La performance énergétique des bâtiments peut être estimée grâce à la réalisation de simulations de thermique dynamique qui prennent en compte différentes hypothèses conventionnelles telles que celles définies dans la réglementation thermique 2012 (météo, occupation, consignes de température, usages de la fenêtre et du volet par les occupants, etc.). Les retours d’expériences dans les bâtiments énergétiquement performants mettent en évidence des écarts importants de consommations énergétiques entre les prévisions et les mesures in situ ainsi que des surchauffes estivales. D’après la communauté scientifique, même s’il existe de multiples facteurs pouvant expliquer ces écarts, l’occupant semble être l’élément le plus impactant. En effet, son action sur la fenêtre et le volet modifie le renouvellement d’air et la gestion des apports solaires. L’usage mais aussi la typologie de la fenêtre et du volet affectent donc les consommations énergétiques et le confort. L’objectif de notre étude est l’analyse de l’évolution thermique d’appartements occupés afin d'établir un modèle comportemental de l’occupant réel permettant de quantifier l’impact des modifications architecturales sur le confort thermique et les performances énergétiques des bâtiments. L’objet d’étude est un ensemble de deux résidences situées sur la commune de Vauvert (Gard, France) construites en 1969. De caractéristiques constructives identiques et suite à des rénovations similaires (V.M.C., chaudières, fenêtres), l’une d’entre elles a été récemment isolée thermiquement par l’extérieur. Une analyse sur une année des conditions thermiques réelles, du comportement individuel de l’occupant et des consommations d’énergie est menée sur la base d’enquêtes et par une instrumentation in situ dans les séjours de 13 appartements occupés. Elle nous permet de définir un modèle comportemental de l’occupant soit 32 combinaisons d’usage de la fenêtre et du volet qui peuvent être regroupées selon trois profils d’occupants (l’occupant « expert », l’occupant « actif » et l’occupant « contre-productif »). La modélisation fine des paramètres nécessaires pour les simulations de thermique dynamique réalisées avec Pléiades+COMFIE, aide à la compréhension de l’impact des stratégies architecturales sur le confort et les consommations énergétiques des bâtiments en milieu méditerranéen. L’analyse thermique des deux résidences (isolée et non isolée) montre, en hiver, des niveaux similaires de consommation pour un confort réduit dans la résidence non isolée. Cependant, en été, lors de pics de température, des surchauffes apparaissent dans la résidence isolée. Le comportement de l’individu a ainsi un rôle essentiel dans la limitation de l’inconfort d’été. Les analyses des mesures in situ montrent que des stratégies permettant le rafraîchissement des appartements ne sont pas toujours mises en place par les occupants. Des solutions architecturales atténuant le comportement contre-productif de l’individu sont finalement évaluées. / The current design of energy-efficient buildings used to be performed by dynamic thermal simulations using conventional hypotheses like those of the 2012 French thermal regulations (weather reports, occupancy, temperature set, operations of windows and shutters by occupants, etc...). However, feedback highlights a great difference in energy consumption between forecasts on the one hand and in situ measurements in winter as well as overheating in summer on the other hand. According to the scientific community, even if many factors can account for this gap, the inhabitants seem to play a major role in it as well. Indeed, by acting on their windows and shutters, they modify the renewal rate of fresh air and the management of solar contributions. As the matter of fact, the use and the type of windows and shutters affect the energy consumptions and the comfort. The aim of this study is to analyse the thermal evolution of occupied apartments in order to establish a behavioral model of the occupants. This will allow us to quantify the impact of architectural modifications on the thermal comfort and the energy performances of buildings.Two residential buildings are investigated in Vauvert (a city in southern of France). Both of them were built in 1969 using the same constructive techniques and have lately been renovated in a similar way (CMV, boilers, windows). The only difference is that on the facade of one of them an external thermal insulation has recently been installed. The analysis of the real thermal conditions, of the actual human behavior and of the amount of energy consumed is built on surveys and on an extensive year-round in situ instrumentation in the living rooms of 13 apartments. It allows us to define a behavioral model of occupants based on 32 different combinations in the operations of windows and shutters. We can divide them into three occupants' profiles (the “expert” occupant, the “active” occupant and the “counterproductive” occupant). Digital Pléiades+COMFIE simulations are made in order to validate this model. The refined modeling of the dynamic thermal simulation parameters helps to understand the impact on the thermal comfort and the energy consumption of different architectural strategies in the Mediterranean area.In winter the thermal analysis of the two residential buildings (insulated and non insulated) shows similar levels of consumption, but a lower level of thermal comfort in the non insulated case. However during temperature peaks in summer, overheating appears in the insulated dwellings, but human behavior is the key to limit occupants’ discomfort. The analysis of in situ measurements shows that strategies to cool down the apartments are not always implemented by occupants. Architectural solutions mitigating “counterproductive” occupants’ behavior are finally examined.

