Depuis l’article séminal de Baks et Kramer (1999), le concept de la liquidité globale est souvent revenu au cœur de l’actualité, car les facteurs de son développement ont été considérés comme ayant indirectement participé aux développements des déséquilibres précédents la crise financière de 2008. Face à ces enjeux, la littérature s’est largement concentrée sur l’approche de la stabilité financière dans les pays émetteurs. Contrairement à cette approche, les recherches développées dans cette thèse se concentrent la perspective des pays destinataires de la liquidité globale, en particulier les pays émergents. Ainsi pour répondre à la problématique principale de l’identification des effets de reports de la liquidité globale, cette thèse propose une analyse en trois chapitres du phénomène. Premièrement, à travers une généralisation de l’analyse de la problématique de la stabilité financière dans les pays émergents. Deuxièmement, en analysant comment le comportement d’accumulation des pays destinataires affecte les conditions de la liquidité globale dans les pays émetteurs. Troisièmement, en analysant au niveau national le comportement des autorités monétaires pour prémunir leurs économies des effets de l’expansion de la liquidité globale. / Since the seminal paper by Baks and Kramer (1999), the concept of global liquidity catch once again the attention because the factors of its expansion are considered in the literature as having contributed to the development of vulnerabilities prior to the global financial crisis. Given the importance of global liquidity issues, the literature has largely focused on the financial stability approach in the issuing countries. Contrary to this approach, the research developed in this Ph.D. thesis relies principally on the receiving countries perspective, particularly the emerging countries. Accordingly, in order to answer our main problematic regarding the identification of global liquidity spillovers into the receiving countries, this thesis proposes a three chapters analysis of the phenomenon. First, we focus on a generalization of the financial stability concerns into the emerging countries. Second, we analyze how the reserve accumulation behavior in the receiving countries affects the global liquidity conditions in the main issuing country. Third, we center on the monetary authorities behavior in order to isolate their economies from the effects of the global liquidity expansion.

Le coût des biomédicaments impacte lourdement le fardeau financier déjà important imposé par la polyarthrite rhumatoïde (PR) à la société. Le but de ce travail était de rechercher les motivations de la prescription des médicaments biosimilaires en rhumatologie, tout particulièrement pour prendre en charge les patients atteints de PR. Les travaux effectués ont permis d’estimer les économies annuelles réalisables en France avec le médicament biosimilaire de l’infliximab à 13,6 millions d’EUR, pour la seule prise en charge de la PR. Par ailleurs, une enquête menée auprès des rhumatologues et pharmaciens a permis d’identifier les principaux enjeux liés à l’utilisation de ces médicaments. Enfin, le suivi de leur utilisation en région Grand Est entre 2015 et 2016 rend compte de leur utilisation encore modeste. La mise sur le marché régulière de médicaments biosimilaires, combinée à l’expérience croissante des acteurs et aux dispositifs d’incitation mis en place, devraient permettre de faire progresser la part d’utilisation de ces médicaments dans les prochaines années, et de s’assurer qu’ils tiennent bien leurs engagements sur le plan des économies réalisées. / Biological drugs are associated with high procurement costs and heavily impact the financial burden imposed by rheumatoid arthritis on society. The purpose of this work was to investigate the benefits of using biosimilar drugs in rheumatoid arthritis patients. This work showed the introduction of biosimilar infliximab could lead to substantial annual cost savings of up to €13.6 million nationally, to treat rheumatoid arthritis patients only. Moreover, a biosimilar survey involving rheumatologists and pharmacists allowed us to identify the main issues at stake. Finally, the monitoring of their use in Grand Est region between 2015 and 2016 account for their relatively low utilization rate. The regular launch of new biosimilar medicines, together with growing experience of healthcare players and incentive policies, should allow to increase biosimilar uptake in the future, and also to make sure they meet well their commitments in terms of savings generated.

