Le début de ce siècle a été marqué par un regain d’intérêt pour le développement des biocarburants. L’engagement de la communauté internationale pour la réduction des émissions de gaz à effet de serre, les préoccupations énergétiques et les débouchés agricoles, ont été les principales raisons qui ont motivé ce développement. Dès lors, la production et la consommation de biocarburants ont considérablement augmenté et ont pris une dimension internationale. L’ampleur du phénomène a suscité des préoccupations d’ordres économique, agricole et environnemental. L’objet de la thèse est d’étudier l’ensemble des implications liées au développement des biocarburants – c’est-à-dire économiques, agricoles et environnementales ¬– et de les inscrire dans le contexte économique mondial.Afin de favoriser les biocarburants face à leurs équivalents fossiles, d’importantes mesures de soutien à l’ensemble des filières des biocarburants ont été instaurées dans les différentes régions du monde. Afin d’étudier la portée de ces politiques, nous avons fait une étude comparative entre les mesures des principaux acteurs (Brésil, Union européenne et Etats-Unis) et des nouveaux acteurs des marchés internationaux. Outre la comparaison des performances économiques et environnementales, nous avons analysé l’influence des politiques de soutien des principaux acteurs sur l’orientation des politiques des nouveaux acteurs engagés dans la production des biocarburants (ou de matières premières).Le second axe de la thèse porte sur les implications agricoles du développement des biocarburants. En effet, de nombreux évènements ont marqué les marchés agricoles mondiaux ces vingt dernières années : le changement d’habitudes alimentaires des pays en développement, la rareté des terres agricoles dans les régions historiquement productrices et exportatrices, les catastrophes naturelles, …, constituent un défi pour les besoins alimentaires futurs. Dans ce contexte, l’avènement des biocarburants représente incontestablement un facteur additionnel aux tensions déjà existantes sur les marchés agricoles mondiaux. En plus d’accroitre la tension sur les prix, le développement des biocarburants participe à la réorganisation de l’architecture de l’agriculture mondiale en faveur des pays en développement.Le dernier axe porte sur les impacts environnementaux des biocarburants. L’internationalisation (de manière directe et/ou indirecte) de la production des biocarburants donnent une nouvelle dimension aux implications environnementales des biocarburants. Notre approche consiste à étudier les impacts environnementaux des biocarburants en séparant les étapes de production de matières premières, de celles de transformation et de consommation. Les résultats montrent que les pays en développement s’exposent à des risques environnementaux élevés. Afin d’éviter ces risques, le développement des biocarburants doit se soumettre à certaines conditions qui permettront d’atteindre une viabilité socio-économique et environnementale. / The beginning of this century was marked by a renewed interest in the development of biofuels. The commitment of the international community to reduce greenhouse gas emissions, energy concerns and agricultural markets were the main reasons for this development. Therefore, the production and consumption of biofuels have increased dramatically and took on an international dimension. This phenomenon magnitude has caused agricultural, environmental and economical concerns. The purpose of the thesis is to study all the implications of the development of biofuels - that is to say, economical, agricultural and environmental - in the context of the global economy. To promote biofuels as opposite to their fossil equivalents, important measures to support all sectors of biofuels have been established in different parts of the world. To study the impact of these policies, we conducted a comparative study between the measurements of the main players (Brazil, European Union and United States) and new actors in international markets. In addition to comparing the economic and environmental performance, we analyzed the influence of political support of key players on the political orientation of new actors involved in the production of biofuels (or raw materials). The second axis of the thesis focuses on the agricultural implications of biofuel development. Indeed, many events have marked the global agricultural markets over the past twenty years: the change in eating habits in developing countries, the scarcity of farmland in the historically producing and exporting regions, natural disasters... is a challenge for future food needs. In this context, the advent of biofuels is certainly an additional factor to existing tensions in global agricultural markets. In addition to increasing the pressure on prices, the development of biofuels contributes to the reorganization of the architecture of global agriculture in favor of developing countries. The last axis addresses the environmental impacts of biofuels. Internationalization (direct and / or indirect) of biofuels production gives a new dimension to the environmental implications of biofuels. Our approach is to study the environmental impacts of biofuels by separating the stages of production of raw materials, those of processing and of consumption. The results show that developing countries are exposed to high environmental risks. To mitigate these risks, the development of biofuels should be subject to certain conditions that will achieve a socio-economical and environmental sustainability.