La plupart des exercices d’analyse de politiques climatiques ou énergétiques font appelà des modèles dits "d’évaluation intégrée" (MEIs). Ces modèles économie-énergie-climat sont des modèles numériques pluridisciplinaires destinés à étudier lesquestions liées au changement climatique et à sa gestion. Socles d’une accumulationde connaissance, ils ont une visée prospective et aident à traduire les débatsqualitatifs des instances de décisions nationales et internationales en un ensemble dedonnées quantitatives, scientifiquement vérifiables. Leur faible capacité à prendre encompte les incertitudes inhérentes à tout exercice de prospective mais aussi leur tropgrande complexité expliquent pourquoi ces MEIs sont si souvent décriés et leurutilisation remise en question.Ce constat a guidé nos travaux dont l’objectif était de contribuer à améliorer larobustesse des MEIs, afin de renforcer la pertinence de leur utilisation pour l’analysede l’impact de politiques économiques sur le climat-énergie. Nous avons d’abordexaminé comment ces modèles participent aux débats sur le changement climatique etcomment améliorer leur utilisation. Nous avons retracé la genèse de ces modèles etleur évolution et analysé les principales critiques qui leur sont adressées. Dans unsecond temps, nous nous sommes focalisés sur l’un des principaux reproches faits auxMEIs : le traitement de l’incertitude. Sur la base de ces analyses, nous avons mis enoeuvre une approche récente de traitement des problèmes d’incertitude paramétrique:l’optimisation robuste, méthode encore très peu utilisée dans le cadre d’étudesprospectives. / Energy-economy and energy-economy-environment models are widely used to assessenergy and climate policies. Developed during the last forty years, these models allowthe study of the interactions between the energy-transport system, the economy andthe climate system. These interactions are very complex as they involve linkages,feedback loops and delays that are not perfectly known and that take place over a longtime horizon.This complexity along with the large uncertainties weighing on the model parametersand main assumptions explain why the use of models in the policy debate, (where themodels address issues on climate change scenarios and on energy planning), is largelycriticized.Based on this observation, our work aimed primarily at increasing the robustness ofthese models, to reinforce the relevance of their use to evaluate economic policyimpacts. At first, we examine how these models should be used to contributeeffectively to the climate and energy policy analysis debate. We review the evolution ofthe modeling practice and question it, discussing its relevance. We then focus on theuncertainty treatment and on the basis of this review, we implement an alternativeway of considering parameter uncertainty when "modeling the future" using robustoptimization.

Le développement de turbomachines à faible vitesse spécifique suscite actuellement une forte demande dans de nombreux domaines industriels. De nos jours, les ventilateurs centrifuges constituées d'une roue, d'un diffuseur et d'un canal de retour sont largement utilisés dans de nombreuses applications telles que l'automobile, l'aéronautique, appareils domestiques, etc. En raison de leur grande adaptabilité, ils peuvent fonctionner sur une large plage de débit en particulier avec une vitesse de rotation importante. Cependant, leur utilisation nécessite une meilleure compréhension de leur fonctionnement et notamment de l'interaction rotor-stator pour mieux les concevoir. L'objectif de cette étude est d'analyser et de quantifier l'influence de la solidité des aubes du diffuseur (ou serrage des profils) sur les performances aérauliques du ventilateur centrifuge. Une étude numérique et expérimentale a été menée pour analyser les performances d'un ventilateur centrifuge avec différents niveaux d'interaction rotor-stator. Différentes géométries de diffuseur ont été proposées dans le but de réduire les dissipations énergétiques liées aux phénomènes de recirculation et aux forces de viscosité. L'étude approfondie de la norme ISO 5801 et ISO 5167 a permis de dimensionner et réaliser le banc d'essai et les organes de mesures. Ces normes proposent des calculs et des spécifications qui nous ont permis de fixer des critères quant au choix des éléments du banc d’essai AERO2VACCUM. / Nowadays, centrifugal fans are widely used in many industrial applications such as automotive, aeronautic, vacuum cleaner, etc. Due to their high adaptability, they can operate over a wide flow range especially with high speed rotation. In order to reduce the impact on environment, centrifugal fan as other energy conversion system has to display a high efficiency. However, a better understanding of their working and of the rotor-stator interaction is required to enhance their design and to make them widely integrated in current applications. The purpose of this study is to analyze and to quantify the influence of the solidity vaned diffusers on the performance of a centrifugal fan. A computational study has been conducted to analyze the performance of a centrifugal fan under various levels of impeller-diffuser interactions. The objective was to understand the pressure recovery phenomena in each diffuser. Different geometries were proposed to reduce both separation flow phenomenon and viscous losses. The geometries are all composed with the same impeller and return channel, only the vaned diffusers differ; the trailing edges are maintained at the same position while the leading edges have different radial positions. The characterization of the fan has been realized by an experimental setup designed and built in agreement to the standards ISO 5801 and 516

