Les jeunes oiseaux exposés au froid assurent leur homéothermie en stimulant les oxydations mitochondriales dans les muscles squelettiques. L’exposition prolongée au froid accroit les capacités de thermogenèse musculaire grâce à une plasticité bioénergétique mitochondriale dont le contrôle reste hypothétique. Chez les mammifères, des protéines de fusion (les mitofusines (Mfns) et OPA1(OPtic Atrophy 1)) participent au remaniement des réseaux dynamiques mitochondriaux dans de multiples types cellulaires. Le but de ce travail de thèse était de caractériser l’expression d’homologues aviaires des protéines de fusion mammaliennes et d’étudier leurs variations d’expression lors de la mise en place des processus bioénergétiques chez l’oiseau en croissance, lors d’une exposition aiguë ou prolongée au froid ou lors de challenges nutritionnels ou endocrines.Sur le plan méthodologique, une approche intégrative a été utilisée de l’animal entier (calorimétrie indirecte) à l’expression protéique (western blot) ou transcriptionnelle (RT-PCR) en passant par des mesures de la fonctionnalité bioénergétique sur des fibres musculaires perméabilisées et mitochondries isolées. Deux modèles animaux ont été utilisés, une espèce naturellement adaptée aux conditions extrêmes de l’Antarctique, le manchot Adélie (Pygoscelisadeliae), et un modèle de laboratoire, le canard de Barbarie (Cairina moschata). Nos résultats ont permis de caractériser chez l’oiseau l’expression de protéines de fusion (Mfn2, OPA1) immunoréactives homologues à celles des mammifères. Le séquençage d’une partie de la séquence codante des gènes codant les Mfns a montré une bonne similitude entre les espècesd’oiseaux et les mammifères. Chez le manchot, l’abondance relative de ces protéines dans lesmitochondries musculaires variait avec la croissance et l’exposition thermique en corrélation positiveavec les capacités bioénergétiques musculaires. Chez le canard, l’activité respiratoire et l’abondance relative de ces protéines étaient également corrélées suite à un jeûne de 60h ou, bien que dans une moindre mesure, après altération pharmacologique du statut thyroïdien.Ces résultats montrent pour la première fois chez l’oiseau l’expression de protéines homologues aux protéines de fusion des mammifères. L’association entre les variations d’expression de ces protéines et les modifications bioénergétiques du muscle squelettique indiquent qu’elles pourraient contribuer à la plasticité bioénergétique observée chez l’oiseau en croissance. Ces résultats suggèrent que des modifications potentielles de l’organisation des réseaux mitochondriaux musculaires pourraient contribuer aux réponses adaptatives des organismes face aux contraintes environnementales. / Cold-exposed young birds maintain their homeothermy by stimulating mitochondrial oxidations in skeletal muscle. Prolonged cold exposure enhances muscle thermogenic capacities through mitochondrial bioenergetics plasticity which control still remains hypothetical. In mammals, fusion proteins (mitofusins (Mfns) and OPA1 (Optic Atrophy 1)) contribute to the permanent and dynamic changes in mitochondrial networks in multiple cell types. The aim of our work was to characterize the expression of avian homologues of mammalian fusion proteins and to study the variations of their expression during the establishment of bioenergetics processes in growing birds, during an acute or a prolonged cold exposure and finally during nutritional or endocrine challenges. Methodologically, an integrative approach has been used from whole animal (indirect calorimetry) to protein (western-blot) or gene (RT-PCR) expression through measurements of the bioenergetics functionality of permeabilized muscle fibers and isolated mitochondria. Two animal models were used, a species naturally adapted to Antarctica harsh conditions, the Adélie penguin (Pygoscelis adeliae), and a laboratory model, the Muscovy duck (Cairina moschata).Our results allowed us to characterize, in birds, the expression of immunoreactive fusion proteins (Mfn2, OPA1) which were homologous to those of mammals. The sequencing of a part of the coding sequence of Mfns genes showed a great similitude between avian and mammalian species. In penguins, the relative abundance of these proteins in muscle mitochondria was modified by growth in the cold and was positively correlated with muscle bioenergetics capacities. In ducks, the respiratory activity and the relative abundance of these proteins were also correlated after a 60h fasting period or,though a lesser extent, after a pharmacological alteration of thyroid status. Our results show, for the first time in birds, the expression of proteins homologous to mammalian fusion proteins. The association between the changes in expression of these proteins and the bioenergetics modifications in skeletal muscle indicates that these proteins could contribute to thebioenergetics plasticity observed in growing chicks. These results suggest that potential modifications of the muscle mitochondrial network organization could play a role in the adaptive responses of organisms to the environmental constraints.

