Depuis quelques décennies, les flavonoïdes sont de plus en plus utilisés dans différents domaines d’applications alimentaires et non alimentaires. Cet engouement est dû principalement à leurs activités antioxydantes. Cependant, la solubilisation, la dispersion et la stabilisation de ces molécules sont variables et constituent un frein à leur utilisation. L’objectif de ce travail est de pallier cet inconvénient en visant à comprendre les interactions entre ces composés et leur milieu en absence et en présence de polymères, par une double approche expérimentale et par modélisation et mésomodélisation moléculaire. Dans un premier temps les interactions entre 3 flavonoïdes la quercétine et ses deux formes glycosilées la rutine et l’isoquercétine dans différents solvants organiques ont été étudiées. Les résultats obtenus (paramètre de Flory Huggins et fonction de la distribution radiale) ont montré que la partie B2 commune aux trois flavonoïdes avec des valeurs de paramètres de Flory Huggins proche de 0.5 dans le M2B2 et plus importantes dans l’acétonitrile est la responsable du comportement des flavonoïdes dans le solvant. Les simulations par DDFT ont montré une agrégation de la quercétine dans le M2B2 contre une dispersion dans l’acétonitrile. Toutes ces observations ont été validées expérimentalement (étude de la solubilité et observations microscopiques). Dans un deuxième temps on a étudié la quercétine en présence d’un bioploymère le PLGA dans l’eau. Des nanoparticules ont été formées en variant la concentration des différents composés et le ratio acide lactique / acide glycolique du PLGA. Les méthodes de la modélisation moléculaire et de la mésomodélisation (calcul du paramètre de solubilité par dynamique moléculaire et observation de la dispersion ou de la séparation de phase par DDFT) ainsi que l’approche expérimentale (DSC, MET …) nous ont menées à la même constatation. En effet la taille des particules augmente avec la concentration du PLGA et le taux d’acide lactique dans le polymère. Aussi la concentration de l’émulsifiant dans le milieu joue un rôle important dans la formation d’agrégats PLGA-Q. Plus sa concentration est importante, plus la formation des particules est difficile comme il joue un rôle sur la viscosité du milieu et par conséquence la diffusivité des molécules dans l’eau. Tous les résultats obtenus par modélisation moléculaire et par mésomodélisation ont été validés expérimentalement. On peut donc conclure que la méthodologie adoptée en simulation peut constituer un outil d’aide à la prédiction du comportement des flavonoïdes / Over the past few decades, flavonoids have become increasingly used in different food and non-food applications due to their important antioxidant activities. However, the solubilization, dispersion and stabilization of these molecules are variable and constitute a brake on their use in different formulations. The objective of this work is to overcome those limitations by understanding the interactions between these compounds and their environment without and with the add of polymers, by a multi-scale approach approach (molecular modeling and mesoscale modeling and experimental study). Initially, interactions between 3 flavonoids (quercetin, rutin and isoquercetin) in various organic solvents, were studied. The obtained results (mainly Flory Huggins parameter and radial distribution function RDF) showed that the B2 part common to the three flavonoids (For example Flory Huggins parameter values were close to 0.5 in the M2B2 and much more important in acetonitrile) is responsible for the miscibility behavior of the flavonoids in the solvent. DDFT simulations showed aggregation of quercetin in M2B2 against dispersion in acetonitrile. All these observations were confirmed experimentally (study of solubility and microscopic observations). Then, quercetin was studied in the presence of a biopolymer, PLGA in water. Nanoparticles were formed by varying the concentration of the various compounds and the lactic acid / glycolic acid ratio in the PLGA. The tools of molecular modeling and mesoscale modeling (calculation of the solubility parameter by molecular dynamics and observation of the dispersion or the phase separation by DDFT) as well as the experimental approach (DSC, MET ...) led us to the same conclusions. Indeed, the particle size increases with the concentration of PLGA and the rate of lactic acid in the polymer. Also the concentration of the emulsifier in the medium has an important role in the formation of PLGA-Q aggregates. The higher its concentration, the more difficult the formation of the particles as it affects the viscosity of the medium and consequently the diffusivity of the molecules in the water. All the results obtained by molecular modeling and by mesoscale modeling have been confirmed experimentally. We can therefore conclude that the methodology adopted in the simulations can be considered as a tool to help on predicting the behavior of flavonoids in different medium