Les géostructures énergétiques consistent à établir un échange thermique direct avec le sol grâce à des systèmes intégrés dans les fondations ou les structures géotechniques. L’incorporation des échangeurs de chaleur aux géostructures provoque une variation cyclique de la température du sol adjacent. Des questions se posent sur l'impact de ces variations thermiques sur les paramètres géotechniques des sols en général, et en particulier des sols sensibles argileux. L’objectif de cette thèse est d’améliorer la compréhension et la quantification de l’impact de la variation de la température sur la capacité portante des pieux géothermiques. Actuellement, le dimensionnement des capacités portantes des fondations profondes est basé sur les résultats d’essais pénétrométriques ou pressiométriques. Des méthodes expérimentales ont été développées afin de permettre la réalisation de ces essais dans les conditions du laboratoire. Des essais mini-pénétrométriques sont réalisés sur des éprouvettes compactées à différents états initiaux et soumises à des températures variant de 1 à 70 °C. Les résultats montrent une évolution sensible des paramètres étudiés, la résistance en pointe (qc) et le frottement latéral (fs), pour un matériau illitique, lorsqu’il est compacté du côté sec de l’optimum. Les essais mini-pressiométriques, réalisés sur des massifs de sol illitique compactés en modèle réduit d’échelle métrique dans une cuve thermo-régulée, ont montré une diminution de la pression de fluage (pf) et de la pression limite (pl) avec l’augmentation de la température, tandis que la variation du module pressiométrique (EM) est moins marquée. Les résultats montrent une quasi-réversibilité des effets d’un cycle de chauffage dans la gamme de température testée alors que l’effet d’un cycle de refroidissement n’est que partiellement réversible. Pour les essais soumis à plusieurs cycles thermiques, le premier cycle induit des variations de paramètres toujours plus importantes que les cycles suivants. Une analyse approfondie de l’évolution des propriétés thermiques (la conductivité thermique (λ), la capacité thermique volumique (Cv) et la diffusivité thermique (D)) des sols en fonction de la teneur en eau, de la masse volumique sèche et de la température montre une augmentation de ces paramètres avec l’augmentation de w et ρd et une augmentation de λ des éprouvettes illitiques du côté sec de l’optimum avec l’augmentation de la température de 1 à 70 °C. En résumé, pour les pieux énergétiques, les résultats obtenus en laboratoire montrent une modification de la capacité portante due à la variation des paramètres du sol illitique sous l’effet des cycles thermiques / Energy geostructures involve providing a direct heat exchange with the ground through integrated systems in the foundations or geotechnical structures. The incorporation of heat exchangers in geostructures produces a cyclic variation of the temperature in the adjacent soil. Therefore, there are important scientific questions about the effect of temperature variations on hydro-mechanical soil parameters in general, and particularly for sensitive clay soils. The main objective of this thesis is to improve the understanding and the quantification of the impact of temperature variation on the bearing capacity of geothermal piles. Currently, the design of the bearing capacity of deep foundations is based on the results of in situ penetrometer and pressuremeter tests. Herein, experimental methods are developed to carry out these tests in laboratory conditions. Mini-penetrometer tests were carried out on samples compacted at different initial states and subjected to temperature variations ranging from 1 to 70 °C. The results showed a significant change in the studied parameters: the cone resistance (qc) and the friction sleeve resistance (fs) for an illitic material compacted on the dry side of the compaction curve. Mini-pressuremeter tests performed on the same illitic compacted soil in a thermo-regulated metric scale container, showed a decrease in creep pressure (pf) and limit pressure (pl) with increasing temperature, while the variation of pressuremeter modulus (EM) is less pronounced. The results showed a quasi-reversibility of the effect of a heating cycle through the temperature range tested, while the effect of a cooling cycle was only partially reversible. In the case of several thermal cycles, the first cycle induced more important parameter variations than the subsequent cycles, and at the end of the experimentation. Further analysis of the evolution of the thermal properties (thermal conductivity (λ), heat capacity (Cv) and thermal diffusivity (D)) within heating and cooling process as a function of soil water content and dry density showed an increase of these parameters with the increase of initial values of w and ρd, and an increase of λ in the dry side of the compaction curve with increasing temperature from 1 to 70 °C. In summary, for the energy piles driven in the clay soils, some modifications in the bearing capacity have to be taken into account due to the variation of the hydro-mechanical parameters of the soil induced by thermal cycles

