Les études présentées dans cette thèse de maîtrise concernent quelques applications d'unités de stockage lithiques d'énergie thermique à haute température couplées à des guides d'ondes métalliques afin de fournir le rayonnement infrarouge aux cibles choisies. Le contexte de cette étude est le besoin de stocker l'énergie fluctuante de sources renouvelables telles que l'énergie éolienne et l'énergie solaire photovoltaïque. Les deux matériaux lithiques qui ont été choisis pour le stockage d'énergie étaient des blocs de gabbro et des briques réfractaires en olivine fabriquées par la firme Stiebel Eltron. La température de stockage varie de 500 à 900 degrés Celsius. À ces températures des puissances infrarouges de plusieurs centaines de watts peuvent être couplées dans de grands guides d'ondes métalliques creux et peuvent être guidées aux secteurs où le chauffage est désiré. Deux moyens de stocker l'énergie solaire dans le stockage lithic à hautes températures ont été étudiés : 1 - la lumière du soleil est focalisée dans les fibres optiques pénétrant les unités lithiques de stockage, et 2 - l'électricité provient des capteurs solaires photovoltaïques. Les domaines d'application qui ont été étudiés étaient : 1 - stockage thermique pour les maisons, 2 - sous-ensembles infrarouges de distribution pour garder la nourriture chaude et pour le chauffage d'espace, et 3 - un système de chauffage pour une station lunaire.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Ce mémoire présente l'étude expérimentale de la courbe d'excitation de la réaction d+d -> ^4He pour des énergies des deutérons incidents variant entre 4 et 12,5 MeV, ainsi que la détermination des distributions angulaires des photons émis pour trois énergies des deutérons incidents. Les expériences ont été réalisées à l'aide du faisceau de deutérons de l'accélérateur Tandem de l'Université de Montréal, et le dispositif expérimental a été conçu par l'auteur lors d'un travail précédent. Nous avons pu définir la courbe d'excitation dans un domaine où aucun résultat expérimental n'existait au moment de sa publication (De09), et établir que les distributions angulaires étaient bien caractéristiques d'une transition quadrupolaire pratiquement pure. Nous avons étudié le comportement de certaines fonctions d'onde de ^4He obtenues à partir du modèle en couches et des techniques de Hartree-Fock, lorsqu'on les utilise dans le calcul (dans le cadre de la théorie des perturbations) de la section efficace de photodésintégration de l'hélium en deux deutérons. Nous avons adapté le calcul développé par Flowers et Mandl (FM51) et montré que ces fonctions d'onde, qui donnent de bonnes valeurs du rayon et de l'énergie de liaison sans ajustement de paramètre, ne permettent pas de reproduire la courbe d'excitation mesurée. Il ne faut pas rejeter ce défaut sur la seule fonction d'onde de ^4He mais plutôt remettre en cause l'approximation de Born (PWBA). Nous avons ébauché une tentative macroscopique (DWBA) pour tenir compte de cet effet.

Dans ce mémoire, nous investiguons le niveau d’intérêt de la clientèle résidentielle de Gaz Métro pour remplacer une partie de leur consommation de gaz naturel par du biométhane. Plus particulièrement, nous tentons d’identifier les caractéristiques pouvant expliquer un intérêt plus ou moins important pour le paiement d’un supplément pour consommer du biométhane. L’analyse se base sur un échantillon de 200 clients de Gaz Métro. Ces données ont l’avantage de fournir beaucoup d’information sur les caractéristiques socio-économiques des répondants, incluant le niveau de revenu, le niveau d’éducation ainsi que la taille du ménage. Afin de décomposer l’effet de chacune de ces caractéristiques sur l’intérêt pour le biométhane (exprimé sous forme de variables discrètes), la méthode économétrique retenue repose sur un modèle logit multinomial ordonné. Nous découvrons un lien positif entre l’intérêt à payer un supplément pour consommer le biométhane et le fait d’avoir un revenu élevé, d’être jeune ainsi que la sensibilité environnementale. À l’inverse, le fait d’être plus âgé a un effet négatif sur l’intérêt pour le biométhane.