Cette thèse évalue l'efficacité de différentes formes de taxes, subventions et réglementations mises en place pour corriger les défaillances de marché qui s'opposent aux économies d'énergie. Elle mobilise plusieurs approches, selon un degré de complexité croissant. Dans un premier temps, un modèle microéconomique standard est développé pour comparer les performances statiques des différents instruments. Dans un deuxième temps, la représentation des comportements des consommateurs est approfondie dans un modèle de prospective de la consommation d'énergie pour le chauffage des ménages français, qui permet d'identifier les mécanismes dynamiques par lesquels les instruments peuvent corriger les principales défaillances de marché. Dans un troisième temps, une évaluation empirique des dispositifs de « certificats blancs » – obligations échangeables d'économies d'énergie imposées aux opérateurs énergétiques – est menée à partir d'une comparaison des expériences britannique, italienne et française, en intégrant les institutions dans l'analyse. Le croisement de ces différentes approches montre que : (i) les taxes sur l'énergie, qui encouragent à la fois l'investissement dans l'efficacité énergétique et la sobriété des comportements, sont particulièrement efficaces ; (ii) les réglementations sur l'efficacité énergétique ont un impact significatif sur la diffusion des technologies efficaces ; (iii) les subventions à l'efficacité énergétique génèrent un effet rebond important ; (iv) en fonction de l'environnement institutionnel dans lequel ils s'insèrent, les « certificats blancs » combinent les propriétés de ces instruments. Appliquée en France au secteur du bâtiment résidentiel, la combinaison la plus efficace de ces instruments ne permet pas d'atteindre les objectifs d'économies d'énergie définis dans le cadre du Grenelle de l'environnement / This thesis evaluates the effectiveness of various forms of taxes, subsidies and regulations implemented to correct for market failures that may prevent energy savings. It builds on various approaches, with gradual complexity. First, a standard microeconomic model is developed to compare the static performances of these instruments. Second, the representation of consumer behaviour is strengthened in a model of the residential energy demand for space heating in France, which allows to identify the dynamic mechanisms by which instruments can correct for the main market failures. Third, an empirical evaluation of « white certificate » schemes – tradable energy saving obligations imposed on energy operators – is made from the comparison between the British, Italian and French experiences, taking into account national institutions. The following conclusions can be drawn from these various approaches : (i) energy taxes, by encouraging both energy efficiency investment and sufficiency behaviour, are particularly effective ; (ii) energy efficiency regulations have a significant impact on the diffusion of efficient technologies ; (iii) subsidies to energy efficiency induce a large rebound effect ; (iv) depending on the institutional environment in which they operate, white certificate schemes combine different properties of these instruments. Applied to the French residential building sector, the most effective combination of these instruments does not allow to reach the energy saving target set by the Government

L'insomnie est le trouble de sommeil le plus prévalent. Elle est caractérisée par des difficultés à s'endormir, à rester endormi et/ou des réveils précoces. Près d'un tiers de la population souffre de l'insomnie occasionnellement, et dix pour cent s'en plaignent d'une façon chronique. Pour y remédier, ceux-ci consomment des médicaments prescrits, de l'alcool, et des produits sans ordonnance, naturels et homéopathiques. De plus, l'insomnie est associée à différents problèmes d'ordre psychosocial et occupationnelle, ce qui peut occasionner des coûts importants du point de vue de la société. Présentement, nous savons très peu de ces coûts, faute de données. Par exemple, nous savons très peu sur les différents types de professionnels de santé consultés ou sur la gamme de produits utilisée pour soulager les symptômes. Le rôle de l'insomnie dans l'absentéisme et les baisses de productivité au travail, ainsi que dans les accidents au travail reste également peu exploré. Finalement, les évaluations du coût de l'insomnie sont, pour la plupart, rudimentaires et limitées. L'objectif de la présente étude était donc (a) d'identifier le lien entre l'insomnie et l'utilisation du système et des produits de santé; (b) de décrire le lien entre l'insomnie, le fonctionnement au travail, et les accidents; (c) d'estimer les coûts directs et indirects de l'insomnie du point de vue globale (e.g. de la société); et (d) d'identifier les variables associées à l'utilisation du système et produits de santé, au fonctionnement au travail, et aux accidents. Un échantillon aléatoire de 956 adultes de la province du Québec a été utilisé. Les résultats démontrent que l'insomnie est associée aux consultations plus fréquentes chez une vaste gamme de professionnels de santé, une consommation plus élevée de médicaments prescrits et sans ordonnance, ainsi qu'une utilisation importante de l'alcool pour dormir. Les absences et les baisses de productivité sont également plus