Le début de ce siècle a été marqué par un regain d'intérêt pour le développement des biocarburants. L'engagement de la communauté internationale pour la réduction des émissions de gaz à effet de serre, les préoccupations énergétiques et les débouchés agricoles, ont été les principales raisons qui ont motivé ce développement. Dès lors, la production et la consommation de biocarburants ont considérablement augmenté et ont pris une dimension internationale. L'ampleur du phénomène a suscité des préoccupations d'ordres économique, agricole et environnemental. L'objet de la thèse est d'étudier l'ensemble des implications liées au développement des biocarburants - c'est-à-dire économiques, agricoles et environnementales ¬- et de les inscrire dans le contexte économique mondial.Afin de favoriser les biocarburants face à leurs équivalents fossiles, d'importantes mesures de soutien à l'ensemble des filières des biocarburants ont été instaurées dans les différentes régions du monde. Afin d'étudier la portée de ces politiques, nous avons fait une étude comparative entre les mesures des principaux acteurs (Brésil, Union européenne et Etats-Unis) et des nouveaux acteurs des marchés internationaux. Outre la comparaison des performances économiques et environnementales, nous avons analysé l'influence des politiques de soutien des principaux acteurs sur l'orientation des politiques des nouveaux acteurs engagés dans la production des biocarburants (ou de matières premières).Le second axe de la thèse porte sur les implications agricoles du développement des biocarburants. En effet, de nombreux évènements ont marqué les marchés agricoles mondiaux ces vingt dernières années : le changement d'habitudes alimentaires des pays en développement, la rareté des terres agricoles dans les régions historiquement productrices et exportatrices, les catastrophes naturelles, ..., constituent un défi pour les besoins alimentaires futurs. Dans ce contexte, l'avènement des biocarburants représente incontestablement un facteur additionnel aux tensions déjà existantes sur les marchés agricoles mondiaux. En plus d'accroitre la tension sur les prix, le développement des biocarburants participe à la réorganisation de l'architecture de l'agriculture mondiale en faveur des pays en développement.Le dernier axe porte sur les impacts environnementaux des biocarburants. L'internationalisation (de manière directe et/ou indirecte) de la production des biocarburants donnent une nouvelle dimension aux implications environnementales des biocarburants. Notre approche consiste à étudier les impacts environnementaux des biocarburants en séparant les étapes de production de matières premières, de celles de transformation et de consommation. Les résultats montrent que les pays en développement s'exposent à des risques environnementaux élevés. Afin d'éviter ces risques, le développement des biocarburants doit se soumettre à certaines conditions qui permettront d'atteindre une viabilité socio-économique et environnementale.