En janvier 2008, la Commission européenne adopte le « Paquet Climat-Energie contraint les 27 États membres à atteindre trois objectifs d'ici à 2020 : réduction de 20% des émissions de gaz à effets de serre, augmentation de 20% de la part des énergies renouvelables dans le bouquet énergétique, et réduction de 20% de la consommation énergétique. Cettedirective se traduit dans les Etats membres par des programmes nationaux de développement des filières renouvelables. Dans ce cadre, notre réflexion porte sur les conditions de leur diffusion en France et au Royaume-Uni. Sous leurs formes décentralisées, celles-ci se heurtent à des freins techniques, matériels et symboliques qui leur confèrent un statut d’énergies « alternatives ». Cette recherche s’attache à comprendre les systèmes d’actions associés à la décision d’investissement, d’acquisition et d’intégration de quatre technologies renouvelables décentralisées dans la sphère domestique : les chauffe-eau solaires, les systèmes photovoltaïques, les pompes à chaleur, ainsi que les mini-éoliennes au Royaume-Uni. En procédant à une étude des filières, nous cherchons à identifier les conditions sociales entourant la diffusion de ces innovations technologiques auprès de ménages particuliers. Dans une perspective méso-sociale et micro-sociale, nous nous concentrons sur cinq groupes d’acteurs : individus appartenant aux sphères de l’Etat, du marché, de la société civile, ménages adoptants, et ménages non-adoptants ayant interrompu leur processus d’acquisition / In January 2008, the European Commission votes the "Climate and Energy Package", which forces the 27 Member States to achieve three goals by 2020: reduction in EU greenhouse gas emissions of at least 20% below 1990 levels; 20% of EU energy consumption to come from renewable resources, 20% reduction in primary energy use compared with projected levels, to be achieved by improving energy efficiency. This directive is reflected in the member states through national programs of development of renewable energy sources. In this context, our research focuses on the conditions of their diffusion in France and in the UK. As decentralized renewables, they have to cope with technical, material and symbolic barriers which give them an "alternative" status. This research seeks to analyze the systems of actions associated with the decision, the acquisition and the integration of four decentralized renewable technologies in the domestic space: solar thermal heating systems, photovoltaics, heat pumps, as well as mini-wind turbines in the UK. In analyzing these renewable networks, we seek to identify the social conditions surrounding the spread of these technological innovations to individual households. In a meso-social and a micro-social perspective, our research focuses on five groups of actors, belonging to the spheres of government, market, civil society, adopters and non-adopters who interrupted their process of acquisition

La demande énergétique mondiale continue d’augmenter. Les prix des énergies fossiles sont instables et incertains. La libéralisation du marché électrique et une conscience environnementale des acteurs mondiaux sont des leviers au développement des énergies renouvelables. Ces dernières se développent à un rythme rapide dans le monde. Elles ont atteint une maturité technique qui leur permet de devenir un segment important de l’industrie de l’énergie. Leur insertion dans le mix énergétique pose de nouveaux défis par rapport aux sources d'énergie traditionnelles. Avec un potentiel abondant encore sous-exploité, le photovoltaïque et l'énergie éolienne sont avantageux sur le plan économique et environnemental. Cependant, leur caractère intermittent diminue leur efficacité énergétique lorsqu’elles sont exploitées individuellement. L'utilisation de systèmes hybrides (multi-sources) combinant ces sources d'énergie renouvelables, le réseau de distribution national (réseau électrique historique) et les systèmes de stockage classiques, est généralement considérée par tous comme solution d’avenir, à la fois efficiente et fiable. Il est alors nécessaire de repenser la structure des réseaux électriques et des marchés de l’énergie, ainsi que des changements dans les méthodes de gestion de réseau. Dans ce contexte, l’apport envisagé avec ce travail de thèse est de contribuer à la modélisation et l’optimisation de systèmes multi-sources multi-charges pour alimenter aussi bien des sites isolés « énergie de proximité » (campus, village) que des sites étendus tels que des régions françaises à travers leur interconnexion « pooling ». Différents scenarii de gestion et