Le travail présenté ici a pour objectifs d’étudier et d’optimiser les performances énergétiques d’un chauffe-eau thermodynamique couplé à un stockage par chaleur sensible. La ressource utilisée consiste en la récupération de chaleur sur l’air extrait d’un logement de type collectif. L’enjeu est de caractériser les conditions dans lesquelles le système est capable d’assurer les besoins avec des performances requises lorsque les conditions aux limites sont très fluctuantes. Sur le plan fonctionnel, le système doit être le plus simple possible du point de vue de sa configuration hydraulique et de sa stratégie de régulation.Pour cette étude, nous avons développé un modèle physico-corrélatif sur TRNSYS pour simuler et analyser les différents scenarios et les couplages thermohydrauliques entre les composants du système. En parallèle de cette démarche de modélisation, nous avons conçu et mis en œuvre un dispositif expérimental à l’échelle 1 à des fins de validation du modèle sur une large plage de conditions opératoires.L’analyse des résultats, notamment sur la nature des écoulements au sein du ballon de stockage, a mis en évidence l’influence majeure d’un certain nombre de paramètres sur les performances du système. En particulier, la robustesse des performances face à des fluctuations importantes des conditions aux limites peut être assurée grâce à une stratégie de régulation adaptée.Cette étude a finalement conduit à proposer un modèle réduit pour le dimensionnement du système qui prend en compte les paramètres le plus pertinents pour la stratégie de régulation. / The work presented here aims to study and optimize the energy efficiency of a heat pump water heater coupled with a sensible heat storage. The resource used consists of heat recovery from exhaust air of a collective type of housing. The challenge is to characterize the conditions in which the system is capable of ensuring the needs with performance required when the boundary conditions are very volatile. Functionally, the system should be as simple as possible from the viewpoint of its hydraulic configuration and its control strategy.For this study, we developed a TRNSYS numerical model to simulate and analyze different scenarios and thermal hydraulic couplings between the system components. In parallel with this modeling approach, we designed and implemented an experimental set up with realistic scale to validate the model over a wide range of operating conditions.The analysis of the results, including the nature of flows within the storage tank, highlighted the major influence on a number of parameters on the system performance. In particular, the robust performance in the face of significant fluctuations of the boundary conditions can be ensured through appropriate control strategy.This study eventually led to propose a model for the design of the system that takes into account the most relevant parameters for the control strategy.