Les travaux présentés s'inscrivent dans les thèmes de l'électronique moléculaire et de la conversion photovoltaïque. Nous étudierons plus précisément les interactions électroniques à l'interface entre l'électrode anodique et une fine couche de polyoxométallates, POM. Nous dédirons le premier chapitre à une structure de POM qui sera étudiée en détail. Nous démontrerons que dans des conditions de concentration, recuit thermique appropriées la couche atteint un haut degré d'organisation la rendant conductrice. Après une analyse XPS/UPS fine nous montrons que les mécanismes de conduction prennent place sur la couche externe du POM dans les oxygènes lacunaires. De plus ces lacunes d'oxygène génèrent des états autorisés dans le gap interdit sous le niveau de Fermi. Une deuxième étape du travail consistera a étudié les effets des contreions sur la structure électronique précédemment décrite. Dans ce chapitre démontrons que les contreions, souvent décrits comme des espèces spectatrices, influence grandement le comportement électronique d'une espèce de POM. Puis nous étudierons l'impact de la nature du métal constituant le polyoxométallate. Enfin nous ferons dans un dernier chapitre une synthèse des résultats obtenus qui nous permettrons de conclure au regard des hypothèses formulées en présentant des tests de validation photovoltaïques. / In this work, the main objective were to understand the electronic processes of polyoxometalates solid films at an indium tin oxide interface. A well-organized polyoxometalate film was deposited onto ITO and with an appropriate annealing process a highly ordered conductive surface was observed. The anisotropic morphology has been proved to be able to optimize electrical/electronic properties and further improve hole transport in organic photovoltaic devices by inserting as anode interfacial layer. We demonstrated the conductivity took place at the outer shell of the polyoxometalate due to oxygen vacancies which generate very localized gap state. We pursue the study by investigating the counter-ions (K+, Li+ and H+) effect on the identical polyoxoanion [P2W18O62]6-. We show it can not only influence the film aggregation mechanism, but allow tuning the density of gap states. The substitution of tungsten, especially by molybdenum, result in a more favorable energy level alignment from ITO and P3HT, i.e. desirable position and higher density of gap states. In a last we integrated the polyoxometalate in organic solar cells to prove the previous demonstration.

Notre recherche s'inscrit dans le cadre de la problématique générale du développement et de la ville durable. En partant de l’analyse de notre environnement construit et notamment des réponses architecturales et urbaines à apporter en vue de diminuer de façon significative les émissions des gaz CO2, limiter l'effet de serre et préserver la biodiversité, nous nous sommes attachés à l'étude d'un écoquartier situé dans une ville emblématique du point de vue écologique, celle de Grenoble, et dans l'un de ses espaces urbains : la caserne de Bonne. Nous sommes partis de l'hypothèse que c'est tout d’abord au plan local, puis régional et national que l’on devra élaborer et mettre en pratique des solutions adaptées pour lutter contre toutes les formes de pollution, créer et innover en matière d'énergie renouvelable, tout en diminuant de façon progressive l'usage des énergies fossiles. C'est en tant qu'architecte urbaniste praticien que nous avons voulu apporter notre contribution dans ce domaine, en optant pour une analyse approfondie de l’écoquartier de l'ancienne caserne de Bonne à Grenoble. / Our research addresses the general issue of urban development and how to design sustainable cities through architecture and town planning. Our analysis focused on a study of caserne de Bonne, an ecodistrict located in Grenoble, which is an emblematic city from an ecological viewpoint. Our task was to significantly reduce CO2 gas emissions, limit the greenhouse effect, and preserve biodiversity. We developed our hypothesis to devise satisfactory solutions to fight pollution, reduce the use of fossil fuels, and create innovative ways to employ renewable energy. Our program will start locally, then expand on a regional and national level. We observed that in residential districts, remedies such as reducing transportation generated pollution, conserving energy, treating household waste, and other parameters,can be scaled up and implemented regionally and nationally. As architect and urban planner, we wanted to contribute to this field by providing an analysis of Bonne ecodistrict.