Pour faire face aux changements climatiques, la transition énergétique s’impose aujourd’hui comme une évidence. Les sources d’énergie renouvelables devant aider à cette transition sont caractérisées par leurs intermittences qui requièrent des dispositifs de stockages afin de garantir la fiabilité des systèmes énergétique utilisant ces dernières. Le stockage d’électricité par air comprimé (CAES) est l’un de ces dispositifs de stockage d’énergie. Cependant, dans sa configuration actuellement commercialisée, le CAES brûle en phase de décharge du gaz naturel afin d’améliorer le rendement de conversion du système. Le présent travail contribue à la diminution de l’empreinte écologique de cette technique de stockage en proposant un système de taille réduite n’utilisant aucune source d’énergie fossile. Dans un premier temps, une modélisation thermodynamique fine d’un tel système est faite en fonction des types de composants choisis et de leurs comportements thermiques (adiabatique, polytropique). Une étude expérimentale visant à démontrer la faisabilité d’un tel système est par la suite réalisée sur un prototype de laboratoire. Le très faible rendement de conversion expérimental obtenu (4%), bien que confirmant la faisabilité technique nous a suggéré une optimisation du système de stockage proposé. L’algorithme génétique à codage réel, modifié afin de stabiliser et d’accélérer sa convergence est présenté de façon détaillée puis utilisé pour identifier un ensemble de 13 paramètres maximisant le rendement exergétique du système. Un rendement électrique de conversion d’environ 20% est obtenu sur le système optimisé pour un rendement énergétique global de plus de 75%. / To address climate change, the transition to a decarbonized energy system is self-evident. The renewable energy sources to support this energy transition are intermittent. Therefore, they should be coupled at an electrical storage system to ensure the reliability of power system using same. Compressed air energy storage (CAES) happens to be one of these technologies of energy storage. Unfortunately, in its current configuration, CAES requires the combustion of natural gas during the discharging periods to improve the global energy efficiency of system. This work contributes to the reduction of the environmental footprint of compressed air energy storage by proposing a small-scale CAES using no fossil fuel energy source. Initially, a careful thermodynamic modeling of such a storage system is made according to the types of components chosen and to their thermal behavior (adiabatic or polytropic). Subsequently, for demonstrating its feasibility, a comprehensive experimental investigation was performed on experimental prototype existing in our lab. The very low experimental conversion efficiency obtained (4%) although confirming the technical feasibility, it has suggested that the proposed storage system should be optimized. A modified real coded genetic algorithm to stabilize and accelerate its convergence is documented here and used to identify a set of thirteen parameters who maximize the global exergy efficiency of proposed electric energy storage system. The result of the optimization indicates that in the optimum operating point, the electrical efficiency of storage system is about 20% for a round trip efficiency of 75%.

La thèse pose le problème des modifications de gestion des ressources naturelles provoquées par la transition énergétique, à partir de l'exemple du bois-énergie. Deux cas d'études, les régions Auvergne et Rhône-Alpes, permettent un suivi de ces configurations de l'échelle locale à l'échelle nationale. Les rapports de pouvoir induits par les asymétries d'information sur la ressource disponible et l'élaboration d'une action commune sur plusieurs niveaux d'échelles constituent les deux fils conducteurs de ce travail. La première partie du travail analyse, au chapitre 1, les relations entre politiques forestières et énergétiques, mais aussi territoriales, environnementales et climatiques. La contrainte spatiale pesant sur la ressource forestière est mise en avant. En effet, la ressource en bois-énergie se différencie