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International audience The MApUCE project aims to integrate in urban policies and most relevant legal documents quantitative data from urban microclimate, climate and energy.The primary objective of this project is to obtain climate and energy quantitative data from numerical simulations, focusing on urban microclimate and building energy consumption in the residential and service sectors, which represents in France 41% of the final energy consumption. Both aspects are coupled as building energy consumption is highly meteorologically dependent (e.g. domestic heating, air-conditioning) and heat waste impact the Urban Heat Island. We propose to develop, using national databases, a generic and automated method for generating Local Climate Zones (LCZ) for all cities in France, including the urban architectural, geographical and sociological parameters necessary for energy and microclimate simulations.As will be presented, previous projects on adaptation of cities to climate change have shown that human behavior is a very potent level to address energy consumption reduction, as much as urban forms or architectural technologies. Therefore, in order to further refine the coupled urban climate and energy consumption calculations, we will develop within TEB (and its Building Energy Module) a model of energy consumer behavior.The second objective of the project is to propose a methodology to integrate quantitative data in urban policies. Lawyers analyze the potential levers in legal and planning documents. A few “best cases” are also studied, in order to evaluate their performances. Finally, based on urban planning agencies requirements, we will define vectors to include quantified energy-climate data to legal urban planning documents. These vectors have to be understandable by urban planners and contain the relevant information.To meet these challenges, the project is organized around strongly interdisciplinary partners in the following fields: law, urban climate, building energetics, architecture, sociology, geography and meteorology, as well as the national federation of urban planning agencies.In terms of results, the cross-analysis of input urban parameters and urban micro-climate-energy simulated data will be available on-line as standardized maps for each of the studied cities. The urban parameter production tool as well as the models will be available as open-source. LCZ and associated urban (and social!) indicators may be integrated within the WUDAPT database.

In thin film silicon solar cells, it is important to take control of the absorption efficiency, in order to reach a high enough short-circuit current density (Jsc). To reach this goal, we have developed light trapping strategies based on simply periodic photonic crystals (PC) and more complex pattern structures. This work aims at integrating such structures into thin film crystalline silicon (c-Si) solar cells. Firstly, a simply periodic square lattice PC structure of cylindrical holes or inverted nano-pyramids have been considered in a-Si:H/c-Si heterojunction thin film solar cells. The absorption in the sole absorbing layer (c-Si) is considered and optimized in numerical simulations based on the Finite Difference Time Domain method. The Jsc are increased by 56.4% (cylindrical holes) and 104.8% (inverted nano-pyramids) compared to the unpatterned case. We also considered more advanced structures where an additional cylindrical holes structure is introduced in the bottom. Secondly, we have considered complex but realistic “pseudo-disordered” nanostructures, based on periodically reproduced supercells where the holes are randomly shifted. In such structures the absorption could be increased compared with fully optimized square lattice of holes, by increasing the spectral density of optical modes. Simulation based on Rigorous Coupled Wave Analysis and fabrication by electronic beam lithography and reactive ion etching technologies have been performed, leading to a net absorption increase of about 2.1% theoretically, and 2.7% experimentally. Lastly, we have introduced pseudo-disordered structures with supercells of different size, in c-Si layers of several thicknesses in the 1-8μm range. The absorption mechanisms in such structures were analyzed, both in the real and reciprocal spaces, with a view to determine design guidelines. Moreover, the angular response of the optimized pseudo-disordered structure appears to be more stable than in the optimized square lattice of holes periodic case, especially in the long wavelength range. Dans les cellules solaires en couches minces de silicium, il est important de maximiser l'efficacité d'absorption, notamment afin d'atteindre une densité de courant de court-circuit (Jsc) suffisante. Pour atteindre cet objectif, nous avons développé des stratégies de piégeage de la lumière à base de cristaux photoniques (CP) simplement périodiques et des structures plus complexes, pseudo-désordonnées. Ce travail vise à intégrer de telles structures dans des cellules solaires en couches minces de silicium cristallin (c-Si). Tout d'abord, un CP à maille carrée de trous cylindriques ou de nano-pyramides inversées ont été intégrés dans cellules solaires à hétérojonction a-Si:H/c-Si en couches minces. L'absorption dans la seule couche absorbante (c-Si) est optimisée grâce à des simulations numériques utilisant la méthode de différences finies dans le domaine temporel. Le Jsc est augmenté de 56,4% (trous cylindriques) et 104,8% (nanopyramides inversées) par rapport au cas sans motif. Nous avons également examiné des structures plus élaborées, où plus un CP de trous cylindriques est introduit en face arrière. Deuxièmement, nous avons considéré des nanostructures complexes mais réalistes pseudo-désordonné, sur la base de supercellules périodiquement reproduites où les trous sont placés au hasard. Dans de telles structures l'absorption peut être augmentée par rapport à un réseau carré de trous optimisé, par augmentation de la densité spectrale de modes optiques. La simulation basée sur l'analyse rigoureuse couplée et la fabrication par lithographie par faisceau électronique et les technologies de gravure ionique réactive ont été effectués, conduisant à une augmentation de l'absorption nette d'environ 2,1% en théorie, et de 2,7% expérimentalement. Enfin, nous avons mis en place des structures pseudo-désordonnées avec supercellules de tailles différentes, dans les couches c-Si de plusieurs épaisseurs dans la gamme 1-8μm. Les mécanismes d'absorption dans ces structures ont été analysés, à la fois dans les espaces réel et réciproque, en vue de déterminer des critères de conception. En outre, la réponse angulaire de la structure pseudo-désordonnée optimisée est plus stable que celle du réseau carré optimisé, en particulier dans les grandes longueurs d'onde.

