La récupération d'énergie vise à réaliser des dispositifs électromécaniques de taille centimétrique permettant d'alimenter des systèmes électroniques en puisant de manière opportuniste l'énergie du milieu environnant. Parmi les différentes sources disponibles (solaire,thermique etc.) les vibrations ambiantes sont susceptibles de fournir assez de puissance pour alimenter des microsystèmes autonomes tels que des noeuds de réseaux de capteurs communicants. L'enjeu consiste à concevoir des microgénérateurs effectuant la conversion de cette énergie mécanique ambiante en énergie électrique exploitable de manière optimale.Ces travaux de thèse proposent dans un premier temps un critère d'étude et de comparaison des performances des générateurs de types piézoélectriques ou électromagnétiques, à partir d'un modèle normalisé unifié. Dans un second temps, un circuit non linéaire d'extraction de l'énergie est étudié pour les générateurs électromagnétiques, et ses performances sont discutées en comparaison avec un circuit classique d'extraction de l'énergie. A partir de ces résultats, une nouvelle structure de générateur électromagnétique est conçue, optimisée puis validée expérimentalement.

Ce mémoire de maîtrise porte sur l'aspect de l'acceptabilité sociale lié au choix de modèle de développement éolien au Québec. Y sont traités les déterminants mondiaux du développement éolien, le contexte énergétique québécois, les caractéristiques du modèle de développement québécois, la question de l'acceptabilité sociale des projets éoliens et le positionnement de divers groupes d'acteurs dans le développement éolien québécois. L'analyse se fonde sur le dépouillement de quatre quotidiens et d'un hebdomadaire entre l'année 2003 et juin 2008 (201 articles), d'une vingtaine de questionnaires et d'autant d'entretiens semi-directifs menés auprès de différentes catégories d'acteurs. Le modèle théorique de l'Advocacy Coalition Framework (ACF), par Sabatier et Jenkins-Smith, est retenu comme cadre théorique de l'analyse des politiques publiques. Deux hypothèses de travail sont formulées: (1) les idées de la coalition hardpath dominent la politique actuelle en matière d'énergie éolienne et (2) les coalitions softpath et « pronationalisation » convergent autour de la défense du pacte social issu de la nationalisation de l'électricité. Les résultats confirment la dominance des croyances de la coalition hardpath dans la politique de développement éolien au Québec. Cependant, il a été impossible d'affirmer la seconde hypothèse portant sur la convergence des deux autres coalitions autour de la défense du pacte social issu de la nationalisation de l'électricité. L'analyse montre que le modèle actuel du développement éolien, en ligne avec la libéralisation des marchés de l'électricité, ne correspond pas aux attentes de tous les protagonistes; les membres des coalitions softpath et pronationalisation y trouvent difficilement satisfaction. Elles semblent unies dans leur opposition aux idéaux hardpath. Les propositions de modèles alternatifs et la possibilité de modèles de développement éolien hybrides sont également abordées. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Québec, Hydro-Québec, Production d'électricité, Énergie éolienne, Politiques publiques, Libéralisation, Pacte social de la nationalisation, Advocacy Coalition Framework (ACF), Acceptabilité sociale.

