Malgré l'intérêt suscité, l'exploitation de l'énergie hydrolienne accuse toujours un sérieux retard par rapport à d'autres ressoures renouvelables. Ce développement tardif s'explique d'une part par l'absence d'une méthodologie pertinente de quantification du potentiel hydrocinétique, d'autre part, par le milieu marin, jugé hostile, au sein duquel des phénomènes turbulents,appliquent des contraintes sur la structure des hydroliennes. Offrant une vision précise de l'écoulement et de son hétérogénéité spatiale et temporelle, la courantographie radar, présentée dans la première partie de cette thèse, constitue un outil puissant d'analyse de la dynamique de la marée. Inédite dans le domaine des énergies renouvelables, elle offre une alternative probante à la modélisation numérique, souvent privilégiée bien que générant des résultats contestables compte tenu de sa conceptualisation simpliste des phénomènes réels. L'étude d'impact d'un écoulement turbulent pleinement développé sur la performance énergétique de prototypes d'hydroliennes de type Darrieus constitue la seconde partie de cette thèse. L'analyse spectrale des signaux temporels de vitesse de courant a permis de révéler les propriétés scalaires de l'écoulement. La caractérisation multi-échelle a montré que l'écoulement est animé par un processus dynamique de brisures successives des structures fluides imbriquées de taille allant de l'échelle d'injection à l'échelle de diffusion moléculaire. Enfin, le partitionnement en échelles dynamiques de la turbulence des spectres de vitesse et de puissance générée par l'hydrolienne a mis en évidence une certaine similarité entre la taille des structures tourbillonnaires qui régissent l'écoulement et les dimensions de la turbine. / Despite the growing interest , the use of tidal energy still lags far behind other renewable resource. This delayed development can be explained, on the one hand, by the absence of a relevant methodology for quantifying the hydrokinetic potential and, on the other hand, by the hostile marine environment, in which turbulent phenomena apply constraints on the structure of marine current turbines. The use of High Frequency Radar, presented in the first part of this thesis, provides a powerful tool for analyzing tidal dynamics and its spatial and temporal heterogeneity. Never used in the fields of renewable marine energy, it offers a convincing alternative to numerical modeling which is often chosen although generating questionable results because of simplistic conceptualization of real phenomena. The second part of this thesis is the study of the impact of a fully developed turbulent flow on the performance of a Darrieus-type turbine prototypes. The spectral analysis of the current velocity time series revealed the scalar properties of the flow. Multiscale characterization showed that the flow is driven by a dynamic process of successive breaks of fluid structures of size ranging from the injection scale to the molecular diffusion scale. Finally, the dynamical scaling of the turbulence of the velocity and power spectra generated by the marine current turbine has revealed a certain similarity between the size of the eddies structures that govern the flow and the dimensions of the turbine.

Cette thèse analyse les dynamiques de changement du système énergétique en se focalisant sur les énergies marines renouvelables (EMR). A travers l’examen de dix études de cas (études à la fois sectorielles et territoriales), elle s’interroge sur les raisons du retour de ces technologies au tournant des années 2000. Mises à la marge du paradigme dominant de la production d’électricité des années 1980, nous montrons que les énergies marines renouvelables sont revenues sur le devant de la scène dans un contexte de crise systémique des 3E (environnementale, économique et énergétique). A l’interface des politiques énergétiques (celles de la transition énergétique) et des politiques maritimes (celles de la croissance bleue), les énergies marines renouvelables ont été légitimées au moment où la mer est devenue un terrain pour (re)construire des discours visionnaires, avant-gardistes et technopolitiques. Par ce biais, nous mettons en lumière l’importance des croyances et des représentations collectives sur l’activité technologique. Au regard de la diversité des trajectoires technologiques examinées (énergie des marées et des courants, énergie des vagues, énergie thermique des mers et éolien marin), nous montrons que « la filière » des énergies marines renouvelables se présente en France comme une construction politique sans cohérence technologique affirmée entre des univers techniques différents. Cette thèse permet également de relativiser la notion d’innovation de rupture et de destruction créatrice en mettant en évidence des phénomènes de résurgence technologique pouvant durer plusieurs décennies, voire plusieurs siècles, dans l’exploitation de sources d’énergies renouvelables. Enfin, en s’inscrivant dans une démarche rétro-prospective, cette thèse défend l’idée que les processus fondamentaux dans la dynamique de changement du système énergétique ne sont pas la création et la nouveauté mais plutôt l’actualisation et la réinterprétation. Elle entend ainsi apporter une contribution originale aux interrogations à la fois des économistes, des sociologues et des historiens des techniques, qui chacun dans leur domaine