élevées chez les mauvais dormeurs. Les coûts directs et indirects de l'insomnie s'élèvent à 6.3$ milliards par année pour la province dont 90 pour 100 serait dû aux baisses de productivité. Combinant les coûts directs et indirects, le coût moyen annuel pour les personnes avec un syndrome d'insomnie est estimé à 4,394$, comparativement à 1,302$ pour les personnes qui présentent des symptômes et à 603$ pour les bons dormeurs. / Insomnia is the most prevalent of the sleep disorders, and is characterized by difficulties falling asleep, remaining asleep, or waking too early in the morning. It affects about a third of the population on an occasional basis and about 10% in a more chronic manner. Along with prescription medications, individuals with insomnia may resort to remedies such as alcohol, over-the-counter medications, and natural or homeopathic products. In addition, chronic difficulties initiating and maintaining sleep are often associated with psychosocial and occupational impairments, ail of which may be costly to society. While researchers have examined the links between insomnia, health-care and product use, and psychosocial impairment (in particular, work function and accidents), we know little about the Canadian context. In addition, we know little regarding whether insomnia status is associated with different patterns of consultations with various types of health-care professionals or with the use of different types of medications or other products. Furthermore, research into work function has not measured participants' perceptions regarding the role insomnia plays in their absences, reduced productivity and accidents, or whether these perceptions differ according to insomnia status. Finally, much-needed cost estimates are rare, limited and rather preliminary. The present study attempted to address some of these issues, establishing the following four objectives: (a) to identify the relationship between insomnia status and health-care system and product use; (b) to describe the relationship between insomnia status, functional capacity at work and accidents; (c) to estimate the cost of insomnia to Québec society; and (d) to identify the variables most closely associated with health-care service and product use, work function and accidents. Data were obtained using a survey of a sample of 956 French-speaking adults from Québec, Canada. Results suggest that insomnia symptomatology is associated with an increased use of the healthcare system and decreased work function. Health system differences were present across a range of consultation categories and products. Alcohol was also used as a sleep aid by more participants with insomnia. Accidents, however, were not more frequent in the insomnia group, but fatigue was positively associated with accidents for all insomnia categories. Furthermore, insomnia was perceived as playing an important contributing role in work function deficits. Finally, this study provides data suggesting that insomnia is very costly to Québec society ($6.3 billion annually), with costs associated with reduced productivity and absenteeism comprising about 90% of ail insomnia-related costs.

Ce mémoire expose les différentes opportunités d'implantation de matériaux à changement de phase (PCM) dans des zones thermiques intégrées à des bâtiments. Les avantages inhérents à l'emploi de PCM sont analysés dans l'optique de réduction de la consommation d'énergie dans les systèmes CVAC (Chauffage, Ventilation et Air Conditionné). Le travail est divisé en deux parties renvoyant chacune à un article scientifique. Le premier article analyse les impacts et les bénéfices de galvaniser la masse thermique d'une zone en y incluant des PCM. L'étude illustre en premier lieu l'influence prépondérante de l'inertie thermique sur les performances thermiques de la zone, et les possibilités d'optimisation qui en découlent. L'ajout de PCM dans la zone est ensuite formellement optimisé pour deux cas de figure distincts, à savoir l'imposition de conditions climatiques idéalisées ou réelles à la zone. Pour ces deux contextes, on démontre qu'intégrer à la surface de la zone une quantité de PCM correspondant à une fraction de son épaisseur, à une température de fusion d'environ 26°C, augmente significativement les performances de la zone (20% en moyenne). Les calculs sont effectués selon trois fonctions objectives différentes, dont la complexité et la perspective d'optimisation varient. Le chapitre suivant, où le deuxième article est présenté, étend l'analyse décrite ci-dessus à une zone tridimensionnelle. Autrement dit, il est possible d'intégrer du PCM sur le plancher, les murs, le plafond et la façade de la zone à l'étude. Les dimensions, la fenestration, la composition et l'orientation de la zone sont entièrement modulables ; dans le cadre de ce chapitre, l'analyse est restreinte à un cas particulier et démontre que si elle est judicieusement incluse, une faible quantité de PCM peut avoir des retombées énergétiques considérables sur les performances thermiques de la zone. À l'inverse, certaines configurations où l'on inclut du PCM s'avèrent peu performantes et même en deçà des résultats observés sans PCM. Ce travail conjugue une compréhension fondamentale des PCM avec une analyse scientifique rigoureuse, de manière à montrer l'étendue du potentiel de ces matériaux.