Le modèle cosmologique standard possède plusieurs lacunes pour une description pertinente de l'évolution de notre univers et de ses constituants. Tout d'abord, il laisse en suspens l'explication de l'origine de la matière noire et de l'énergie sombre. Ces composants, introduits ad hoc afin de satisfaire aux observations, représentent ensemble environ 95% du contenu en énergie de l'univers. Un second problème concerne l'indépendance d'échelle du modèle : quel que soit l'échelle du système considéré, il est attendu une dynamique et une géométrie identiques. Il est possible de se détourner du modèle standard et de s'intéresser à des cosmologies inhomogènes et à leur évolution moyenne. Selon ce formalisme, les inhomogénéités au sein d'une échelle influencent globalement la dynamique de cette dernière par un effet dit de rétroaction. Cette démarche très riche propose également une explication élégante au problème des constituants sombres : tous deux apparaissent comme une manifestation effective des inhomogénéités de distributions de matière et de géométrie. Cette thèse s'intéresse aux propriétés des modèles inhomogènes moyennés en relativité générale. Nous proposons dans un premier temps de décrire le comportement global des inhomogénéités selon une évolution de Chaplygin, et selon une évolution de Ginzburg-Landau. Nous montrons également l'instabilité gravitationnelle globale des solutions de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker. Cette classe de solutions est connue comme étant localement instable sous l'introduction de perturbations ; ici nous montrons qualitativement qu'elle ne fournit pas, en général, une approximation correcte en tant que fond physique. Nous présentons finalement une nouvelle théorie relativiste perturbative, pour laquelle les inhomogénéités scalaires évoluent autour d'un fond général, et non plus autour d'un fond de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker pré-défini. Cette nouvelle étude étend l'applicabilité des cosmologies inhomogènes, et pourrait éventuellement expliquer la formation des grandes structures sans recours à l'énergie noire

Ce mémoire fait la synthèse de travaux que j'ai menés depuis près de 30 ans dans les domaines de la thermique des enceintes habitables et des applications de l'énergie solaire.<br /> La thermique des enceintes habitables (habitacles automobiles, bâtiments ...) a pour principales caractéristiques des grands volumes aux formes parfois complexes, un couplage fort des trois modes de transfert de chaleur et des conditions aux limites en constante évolution. Nous présentons ici une méthode numérique originale pour construire des simulateurs performants du comportement thermique des telles enceintes soumises à un environnement météorologique réel. Les équations sont écrites sous une forme algébro différentielle, en se basant sur une méthode nodale de découpage des volumes et des surfaces. La résolution est effectuée par un solveur commercial. Quelques exemples d'application, avec des validations expérimentales, illustrent les bons résultats obtenus par cette méthodologie. Cette méthodologie a été aussi appliquée au domaine des piles à combustible, et à d'autres applications industrielles où la thermique tient un rôle important. Les actions menées dans le cadre des recherches sur les applications solaires thermiques couvrent tous les niveaux de température. À basse température, nous présentons les travaux concernant la prise en compte des apports solaires dans les bâtiments, ainsi que la problématique du chauffage des locaux et de l'eau sanitaire. À haute température, obtenue par concentration du rayonnement solaire, nous faisons un résumé des résultats obtenus au cours de l'évaluation scientifique de la Centrale THEMIS, et décrivons les travaux de recherche en cours menés pour l'amélioration des performances des procédés solaires à concentration.

Le problème considéré est celui du contrôle optimal des transferts orbitaux (problème proposé par le Centre National d'Études Spatiales). Le modèle retenu est l'équation de Kepler contrôlée, la loi de commande étant la poussée d'un engin spatial en orbite autour de la Terre. Les contributions concernent d'une part le temps minimal, d'autre part la moyennation du problème de la minimisation de l'energie. L'action du contrôle peut être considérée comme la perturbation d'un système intégrable, perturbation dont la moyennation fournit une approximation dont on vérifie qu'elle est encore intégrable. Un objet fondamental dans l'étude est l'application exponentielle définie par le flot extrémal du problème de contrôle. Ses propriétés renseignent sur l'existence de solution, ainsi que sur l'optimalité locale ou globale des extrémales du problème. Parmi les résultats obtenus, on peut citer la mise en évidence de l'existence de Pi-singularités et de points conjugués en temps minimal, la platitude de la métrique associée par la moyennation au transfert à énergie minimale vers les orbites circulaires (les trajectoires optimales sont des droites), ainsi que la caractérisation du lieu de coupure du moyenné par comparaison avec la restriction de la métrique plate à un ellipso\"\i de de révolution.