différentes configurations des systèmes sont modélisés, testés et comparés pour analyser l’efficacité et la robustesse de chaque cas de figure. Une analyse technico-économique complète est réalisée, dans le but d’étudier la faisabilité de chaque système. Pour démontrer la validation de ces modèles, des études ont été réalisées sur un campus Universitaire Français, un micro-réseau au Mali et trois régions Françaises. Ces dernières ont fait l’objet d’application à un modèle original d’interconnexion basé sur les réseaux de Pétri pour l’aide à la décision en termes de configurations du réseau et le contrôle des flux d’énergie échangés entre des territoires producteurs-consommateurs interconnectés sans système de stockage / Global energy demand continues to rise. The fossil fuel prices are unstable and uncertain. The liberalization of the electricity market and environmental awareness of the global leaders are levers for the development of renewable energy. These are growing at a rapid pace in the world. They reached technical maturity that enables them to become an important segment of the energy industry. Their integration in the energy mix poses new challenges compared to traditional energy sources. With an underexploited potential, photovoltaic and wind energy are advantageous economically and environmentally. However, their intermittent decreases their energy efficiency when operated. The use of hybrid systems (multi-sources) combining these renewable energy sources, the national distribution network (historical grid) and conventional storage systems, is generally regarded by all as a future solution, both efficient and reliable. Thereby, it is necessary to rethink the structure of electrical networks and energy markets, and changes in network management methods. In this context, the foreseen intake with this thesis is to contribute to the modeling and optimization of multi- load multi- source systems to power both remote sites “closeness energy” (campus, village) and large sites such as French regions through their interconnection "pooling ". Different scenarios of management and different configurations of the systems are modeled, tested and compared to analyze the effectiveness and robustness of each case. A complete technical and economic analysis is performed in order to study the feasibility of each system. To demonstrate the validation of these models, studies were performed on a French university campus, a Micro-grid in Mali and three French regions. These latter have been applied to an original interconnection model based on Petri nets for decision support in terms of network configuration and control of energy flows exchanged between interconnected producers/consumers territories without storage

Des lots de scintillateurs orthosilicates et grenats dope terres rares ont été cristallisés par les méthodes micro-pulling down (μ-PD) et Czochralski. Pour la première fois des fibres Lu2xGd2 2xSiO5 dopées Ce (LGSO:Ce) (x = 0.5) ont été tirées par la méthode micro-pulling down (μ-PD). Dans le but de déterminer la concentration optimale de l'ion activateur avec les meilleurs paramètres de scintillation, la concentration du cérium dans le liquide a été variée dans l'intervalle 0.01-1.5 at%. La distribution spatiale des cations le long des cristaux LGSO :Ce tirés par la méthode de la micro-pulling down a été étudiée par microscopie à champ proche et microscopie Confocale à travers l'excitation du Ce3+ sur les sites cristallographiques du CeO6. Des fibres de composition Lu3A15O12 (LuAG) non dopées et dopées Ce3+ et Pr3+, des matrices mixtes (Lu, Y)3A15O12 (LuYAG) et Y3A15O12 (YAG) dopés Ce3+ ont été fabriqués pour évaluer les possibilités de développer un calorimètre dual-readout pour fonctionner dans le Grand collisionneur de hadrons du CERN. Les cristaux LuAG ont été choisis dans le but de détecter la scintillation (ion activateur) et les radiations Chernkov. Pour confirmer l'amélioration de la qualité des fibres cristallines à travers les conditions de croissance cristalline, nous avons réalisé des mesures d'atténuation le long des fibres. La bonne reproductivité des fibres a été vérifiée par des tests faisceau en conditions de calorimètre. Nous avons étudié la structure et la scintillation dans les cristaux appartenant à la solution solide Y3(Al1-xGax)5O12 :Ce. Les cristaux ont été tirés à partir de l'état liquide par la méthode Czochralski. La distribution des cations de la matrice a été étudiée. L'effet de la substitution du Al/Ga dans Y3(Al1-xGax)5O12 :Ce sur le rendement de scintillation a été déterminé. Le rendement de scintillation a atteint 130 % par rapport au grenat aluminium-yttrium dopé Ce. L'évolution des propriétés de luminescence en fonction de la substitution al/Ga a été étudiée / A set of rare earth orthosilicate and garnet scintillators were grown by the micropulling down (μ-PD) and Czochralski methods. Ce-doped Lu2xGd2 2xSiO5 (LGSO:Ce) fibers were grown by the micro-pulling down (μ-PD) method for the first time. In order to determine the optimal activator concentration with regard to the best scintillating parameters, cerium concentration in the melt was varied within 0.01-1.5 at.