This paper helps to understand how beliefs form and determine attitudes towards policies. Using a new survey and official households’ survey data, we investigate the case of carbon taxation in France in the context of the Yellow Vests movement that started against it. We find that French people would largely reject a Tax & Dividend policy, i.e. a carbon tax whose revenues are redistributed uniformly to each adult. However, they also overestimate the negative impact of the scheme on their purchasing power, wrongly think it is regressive, and do not perceive it as environmentally effective. Using information about the scheme as instruments to robustly identify causal effects, our econometric analysis shows that if we could rectify these three biased beliefs, it would suffice to generate majority approval. Yet, only a small minority can be convinced by new information and revisions are biased towards pessimism. Finally, if overly pessimistic beliefs cause tax rejection, they also result from it through motivated reasoning, which manifests what we define as “tax aversion”.

International audience A low resonance frequency piezoelectric energy harvesting using a hybrid fluid diaphragm (HFD) is presented. This paper describes the design, fabrication and characterization of such a device for harvesting energy from vibrations. The HFD consists in an incompressible fluid confined between two thin piezoelectric membranes. The output voltage and power of the PVDF HFD are studied based on experimental and simulation results. This device resonates at about 100 Hz for low acceleration (10 m/s²). The simulations showed the power production of about 10 µW.

International audience; In order to reduce the aerodynamic load fluctuations on wind turbine blades by innovative control solutions, strategies of active circulation control acting at the blade airfoil trailing edge are studied. This paper focuses on a comparison of results obtained by performing plasma and continuous squared jet actuation experimentally and slotted jet actuation numerically on a blade airfoil designed with a rounded trailing edge. Plasma actuators and slotted jets act uniformly in the spanwise direction (two-dimensional action), whereas squared jets blow through small squared holes distributed along the span, and therefore, provide a three-dimensional action on the flow. Results are presented for a chord Reynolds number of 2x10 5. Time averaged aerodynamic values, flow fields were analysed to assess the effectiveness of these actuators located at the rounded trailing edge and to highlight flow mechanisms involved in this type of flow control strategy.