Les émissions de gaz à effet de serre (GES) sont les principaux contributeurs aux changements climatiques et le transport maritime compte pour 3 % des émissions mondiales de GES. Dans ce contexte, après les accords de Paris de 2015, l'Organisation maritime internationale (OMI) s'est engagée à réduire ses émissions de GES du transport maritime. Plusieurs études ont été menées dans ce sens. Toutefois, la plupart des recherches se sont intéressées aux aspects technologiques de la transition énergétique en se concentrant moins sur les facteurs influençant les décisions d'investissement dans la réduction des émissions de GES. L'une des limites de ces recherches sur l'étude des motivations des entreprises à l'investissement est qu'elles se sont concentrées le plus souvent sur l'analyse des facteurs externes en occultant ceux internes dans la prise de décision des entreprises. À ce jour, les stratégies des entreprises dans le contexte de la transition énergétique sont encore moins connues. C'est dans le but de combler cette lacune de la littérature que cette étude a été menée à l'échelle de la Voie maritime du Saint-Laurent. Pour mener à bien cette recherche, un cadre théorique axé sur la théorie institutionnelle, la matrice de Porter et la théorie basée sur les ressources a été développé. L'approche méthodologique adoptée est de type qualitatif. Elle a consisté à la collecte des données à travers les entrevues semi- structurées et à la recherche documentaire sur les stratégies des entreprises maritimes et acteurs externes en matière de réduction des émissions de GES sur la Voie maritime du Saint-Laurent. Par ailleurs, pour donner un sens à nos données, une analyse thématique a été appliquée avec le logiciel Nvivo. Les résultats de cette recherche montrent que, les entreprises maritimes sondées ont adopté diverses approches en matière de réduction des émissions de GES. Toutefois, les approches des entreprises se concentrent majoritairement sur les mesures d'efficacité énergétique et peu sur les énergies alternatives. Il ressort de notre recherche que toutes les entreprises ne s'impliquent pas encore dans la transition énergétique pour réduire leurs émissions de GES. Les résultats de cette étude confirment non seulement l'existence de facteurs déjà identifiés dans la littérature existante, mais également à révéler d'autres facteurs influençant les décisions d'investissement. Parmi ces facteurs, nos résultats révèlent que les opportunités économiques sont les raisons essentielles pour lesquelles les entreprises investissent. L'étude des motivations à l'investissement permet de comprendre que la réduction des GES n'est pas une priorité pour toutes les entreprises. À ce sujet, les répondants ont mentionné les problèmes économiques tels que le coût élevé des technologies et le manque de financement comme étant les obstacles importants à la prise de décision à l'investissement dans la transition énergétique. Dans ce sens, l'aide financière du gouvernement a été identifiée comme le principal paramètre susceptible d'encourager les entreprises à investir dans la transition énergétique pour réduire leurs émissions de GES. L‘originalité de cette recherche réside sur plusieurs points. En effet, cette recherche aide à l'amélioration des connaissances scientifiques sur les stratégies des entreprises dans la transition énergétique du transport maritime. Plus précisément, elle a contribué à enrichir la littérature en fournissant un nouveau cadre théorique sur l'étude des facteurs influençant les décisions d'investissement dans la réduction des émissions de GES. De même, elle a permis d'identifier les choix des entreprises, les motivations et les aspects sociaux et économiques liés à la transition énergétique dans le transport maritime. Également, les résultats de l'étude ont permis de proposer une hiérarchisation des choix et motivations des entreprises à l'investissement dans la réduction des émissions de GES du transport maritime. La valeur ajoutée de cette recherche réside dans son caractère exploratoire, spécifique à la Voie maritime du Saint-Laurent, qui reste beaucoup moins documentée. / Greenhouse gas (GHG) emissions are a major contributor to climate change, and shipping accounts for 3% of global GHG emissions. Against this background, the International Maritime Organization (IMO) has committed itself to reducing GHG emissions from shipping following the Paris Agreement in 2015. Several studies have been conducted in this direction. However, most of the research has focused on the technological aspects of the energy transition, with less emphasis on the factors influencing investment decisions to reduce GHG emissions. One of the limitations of this research on the investment motivations of companies is that it has mostly focused on the analysis of external factors, overlooking those internal to the investment decision. Even less is known about corporate strategies in the context of energy system transformation. In order to fill this gap in the literature, this study was conducted at the scale of the St. Lawrence Seaway. To conduct this research, a theoretical framework based on institutional theory, Porter's matrix and resource-based theory was developed. The methodological approach was qualitative. It consisted of data collection from St. Lawrence Seaway stakeholders and a literature review on GHG mitigation strategies of St. Lawrence Seaway companies. The data collected was processed using NVivo software. The results of this research show that the maritime companies surveyed have adopted a variety of approaches to reducing GHG emissions. However, the companies' approaches focus mainly on energy efficiency measures and little on alternative energy. Our research shows that not all companies are yet engaged in the energy transition to reduce their GHG emissions. The results of this study not only confirm the existence of factors already identified in the existing literature, but also reveal other factors that influence investment decisions. Among these factors, our results show that economic opportunities are the most important reasons why companies invest. The study of companies' investment motivations shows that GHG reduction is not a priority for all companies. In this regard, respondents cited economic issues such as the high cost of technologies and lack of financing as major barriers to the decision to invest in energy transformation. In this sense, financial support from the government was identified as the most important parameter that could encourage companies to invest in the energy transition to reduce their GHG emissions. The originality of this research lies in several points. In fact, this research contributes to improve the scientific knowledge on corporate strategies in the energy transition of maritime transport. More specifically, it has helped to enrich the literature by providing a new theoretical framework for studying the factors that influence investment decisions to reduce greenhouse gas emissions. It has also helped to identify corporate decisions, motivations and social aspects related to the energy transition in shipping. The results of the study have also allowed us to propose an attempt to prioritize the choices and motivations of companies to invest in reducing GHG emissions from shipping. The added value of this research lies in its exploratory nature, specific to the St. Lawrence Seaway, which remains much less documented.