%. A set of results on optical and scintillation characteristics of the grown fibers with the different activator content was determined and discussed. Distribution of Gd3+ and Ce3+ in LGSO:Ce structure was compared to the Czochralski grown crystals. Spatial distribution of cations across LGSO:Ce scintillation shaped crystals grown by the micro-pulling-down method is studied using wide-field microscopy under simultaneous excitation of both cerium-related centers and confocal microscopy under selective excitation of Ce3+ in CeO6 crystallographic sites. Undoped fibers of Lu3Al5O12 (LuAG) and doped by Ce3+, Pr3+, mixed (Lu,Y)3Al5O12 (LuYAG) and Y3Al5O12 (YAG) both doped by Ce3+ were produced to evaluate a possibility of their potential use in the new dual-calorimeter planned to operate in the upgraded Large Hadron Collider in CERN. The choice of grown crystals was made to detect scintillation (activated materials) and Cherenkov radiation (LuAG). Growth conditions for the improvement of fibers quality were selected basing on measurements of attenuation length of the fibers. The activator segregation coefficient in LuAG:Ce and LuYAG:Ce fibers was evaluated by the cathodoluminescence measurements. The effect of annealing and radiation damage was studied. The good productivity of the grown fibers was verified on the test beam calorimeter. Structure and scintillation yield of Y3(Al1 xGax)5O12:Ce solid solution crystals are studied. Crystals are grown from melt by the Czochralski method. Distribution of host cations in crystal lattice is determined. The trend of light output at Al/Ga substitution in Y3(Al1-xGax)5O12:Ce is determined. Light output in mixed crystals reaches 130% comparative to Ce-doped yttrium–aluminum garnet. The evolution of luminescence properties at Al/Ga substitution is studied

« Le rural n’existe plus », annoncent certains chercheurs au vu de l’urbanisation généralisée des territoires ou de la disparition des spécificités sociologique ou économique des campagnes. Pourtant, le « rural » est encore présent dans les discours politiques, dans les représentations des ménages, dans la littérature scientifique actuelle. Qu’est-ce que le rural aujourd’hui ? A partir d’une approche compréhensive et inductive, notre recherche analyse les déterminants permettant de comprendre les pratiques spatiales, les relations sociales ou les formes d’appartenance territoriale des ménages ; elle met en évidence l’influence sur les modes d’habiter ruraux du territoire et du profil des ménages. La thèse aborde également la question de l’évolution du dynamisme démographique et économique des territoires ruraux dans un contexte de durcissement probable des conditions de mobilité des ménages. Elle s’intéresse aux marges de manoeuvre des populations rurales, au potentiel d’évolution de leurs pratiques de mobilité vers des pratiques moins dépendantes de la voiture. A partir d’une expérimentation de recherche-action elle met en évidence le rôle du levier « accompagnement personnalisé » et apporte des éléments prescriptifs en faveur de politiques globales de mobilité. / What is rural today? Based on a comprehensive and inductive approach of the rural households’ ways of living, our research shows the influence of the rural area’s features and of the households’ profile (in particular their spatial origin, their seniority in the area and their life project) on their daily practices. They are underlain by easy and cheap car-mobility, which could evolve as a result of three phenomena (rarefaction of fossil energy; stronger injunctions to sustainable development; public policies that incite to develop only the territories that are served by public transport). Our research evaluates the households’ leeway in terms of mobility practices and their potential for transition towards more sustainable practices. Thanks to the analysis of an action-research project we highlight the role of a lever of “personalized accompaniment” in terms of behavioral evolution and propose some prescriptive elements in favor of global mobility policies.