des autres énergies renouvelables par sa difficulté d'accès et la lenteur de son renouvellement quand les énergies solaires ou éoliennes sont infinies. Ces barrières bio-physiques créent des tensions entre acteurs de la forêt et de l'énergie pour ce qui concerne les modèles d'approvisionnement à privilégier: d'un côté, les acteurs forestiers prônent de petites chaufferies consommant la ressource locale en quantités modérées, quand les acteurs issus de l'énergie préfèrent de grandes chaufferies, nécessitant un plus long transport de la ressource pour réaliser des économies d'échelle. À cette opposition s'ajoutent de fortes tensions internes dans la filière bois, qui est le deuxième poste de déficit commercial en France après les hydrocarbures et qui peine à valoriser industriellement son propre bois. Nous exposons donc un contexte de fortes incertitudes, tant politiques que scientifiques. Le deuxième chapitre présente une typologie statistique de l'Europe du bois-énergie afin de caractériser la place de la France. Puis, nous proposons une analyse des séquences de l'essor du bois-énergie en France, depuis les années 1970, pour montrer comment l'utilisation du bois-énergie s'est progressivement rationalisée. La deuxième partie explore comment les politiques nationales sont assimilées par les acteurs régionaux, en Auvergne au chapitre 3, puis en Rhône-Alpes au chapitre 4. Cette partie souligne notamment l'effet des dissymétries d'information dans les réseaux d'acteurs et le besoin d'outils fiables, ainsi que le rôle différent joué par les filières bois et énergie au niveau régional. La troisième partie développe au chapitre 5 en quoi le bois-énergie peut être traité sous l'angle du bien commun, et le besoin de polycentricité, c'est-à-dire de niveaux de contrôles multiples. Enfin, le chapitre 6 aborde comment l'attribution d'une valeur politique et morale au bois-énergie, et plus largement, à la transition énergétique et environnementale, modifie les rapports entre niveaux d'échelle, du local au national. / The thesis uses the case of fuelwood to study how energy transition causes changes in natural resources management. Our work is based upon two case studies, French regions Auvergne and Rhône-Alpes, and we follow configurations from local to national levels. Balance of powers induced by asymetries of information on the available resource and the development of a common action along different levels of scale are our two main threads. In the first part, the chapter 1 focuses on relationships between forest and energy but also territorial, environmental and climatic policies. Our work highlights the spatial constraints wheighing upon forest resource. Fuelwood resource is different from other renewable energies because of its difficulties of access and its slow renewal, whereas solar or wind energies are infinite. Those bio-physical barriers are the reason for struggles between forest and energy stakeholders regarding which supply models to prefer: on the one hand, forest stakeholders advocate small boilers using local resource in small quantities, whereas, on the other hand, energy stakeholders prefer important boilers requiring long road transportation (hence more CO$_{2}$ emissions) but enabling economies of scale. Moreover, there is important internal problems in the forest sector, which represents the second most important source of trade deficit in France (after hydrocarbons) and experiences difficulties to sell national timber. Therefore, we present a context with strong uncertainties, both political and scientific. In the second chapter we conduct a statistical typology on fuelwood in Europe, in order to characterise more objectively the French situation. Then, the thesis analyses the sequences of the development of fuelwood in France, since the 1970s, to show how its use became progressively more rational. In the second part, our work investigates how national policies are dealt with by regional stakeholders, in Auvergne in chapter 3, then in Rhône-Alpes in chapter 4. This part underlines in particular the importance of asymetries of information among actors networks, the need for reliable tools and the different roles of forest and energy sector at regional level. Third part emphasizes, in chapter 5, that fuelwood can be analyzed as a common good and the need for polycentricity, i.e. multiple control levels. Finally, chapter 6 demonstrates how the assignation of a political value to fuelwood, and more generally to the energy and environmental transition, change balance between levels, from local to national.