International audience; Development of modular adapted energy concept- Gasifier - multi-fuel burner - boilerCharacterization of syngas and biogas flames - Experimentally: stability, pollutant emissions, temperature - Numerically: Calculations of laminar burning velocity, flame temperature, pollutants (NOx, CO)…This poster: some results of calculations

In this thesis, fibrous carbons of renewable or synthetic origin in the form of flexible or rigid porous structures were investigated in-depth in order to evaluate their future use as hosts of phase change materials for thermal energy storage applications. Various commercial fibrous carbons were sorted, their morphological, physical and structural properties were thoroughly characterised, and their chemical stability was tested in molten lithium salts, before and after chemical vapour deposition of pyrocarbon. Either traditional or novel methodologies were proposed to characterise the fibrous carbons properties with respect to their effect on the preparation and performances of a hybrid material: carbon / phase change material. The use of different empirical and analytical models was also presented in order to determine characteristic quantities that are not directly measurable, such as elastic modulus of soft felts and tortuosity, and to validate the accuracy of the experimental results, all having an excellent predictive character. The materials’ attractiveness is due to the examined: (i) lightweight and highly porous structure with remarkable physical properties; (ii) resistance to oxidation; (iii) ability of being modified. Indeed, it appears that fibrous carbons with improved characteristics in terms of heat transfer, mechanical strength and chemical stability can be obtained and should produce, without significant loss of porosity and thus of stored thermal energy density, better hybrid materials. Finally, while the work presented here has a direct impact on the future implementation of fibrous carbons in thermal energy storage applications, the results obtained might also be used for many other end-uses.; Dans cette thèse, des carbones fibreux d’origine renouvelable ou synthétique sous forme de structures poreuses souples ou rigides ont été étudiés en détail afin d’évaluer leur utilisation future comme matrices hôtes de matériaux à changement de phase pour des applications de stockage d’énergie thermique. Différents carbones fibreux commerciaux ont été classés par familles, leurs morphologies et leurs propriétés physiques et structurales ont été entièrement caractérisées, et leur stabilité chimique a été testée dans des sels de lithium fondus, avant et après dépôt chimique en phase vapeur de pyrocarbone. Des méthodologies classiques ou nouvelles ont été proposées pour caractériser les propriétés des carbones fibreux en ce qui concerne leur effet sur la préparation et les performances d’un matériau hybride: carbone / matériau à changement de phase. L’utilisation de différents modèles empiriques et analytiques a également été présentée afin de déterminer les grandeurs caractéristiques non directement mesurables de ces matériaux, telles que le module élastique des feutres souples et la tortuosité, et de valider la précision des résultats expérimentaux, tous avec un très bon caractère prédictif. L’attractivité des matériaux est due à leur: (i) légèreté et structure hautement poreuse, avec des propriétés physiques remarquables; (ii) résistance à l’oxydation; (iii) aptitude à être modifiés. En effet, il apparaît que des carbones fibreux avec des caractéristiques améliorées en termes de transfert thermique, résistance mécanique et stabilité chimique peuvent être obtenus et pourraient produire, sans perte sensible de porosité et donc de densité d’énergie thermique stockée, de meilleurs matériaux hybrides. Enfin, si les travaux présentés ici ont un impact direct sur la mise en œuvre future de carbones fibreux dans les applications de stockage d’énergie thermique, les résultats obtenus pourraient aussi être utilisés dans de nombreux autres domaines.