Cette thèse explore deux questions autour de la précarité énergétique en France. Quel(s) indicateur(s) adopter pour quantifier la précarité énergétique et capturer ses multiples dimensions? Dans quelle mesure la fiscalité écologique pourrait-elle amplifier le phénomène ou, au contraire, constituer une opportunité de le combattre?Un premier chapitre introduit les enjeux sociaux et économiques de la précarité énergétique en France, ainsi que les défis que ce phénomène soulève pour les acteurs publics dans le cadre de la transition écologique (chapitre 1). Puis la thèse s'organise en deux grandes parties. La première partie concerne la quantification de la précarité énergétique. Je commence par rappeler les débats actuels autour de la mesure de la précarité énergétique et par souligner les limites des approches existantes (chapitre 2). Puis, j’explore la dimension transport du phénomène et propose un indice composite qui cible les différents facteurs qui contraignent la mobilité des ménages et leurs possibilités d’adaptation. Cet indice identifie trois niveaux d’exposition à une hausse des prix des carburants : précarité, vulnérabilité et dépendance (chapitre 3). Je poursuis ensuite la réflexion sur la construction d’un indice multidimensionnel de précarité énergétique et je cherche à mettre à jour ses implications politiques. Deux indices sont élaborés : un pour le logement et un pour le transport. Je montre comment ces nouveaux indices, parce qu’ils s’intéressent au cumul des facteurs qui désavantagent les ménages en matière d’énergie, permettent de limiter les erreurs d’inclusion et d’exclusion reprochées aux approches classiques. Une application dans le contexte français apporte de nouvelles perspectives sur le ciblage des réponses politiques et souligne la nécessité de remédier aux dimensions non monétaires de la précarité énergétique (chapitre 4).La seconde partie concerne les impacts distributifs de la fiscalité carbone. A partir d'une revue de la littérature, je précise les enjeux méthodologiques et les choix de modélisation pour rendre compte de manière satisfaisante de la distribution des impacts (chapitre 5). Je développe ensuite un modèle de microsimulation spécialement conçu pour évaluer l’impact sur les ménages de la taxe carbone française. Ce modèle simule, pour un échantillon représentatif de la population française, les taxes prélevées sur leur consommation d’énergie dans le logement et le transport. Je l’utilise pour quantifier l’impact de la taxe carbone sur les inégalités et la précarité énergétique. Enfin, j’explore ensuite différents scénarios de redistribution aux ménages avec pour objectif de corriger les iniquités engendrées - en particulier compenser la régressivité de la taxe carbone et combattre la précarité énergétique. J’évalue le coût de ces mesures au regard des recettes de la taxe carbone (chapitre 6). / This thesis explores two questions about fuel poverty in France: What indicator(s) should be adopted to quantify fuel poverty and capture its multiple dimensions? To what extent does ecological taxation amplify the phenomenon or, on the contrary, provides an opportunity to fight it?A first chapter introduces the social and economic issues of fuel poverty in France, as well as the challenges this phenomenon raises for public actors in the context of an ecological transition (chapter 1). Then the thesis is divided into two main parts.The first part deals with the measurement of fuel poverty. I start by highlighting the current debates on the measurement of fuel poverty and the limitations of existing approaches (chapter 2). Next, I explore the transport dimension of fuel poverty and I propose a composite index of the various factors that constrain household mobility and their possibilities to adapt to higher fuel prices. This index identifies three levels of exposure to rising fuel prices: precariousness, vulnerability and dependence (chapter 3). I then continue studying the design of a multidimensional index of energy poverty and I seek to uncover its political implications. Two indices are developed: one for housing and one for transport. I show how these new indices, through addressing the cumulative factors that disadvantage households in terms of energy, can help limit the inclusion and exclusion errorsfrom which conventional approaches suffer. Quantification in the French context brings new insights on the targeting of policy responses and emphasizes the need to address the non-monetary dimensions of fuel poverty (chapter 4). The second part studies the distributive impacts of carbon taxation. Based on a review of literature, I discuss the methodological issues and the modelling choices to represent the distribution of impacts (chapter 5). I then develop a microsimulation model to assess the impact of the French carbon tax on households. This model simulates, for a representative sample of the French population, the taxes levied on their energy consumption in housing and transport. I use this model to quantify the impact of the carbon tax on inequality and fuel poverty. Finally, I explore different scenarios of redistribution of carbon tax revenues to households, with the objective to correct the found inequities - in particular, to compensate for the regressivity of the carbon tax and to reduce fuel poverty. I evaluate the cost of these measures in respect to the amount of carbon tax revenues (chapter 6).