Dans le domaine des systèmes distribués et du calcul haute performance, la validation expérimentale est de plus en plus utilisée par rapport aux approches analytiques. En effet, celles-ci sont de moins en moins réalisables à cause de la complexité grandissante de ces systèmes à la fois au niveau logiciel et matériel. Les chercheurs doivent donc faire face à de nombreux challenges lors de la réalisation de leurs expériences rendant le processus coûteux en ressource et en temps. Bien que de larges plateformes parallèles et technologies de virtualisation existent, les expérimentations sont, pour la plupart du temps, limitées en taille. La difficulté de passer une expérimentation à l'échelle représente un des grands facteurs limitant. Le niveau technique nécessaire pour mettre en place un environnement expérimentale approprié ne cesse d'augmenter pour suivre les évolutions des outils logiciels et matériels de plus en plus complexes. Par conséquent, les chercheurs sont tentés d'utiliser des méthodes ad-hoc pour présenter des résultats plus rapidement et pouvoir publier. Il devient alors difficile d'obtenir des informations sur ces expérimentations et encore plus de les reproduire.Une palette d'outils ont été proposés pour traiter cette complexité lors des expérimentations. Ces outils sont motivés par le besoin de fournir et d'encourager des méthodes expérimentales plus construites. Cependant, ces outils se concentrent principalement sur des scénarios très simple n'utilisant par exemple qu'un seul noeud ou client/serveur. Dans le contexte des systèmes distribués et du calcul haute performance, l'objectif de cette thèse est de faciliter la création d'expériences, de leur contrôle, répétition et archivage.Dans cette thèse nous proposons deux outils pour mener des expérimentations nécessitant une pile logicielle complexe ainsi qu'un grand nombre de ressources matérielles. Le premier outil est Expo. Il permet de contrôler efficacement la partie dynamique d'une expérimentation, c'est à dire l'enchaînement des tests expérimentaux, la surveillance des taches et la collecte des résultats. Expo dispose d'un langage de description qui permet de mettre en place une expérience dans un contexte distribué avec nettement moins de difficultés. Contrairement aux autres approches, des tests de passage à l'échelle et scénarios d'usage sont présentés afin de démontrer les avantages de notre approche. Le second outil est appelé Kameleon. Il traite les aspects statiques d'une expérience, c'est à dire la pile logicielle et sa configuration. Kameleon est un logiciel qui permet de décrire et contrôler toutes les étapes de construction d'un environnement logiciel destiné aux expérimentations. La principale contribution de Kamelon est de faciliter la construction d'environnements logiciels complexes ainsi que de garantir de futur reconstructions. / In the field of Distributed Systems and High Performance Computing experimental validation is heavily used against an analytic approach which is not feasible any more due to the complexity of those systems in terms of software and hardware.Therefore, researchers have to face many challenges when conducting their experiments, making the process costly and time consuming. Although world scale platforms exist and virtualization technologies enable to multiplex hardware, experiments are most of the time limited in size given the difficulty to perform them at large scale.The level of technical skills required for setting up an appropriate experimental environment is risen with the always increasing complexity of software stacks and hardware nowadays. This in turn provokes that researchers in the pressure to publish and present their results use ad hoc methodologies.Hence, experiments are difficult to track and preserve, preventing future reproduction. A variety of tools have been proposed to address this complexity at experimenting. They were motivated by the need to provide and encourage a sounder experimental process, however, those tools primary addressed much simpler scenarios such as single machine or client/server. In the context of Distributed Systems and High Performance Computing, the objective of this thesis is to make complex experiments, easier to perform, to control, to repeat and to archive. In this thesis we propose two tools for conducting experiments that demand a complex software stack and large scale. The first tool is Expo that enable to efficiently control the dynamic part of an experiment which means all the experiment workflow, monitoring of tasks, and collection of results.Expo features a description language that makes the set up of an experiment withdistributed systems less painful. Comparison against other approaches, scalability tests anduse cases are shown in this thesis which demonstrate the advantage of our approach.The second tool is called Kamelon which addresses the static part of an experiment,meaning the software stack and its configuration.Kameleon is a software appliance builderthat enables to describe and control all the process ofconstruction of a software stack for experimentation.The main contribution of Kameleon is to make easy the setup of complex software stacks andguarantee its post reconstruction.