Le sujet principal de cette thèse est d'interpréter le tenseur d'impulsion-énergie dans le cadre des feuilletages. On s'intéresse dans un premier temps à la géométrie spinorielle transverse, i.e. celle du fibré normal. On définit l'opérateur de Dirac basique sur un feuilletage riemannian et on établit une formule de type Schrodinger-Lichnerowicz. On donne ainsi des inégalités de type Friedrich et de type Kirchberg dans le cas d'un feuilletage kahlérien et une estimation dans le cas d'un feuilletage kahler-quaternionien. Le cas des flots riemanniens va permettre de mieux comprendre le tenseur d'impulsion-énergie dans le cadre des feuilletages. Il apparait comme un tenseur naturel antisymétrique permettant de le voir comme le tenseur d'O'Neill du flot. Finalement, on caractérise le cas de dimension 3 par une solution de l'équation de Dirac.

La transmission d'énergie sans fils (TESF) a été initiée dans les années soixante afin de répondre à des préoccupations énergétiques de tout premier ordre. Un demi-siècle plus tard, la question énergétique reste une préoccupation majeure qui ne se pose plus uniquement en termes de ressources mais également en termes d'autonomie et de portabilité. La TESF s'est adaptée à cette situation et est actuellement orientée vers le développement de structures capables de convertir des densités de puissance faibles afin d'améliorer l'autonomie des systèmes électroniques portables ou d'alimenter à distance des dispositifs électroniques inaccessibles ou nomades.Le travail proposé est subdivisé en trois parties : une première partie qui traite de la conversion de puissances faibles et qui présente un circuit rectenna (rectifying antenna) mono-diode fonctionnant sur une gamme de puissance allant de 1 mW à 10 mW. Une seconde partie, traitant de la conversion de puissances importantes, basée sur un convertisseur en pont de diodes capable de convertir des puissances allant jusqu'à 200 mW, et une dernière partie dédiée à l'élévation de la puissance transmise à la charge au travers d'associations de rectenna dont nous présentons plusieurs variantes.La comparaison technologique est à la base de ce travail. En effet, les développements récents des composants CMS permettent aujourd'hui de les utiliser pour la réalisation de circuits RF fonctionnant à des fréquences allant jusqu'à plusieurs gigahertz. Nous proposons dans cette thèse plusieurs circuits basés sur cette technologie que nous comparons à une technologie intégrée qui s'impose comme une alternative aux circuits micro-rubans. Ce travail a également été l'occasion d'introduire certains principes de l'électronique de puissance dans la conception de circuits RF.

Ce mémoire de maîtrise étudie l'histoire de la centrale nucléaire de Gentilly-1, située au Québec, proche de la ville de Trois-Rivières. Ce projet conjoint entre Énergie Atomique du Canada Limitée (ÉACL) et Hydro-Québec (HQ) s'est étalé du début des années soixante jusqu'au milieu de années quatre-vingt. Contrairement aux réacteurs canadiens classiques, modérés et refroidis à l'eau lourde, Gentilly-1 reposait sur un concept ayant recours à de l'eau bouillante légère comme refroidisseur. Cette particularité était supposée lui conférer une série d'avantages, notamment au niveau des économies de coûts d'exploitation qu'elle devait permettre. Si l'on était confiant, au sein d'ÉACL, en la faisabilité scientifique et technique du concept, il n'en demeurait pas moins que des incertitudes persistaient sur la capacité à contrôler un réacteur de ce type. Cette problématique allait ressurgir plusieurs fois, tout au long du déroulement du projet. En septembre 1966, à la signature du contrat pour la construction de la centrale, ÉACL voyait en Gentilly-1 un prototype pouvant servir de base au développement d'une nouvelle filière commerciale. Tandis que chez HQ, on y percevait le moyen de s'aguerrir à la technologie de l'atome dans la perspective de développer un programme électronucléaire autonome. Opérée à partir de novembre 1970, Gentilly-1 a cependant connu des problèmes chroniques de fonctionnement et n'a produit de l'électricité que de façon très sporadique. Après avoir vu son statut et ses objectifs plusieurs fois redéfinis, elle a été définitivement mise à l'arrêt en 1981 puis déclassée en 1986. Si l'expérience de Gentilly-1 est communément considérée comme un « échec technologique », il apparait évident qu'au-delà des problèmes techniques rencontrés, des facteurs sociopolitiques, économiques et commerciaux ont également fortement influencé le déroulement du projet. L'analyse de ces facteurs permet de faire du projet Gentilly-1 une histoire qui dépasse le simple cadre technique et qui englobe des enjeux beaucoup plus vastes. Elle démontre également l'importance de la prise en compte des facteurs contingents dans les trajectoires que prennent les grands projets technologiques. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Gentilly-1, ÉACL, Hydro-Québec, Nucléaire, Québec, Innovation, Échec technologique.