La transition énergétique est un enjeu crucial du XXIème siècle, en particulier pour réduire les conséquences néfastes du changement climatique. Cependant, cette transition est sujette à de nombreux risques : économiques, géologiques, sociaux, environnementaux et géopolitiques. Afin de pouvoir évaluer la vulnérabilité et les conditions de faisabilité des scénarios de transition énergétique, il est nécessaire de pouvoir évaluer la chaine de valeur technologique et géographique des technologies impliquées dans le système énergétique.Les outils actuels tels que les analyses de cycle de vie (ACV) permettent de prendre en compte la chaine de valeur technologique, mais les données relatives aux ACV ne fournissent pas ou peu d’information sur la chaine de valeur géographique. Les modèle d’entrées-sorties économiques (IOA), en particulier ceux mutlirégionaux (MRIO), s’ils fournissent des données sur les échanges économiques bilatéraux, donc une estimation des échanges régionalisés, sont des modèles très agrégés. Les nomenclatures des activités économiques et des catégories de produits prisent en compte sont restreintes. Le travail réalisé au sein de cette thèse vise à exploiter les informations des outils ACV et MRIO, profitant des avantages de chacun, c’est à dire l’information technologique des premiers et l’information régionalisée des seconds. Une nouvelle méthodologie est proposée pour régionaliser les inventaires de cycle de vie d’ACV à partir des données MRIO. Cette méthodologie permet, à partir d’une base de données ACV de processus industriels, d’exploiter l’information géographique des processus lorsqu’elle existe et d’exploiter les informations d’échanges économiques bilatéraux des MRIO pour estimer cette information lorsqu’elle n’existe pas. Un soin particulier est pris afin de faire correspondre les activités et les produits selon leurs géographies.Les outils qui découlent de ces travaux sont la première étape à l’évaluation des scénarios de la transition énergétique. En particulier, ils permettent de réaliser des inventaires de cycle de vie régionalisés pour évaluer les besoins et les impacts des technologies impliquées dans la transition énergétique. Cependant, des travaux supplémentaires sont nécessaires pour prendre en compte la dimension temporelle des scénarios de transition énergétique.Cette nouvelle méthode nécessite l’usage de nombreuses données de sources différentes. Afin de gérer ces données, une plateforme internet collaborative a été mise en place, qui permet de dissocier la gestion des données de leur usage. Une réflexion sur la gestion de la donnée a amené à penser de manière différente la structure des données relatives à l’écologie industrielle. Une nouvelle architecture sémantique, aussi appelée ontologie, a été développée pour faciliter la gestion des données, mais aussi leur maintient et leur évolution dans le temps, que ce soit pour un utilisateur unique, ou dans le cadre d’une gestion collaborative. / The energy transition is a decisive issue of the XXIth century, particularly in relation to the reduction of the harmful consequences of the climatic changes. However, this transition is subjected to several hazards : economic, geologic, social, environmental and geopolitical ones. In order to evaluate the vulnerability and the conditions of feasibility of the energy transition scenarios it is necessary to be able to evaluate the supply chain of the technologies related to the energy system, in the technological and but also geographical dimensions.The current studies such as the life cycle assessments (LCA) allow to take into account the supply chain in the technological dimension, but these studies do not provide or only few information about the geographical dimension. At the opposite, the Input-Output Analysis (IOA), particularly the multiregional ones (MRIO) provide an information about the regional exchanges by categories of products, but are very aggregated. The nomenclatures of the economical activities and the categories of products taken into account are restricted. The works realized within this thesis aim to exploit the best of each tool, i.e. the technological information from the LCA and the geographical information from the MRIO. A new methodology is proposed to regionalize the LCA inventory with the MRIO data. This methodology allows to use the geographical information of the LCA data when it exists or otherwise use the geographical information from MRIO to estimate it. A particular attention is paid to get a realistic model, i.e. to match the activities and the products with real geographical data.The tools produced in this thesis are the first step to evaluate the energy transition scenarios. Particularly, they allow to realize regionalized LCA inventories to evaluate the needs and impacts of the technologies involved in the energy transition. However, additional works are necessary to take into account the temporal dimension of the energy transition scenarios.The new method needs to manipulate a lot of different data from different sources. In order to manage these data a new collaborative web platform has been set up. It allows to manipulate the data through a web interface as well as uses them in calculation frameworks. In order to facilitate the evolution of the tools and the manipulation of the data, a work about how to structure and manipulate the information was realized. A new semantic architecture — called computer ontology — has been developed to facilitate the management of the knowledges but also the maintenance and the integration of new knowledges. The collaborative framework can fit the specifications for a one person usage or a community.