Les travaux de cette thèse s'inscrivent dans le cadre du projet Petasky. Notre objectif est de proposer des outils permettant de gérer des dizaines de Peta-octets de données issues d'observations astronomiques. Nos travaux se focalisent essentiellement sur la conception des nouveaux systèmes permettant de garantir le passage à l'échelle. Dans cette thèse, nos contributions concernent trois aspects : Benchmarking des systèmes existants, conception d'un nouveau système et optimisation du système. Nous avons commencé par analyser la capacité des systèmes fondés sur le modèle MapReduce et supportant SQL à gérer les données LSST et leurs capacités d'optimisation de certains types de requêtes. Nous avons pu constater qu'il n'y a pas de technique « magique » pour partitionner, stocker et indexer les données mais l'efficacité des techniques dédiées dépend essentiellement du type de requête et de la typologie des données considérées. Suite à notre travail de Benchmarking, nous avons retenu quelques techniques qui doivent être intégrées dans un système de gestion de données à large échelle. Nous avons conçu un nouveau système de façon à garantir la capacité dudit système à supporter plusieurs mécanismes de partitionnement et plusieurs opérateurs d'évaluation. Nous avons utilisé BSP (Bulk Synchronous Parallel) comme modèle de calcul. Les données sont représentées logiquement par des graphes. L'évaluation des requêtes est donc faite en explorant le graphe de données en utilisant les arcs entrants et les arcs sortants. Les premières expérimentations ont montré que notre approche permet une amélioration significative des performances par rapport aux systèmes Map/Reduce / This work is carried out in framework of the PetaSky project. The objective of this project is to provide a set of tools allowing to manage Peta-bytes of data from astronomical observations. Our work is concerned with the design of a scalable approach. We first started by analyzing the ability of MapReduce based systems and supporting SQL to manage the LSST data and ensure optimization capabilities for certain types of queries. We analyzed the impact of data partitioning, indexing and compression on query performance. From our experiments, it follows that there is no “magic” technique to partition, store and index data but the efficiency of dedicated techniques depends mainly on the type of queries and the typology of data that are considered. Based on our work on benchmarking, we identified some techniques to be integrated to large-scale data management systems. We designed a new system allowing to support multiple partitioning mechanisms and several evaluation operators. We used the BSP (Bulk Synchronous Parallel) model as a parallel computation paradigm. Unlike MapeReduce model, we send intermediate results to workers that can continue their processing. Data is logically represented as a graph. The evaluation of queries is performed by exploring the data graph using forward and backward edges. We also offer a semi-automatic partitioning approach, i.e., we provide the system administrator with a set of tools allowing her/him to choose the manner of partitioning data using the schema of the database and domain knowledge. The first experiments show that our approach provides a significant performance improvement with respect to Map/Reduce systems

Nous avons appliqué notre interface QM/MM pour modéliser les propriétés photophysiques et photochimiques du chromophore rétinal dans plusieurs environnements.Nous avons commencé par montrer que la méthylation du squelette carbonné du rétinal, qui transforme une photochimie lente en un processus ultra-rapide, comme dans une protéine, dans une solution de méthanol, modifie l’interaction entre les états excités du rétinal, et favorise la formation d’une espèce transitoire réactive. Nous avons ensuite étudié l’effet direct de l’environnement dans le cas de mimiques de la rhodopsine, où des mutations ponctuelles de quelques acides aminés donnent des systèmes qui absorbent sur toute la gamme du visible. En combinaison avec la spectroscopie pompe-sonde ultra-rapide, notre méthode a montré que le potentiel électrostatique autour du rétinal peut affecter la forme des surfaces d’énergies potentielles excitées, et peut moduler le temps de vie de l’état excité ainsi que le lieu de photo-isomérisation. Ensuite, nous avons montré que l’état de protonation standard des acides aminés proches du rétinal dans la bacteriorhodopsine mènent à une surestimation de l’énergie d’absorption,alors que la protonation du résidu Asp212 donne des résultats plus précis ; nous souhaitons maintenant valider ce modèle par le calcule des propriétés de fluorescence et de temps de vie de l’état excité. Enfin, nous avons modélisé la photophysique de la base de Schiff non-protonée d’un pigment UV, où une photochimie originale, et non encore documentée, a lieu, impliquant notamment un état doublement excité. Ces études ont montré la robustesse de notre potentiel QM/MM pour modéliser une large gamme d’environnements. / We have used our QM/MM interface to model the photochemical and photophysical properties of the retinal chromophore in several environments.First, we proved that methylation of the retinal backbone, which converts a slow photochemistry to an ultra-fast protein-like behaviour in methanol solution, modifies the interplay between the retinal excited states, favouring the formation of a photo-active transient intermediate. Then, we have studied the direct effect of the environment in the case of rhodopsin mimics, where point mutations of a few amino-acids lead to systems that can absorb in the wide visible range. Combined with ultra-fast pump-probe spectroscopy, our method has shown that the electrostatic potential around the retinal can affect the shape of the excited potential energy surface, and is able to tune the excited state lifetime as well as the location of the photoisomerization. Next, we showed that the currently accepted protonation state of amino-acids in the vicinity of the retinal in bacteriorhodopsin leads to a strongly blue shifted absorption, while the protonation of Asp212 leads to accurate results; we now aim toward a validation of this protonation by computation of fluorescence and excited state lifetime. Finally, we have modeled the photophysics of the unprotonated Schiff base in a UV-pigment, where an original an previously unreported photochemistry takes place, especially with the direct involvement of a doubly excited state. These studies have shown the reliability of our QM/MM potential for modeling a wide range of different environments.