L'action publique comme la recherche développent un intérêt croissant pour les relations entre ville et énergie. Cette thèse porte sur la manière dont les opérateurs énergétiques de réseaux participent à l'élaboration et à la mise en œuvre de politiques énergétiques locales et sur la capacité des acteurs politiques urbains à les piloter en ce sens. La question est abordée à partir d'acteurs alternatifs de la distribution d'énergie en France, les entreprises locales de distribution (ELD). Celles-ci assurent depuis plus de cent ans la distribution et la fourniture d'électricité et parfois de gaz et de chaleur dans les territoires de communes qui les possèdent. Elles apparaissent aujourd'hui comme des leviers d'action innovants à la disposition des villes pour développer des politiques énergétiques urbaines. Centrée sur les opérateurs urbains, la thèse examine les situations de GEG à Grenoble et d'UEM à Metz. Malgré leur implantation locale, les ELD accordent depuis quelques années seulement une place importante à l'échelle urbaine dans leurs stratégies d'entreprises. L'organisation sectorielle et centralisée du service public de l'électricité a pendant longtemps happé les ELD, freinant l'émergence d'une approche spécifique de leurs territoires de concession. Les recompositions du modèle économique qu'impose la libéralisation amènent toutefois les ELD à rechercher de nouveaux relais de croissance. Se saisissant d'opportunités liées à la mise à l'agenda de politiques énergie-climat, elles font preuve d'une forte adaptabilité et élaborent de nouvelles stratégies valorisant davantage leur ancrage urbain. Longtemps dominées par des logiques sectorielles d'ordre national, les entreprises locales participent ainsi de plus en plus au développement d'actions énergétiques urbaines. Cet ancrage urbain ne fait pas pour autant des ELD des outils de gouvernement d'une politique énergétique urbaine, qui supposerait une capacité d'initiative et de pilotage des acteurs politiques municipaux en fonction d'objectifs propres. Par l'analyse des exemples de Grenoble et Metz, nous montrons que la construction de l'énergie comme enjeu politique local est à la fois progressive et hétérogène, remettant en cause une approche jusque-là essentiellement économique et industrielle du pilotage des ELD. La politisation en cours se heurte cependant à une expertise limitée des communes sur l'énergie, qui ne parviennent que très imparfaitement à intégrer leurs préoccupations énergético-climatiques dans le pilotage stratégique de leurs entreprises locales. Les changements sont en revanche beaucoup plus importants sur le plan opérationnel, dans des projets qui impliquent des relations partenariales autour d'enjeux énergétiques : plans climat-énergie territoriaux, réponses à appels d'offres nationaux et européens, coordination des réseaux de distribution…L'analyse du modèle énergétique territorial alternatif des ELD proposée dans la thèse montre que le statut local des opérateurs ne suffit pas au développement d'un gouvernement énergétique urbain, lequel procède aussi de la politisation des questions énergétiques et de la construction d'une expertise adaptée au sein des systèmes politico-administratifs urbains / Public action, like research, is becoming increasingly interested in the relationship between cities and energy. This thesis focuses on the ways in which energy network operators participate in the development and implementation of local energy policies and in the capacity of urban political stakeholders to drive these operators in this sense. The question is approached through local public utilities (LPU) as alternative energy distribution stakeholders in France. These companies have ensured supply and distribution of electricity and sometimes gas and heat in the areas where they are present for over one hundred years. They appear today to be innovative levers to action available to cities to develop urban energy policies. Centred on urban operators, this thesis examines the cases of GEG in Grenoble and UEM in Metz. Despite their local roots, LPUs have only in recent years granted an important place in their business strategies to the urban scale. The sectoral and centralised organisation of the electricity public services have for a long time limited the capacities of the LPUs, impeding the emergence of approaches specific to their particular areas. Reconfigurations of the economic model which impose liberalisation cause the ELDs to constantly search for new growth sources. Seizing opportunities from emerging energy-climate policies, they are proving their great adaptability and have devised new strategies valorising to a greater extent their urban roots. These urban roots alone are not enough to make the LPUs governmental tools for urban energy policy, which supposes a capacity for initiative and control by the political stakeholders of their own objectives. Through analysis of the Grenoble and Metz examples, we demonstrate that presenting energy as a local political issue is both progressive and heterogeneous, calling into question an approach to LPU control which until now has been essentially economic and industrial. Politicisation is being hindered by the lack of energy expertise in the communes, which only very infrequently manage to integrate their energy-climate concerns into strategic plans for their local businesses. In contrast, changes in operational plans are much greater in projects which involve partnerships around energy issues: regional climate-energy plans, responses to national and European calls for public tenders, coordination of distribution networks…The analysis of an alternative regional energy model from the LPUs proposed in this thesis demonstrates that the local status of operators is insufficient for the development of urban energy governance, which also operates in the politicisation of energy issues and the development of specially adapted expertise within urban political and administrative systems