L’étude cherche à mettre en évidence un cas de maladie hollandaise au Canada, c'est-à-dire si la relative force de la monnaie canadienne explique les difficultés du secteur manufacturier. Sous cette hypothèse, le taux de change et/ou le prix des produits de base devraient affecter différemment la croissance des régions énergétiques de l’Ouest de celle des régions manufacturières de l’Est. La méthodologie économétrique consiste en un modèle à correction d’erreur servant à décrire la dynamique de court terme et de long terme qui existerait théoriquement entre notre variable dépendante (emploi) et nos variables explicatives (taux de change et prix des produits de base).

Mon mémoire s’articule autour de deux objectifs distincts. En premier lieu, je présente un modèle d’équilibre général utilisé par Ressources Naturelles Canada pour obtenir des prévisions énergétiques sur l’économie canadienne : le modèle d’analyse des politiques liées à l’énergie au Canada, ou MAPLE-C. En deuxième lieu, je réalise une étude de cas avec MAPLE-C sur la mise en œuvre d’une politique publique obligeant l’utilisation du gaz naturel compressé par le transport lourd et sa conséquence sur l’émission de gaz à effet de serre. J’observe une réduction globale des gaz à effet de serre alors que le transport lourd utilise une source d’énergie moins polluante que le pétrole. J’observe aussi un réajustement de l’économie alors que les consommateurs abandonnent le gaz naturel, devenu plus cher. Toutefois, dû aux limitations du modèle, je suis dans l’impossibilité de statuer sur les effets positifs et négatifs.

Depuis trente ans, et malgré une bonne performance de la productivité totale des facteurs, les entreprises canadiennes se font dépasser par leurs concurrentes de certains pays industrialisés au chapitre de la croissance de cette productivité. Qu'est-ce qui explique ce retard par rapport aux industries les plus performantes à l'échelle mondiale? Les écrits antérieurs suggèrent deux explications : l'innovation induite par les prix des facteurs de production selon l'hypothèse suggérée par Hicks et la malédiction des ressources naturelles avancée par Sachs et Warner. Nous analysons l'évolution de la productivité totale des facteurs de production de l'industrie des pâtes et papiers en Alberta, au Québec, en Ontario, en Colombie-Britannique, au Maine, en Illinois, en Géorgie, dans l'état de Washington, en Finlande et en Suède de 1971 à 2005. Nous trouvons que les prix du capital et du matériel ont un effet négatif et significatif sur la croissance de la productivité totale des facteurs, mais peu d'évidences existent concernant l'effet des prix des intrants énergétiques. Cet ouvrage s'avère donc utile pour l'analyse de politiques liées au secteur manufacturier, notamment les industries ayant recours à des ressources naturelles du domaine publique ainsi que pour évaluer les politiques fiscales implantées dans cette industrie.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La thèse traite des questions énergétiques et géopolitiques relatives à deux États centre-eurasiatiques, l’Azerbaïdjan et le Turkménistan. Au premier niveau d’analyse, la thèse se concentre sur la place de l’Azerbaïdjan et du Turkménistan dans les rivalités de pouvoirs et les rapports de force régionaux. Elle met en évidence les deux types de compétitions qui existent autour des hydrocarbures de l’Azerbaïdjan et du Turkménistan. Premièrement, il s’agit de la compétition géopolitique qui oppose la Russie, acteur régional à deux acteurs extrarégionaux, les États-Unis et l’Union Européenne. Deuxièmement, il s’agit de la compétition commerciale qui existe entre les sociétés énergétiques, d’une part et d’une autre part, des tensions qui émergent entre les premières et les pouvoirs politiques de leurs pays d’origine. Au second niveau d’analyse, la thèse se focalise sur le rôle de l’Azerbaïdjan et du Turkménistan dans les compétitions régionales. Elle s’intéresse à la façon dont les deux États utilisent leurs ressources énergétiques, leurs positions géographiques et l’environnement géopolitique pour promouvoir leurs intérêts de politique étrangère. La thèse explore cette situation par le prisme du Nouveau Grand Jeu. Ce concept y est employé pour souligner les antagonismes existants entre les puissances régionales et extrarégionales au sujet du transport des hydrocarbures de l’Azerbaïdjan et du Turkménistan. La chronologie de la thèse s’étend sur la période comprise entre le moment de la chute de l’URSS et le présent. Cette période est structurée en deux étapes comprenant les années 1991-2006 et 2006-2013 qui sont désignées comme l’âge du pétrole et respectivement, l’âge du gaz. / This dissertation focuses on the energy and geopolitical issues of