Titre de l'écran-titre (visionné le 3 juillet 2023) / Cette thèse est composée de trois chapitres distincts portant sur la microéconométrie et les politiques publiques avec un accent particulier sur le travail, la taxation, le bien-être et le capital humain. Le premier chapitre contribue à la littérature sur la taxation sur le salaire. Il apporte des preuves directes sur les effets induits par la taxation sur le salaire et son coût social en exploitant des données issues d'une expérience de terrain. Nos données proviennent d'une firme de plantation d'arbres en Colombie-Britannique où les travailleurs sont recrutés pour planter des arbres sur des blocs de terrain et sont payés à la pièce. L'expérience consistait en deux traitements de base qui appliquent des taux d'imposition de 4 cents et 6 cents par arbre avec différents niveaux de salaire de base. Ces taux correspondent à des taux marginaux d'imposition allant de 15% à 33% selon la rémunération à la pièce en vigueur sur les blocs de terrain. Nos résultats montrent que pour une production journalière moyenne de 2000 arbres par travailleur et un taux d'imposition initial de 15%, une augmentation de 10% du taux d'imposition entraîne une baisse de la production journalière de 28 arbres par travailleur. Cet effet augmente à 39 et 52 arbres pour des taux d'imposition initiaux de 20% et 25% respectivement. Le coût social moyen journalier sur les observations expérimentales représente 0,12 des recettes fiscales générées avec une hétérogénéité substantielle entre les travailleurs. Nous généralisons nos résultats au-delà des taux d'imposition observés dans notre expérience. On montre que le ratio du coût social de la taxation sur les recettes fiscales augmente disproportionnément avec le taux d'imposition. Ce ratio atteint plus de 0,65 au taux d'imposition de 0,56 qui maximise les recettes fiscales. Notre étude fournit des arguments en faveur d'un système d'imposition à assiette large mais à taux faibles. Le deuxième chapitre examine les réactions des travailleurs suite à des variations de leur taux de rémunération. Nous utilisons des données provenant d'une expérience de terrain au sein d'une firme de plantation d'arbres en Colombie-Britannique où les travailleurs sont recrutés pour planter des arbres et sont payés à la pièce. Nous développons deux types d'expérience pour introduire des variations exogènes dans le taux à la pièce des travailleurs. La première consiste en une réduction du taux à la pièce du travailleur couplée à un salaire de base. La seconde est une augmentation du taux à la pièce. Nous mesurons les effets induits par des variations positives et négatives du taux à la pièce sur la productivité. Notre étude fournit une comparaison directe entre les effets induits par une hausse du taux à la pièce et ceux induits par une baisse du taux à la pièce. Nos résultats montrent que les réactions des travailleurs sont asymétriques. En effet, ceux-ci réagissent plus fortement à une baisse du taux à la pièce qu'à une hausse. Ces résultats établissent une piste empirique sur la rigidité à la baisse des salaires. Le troisième chapitre porte sur le capital humain et les disparités salariales post-secondaires. Il étudie l'impact du décrochage post-secondaire aussi bien permanent que temporaire sur les salaires. La plupart des études jusqu'à présent se concentrent généralement sur le décrochage permanent et s'intéressent peu au décrochage temporaire. Il existe cependant des preuves empiriques substantielles que les trajectoires scolaires sont discontinues avec des épisodes d'interruptions temporaires et de réinscriptions. En utilisant les données longitudinales de deux cohortes distinctes de l'Enquête sur les Jeunes en Transition au Canada, nous fournissons des preuves empiriques de l'impact des interruptions scolaires aussi bien permanentes que temporaires sur les salaires. Nos résultats sont robustes pour les deux cohortes et montrent qu'il existe une très légère pénalité salariale - moins de 5% - associée à un décrochage permanent et temporaire des études postsecondaires. Nos analyses montrent toutefois que le salaire des décrocheurs temporaires évolue très rapidement par rapport à celui des décrocheurs permanents et des non-décrocheurs. En effet, les décrocheurs temporaires bénéficient de meilleures perspectives sur le marché du travail pour ajuster leurs compétences et formations lorsqu'ils retournent à l'école. Ces résultats sont utiles pour les politiques éducatives en matière d'orientation et parcours scolaires. / This thesis is composed of three separate chapters in microeconometrics and public policies with a focus on labor, taxation, welfare and human capital. The first chapter contributes to the wage taxation and excess burden literature by providing field experiment evidence on tax-induced effects and its associated social cost. Our experiment was conducted in a tree-planting firm in British Columbia where workers are hired to plant trees on given blocks and are paid on a piece rate basis. It involved two basic treatments, applying tax rates of 4 cents and 6 cents per tree with different levels of base wage. This corresponds to marginal tax rates ranging from 15% to 33% depending on the standard piece rate in place on the blocks. We show that for an average daily production of 2000 trees per worker and an initial tax rate of 15%, an increase of 10% of the tax rate will induce a decline of daily production of 28 trees per worker. This increases to 39 