strong deviations from the promise and, ultimately, from the objectives of energy transition. Cet article introductif du numéro spécial Modernisation écologique part du constat qu’en matière de transition, ce sont le plus souvent des projets relevant de la modernisation écologique qui se mettent en œuvre – ce qui justifie que ces projets soient étudiés en tant que tels. Une analyse de ce que renferme l’idée de modernisation écologique renvoie celle-ci au statut de promesse, qui s’inscrit dans un rapport de continuité rupture par rapport à la modernité. Les articles réunis dans ce numéro sont lus à l’aune de cette promesse. Ces projets révèlent les tensions internes de la modernisation écologique, et montrent que si celle-ci est constamment renégociée et hybridée, si elle souffre d’importantes limites (et critiques) internes, ces projets semblent rassemblés par leur capacité à renforcer des acteurs les plus puissants autour de compromis et d’alignements a minima générant des écarts forts à la promesse et in fine aux objectifs de transition énergétique.

The work in this research thesis presents a contribution to voltage regulation in electrical networks. By considering adequate active and reactive powers injection into the grid, voltage control and load balancing are provided. These powers are generated from a grid connected renewable energy conversion system : a special attention was paid to the Wind Energy ConversionSystem (WECS) based on Doubly-Fed Induction Generator (DFIG).The typical control strategy for WECS is the maximum power coefficient tracking method. However, this method limits desirable ancillary power services, such as the participation of wind turbines in voltage regulation in the power grid. Therefore, a new method that derives the optimal power coefficient enhancing the participation of WTS in voltage regulation in the network (reactive and unbalanced power compensation), has been developed. The multilevel NPC (Neutral Point Clamped) converter, used for grid interface connection of renewable energy sources systems, has been studied. A predictive control method for the three-level NPC converter, capable of simultaneously compensating the problems of : DC link capacitors voltage balancing, load balancing and power factor correction in the power system, has been proposed. Then, the application of this predictive control was extended to simultaneously achieve multiple objectives: load balancing with power factor correction in the network, DC link capacitors voltage balancing, switching losses minimization and common mode voltage reduction. The switching losses minimization was obtained by proposing a new strategy which consists on exploiting the manufacturer datasheets that gives the evolution of the switching loss energy in function of the circulating current. The experimental curves of the datasheet are expressed in a mathematical model implemented in the predictive control. Simulation and experimental results are presented to evaluate the performance of the proposed method. ; Le travail de cette thèse apporte une contribution aux méthodes de ...

Dans le stockage d’énergie, les alternatives aux énergies fossiles sont peu nombreuses. Le stockage d’énergie dans un condensateur, permet d’atteindre de grande puissances électriques, mais pour une densité d’énergie trop faible. La présente thèse à pour objectif la compréhension des nano-céramiques ferroélectriques afin d’augmenter leur densité d’énergie et de se diriger ainsi vers un super-condensateur céramique. Nous avons développé dans un premier temps un modèle par champs effectif moyen du système core-shell. Une fois introduit dans l’énergie libre de Landau, ce modèle donne une idée de la densité d’énergie d’un système ferroélectrique donné. Les calculs – sur quelques pérovskites courantes - indiquent que la densité d’énergie reste relativement faible. Néanmoins nos calculs montrent que l’on peu optimiser le stockage d’énergie dans de telles céramiques en enrobant des grains de forme allongée comme des disques ou des fils. En outre, ce modèle phénoménologique permet d’expliquer de nombreuses mesures expérimentales sur les céramiques, y compris dans le cas ou s’ajoute de la conductivité et de la relaxation de Maxwell-Wagner. Nous nous sommes tournés par la suite vers une modélisation ab-initio : l’Hamiltonien effectif. La modélisation de nano-système core-shell de BaTiO3 a montré la présence d’un paramètre d’ordre particulier : le moment toroïdale. Ce paramètre d’ordre peut impliquer un comportement diélectrique différent. Introduit dans une description phénoménologique de type Landau, ce dernier est responsable de la disparition de la phase orthorhombique dans BaTiO3. La synthèse de nanoparticules de BaTiO3 de formes cubiques et homogènes, nous a permis de faire une série de mesure. Les mesures MET, RAMAN, RX, diélectriques sur les poudres et les céramiques, suggèrent la présences de transitions de phases générées par la présence d’un paramètre d’ordre similaire à celui observé dans modélisation ab-initio. For energy storage applications, fossils energies are difficult to compete. By storing energy in capacitors, one can get a huge electric power. However the density of energy in a capacitor is too weak to be interesting in energy storage application. The present thesis aims to understand the well known core-shell system in ferroelectric nano-ceramics and the influence of the geometry of the grain in order to determine and optimize the density of energy in this kind of dielectric, going toward an ultra-capacitor of ceramics. We have first developed an effective-medium core-shell model. By introducing this model in the phenomenological Landau Free energy of several ferroelectrics, we can get quantitative information about of density of energy in these materials. Our calculation for common ferroelectrics has shown that the density of energy remains too weak to become interesting. However, the density of energy can be optimized by using nano-disks or nano-rods in a structured ceramic. Our model agrees well with experimental results, even with extrinsic phenomena like the Maxwell-Wagner relaxation. To go further, we have modeled the BaTiO3 core-shell system using an effective Hamiltonian. The model shows that a new order parameter is observed in the core-shell system namely the toroidal moment. This order affects the dielectrics behavior of coated dots, and for important coating can lead to significant differences with Landau predictions. Moreover, by introducing the toroidal moment in Landau formalism, we can predict the disappearance of the orthorhombic phase in BaTiO3.The synthesis of homogenized cubic BaTiO3 particles, allowed us to make experimental measurement. The combination of RX, Dielectric and Raman measurements lead to a phase diagram for BaTiO3 that can be explain by the presence of a toroidal moment.