La prédiction du bruit intérieur des avions nécessite la modélisation vibroacoustique de l'ensemble fuselage et traitements acoustiques. Cet ensemble est composé d'un panneau raidi métallique ou composite, sur lequel est posé un traitement thermo-acoustique (laine de verre) et connecté par des liens anti-vibratiles à un panneau d'habillage de type sandwich nid d'abeille. L'objectif de ce travail consiste à optimiser les traitements acoustiques en prenant en compte les contraintes de design telles que la masse et les dimensions. A ce propos, une double-paroi représentative d'avion est modélisée par la méthode de l'analyse statistique énergétique (SEA). Des excitations académiques telles que le champ diffus et la force ponctuelle sont utilisées et des tendances sont données pour des applications sous excitation aérodynamique, du type couche limite turbulente. Une première partie porte sur l'effet de compression d'une couche poreuse. Pour des applications aéronautiques, la compression de ce type de matériaux peut se produire lors de l'installation d'équipements et câbles. Elle est étudiée, de manière analytique et expérimentale, pour une simple-paroi recouverte par une couche de matériau fibreux. Le matériau est comprimé sur toute sa surface. Une réduction de la perte par transmission (TL) jusqu'à 5 dB est observée principalement en moyennes fréquences (autour de 800 Hz) lorsque l'épaisseur du poreux est comprimé de 50%. Cependant pour des cas plus réalistes, cet effet est supposé moins important pour une compression locale et plus faible. Dans une seconde partie, la transmission par les connections structurales entre panneaux est étudiée par une approche quadripolaire qui relie la paire force-vitesse de chaque côté du lien mécanique. La modélisation intègre la raideur dynamique mesurée par un banc d'essai dédié. La transmission structurale est par la suite validée avec des essais et intégrée au modèle de double-paroi comme un facteur de couplage entre panneaux. Comme les structures sont non-courbées, seule la transmission axiale est considérée. Enfin, les voies de transmission dominantes sont identifiées dans la gamme de fréquences entre 100 Hz et 10 kHz pour des double-parois sous champ diffus et sous excitation structurale ponctuelle. La transmission non-résonante est plus importante en basses fréquences (jusqu'à 1 kHz) alors que les parties structurale et aérienne dominent respectivement en moyennes et hautes fréquences. Une validation avec des résultats expérimentaux montre que le modèle est capable de prédire les changements au niveau de la transmission, causés par les différents couplages structuraux (couplage rigide, couplage via liens anti-vibratiles et découplage structural). Des différentes solutions en termes de traitement acoustique, comme par exemple l'absorption, l'amortissement et le découplage structural, peuvent par la suite être dérivées.

Le syndrome de Leigh, type canadien français (LSFC) est une maladie infantile orpheline causée par une mutation du gène lrpprc. Elle se caractérise par une déficience tissu spécifique de cytochrome c oxydase (COX), une dysfonction mitochondriale et la survenue de crises d’acidose lactique fatales dans plus de 80% de cas. Selon les familles des patients, ces crises apparaissent lors d’une demande excessive d’énergie. Malheureusement, les mécanismes sous-jacents à l’apparition des crises et notamment la physiopathologie du LSFC demeurent inconnus. Afin de mieux comprendre les mécanismes de régulation du métabolisme énergétique chez les patients LSFC, nous avons examiné la régulation de la protéine kinase activée par l’AMP (AMPK), une enzyme clé de l'homéostasie énergétique, de même que certaines de ses voies cibles (SIRT1/PGC1α et Akt/mTOR) dans les fibroblastes de patients LSFC et de témoins en conditions basales et conditions de stress. En conditions basales, l’activité de l’AMPK était similaire dans les cellules LSFC et les témoins. Par contre, les cellules LSFC montraient une surexpression significative des voies Akt/mTOR et SIRT1/PGC1α comparativement aux cellules témoins. Nous avons aussi examiné ces voies de signalisation suite à une incubation de 4h avec 10 mM de lactate et 1 mM de palmitate (LP), nous permettant de mimer les conditions de « crise ». Nos résultats ont démontré que le LP augmentait les niveaux de phosphorylation de l’AMPK de 90% (p<0,01) dans les cellules témoins mais pas dans les cellules LSFC. Pourtant, l’AMPK est activée dans les cellules LSFC en réponse à une hypoxie chimique induite par le 2,4 dinitrophénol. Dans les cellules témoins, le LP augmentait aussi les niveaux