Cette thèse propose une étude de la transformation de l’État et de l’exercice du pouvoir à partir de l’observation des instruments politiques utilisés pour construire les grandes centrales solaires marocaines. Ce travail s’appuie sur deux longues observations participantes, consistant en une double ethnographie du développement dans l’institution publique bénéficiaire de l’aide ainsi que dans les institutions qui contrôlent cette aide. Je mobilise simultanément la sociologie de l’action publique et les études en sciences de gestion et en sociologie économique sur la finance et les Partenariats Public-Privé. La contractualisation des Partenariats Public-Privé semble devenir un nouveau mode d’action publique pour l’aide au développement. Or, le choix d’un type de contrat, d’un type de mode de financement, sont également des choix politiques. Les politiques euro-méditerranéennes pour les énergies renouvelables étudiées dans cette thèse illustrent un glissement des politiques publiques stato-centrées vers une action publique multiacteurs. L’analyse de la fabrication des outils et instruments du Plan Solaire Méditerranéen met en lumière un mode de gouvernance basé sur le consensus et sur l’expertification. La charpente de l’action publique pour les énergies renouvelables au Maroc est édifiée autant par les acteurs privés que publics et entraîne la diffusion des formalités issues des grandes entreprises et du marché financier. Sous l’impulsion de ces acteurs, le secteur de l’énergie solaire du Maroc s’institutionnalise à partir des années 2009 en s’inscrivant dans un processus de bureaucratisation néolibérale. Lors de cette institutionnalisation, les bailleurs de fonds et les consortiums privés véhiculent, à travers leurs expertises et leur participation à l’action publique, plusieurs instruments politiques. Cette instrumentation passe par les appels d’offres concurrentiels et internationaux, les prêts d’aide au développement économique ou issus des fonds de lutte contre le changement climatique, et enfin les solutions contractuelles comme le Partenariat Public-Privé. La synergie entre les instruments de l’aide au développement et les politiques pour les énergies renouvelables entraîne une transformation des modes de gouvernement et du rôle de l’État. L’utilisation de ces instruments de l’aide au développement et de l’expertise privée permet la régulation et le contrôle bureaucratique, au sens wébérien, du marché de l’énergie solaire. La politique de transition énergétique marocaine participe au renforcement des monopoles dans le secteur de l’énergie marocain et à sa centralisation. / This thesis proposes a study of State transformation and of the exercise of power from the observation of political instruments used to develop the big Moroccan solar power plants. This work is based on two long participative observations, which consist of a double ethnography of development in the public institution beneficiary of the aid as well as in the institutions that control this aid. I summon up both public policy sociology and studies in management and in economic sociology on finance and Public - Private Partnerships. The Public – Private Partnership contractualisation seems to become a new mode of public policy in favour of aid to development. Besides, the choice of a type of contract, of a type of mode of financing, are political choices as well. Euro-Mediterranean policies for the renewable energy studied in this thesis illustrate a shift of state-centered public policies towards a multilevel public policy. The analysis of the making of tools and instruments of the Mediterranean Solar Plan highlights a mode of governance based on consensus and expertification. The framing of the public policy for renewable energy in Morocco is erected by private and public actors and leads to the diffusion of the formalities coming from big companies and from the financial market.Compelled by these actors, the Moroccan solar energy market has been institutionalized since 2009, in keeping with a process of neoliberal bureaucratization. In this institutionnalisation, international financial institutions and private consortiums convey, through their expertise and their participation to public policy, many political instruments. This instrumentalization goes through competitive and international calls for tender, loans for economic development aids, or climate change funds, and at last contractual solutions such as Public-Private Partnership. The synergy between aid to development instruments and the policies in favour of renewable energylead to a transformation of the modes of government and of the role of State. The use of these aids to development and private expertise instruments allows bureaucratic regulation and control, as Weber says, of the solar energy market. The Moroccan energetic transition policy takes part to the strengthening of monopolies in Moroccan energy and to its centralization.

Les systèmes de cogénération (SC) sont largement définis par la production simultanée ou coïncidente de la production combinée de chaleur et d'électricité. L’idée de la cogénération revêt une importance particulière puisqu’elle est un outil de réduction des émissions à effet de serre. Comme les systèmes électriques ont été développés selon les carburants et leur utilisation énergétique, de même, les SC ont été développés afin d'utiliser l'énergie possible du carburant pour produire de l’électricité et de la chaleur. La décentralisation de la production électrique est désormais un événement existant. La favorisation maximale de l’électricité d’origine renouvelable ou des systèmes de
cogénération, a abouti à cette décentralisation formant une partie de la production électrique.