Les systèmes agricoles sont intimement liés au changement climatique : ils sont d'une part affectés par la dérive de son état moyen et de sa variabilité, et sont d'autre part des contributeurs nets à l'évolution du climat par l'extension de leur surface et l'intensité de leur gestion. L'évolution du système climat-agriculture repose sur nombreux mécanismes qui s'étendent sur une large gamme d'échelles temporelles et spatiales, et sont interdépendants. Pour réduire l'incertitude associée à l'évolution de ce système et guider les choix collectifs pertinents, il est nécessaire d'intégrer ces processus sur cette gamme d'échelle temporelle et spatiale. Dans cette thèse, je me suis intéressé aux échelles spatiales allant de la plus petite unité décisionnelle des systèmes de production agricole (l'exploitation) à celle de la décision publique concernant ces interactions entre climat et agriculture (échelle nationale à supranationale). Je me suis d'autre part intéressé au court terme (quelques années) et à l'Europe. J'ai poursuivi le développement d'un outil de modélisation reposant sur le couplage du modèle d'offre agricole Européenne (AROPAj) et du modèle générique de culture (STICS), qui permet de prendre en compte les mécanismes adéquats à l'échelle du système de production, et leurs facteurs d'hétérogénéité à l'échelle de l'Europe. Cet outil m'a permis de mettre en valeur le rôle important à l'échelle Européenne des mécanismes de court-terme dans la réponse de l'offre agricole au changement climatique. En particulier, la prise en compte des adaptations de court terme des systèmes de production agricole modifie la vision habituellement retenue des impacts du changement climatique en Europe. J'ai de plus développé des méthodes alliant agronomie et statistique pour explorer l'hétérogénéité du comportement des principales cultures Européenne sous changement climatique entre régions, espèces et scénarios de changement climatique. Enfin, j'ai pu mettre en valeur la faible interaction en première analyse entre adaptation au changement climatique et réponse à la mise en place d'une politique réduction des émissions de gaz à effet de serre au niveau des systèmes de production agricole. Agriculture, and the climate system are closely linked: agricultural systems are driven by changes in mean climate and its variability, while their expansion and intensification contribute to the anthropogenic perturbation of the climate system. The evolution of the climate-agriculture system relies on numerous processes, which extend over a wide large range of temporal and spatial scale, and are intertwined. It is necessary to integrate these processes across scales in order to both reduce the uncertainty that overshadow the evolution of the system, and help clever decision making. In this work, I focused on that integration goal in the specific case of Europe for short-term time scales in a future horizon. I focused on typical spatial scales of decision making: from the smallest decision unit in agriculture (farm scale) to the one of policy making regarding agriculture-climate interactions (Europe). I continued the development of a modelling framework relying on the coupling of a microeconomic model of European agricultural supply (AROPAj) to a generic crop model (STICS), which account for adequate processes at farm scale, and for the factors that drive the heterogeneity in their net effects over Europe. This tool allowed me to highlight the specific role of farm-scale adaptations in the response of European agricultural supply to climate change. In particular, accounting for these processes alters the usual picture of climate change impacts over Europe. I further developed analytical methods building on agronomic and statistic knowledge to explore the heterogeneity in the response of major European crops, among geographical locations, species, and climate change scenarios. Finally, first results showed that at the farm scale, little interaction is expected between the adaptation to climate change and the implementation of a greenhouse gas mitigation policy targeting the agricultural sector.