Cette thèse interroge le lien entre la participation et l’urbanisme à l’échelle métropolitaine. Il s’agit de comprendre comment les dispositifs participatifs mis en place dans les territoires contribuent à l’élaboration des politiques urbaines. Nous interrogeons en particulier la manière dont la participation permet la prise en compte, dans le processus d’élaboration des politiques, des enjeux portés par le public. Nous nous demandons également dans quelle mesure elle génère une plus grande coordination des acteurs, des dispositifs et des échelles qui interviennent dans cette élaboration. Nous abordons ces questions à l’échelle de la métropole, qui induit un ensemble de spécificités relatives à l’action sur les territoires et au public participant. Notre étude met en évidence plusieurs apports de la participation : sa contribution porte essentiellement sur l’énonciation des enjeux des politiques urbaines, et moins sur la formulation des solutions, qui s’avère source de désaccords. La participation génère de nouvelles coordinations entre acteurs, dispositifs et échelles d’action publiques, mais ces coordinations apparaissent souvent fragiles et éphémères. Si les étapes de la concertation et du débat public produisent chacune des effets propres, notre travail donne à voir une construction cumulative des effets au fil du processus participatif. Les transferts d’acteurs, la répétition d’enjeux et le raffinement des recommandations permettent, dans certains contextes, d’élargir le champ d’impact de la participation, qui s’étend alors de la formulation des enjeux jusqu’à la logique de mise en œuvre des politiques. / Our study is questioning the link existing between participation and urbanism at the metropolitan scale. This concerns Lyon and Montreal metropolis. The target is to understand how are contributing participating action plans to elaborate an urban policy. We are specially questioning how this participation allows to take into consideration in the process of politics elaboration, the stakes hold by public. We are also wondering about the way this participation produces a wider coordination between actors, action plans and scales contributing to this elaboration. We are considering these questions at a metropolitan scale, where action on territories and public are presenting some specificity.Our study is highlighting several contributions of participation: concerning mainly the process of problem setting, and less the process of problem solving, which is source of disagreement. The participation is creating new coordination between actors, action plans and scales of public actions, but these coordination appear weak and short lived. Each stage of the consultation and the public debate are producing specific effects; but our study also shows a progressive and a building up effects increasing in the development of the participatory process. Transfers of actors, repetition of stakes and refinement of recommendations allow in some contexts to extend the field of participation impact, which is so, expending from the formulation of stakes to the logic of politics implementation.

À Paris environ 44% des bâtiments ont été construits avant 1914 avec des murs épais non isolés et des matériaux poreux, caractérisés par une forte inertie thermique et des propriétés hygroscopiques. Les propriétés hygrothermiques des matériaux utilisés dans les constructions anciennes ont des effets qui : (i) confèrent (aux bâtiments) de bonnes qualités thermiques en période estivale et (ii) contribuent à réguler la température et l’humidité relative intérieure. En France les politiques d’économie d’énergie et la régulation thermique ont abouti à la mise en place de l’isolation thermique afin de réduire les consommations d'énergie pendant l'hiver. L'installation de l'isolation thermique dans la rénovation des bâtiments existants pose cependant des difficultés. D’autre part, il est prévu que des conditions extrêmes de chaleur deviennent plus fréquentes dans des scénarios du climat futur. Ainsi, les évolutions possibles du climat futur doivent être intégrées dans l'évaluation des stratégies de rénovation dans le bâtiment ancien. Ce travail de thèse porte sur l'évaluation du comportement hygrothermique de constructions anciennes rénovées à Paris, dans des conditions météorologiques actuelles et de vague de chaleur. A l’échelle des logements un modèle a été construit sur un outil de simulation thermique dynamique, calé et validé à travers des données enregistrées dans une campagne de mesure lancée en 2014 dans les logements étudiés. À l’échelle de la paroi un modèle macroscopique en 2D est proposé afin d'étudier les transferts de chaleur et de masse dans un mur poreux constitué de plusieurs couches avec de l’isolation thermique par intérieur et par l’extérieur. / In Paris 44% of the dwellings were built before 1914 with uninsulated thick walls made of porous materials, characterized by high thermal inertia and hygroscopic properties. The hygrothermal properties of existing buildings materials have effects that: (i) give (to these buildings) good thermal qualities in summer and (ii) help to regulate indoor temperature and relative humidity. In France the energy saving policies and thermal regulation have resulted in the implementation of thermal regulation to reduce energy consumption during winter. Though the installation of thermal insulation in existing buildings poses a number of difficulties. Moreover, it is expected that extreme heat conditions become more frequent in future climate scenarios. Thus, the possible evolutions of future climate must be integrated into the evaluation of renovation strategies in old buildings. This thesis focuses on the assessment of the hygrothermal behavior of old renovated Parisian buildings, in current and heat wave weather. At the building scale (housing), a model was built in dynamic thermal simulation tool. The model was calibrated and validated through recorded data from a measurement campaign launched in 2014 on the studied housings. At the wall scale, a macroscopic model in 2D is proposed to study the heat and mass transfer through a multilayered porous wall, renovated with internal thermal insulation and external thermal insulation.