two Central-Eurasian countries, Azerbaijan and Turkmenistan. At the first level of analysis, the dissertation looks at the place of Azerbaijan and Turkmenistan in the great power rivalries in Central Eurasia. It emphasizes the existence of two types of competition over the energy resources of these two post-soviet countries. Firstly, it analyzes the geopolitical competition among regional and extra-regional actors, Russia, the United States and the European Union. Secondarily, the dissertation emphasizes the commercial competition among major international energy companies. It also identifies the existing tensions between these multinational actors and the political authorities in their home countries. At the second level of analysis, the dissertation is focused on the role played by Azerbaijan and Turkmenistan in the geopolitical and commercial rivalries. The dissertation analyzes the way that the two countries use their energy resources, geographical positions and sensitive geopolitical context in order to promote and defend their foreign policy interests. The dissertation looks at this complex situation through the lens of the New Great Game. This concept is used with a view to underlining the antagonism between regional and extra-regional powers regarding the oil and gas export routes of Azerbaijan and Turkmenistan. In terms of chronology, the dissertation covers the period from the collapse of the USSR until the present day. This period is divided into two so-called epochs: the Age of Oil (1991-2006) and the Age of Gas (2006-present day).

La réalisation du marché intérieur de l’énergie constitue le moyen de diminuer le coût de l’énergie pour les consommateurs tout en assurant d’autres objectifs tels que la sécurité d’approvisionnement. Toutefois, les marchés européens du gaz et de l’électricité connaissent de nombreuses défaillances identifiées par la Commission dans son rapport résultant d’une enquête sectorielle lancée en 2005. Les directives de libéralisation ne suffisant pas, elle prône une application renforcée du droit de la concurrence, en particulier du droit du contrôle des concentrations. L’objet de cette étude est dès lors d’analyser l’utilisation de ces règles dans le cadre du processus de libéralisation des marchés énergétiques en Europe.Après une explication de la vague de concentrations ayant eu lieu dans le secteur énergétique sous l’impact de la libéralisation et du contexte qui l’entoure, on s’intéresse à l’utilisation des règles du contrôle des concentrations. Cette étude tente de mettre en exergue l’utilisation orientée de ses règles. Les Etats membres tout d’abord tendent à favoriser les opérations de concentrations se produisant entre des entreprises nationales tout en posant des obstacles aux opérations impliquant l’entrée sur leurs territoires d’acteurs étrangers.La Commission quant à elle favorise les concentrations de nature transfrontalière afin d’aider à la réalisation du marché intérieur et au développement de l’aspect concurrentiel de ce marché. Pour ce faire, elle a recours à un outil particulier : les remèdes. De tels rapprochements entre entreprises favorisant le marché intérieur, il n’est pas dans l’intérêt de la Commission de les interdire. Les remèdes permettent d’éliminer les effets négatifs qui pourraient résulter d’une opération de concentration. Cette étude propose une analyse des différents remèdes ayant été acceptés par la Commission afin de résoudre un problème de concurrence. / The completion of the internal energy market is the way to reduce energy costs forconsumers while providing other objectives such as security of supply. However,European gas and electricity markets are experiencing many failures identified by theCommission in its report published in 2007. The Commission advocates a strongerapplication of competition law, in particular the rules of merger control because theliberalization directives was not enough. Therefore the purpose of this study istherefore to analyze the application of those rules in the process of liberalization ofenergy markets in Europe.After an explanation of the merger wave that occurred in the energy sector under theimpact of liberalization and the environment that surrounds it, we are interested in theapplication of the rules of merger control.In this scope we will see that the Commission encourages the concentration of crossbordernature to help build the internal market and to develop the competition. Torealize this objective, the Commission uses a particular tool: the remedies. Theremedies can eliminate the negative effects that could result from a merger. Thisstudy provides an analysis of the various remedies that have been accepted by theCommission to resolve the problems of competition.