Reconstruire les variations passées de notre climat permet de mieux appréhender le fonctionnement de notre système climatique.Les carottes de glace issues des calottes polaires et des glaciers montagneux de haute altitude sont de très bonnes archivesclimatiques. Les glaciers présents sur les sommets des Andes sud-américaines sont ainsi exploités depuis les années 80. Une dizainede carottages ont été réalisés depuis l’équateur jusqu’en Patagonie. Ils recouvrent des périodes très différentes allant du derniersiècle, jusqu’à la dernière transition glaciaire-interglaciaire qui débute il y a 21 000 ans. La datation de ces carottes combine unensemble de méthodes : comptage des cycles saisonniers des éléments chimiques et de la composition isotopique de la glace, analysede la concentration des éléments radioactifs issus des tests atmosphériques nucléaires au XXe siècle et modélisation de l’écoulementdu glacier pour la partie la plus profonde. Le présent article illustre deux résultats intéressants apportés par l’étude de la compositionisotopique de ces glaces. Le premier concerne la période du Petit Âge Glaciaire au XVIIe-XVIIIe siècle. L’analyse isotopique de la glacede deux carottes prélevées en Bolivie (Illimani) et au Pérou (Quelccaya), couplée à l’étude de l’extension des glaciers au mêmemoment, montre des conditions climatiques légèrement plus humides et plus froides de 1650 à 1780. Le second résultat est déduitde l’analyse isotopique d’une carotte prélevée en Patagonie du Nord (San Valentin) qui recouvre les 120 dernières années. L’enregistrementisotopique suggère que la température dans cette région a progressivement diminué au cours de cette période d’environ0,2 °C par décennie, venant prolonger une tendance mesurée par les stations météorologiques chiliennes depuis les années 70 malgréun contexte de réchauffement global. The reconstruction of past climate variability offers important information about our climate system. Ice cores extractedfrom polar ice sheets or from mountainous glaciers are among the most popular climate archives. Ice cores from Andean glaciersin South America have been studied since the 1980’s. Almost ten ice cores have been extracted from the equator to Patagonia. Theycover different time periods from the last century to the last glacial-interglacial termination that started 21,000 years ago. Those icecores are usually dated by using a combination of methods: annual layers counting in both isotopic and chemical ice composition,radionuclides concentration analysis to detect atmospheric nuclear tests during the 20th century and ice flow modeling for the deepestpart of those cores. This paper presents two interesting results arising from the isotopic composition of the ice. The first one dealswith the isotopic records of Bolivian (Illimani) and Peruvian (Quelccaya) ice cores in regards to the reconstruction of glacier extentduring the little ice age in the 17th-18th century. Both approaches suggest a slightly moister and cooler period from 1650 to 1780. Thesecond result arises from the 120-year long isotopic record of an ice core drilled in Patagonia (San Valentin). It suggests that at theregional scale, temperature has regularly decreased of about 0.2 °C per decade, extending the temperature decrease shown by Chileanmeteorological data since the 1970’s despite a global warming.

Confidentielle jusqu'au 31 décembre 2013Co-encadrement de la thèse : Maroun Nemer; Distillation columns are one of the main methods used for separating the components of the air. Their inconvenient is the high energy consumption. In order to produce the oxygen needed for oxycombustion with low energy costs, a diabatic distillation column for cryogenic air separation is designed and modeled. It consists of a shell and tubes heat exchanger where the tubes constitute a first column operating at low pressure and the shell a second one operating at high pressure. Coupled mass and heat transfers are modeled and the diabatic column simulated. A comparative exergy analysis between three types of distillation columns for cryogenic air separation shows that the exergy efficiency of the diabatic column designed is 23 % higher than that of the conventional double columns. The distribution of the mixtures in the tubes and the shell is a key point in the distillation process in the shell and tubes heat exchanger. The different forms of uneven distribution are studied and solutions are proposed. A pilot is designed in order to validate experimentally the theoretical concept of diabatic distillation of cryogenic air.; Les colonnes de distillation de l'air constituent l'un des procédés principaux de séparation des composants de l'air mais posent le problème des consommations énergétiques élevées. Dans le but de produire les quantités d'oxygène nécessaire pour les procédés d'oxycombustion à faibles coûts énergétiques, une colonne de distillation diabatique pour la séparation de l'air cryogénique est conçue et modélisée. Elle consiste en un échangeur tubes-calandre où les tubes constituent une première colonne opérant à basse pression et la calandre en constitue une deuxième opérant à haute pression. Les transferts de masse et de chaleur couplés sont modélisés et le fonctionnement de la colonne est simulé. Une analyse exergétique comparative entre trois types de colonnes de distillation d'air cryogénique montre que l'efficacité exergétique de la colonne diabatique conçue est 23 % fois plus élevée que celle des colonnes doubles conventionnelles. La distribution des mélanges dans les tubes et dans la calandre est un point clé dans le procédé de distillation dans l'échangeur tubes-calandre. Les différentes formes de mal répartition sont étudiées et des solutions proposées. Une colonne pilote est dimensionnée pour valider expérimentalement le concept théorique de la distillation diabatique de l'air cryogénique.

Manuel sur les poduits et services climatiques