and 52 trees for initial tax rates of 20% and 25% respectively. We generalize our results to tax rates beyond those observed in our experiment and observe that the ratio of the excess burden of taxation to tax revenue rises disproportionately with the tax rate attaining more than 0.65 at the tax rate of 56% that maximizes tax revenue. Our analysis advocate for a broad-based and low tax rate system. The second chapter studies workers' reactions to changes in wage rates. We use field experimental data from a tree-planting firm in British Columbia where workers are hired to plant trees on given blocks and are paid on a piece rate basis. We conduct two basic experiments to introduce exogenous variations in the worker's piece rate. The first one is a reduction of the worker's piece rate coupled with a base wage. The second one is an increase in the worker's piece rate. At the intensive margin, we measure completely piece rate effects on productivity accounting for both piece rate reductions and increases. Our study also provides a direct comparison between the impact of wage cuts and pay raises on productivity within the same framework and highlights significant asymmetries in worker's response. It establishes an empirical foundation for downward wage rigidity The third chapter studies the impact of both permanent and temporary school post-secondary interruptions on wages. While most studies focus on the impact of permanent interruptions, little attention has been accorded so far to the impact of temporary school interruptions. There is however substantial empirical evidence that educational trajectories are discontinuous with episodes of temporary interruptions and re-enrollments. Using longitudinal data from two distinct cohorts of the Youth in Transition Survey in Canada, we provide empirical evidence on the impact of both permanent and temporary school interruptions. Our results are robust across these cohorts and show that there is a very slight wage penalty - less than 5% - associated to both permanent and temporary post-secondary interruption. Our study, however, shows that the wage of temporary interrupters evolves very rapidly compared to leavers and continuers. Indeed, temporary interrupters may benefit from better prospects on the labor market to tailor conveniently their skills. These results are relevant for educational policies.

Les systèmes de distribution d'eau (SDE) efficaces sont cruciaux pour les sociétés modernes. Leur fonctionnement nécessite d'importantes quantités d'énergie, avec un impact financier significatif pour les fournisseurs d'eau, généralement les gouvernements. De plus, la conception et la maintenance de ces installations atteignent souvent des millions de dollars. Les méthodes actuelles pour résoudre ces problèmes sont souvent excessivement simplifiées ou ne peuvent résoudre que des réseaux schématiques de petite taille. Cette thèse comprend quatre projets de recherche abordant différentes étapes d'optimisation dans les SDE. Tout d'abord, nous étudions le problème de la planification des pompes pour les SDE, comprenant des pompes fournissant le débit et la pression nécessaires au réseau d'eau pour satisfaire les demandes des consommateurs. En plus de planifier le fonctionnement des pompes sur un horizon temporel donné, plusieurs contraintes liées aux propriétés hydrauliques sont prises en compte, certaines pour la première fois dans la littérature. L'objectif est de fournir un plan de pompage de coût minimum qui satisfait toutes les demandes et respecte de nombreuses contraintes opérationnelles et hydrauliques. Nous proposons une formulation non linéaire et non convexe ainsi qu'une heuristique performante, qui vissent la minimisation des coûts énergétiques. Le comportement hydraulique physique est assuré via un logiciel de simulation hydraulique. Notre méthode a significativement amélioré, jusqu'à 17%, les meilleures solutions pour plusieurs instances de référence, en obtenant des solutions plus rapidement que les méthodes de la littérature. Nos solutions réduisent également la consommation d'énergie pendant les périodes de pointe, lorsque le réseau électrique est le plus sollicité. La deuxième étude touche l'optimisation de la qualité de l'eau dans les systèmes de distribution d'eau. Ici, nous abordons le problème de la planification des pompes contraint par la qualité de l'eau, où en plus de planifier le fonctionnement des pompes et la maintenance du comportement hydraulique, nous devons garantir une qualité d'eau adéquate en gérant l'injection de chlore dans le système sur un horizon temporel d'une journée, avec une injection variable de chlore dans les sources d'eau, les réservoirs et les nœuds d'injection. Cette étude introduit un nouvel ensemble de contraintes pour assurer la continuité de la qualité de l'eau, ce qui permet au plan de fonctionner sur un horizon temporel étendu. Ce travail propose un algorithme génétique de tri non dominé (NSGA-II) pour aborder une adaptation d'un réseau de grande taille issu de la littérature sur le problème de planification des pompes, avec des restrictions ajoutées pour la qualité de l'eau. Cette méthode a significativement amélioré les meilleures solutions de planification des pompes pour le réseau de Florianópolis, au Brésil, jusqu'à 3,74%, tout en assurant une gestion efficace de la qualité de l'eau. La troisième étude porte sur la conception et la maintenance des SDE. En particulier, le problème de conception du réseau de