d’expression de SIRT1 (57%, p<0,05), de LRPPRC (23%, p=0,045) et de COXIV (19%, p<0,05). Un prétraitement de 48h au ZMP, un activateur pharmacologique de l’AMPK, a eu un effet additif avec le LP et des augmentations de SIRT1 phosphorylée (120%, p<0,05), de SIRT1 total (75%, p<0,01), de LRPPRC (63%, p<0,001) et de COXIV (38%, p<0,001) ont été observées. Tous ces effets étaient aussi abolis dans les cellules LSFC. En conclusion, nos résultats ont démontré des altérations importantes de la régulation du métabolisme énergétique dans les fibroblastes de patients LSFC. / Leigh syndrome French Canadian type (LSFC) is an orphan infantile disease caused by mutations in the LRPPRC gene. It is characterized by a tissue-specific cytochrome c oxidase deficiency (COX), mitochondrial dysfunction and fatal lactic acidosis crises which occur in more than 80% of cases. According to parents, these crises occur during stressful situations. The pathophysiology underlying this disease and the factors that precipitate these crises remain unknown. To better understand the regulation of energy metabolism in LSFC patients, we examined the activity of AMP activated protein kinase (AMPK), a key regulator of energy balance, and its downstream targets (SIRT1/PGC1α and Akt/mTOR) in LSFC and control fibroblasts under basal and stress conditions. Our results showed that AMPK activity was similar in LSFC and control cells under basal conditions. On the other hand, Akt/mTOR and SIRT1/PGC1α pathways were up regulated in LSFC cells compared to controls. We next examined AMPK activity in cells treated with 10 mM lactate and 1mM palmitate (LP) for 4h, thus mimicking the conditions of “crisis”. Following this treatment, AMPK phosphorylation levels increased significantly (90%, p<0.01) in control cells but not in LSFC cells. Nevertheless, AMPK seems functional in LSFC cells because the enzyme was activated in response to chemical hypoxia induced by 2,4 dinitrophenol. LP also increased the expression of SIRT1 (57%, p<0.05), LRPPRC (23%, p=0.045) and COXIV (19%, p<0.05), in controls cells. Furthermore, pretreatment with ZMP, a pharmacological activator of AMPK, had an additive effect with LP leading to a further increase in the activity of SIRT1 (120%, p<0.05), as well as the expression levels of SIRT1 (75%, p<0.01), LRPPRC (63%, p<0.001) and COXIV (38%, p<0.001). All these effects were abolished in LSFC cells and thus, our data highlight alterations in the regulation of key enzymes of energy metabolism, including the activation of AMPK, in LFSC fibroblasts.

Les matériaux composants les réacteurs nucléaires subissent des conditions d’irradiationsévères, donnant lieu à des modifications de leurs propriétés mécaniques. Le vieillissement de cesmatériaux soulève des questions aussi importantes que celles liées à la sécurité des centrales existantes etaux futurs réacteurs à fission et à fusion. Dans plusieurs situations les matériaux de structure cristallinecubique centrée CC sont utilisés ayant pour base le fer, le tungstène, le vanadium et le tantale. Lescollisions entre les particules irradiantes et les atomes constituants les matériaux engendrent des défautsponctuels dont la migration mène à la formation d’amas responsables du vieillissement. Dans cette thèsenous avons étudié les propriétés énergétiques des défauts ponctuels dans les métaux CC citésprécédemment à l’échelle atomique. La modélisation des défauts ponctuels à l’échelle atomique peut êtreréalisée avec différentes méthodes se différenciant uniquement par la qualité de la description del’interaction entre atomes. Les études utilisant des interactions atomiques exactes, type ab initio,nécessitent des calculs lourds rendant impossible l’étude directe des amas de grandes tailles. Avec lamodélisation des interactions atomiques via les potentiels semi-empiriques on réduit la fiabilité et lecaractère prédictif du calcul. Ceux-ci permettent toutefois de réaliser une étude des amas en fonction deleur taille. Dans cette thèse nous avons développé un modèle énergétique original pour les boucles dedislocation ainsi que pour les amas interstitiels tridimensionnels de type C15. Le modèle obtenu est sanslimite de taille et peut être paramétré entièrement par les calculs ab initio. Afin de tester sa robustessepour les grandes tailles d’amas nous avons également paramétré ce modèle par rapport à des calculs enpotentiels semi-empiriques et comparé les prédictions du modèle aux simulations atomiques. Grâce ànotre développement nous avons pu déterminer : (i) la stabilité relative des boucles de dislocationd’interstitiels d’après leur vecteur de