Cette thèse est appliquée au cas du système électrique libanais. Elle sert à évaluer la puissance optimale de cogénération qui doit être installée par le secteur public ou le secteur privé, ainsi que la mise en évidence des impacts économiques et environnementaux dus à l’intégration des SC et des énergies renouvelables dans le réseau. Dans ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés à l’intégration des systèmes de cogénération dans un réseau électrique. Nous avons travaillé sur deux thèmes principaux et les avons appliqués au cas du réseau électrique libanais. Le premier thème principal est l’innovation d’une stratégie de prise de décision qui sert à trouver une puissance de cogénération respectant l’économie et l’environnement. Le second thème principal est l’optimisation et le contrôle du réseau électrique en fonction des énergies renouvelables (ER) et des SC intégrés. Les deux thèmes cités sont ensuite appliqués au cas du réseau électrique libanais pour montrer les avantages de l’intégration des SC et des ER dans ce réseau. / Cogeneration systems (CS) are largely defined by the simultaneous or coincident production of combined heat and power. The idea of cogeneration is of particular importance since it is a tool for reducing greenhouse gases emissions. As electrical systems have been developed according to the fuel and energy use, the CS have been developed to profit from the possible potential of the fuel energy to produce electricity and heat. Decentralization of power generation is considered an important fact. The maximum use of electricity from renewable sources or cogeneration systems, has leaded to the decentralization of power generation.This thesis is applied to the Lebanese electrical system. It is used to assess the optimum cogeneration power to be installed by the public sector or the private sector, as well as highlighting the economic and environmental impacts due to the integration of the CS and renewables into the grid. In this thesis, we focused on the integration of cogeneration systems into a grid. We worked on two major themes and have applied them to the case of the Lebanese electrical grid. The first main theme is the innovation of a new decision making strategy to find the cogeneration power respecting the economy and the environment. The second main theme is the optimization and the control of the electrical grid due to the integration of renewable energy (RE) and CS. The two themes cited are then applied to the case of the Lebanese electrical grid to show the benefits of the integration of RE and CS into this grid.

Le système de télescopes H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) est une expérience d'Astronomie gamma constituée de quatre imageurs Tcherenkov atmosphériques destinés à observer le ciel gamma dans le domaine d'énergies supérieures à 100 GeV et s'étendant jusqu'à quelques dizaines de TeV.<br />Cette thèse présente une nouvelle méthode de reconstruction des gerbes électromagnétiques qui utilise l'ensemble de l'information fournie par la stéréoscopie et la haute définition des caméras de H.E.S.S.. Cette nouvelle méthode permet d'obtenir une résolution angulaire meilleure que le dixième de degré, une résolution en énergie de l'ordre de 15% au zénith, ainsi qu'un rejet hadronique très efficace à partir d'une coupure sur la largeur transverse de la gerbe reconstruite, et qui ne dépend d'aucune simulation.<br />Une nouvelle méthode de soustraction du fond hadronique adaptée à l'étude des sources étendues a aussi été mise en oeuvre. Cette méthode ne fait aucune hypothèse sur la distribution du fond hadronique ni sur le contenu en gamma de la région du ciel étudiée. Elle permet d'obtenir, par un maximum de vraisemblance, deux cartes globales: l'une pour la distribution des gamma dans le champ de vue, et l'autre pour la distribution des hadrons.<br />Ces deux nouvelles méthodes ont été appliquées à l'analyse des vestiges de supernovae RX J1713.7-3946 et RX J0852.0-4622 (Vela Junior), et ont permis de résoudre leur morphologie pour la première fois dans le domaine gamma. L'étude de ces sources a un objectif fondamental: permettre de savoir si les vestiges de supernovae sont bien des accélérateurs des rayons cosmiques, au moins jusqu'au domaine du genou (5*10^15 eV). Une étude morphologique et spectrale de ces sources conjointement à une comparaison avec un modèle simple des émissions gamma (à partir d'électrons ou de protons accélérés dans les vestiges de supernovae) a permis de contraindre les paramètres des modèles leptoniques. Toutefois, ce modèle n'a pu être exclu. Les différents résultats obtenus sont discutés et comparés au cas d'un troisième vestige de supernova à coquille observé par H.E.S.S. mais non détecté: SN 1006.