Les causes évolutives de certaines formes de vie en groupe sont bien identifiées mais pas celles des agrégations de diapause des arthropodes (rassemblements monospécifiques d'adultes dans des sites à localisation constante). Dans cette thèse, j'ai testé si, selon l'hypothèse du lek caché, les arthropodes se rassemblent pour trouver leurs partenaires sexuels chez la coccinelle Hippodamia undecimnotata. J'ai montré que les coccinelles se rassemblent dans des endroits avec un repère proéminent et où le risque de pesticides est faible, puis que les conditions abiotiques dans les sites sont défavorables à la survie des coccinelles. Ensuite, j'ai mis en évidence l'occurrence de nombreux accouplements dans les sites d'agrégation. Enfin, j'ai montré que ces accouplements sont peu coûteux en énergie pour les femelles, qui conservent de l'énergie pour les comportements post-agrégation. Cette thèse atteste que les agrégations de diapause font partie du système de reproduction des arthropodes. / The evolutionary significance of some kinds of group living are well-known, some others such as the diapause aggregations remain poorly known although widespread. In this thesis, I tested if the arthropods form diapause aggregations to find their mates according to the hidden lek hypothesis with the ladybird Hippodamia undecimnotata. By using a Species Distribution Model, I showed that ladybirds aggregate in places with a prominent object and where the risk of being sprayed by pesticides is low. Then, I highlighted that abiotic conditions are unfavourable to ladybirds' survival. In a third part, I found that mating is widespread activity in the aggregation sites. Finally, I showed that energetic costs linked to mating are low, and thus allow the ladybirds to disperse and display post aggregations behaviour. This thesis shows that the diapause aggregations are part of the mating system of the arthropods and that sexual selection can be a driver of the evolution of diapause aggregations.

Les systèmes énergétiques désignent une classe de systèmes dont les spécificités structurelles et fonctionnelles posent la question de la distribution de l’énergie, en temps réel, pour satisfaire des services. Cette problématique multi-objectifs, nommée énergétique, a pour solution une stratégie de gestion,dont la conception représente un problème ouvert. Les verrous étudiés dans cette thèse s’inscrivent dans le cadre d’un partenariat industriel et en particulier celui des démarches de conception systémique. Trois contributions sont apportées. La première est une méthodologie de conception modulaire et générique de la stratégie énergétique, pour les systèmes multi-clients et multi-sources. Elle définit deux types d’éléments fonctionnels : les clients et les sources, interagissant par le biais d’un nœud, porteur de la stratégie. La seconde traite la simplification de la stratégie par une décomposition selon deux problématiques déjà connues de la littérature : l’hybridation de sources et la concurrence de clients. La troisième porte sur la sélection d’algorithmes novateurs ou existants, compatibles avec une cible temps réel, pour exécuter la stratégie. Enfin, la stratégie énergétique d’un camion frigorifique disposant d’une architecture énergétique hybride série est conçue par notre approche modulaire, et la faisabilité algorithmique est validée en simulation. / The energy systems describe a class of systems whose from structural and functional characteristics raise the problem of the energy distribution to satisfy the services in real time. The solution of this multi-objectives problem, namely energetic, is the energy management strategy, whose design is still an open problem. The solutions studied in this thesis are incorporated in the framework of an industrial partnership and particularly in those systemic design approaches. The first contribution is a methodology of modular and generic design of the energy management strategy, for the multi- clients and multi-sources systems. It defines two types of functional elements: the clients and the sources, interacting through a node, which is the carrier of thestrategy. The second contribution deals with thegeneric formulation of the strategy and itssimplification by means of decomposition in accordance with two problems: the hybridization of sources and the competition of clients, which a real ready known in the literature. The third contribution is partial to the selection of innovative or existing algorithms, which are compatible with a real-time target to execute the strategy. Finally, the energy strategy of a refrigerated truck with a hybrid energy architecture is designed by the proposed modular approach, and the algorithm feasibility is validated by the simulation.