tentent de comprendre les trajectoires de l'innovation et les conditions de réussite des technologies de l’énergie. / This thesis sheds light on the dynamics of change in the energy system by taking the example of marine renewable energies (MRE). By exploring ten case studies (both sectoral and territorial), it reflects on the reasons for the return of these technologies in the 2000’s. Previously excluded from the dominant paradigm of French electricity production, in the 1980s, marine renewable energies are currently making a comeback in the context of the systemic crisis of the 3Es (environmental, economic and energy). At the interface of energy policies (energy transition policies) and maritime policies (blue growth policies), marine renewable energies were legitimized when the sea became a new horizon for (re)building visionary, avant-garde and technopolitical discourses. Through this, we highlight the importance of beliefs and collective representations of technological activity. Through the diversity of technological trajectories discussed in this thesis (tidal stream and tidal range energy, wave energy, ocean thermal energy conversion and offshore wind energy), we show that, in France, the industry of marine renewable energies presents itself as a political construction without asserted technological consistency, at the interface between different technical worlds. This thesis put into perspective the notion of disruptive innovation and creative destruction by highlighting phenomena of technological rebirth, which can take several decades and even centuries. Through a retroprospective analysis, this thesis defends the idea that the dynamics of change of the energy system are not mainly driven by creation and novelty, but could, rather, be construed as a process of update and reinterpretation of existing technological principles. This thesis aims to provide insights to economists, sociologists and historians of technology who try to understand the trajectories of innovation and the conditions for success of energy technologies.

La compensation écologique, envisagée dans le respect de la séquence éviter-réduire-compenser les impacts, cherche à apporter des réponses à la crise actuelle d’érosion de la biodiversité. L’objectif de la thèse est de comprendre quels sont les enjeux organisationnels et institutionnels de la mise en œuvre du principe de compensation écologique pour les impacts sur les écosystèmes aquatiques marins et continentaux en Europe et aux Etats-Unis. La thèse mobilise le cadre théorique de l’économie néo-institutionnelle. Les organisations de type hiérarchique (compensation au cas par cas) ont pour principales limites d’avoir une efficacité écologique discutable et de ne pas permettre le suivi et le contrôle des mesures compensatoires ce qui conduit souvent à ce que la compensation ne soit pas ou peu mise en œuvre. Aux Etats-Unis, les banques de compensation consistent en une réponse anticipée et mutualisée aux dommages à l’environnement. Il s’agit d’une forme organisationnelle alternative hybride fortement régulée à mi-chemin entre la hiérarchie et le marché. Cependant, les acteurs ont des stratégies collectives et individuelles qui engendrent des négociations ayant des conséquences sur les enjeux de développement économique et de maintien des objectifs de conservation de la biodiversité. Le système des banques de compensation crée un double phénomène de redistribution des coûts de transaction et de diminution de ceux-ci mais il semble que l’évolution de l’ensemble du cadre d’application de la compensation écologique américain permet aujourd’hui une complémentarité institutionnelle entre ces deux formes organisationnelles plutôt qu’une disparition des formes hiérarchiques. / Biodiversity offset, as the last step of the mitigation hierarchy (avoid/reduce/offset), aims to address the current biodiversity loss crisis. The main goal of this PhD, which relies on the new institutional economics approach as a theoretical framework, is to understand the organizational and institutional issues of implementing biodiversity offsets policies for impacts on continental and offshore wetlands in Europe and the United-States. Hierarchical organizations (i.e. permittee responsible mitigation) often lead to little to no implementation of biodiversity offsets because the ecological effectiveness of case-by-case compensatory measures is unproven and the monitoring and control of numerous measures are difficult. In the United-States, the mitigation banking system aims to compensate for multiple small impacts on wetlands by carrying out restoration projects on fewer but larger wetland areas in order to reach the goal of no net loss of biodiversity. This hybrid organizational form is highly regulated and therefore stands halfway between hierarchical and market organizations. However, actors have individual and collective strategies that generate negotiations with consequences on economic development and biodiversity conservation stakes. The mitigation banking system leads to a decrease of transaction costs and a change of the actors bearing them. It seems that the evolution of the whole framework of biodiversity offsets policy implementation in the United-States leans toward an institutional complementarity between these two organizational forms rather than a disappearance of hierarchical organizations.