distribution d'eau, qui détermine le meilleur ensemble de conduites pour fournir de l'eau depuis les sources jusqu'aux consommateurs. La formulation générale du problème de conception optimale est très difficile à résoudre : elle nécessite de garder une pression minimale d'eau et de satisfaire les demandes de tous les nœuds tout en respectant des contraintes hydrauliques non linéaires. Cela nécessite des heuristiques complexes ou des simplifications qui réduisent la viabilité des solutions. Nous proposons une heuristique de recherche de voisinage parallèle, axée sur la minimisation des coûts de construction en exploitant deux opérateurs performants et plusieurs critères de réduction de l'espace des solutions. Notre méthode est testée sur plusieurs réseaux de référence, pour lesquelles nous avons obtenu les meilleures solutions de la littérature, tout en réduisant le nombre de simulations hydrauliques requises, offrant un meilleur compromis entre coût et performance. Enfin, notre quatrième recherche aborde la fiabilité lors de la conception de réseaux de distribution d'eau. Cette étude compare deux fonctions de résilience bien connues, qui servent de mesure substitutive de la fiabilité du réseau. Ce problème vise à déterminer le meilleur ensemble de conduites pour fournir la demande en eau avec une pression adéquate tout en minimisant les coûts de construction et en maximisant la fiabilité du réseau. Ensuite, un algorithme génétique multi-objectif est utilisé pour obtenir les fronts de Pareto coût-fiabilité pour chaque fonction. Les résultats des trois réseaux de référence sont ensuite soumis à une analyse comparative à l'aide de quatre tests distincts de fiabilité du réseau, couvrant des scénarios liés à la rupture de conduites, à l'augmentation de la demande, au débit en cas d'incendie et au vieillissement des conduites. En particulier, le test de fiabilité en cas de vieillissement des conduites intègre une fonction de régression conçue pour estimer la dégradation annuelle du coefficient de rugosité de la formule Hazen-Williams pour calculer les pertes de charge. De plus, cette recherche propose également une étude approfondie sur la prise de décision robuste visant à utiliser efficacement les résultats des tests de fiabilité afin de sélectionner une conception fiable pour un réseau de distribution d'eau. Les algorithmes développés dans cette thèse et les solutions que nous obtenons pour ces problèmes difficiles et pertinents sont non seulement importants du point de vue pratique, mais contribuent également à la littérature dans les domaines de l'optimisation et de la distribution d'eau. Les résultats obtenus avec cette thèse ont le potentiel de générer des économies de milliers de dollars pour les municipalités à court terme et de contribuer au développement durable à long terme. / Efficient Water Distribution Systems (WDS) are crucial for modern society. Their operation requires large amounts of energy with significant financial impact for the utility providers, typically governments. Moreover, the design and maintenance of these facilities often reach the scale of millions of dollars. Existing solution methods for these problems are often oversimplified or can only solve very small schematic networks. This thesis comprises four research projects addressing different optimization stages arising in WDS problems. First, we study the pumping scheduling problem for WDS, consisting of pumps providing the flow and pressure for the water network to satisfy consumers' demands. Besides scheduling the operation of pumps over a planning horizon, several constraints regarding hydraulic properties are considered, some for the first time in the literature. The goal is to provide a pumping plan of minimum cost that satisfies all demands and respects many operational and hydraulic constraints. We propose a nonlinear and non-convex formulation and a high-performance heuristic, focusing on minimizing the energy cost. Our method significantly improved the best solutions for several benchmark instances by up to 17%, obtaining solutions faster than the methods from the literature. Our solutions also reduce the energy consumed during peak periods, when the electrical grid is most strained. The second study delves into the water quality optimization of water distribution systems. Here, we address the quality-constrained pump scheduling problem, where besides scheduling the operation of pumps and the maintenance of the hydraulic behavior, we must ensure adequate water quality by managing the injection of chlorine through the system over a one-day planning horizon with variable chlorine injection at reservoirs, tanks, and booster nodes. This study introduces a new set of tank-quality continuity constraints that allow schedules to work over a long rolling horizon. This work proposes a Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II to address a quality-constrained adaptation of a real big-size benchmark network from the pumping scheduling problem literature. This method significantly improved the best pumping scheduling solutions for the Florianópolis network by up to 3.74% while ensuring efficient water quality management. The third study addresses the design and maintenance of WDS. In particular, the water distribution network design problem determines the best set of pipes to supply water from the reservoirs to the consumers. The general formulation of the optimal cost design problem is very difficult to solve: it requires