Ce travail de thèse a eu pour but d'étudier la thermodynamique de petits objets (nanoparticules ou édifices biomoléculaires) dans des milieux fortement hors-équilibre. Deux milieux miroirs ont été explorés, à savoir des gouttelettes micrométriques chargées et des microbulles générées sous irradiation laser intense. Ces deux systèmes sont par nature difficiles à sonder par des méthodes traditionnelles, c'est pourquoi, une thermographie innovante multi-échelle par méthodes optiques a été développée. Ainsi, une thermographie locale (au sein des nano-objets) et globale (dans le milieu environnant) a été réalisée. Cette thermographie utilise la fluorescence induite par laser - méthode simple, non invasive et efficace pour fournir une mesure de température avec une bonne résolution spatiale, temporelle et thermique - grâce à des colorants thermochromiques directement en solution dans le milieu ou bien incorporés dans les nano-objets. Cette thermographie est également complétée avec d'autres mesures physiques, notamment la taille des gouttelettes et des bulles micrométriques pour aller vers une étude thermodynamique exhaustive de ces systèmes. Ces études thermodynamiques ont été menées autour des deux thématiques : Edifices biomoléculaires dans des gouttelettes micrométriques chargées en cours de déshydratation. Les sources électrospray, devenues un outil incontournable en spectrométrie de masse, présentent une thermodynamique riche et encore mal comprise. Des mesures de taille et de température de gouttelettes micrométriques chargées en cours d'évaporation ont pu être confrontées dans le but d'avoir une description thermodynamique complète d'une source électrospray. De plus, afin de pouvoir suivre la conformation des édifices biomoléculaires (protéines) en cours de déshydratation, le concept d'anisotropie de fluorescence comme sonde conformationnelle a été validé en solution et pourra être transposé pour une analyse in situ dans la plume de l'électrospray.Nanoparticules dans des microbulles générées sous irradiation laser intense. Il s'agit ici d'étudier l'influence de nanoparticules lors de la génération de microbulles par nano-cavitation induite par irradiation laser intense, thématique au coeur du projet « ERTIGO ». Le principal objectif scientifique de ce projet a été d'obtenir une compréhension des mécanismes d'absorption d'une solution contenant des nanoparticules irradiées. A cet effet, une source lumineuse atypique (laser aléatoire) a été employée / The aim of this thesis was to study the thermodynamics of small objects (nanoparticles or biomolecule) in out-of-equilibrium media. Two mirror media were explored, namely charged micrometric droplets and microbubbles generated under intense laser irradiation. By nature, these two systems are difficult to probe by traditional methods, which is why an innovative multi-scale thermography by optical methods has been developed. Thus, a local (within the nano-objects) and a global (in the surrounding medium) thermography were carried out. Such thermography uses Laser-Induced Fluorescence - a simple, non-invasive and efficient method for providing temperature measurements with good spatial, temporal and thermal resolution - using thermochromic dyes directly in solution or incorporated into nano- objects. This thermography is also supplemented with other physical measurements, in particular the size of microdroplets and microbubbles, towards a complete thermodynamic study of these systems. These thermodynamic studies were carried out around the two following themes: Biomolecular structures in charged microdroplets during dehydration. Electrospray sources, which have become an essential tool in mass spectrometry, present a rich and still poorly understood thermodynamics. Measurements of the size and temperature of charged micrometric droplets during evaporation have been possible in order to obtain a complete thermodynamic description of an electrospray source. Moreover, in order to be able to follow the conformation of biomolecules (proteins) during dehydration, the concept of fluorescence anisotropy as a conformational probe has been validated in solution and can be