Dans un contexte de forte compétitivité économique et de respect de l’environnement, de nombreuses actions sont entreprises chaque année dans le but d’améliorer la performance énergétique des bâtiments. En phase de conception, le recours à la simulation permet d’évaluer les différentes alternatives au regard de la performance énergétique et du confort des occupants et constitue ainsi un outil d’aide à la décision incontournable. Toutefois, il est courant d’observer des écarts entre les performances énergétiques réelles et celles prévues lors de la conception. Cette thèse porte sur l’amélioration du processus de conception de l’isolation dans le but de limiter les déviations des consommations réelles par rapport à celles prévues lors des simulations. Dans un premier temps, nous situons le contexte énergétique actuel puis nous présentons les différentes sources d’incertitudes qui affectent les résultats des simulations. Dans ce travail, nous nous intéressons particulièrement à la variabilité des propriétés thermophysiques des isolants, au caractère variable de la mise en œuvre et à l’impact du changement climatique. Des études expérimentales ont permis de quantifier l’incertitude associée à la performance des matériaux sains d’une part, et celle associée à des isolants défectueux d’autre part. Un couplage entre des techniques de thermographie infrarouge et des modèles éléments finis ont permis de proposer des modèles paramétriques permettant d’évaluer la performance effective d’un isolant défectueux, en fonction du type et de la taille du défaut dans l’isolant. Pour une bonne estimation à long terme de la performance de l’isolation, il est nécessaire d’intégrer les prévisions météorologiques. Ces dernières sont généralement estimées sur la base des données historiques de la région. Toutefois, il est encore difficile de prévoir avec exactitude l’évolution climatique car elle dépend de nombreux facteurs socio-économiques, démographiques et environnementaux. Dans ce travail, nous proposons de considérer les différents scénarios climatiques proposés par les climatologues et de prendre en compte leur variabilité de manière à vérifier la fiabilité de l’isolation. Enfin, nous proposons d’utiliser des approches probabilistes pour intégrer ces différents types d’incertitudes dans le processus de simulation. Pour optimiser le dimensionnement de l’isolation, nous proposons une méthodologie de conception basée sur la fiabilité. Un nouveau modèle de coût est également proposé dans le but d’améliorer l’aide à la décision, en considérant les pertes indirectes, jusqu’à présent négligées dans la conception. / In the context of growing world energy demand and environmental degradation, many actions are undertaken each year to improve the energy performance of buildings. During the design stage, the use of building energy simulations remains a valuable tool as it evaluates the possible options in terms of energy performance and comfort. However, as precision requirements increase, it becomes essential to assess the uncertainties associated with input data in simulation. This thesis focuses on the insulation design process under uncertainty, in order to limit gaps between real and predicted performance for better control of energy consumptions. This work firstly presents the current alarming energy context. We consider the main uncertainties that affect the insulation, mainly the variability of the thermophysical properties, the uncertainty on climate and the uncertainties due to workmanship defects. Experimental studies were carried out to evaluate the uncertainty associated to the intrinsic performance of healthy insulation materials on one hand, and those associated to defects in insulations on the other hand. A coupling between thermography techniques and finite element models was used to provide analytical models that assess the effective thermal performance of a defective insulation, according to the type and size of the defect. As the performance of insulation also depends on climate, it is necessary to integrate future weather data to evaluate the energy consumption. These weather data are generally estimated based on the historical climatic data of the region. However, it is still difficult to predict climate change as it depends on many uncontrollable factors. In this work, we consider the different climate scenarios proposed by climate expert groups, and the uncertainty associated to each scenario to evaluate the reliability of the insulation and to improve the decision making process. Finally, we propose a probabilistic approach to integrate uncertainties in simulation and an optimization methodology based on reliability. A new cost formulation is also proposed to improve the decision-making, through indirect losses related to comfort, pollution and living space losses.