Chapter one is an introductory chapter defining some basic physics that areimportant to solar cells as well an introduction to the economic pressures drivingsolar cell innovation and the state of the art for various types of solar cells.Chapter two deals with the material indium gallium nitride. The material properties are discussed followed by a discussion of InGaN solar cells. We discuss ourlaboratory’s approach to InGaN solar cells, namely optimizations of the semibulkgrowth method. We also demonstrate how semibulk InGaN can be used to produce avery high quality solar cell absorber resulting in a high short circuit current. Throughthis process we found that we may be able to improve the solar cell by optimizingthe processing. Lastly we discuss simulations performed on InGaN/Si tandem solarcells and show that this is a promising route to high eciency solar cells.In order to decouple the material quality from the device processing and focuson optimizing the solar cell process we use LED samples. We then deconstruct eachstep of the process and describe the steps we used to optimize them in chapter three.Specifically we discuss:• Device Design • GaN Etching • V-Pits – How they e↵ect solar cell performance and how to passivate them • Metal contacting to n-GaN – Materials, Improving the specific contact resistance, and yield• Metal contacting to p-GaN – The transport mechanisms associated with the contacts, various studies optimizing the contact, and the measured e↵ect of thecontact on the electrical performance.• Passivation of the mesa • And the next steps – Chiefly investigating the p-contact’s optical properties, other p-contact materials, passivation, and antireflective coatingsIn this chapter we present device results from LEDs. These LEDs were alsocharacterized as solar cells and used in and InGaN/Si solar cell tandem. We discussalternative paths to high eciency InGaN based solar cells and demonstrate InGaNbased solar cells grown on BN as well and nanoselective area growth solar cells.Finally in the last chapter we conclude by briefly recapping the work that has beendone as well as what is left to be done to achieve high eciency InGaN/Si tandemsolar cells.; Le premier chapitre est un chapitre introductif définissant une physique de baseimportant pour les cellules solaires ainsi qu'une introduction aux pressions économiques entraînantl'innovation des cellules solaires et l'état de l'art pour différents types de cellules solaires.Le chapitre deux traite du nitrure de gallium et d'indium. Le support matérielLes propriétés sont discutées, suivies d'une discussion sur les cellules solaires InGaN. Nous discutons de notreapproche du laboratoire des cellules solaires InGaN, à savoir l'optimisation du semi-mulkméthode de croissance. Nous montrons également comment le semi-mulk InGaN peut être utilisé pour produire unabsorbeur de cellules solaires de très haute qualité résultant en un courant de court-circuit élevé. Parce processus, nous avons constaté que nous pouvons être en mesure d'améliorer la cellule solaire en optimisantle traitement. Enfin, nous discutons des simulations effectuées sur le solaire tandem InGaN / Sicellules et montrent qu'il s'agit d'une voie prometteuse vers des cellules solaires à haut rendement.Afin de dissocier la qualité du matériau du traitement et de la mise au point de l'appareilpour optimiser le processus des cellules solaires, nous utilisons des échantillons de LED. Nous déconstruisons ensuite chacunétape du processus et décrire les étapes que nous avons utilisées pour les optimiser dans le chapitre trois.Plus précisément, nous discutons:• Conception de l'appareil • Gravure au GaN • V-Pits - Comment ils affectent les performances des cellules solaires et comment les passiver • Contact du métal avec le n-GaN - Matériaux, Amélioration de la résistance de contact spéci fi que et rendement• Contact du métal avec le p-GaN - Les mécanismes de transport associés aux contacts, diverses études optimisant le contact et l’effet mesuré ducontact sur les performances électriques.• Passivation de la mesa • Et les prochaines étapes - Chie fl y étudie les propriétés optiques du p-contact, d'autres matériaux de p-contact, la passivation et les revêtements antirefletDans ce chapitre, nous présentons les résultats des appareils à partir des LED. Ces LED étaient égalementcaractérisés comme cellules solaires et utilisés en tandem de cellules solaires InGaN / Si. Nous discutonsvoies alternatives vers des cellules solaires à haute efficacité basées sur InGaN et démonstration d'InGaNà base de cellules solaires cultivées sur BN ainsi que de cellules solaires à croissance nanosélective.Enfin, dans le dernier chapitre, nous concluons en récapitulant brièvement le travail qui a étéfait ainsi que ce qui reste à faire pour obtenir un tandem InGaN / Si à haute efficacitécellules solaires.