transposed for an in situ analysis into the electrospray plume. Nanoparticles in microbubbles generated by intense laser irradiation. Here, we want to study the influence of nanoparticles during the generation of microbubbles by nano-cavitation induced by intense laser irradiation. This thematic is at the heart of the project "ERTIGO". The main scientific objective of this project was to obtain an understanding of the absorption mechanisms of a solution containing irradiated nanoparticles. For this purpose, an atypical light source (random laser) has been used in order to be able to illustrate this complex out-of-equilibrium system as a function of time by optical microscopy. In parallel, a local measurement of the temperature of the nanoparticles is envisaged

Des systèmes d'absorption Lorentziens, qui sondent les nuages de gaz HI de plus hautes densités de colonne, servent ici à sonder les environnements de galaxies hôtes de noyaux actifs à grand décalage spectral (z > 2). Ceci permet d'étudier l'effet des mécanismes de rétroaction des noyaux actifs sur les galaxies hôtes, tel que les vents à haute vitesse et l'ionisation intense. J'implémente deux techniques pour identifier les systèmes Lorentziens au décalage spectral du quasar dans les données du Sloan Digital Sky Survey III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey.Un tel système Lorentzien fait office de coronographe naturel puisqu'il absorbe complètement le rayonnement provenant du noyau actif. Parfois une raie Lyα étroite émise par la galaxie est superposée à l'absorption. J'étudie un échantillon statistiquement complet et je caractérise l'émission. Les systèmes Lorentziens qui révèlent les raies étroites d'émission Lyα les plus lumineuses proviennent de nuages denses et compacts dans la galaxie hôte. Les autres sont dus à des galaxies voisines du quasars.Une deuxième technique consiste à observer des paires de quasars ayant une petite séparation angulaire pour sonder les environnements des galaxies hôtes à des distances transverses inférieures à 90 kpc. J'analyse les propriétés du gaz pour des paires où un système Lorentzien apparait dans le spectre du quasar d'arrière plan coïncident avec le pic d'émission Lyα du quasar de premier plan.Dans une des paires, je détecte une sur-densité de systèmes absorbants à z = 2.69 dans une région correspondant à 6.4 Mpc en distance propre. Les propriétés de cette région suggèrent un filament du milieu intergalactique. / Damped Lyman-α absorbers (DLAs), the highest column density HI Lyman-α (Lyα) absorptions, are used in this thesis to study the environments of high-redshift (z > 2) quasar host galaxies. This is essential for determining how feedback mechanisms from active galactic nuclei (AGN), including high-velocity winds and intense ionizing radiation, impact the host galaxies. Thanks to the large number of quasar sight-lines from the Sloan Digital Sky Survey III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey, I implement two techniques to identify DLAs that occur at the quasar redshift.Along the sight-line, these DLAs act as natural coronagraphs and completely absorb the broad Lyα emission from the central AGN. In some cases, a narrow Lyα emission line from the quasar host galaxy is superimposed on the DLA trough. I compare coronagraph DLAs that reveal narrow Lyα emission with those that do not in a statistically complete sample and characterize the emission. DLAs with the most luminous narrow Lyα emission peaks may arise from dense, compact clouds in the host galaxy, while the others may be due to neighboring galaxies. With a second technique, I use pairs of quasars with small angular separations to investigate host galaxy environments at distances of less than 90 kpc in the transverse direction. I analyze the gas properties for pairs where a DLA appears in the background quasar spectrum coincident with the foreground quasar Lyα emission peak.In one of the pairs, I also detect an overdensity of Lyman-limit system absorbers at z = 2.69 in a region spanning 2000 km/s (6.4 Mpc proper distance) along the two sight-lines. The overdense region properties suggest an intergalactic medium filament.