Le développement des détecteurs de rayons X en comptage à base de semiconducteurs est en plein essor depuis une dizaine d'années, et des applications aussi bien dans le domaine médical que dans le domaine du contrôle non destructif sont envisagées. Ces détecteurs permettent en effet de réaliser des mesures à des énergies multiples en une seule acquisition, et ce avec une excellente séparation énergétique. Depuis les années 2008-2009, il semble qu'une véritable course se soit lancée pour le développement de détecteur permettant des mesures multi-énergies sur un nombre toujours plus nombreux de bandes d'énergies. Cependant, à ce jour, parmi l'ensemble des travaux qui ont été réalisés, l'intérêt de réaliser des mesures sur un grand nombre d'énergies n'a pas été démontré pour l'identification de matériaux. Dans le cadre d'une étude en sécurité, nous avons évalué l'intérêt lié à l'utilisation de détecteurs de rayons X en comptage permettant la réalisation de mesures sur plusieurs bandes d'énergies. Le domaine applicatif étudié concerne l'identification de matériaux dans les bagages des voyageurs. Nous avons tout d'abord développé une méthode originale d'identification de matériaux homogènes applicable à tout type de détecteur multi-énergies. Dans un premier temps, nous avons étudié, en simulation, l'évolution des performances d'identification de matériaux avec l'augmentation du nombre de bandes d'énergies de comptage. Un processus d'optimisation a été réalisé dans le but de déterminer, pour certaines configurations, une géométrie optimale des bandes d'énergies de comptage. Dans un second temps, les conséquences résultant de la prise en compte de la fonction de réponse du détecteur ont été quantifiées par la simulation de différents effets détecteurs (partage de charge, résolution en énergie). Une validation expérimentale a enfin pu être effectuée en utilisant un détecteur spectrométrique en comptage. À partir des mesures réalisées avec un tel détecteur, un regroupement des données nous a permis d'évaluer les performances d'identification de détecteurs possédant un nombre de bandes d'énergies de comptage différent. Enfin, nous avons mené une étude préliminaire sur la transposition à la tomographie multi-énergies de la méthode d'identification de matériaux homogènes développée initialement en radiographie. Cette modalité d'imagerie permet alors l'identification de matériaux superposés.

Ce projet étudie la réalisation d'un marché d'énergie éolienne en France. Les marchés d'énergie éolienne sont souvent désignés comme des "marchés politiques" : D'une part, l'énergie éolienne réduit les émissions de CO2 et retarde les effets de la production d'électricité sur le changement climatique. D'autre part, comme bien économique, l'énergie éolienne se dit souffrir "d'handicaps" technico-économiques (les coûts élevés, la production fluctuante et imprévisible, etc.). Par conséquent, en raison de sa performance comme bien économique, il est argumenté que la survie de l'énergie éolienne dans le marché est fondée sur différents instruments, dont certains que je qualifierai de "prothèses". Cette thèse s'interroge sur deux de ces prothèses : Le tarif d'achat et les Zones de Développement Eolien (ZDE) comme ils sont négociés et mis en pratique en France, ainsi que la manière dont ils affectent la réalisation des marchés de l'énergie.