maintaining minimum water pressure and fulfilling the demand of all nodes while satisfying nonlinear hydraulic constraints. This leads to complex heuristics or simplifications that reduce the viability of the solutions. We propose a simple parallel neighborhood search heuristic, which focuses on minimizing the construction cost by exploiting two high-performance operators and multiple solution-space reduction criteria. Our method is tested on several benchmark instances, matching the best solutions from the literature while improving the number of hydraulic simulations required, providing a high-performance trade-off between cost and performance. Finally, our fourth research addresses the reliable water distribution network design problem. This study compares two well-known resilience functions, which work as a surrogate measure of network reliability. This problem seeks to determine the best set of pipes to supply the water demand with adequate pressure that minimizes the construction cost and maximizes the network reliability. Subsequently, a multi-objective genetic algorithm is employed to derive the cost-resilience Pareto-fronts for each function. The results from three benchmark networks are then subjected to a comparative analysis using four distinct network reliability tests, encompassing scenarios related to pipe failure, demand increase, fire flow, and pipe aging. In particular, the pipe aging reliability test incorporates a regression function designed to estimate the annual degradation of the Hazen-Williams roughness coefficient. Moreover, this research also provides a comprehensive study on robust decision-making to effectively utilize the results from the reliability tests in order to select a dependable design for a water distribution network. The algorithms developed in this thesis and the solutions we obtain for these difficult and relevant problems are not only important from a practical standpoint but also contribute to the literature of both optimization and water distribution fields. The results obtained with this thesis have the potential to save several thousands of dollars for municipalities in the short term and to contribute to sustainable development in the long term.

Le principal objectif de ce mémoire est d’évaluer la performance environnementale des programmes d’efficacité énergétique de Gaz Métro pour la période 2011-2012. Leur évaluation environnementale est nécessaire pour s’assurer que les programmes offerts réduisent les émissions de GES efficacement. La méthode proposée consiste à actualiser le coût social des économies de GES annuelles pour les comparer au coût initial de mettre en place une mesure ou un programme d’efficacité énergétique. En tout, trois évaluations sont effectuées pour 22 des 27 PEÉ de Gaz Métro. Ces évaluations permettent de vérifier si les mesures d’efficacité énergétique et les programmes d’efficacité énergétique réduisent les émissions de GES à un coût inférieur au coût social du carbone. Les résultats nous démontrent que les PEÉ sont majoritairement des instruments de réduction des émissions de GES très profitables lorsque l’on intègre les coûts évités à l’analyse.

L’exploitation minière souterraine dans les régions froides du monde nécessite le chauffage de l’air frais de ventilation et des bâtiments de surface. L’air vicié est habituellement rejeté dans l'atmosphère à des températures beaucoup plus élevées que l'air ambiant. Un logiciel informatique a été développé afin d'évaluer la faisabilité de récupérer la chaleur de l'air vicié des mines. Le logiciel estime la quantité de chaleur d’air vicié récupérable dans une mine souterraine. Il déterminera ensuite les économies annuelles potentiels d'énergie et un coût capital du système pour obtenir le retour sur l’investissement initial. Le logiciel considère un circuit de glycol en boucle fermée avec des échangeurs de chaleur à tubes et ailettes situées à l'extrémité des installations de ventilations à la surface (à l’entrée et l’échappement d’air). Différents concepts des systèmes de récupération de chaleur sont énoncés. La plupart des sources de chaleurs habituelles trouvées sur un site minier sont répertoriés. Quelques concepts innovateurs qui exploitent le froid de l'hiver comme un atout pour refroidir l'air d'entrée sont exposés. Mots clés : Sources de chaleurs, air vicié, récupération de chaleur, faisabilité, chauffage, refroidissement / Underground mining in cold regions of the world requires heating of surface buildings and intake fresh air. Exhaust return air is usually discharged to the atmosphere at much higher temperatures than the ambient air. A computer software application has been developed in order to evaluate the feasibility of recovering heat from return exhaust air. The software approximates the amount of heat that can be recovered on surface from the exhaust ventilation shaft of an underground mine. It will then determine the annual energy cost savings and a capital cost of the system. This software considers a closed-loop glycol circuit with tube and fins heat exchangers located at the extremity of the exhaust and intake shaft surface installations. Different concepts of the heat recovery system are as well described. Most common heat sources that can be found on mine sites are listed. Several innovative designs that exploit cold winter weather as an asset to cool mine intake air are explained. Key words: heat sources, return air, heat recovery, feasibility, heating, cooling