Burgers. (ii) La stabilité des amas C15 par rapport aux amas de typeboucle. Nous avons montré que les amas de type C15 étaient plus stables lorsqu’ils impliquent moins de41 interstitiels dans le fer. (iii) Dans le Ta nous avons pu mettre en évidence la même stabilité jusqu’à 20interstitiels. Les expériences dans le fer irradié montrent qu’en fonction de la température d’irradiation, ilse forme des boucles de dislocation très mobiles de vecteur de Burgers ½<111> ou immobiles ayant unvecteur de Burgers <100>. Les mécanismes de formation sous irradiation en fonction de la température,des amas de type <100> étaient une question restée sans explication théorique depuis 50 ans. Dans cettethèse, grâce à la précision de notre modèle énergétique, nous avons pu tester plusieurs théories.Notamment nous avons montré que les amas C15 constituent un catalyseur dans la formation des boucles<100>. Les clusters C15 peuvent se former, par germination, directement dans le processus d’irradiation.Ces clusters sont immobiles et peuvent croitre. A partir d’une certaine taille les amas C15 se dissocienten boucles ½ <111> ou <100>. Nous avons étendu notre modèle au calcul d’énergie libre de formationdes défauts permettant ainsi des prédictions à température finie que nous avons comparées auxsimulations atomiques. Les lois établies dans cette thèse en utilisant notre modéle pour calculer l’énergielibre de formation en fonctions de la taille des amas, ont été ensuite utilisées dans une simulation dedynamique d’amas. Nous avons ainsi pu prédire avec un très bon accord expérience-théorie laconcentration des amas d’interstitiels en fonction de leurs tailles au cours du murissement d’Oswald postirradiationdans un échantillon de Fer sous atmosphère d’Hélium. Le succès d’une telle approche nouspermet d’espérer étendre ce type d’étude à des matériaux plus complexes. / The structural materials in nuclear reactors are subjected to severe irradiation conditions,leading to changes in their mechanical properties. The aging of these materials raises important issuessuch as those related to the safety of existing plants and future reactors. In many cases, materials withbody-centered cubic bcc crystal structure are used with iron, tungsten, vanadium and tantalum as basemetal. Collisions between irradiating particles and atoms constituting materials generate point defectswhose migration leads to the formation of clusters responsible for aging. In this thesis, we studied theenergetic properties of point defects in the bcc metals mentioned above at the atomic scale. Modelingpoint defects at the atomic scale can be achieved with different methods that differ only in the quality ofthe description of the interaction between atoms. Studies using accurate atomic interactions such ab initiocalculations are computationally costly making it impossible to directly study clusters of large sizes. Themodeling of atomic interactions using semi-empirical potentials reduces the reliability of predictivecalculations but allow calculations for large-sized clusters. In this thesis we have developed a uniqueenergy model for dislocation loops as well as for three-dimensional interstitial cluster of type C15. Theresulting model has no size limit and can be set entirely by ab initio calculations. To test its robustness forlarge sizes of clusters we also set this model with semi-empirical potentials calculations and comparedthe predictions of the model to atomic simulations. With our development we have determined: (i) Therelative stability of interstitial dislocation loops according to their Burgers vectors. (ii) The stability of theclusters C15 compared to the type of cluster loop. We showed that the C15 type clusters are more stablewhen they involve less than 41 interstitials in iron. (iii) In Ta we were able to show the same stability till20 interstitials. The experiments involving iron show that depending on the irradiation temperature,highly mobile dislocation loops of Burgers vector ½ <111> or loops with Burgers vector <100> areformed. Considering formation mechanisms under irradiation as a function of temperature, formation ofthe <100>-type clusters lacked an acceptable theoretical explanation for about 50 years. In this thesis, theaccuracy of our energy model enabled validation of several theories proposed in the last 50 years. Inparticular we have shown that the formation of loops <100> at high temperatures can be formed fromC15 clusters which may be created directly in the irradiation process. These clusters are immobile andcan grow. Beyond a certain size, the C15 clusters dissociate into loops ½ <111> or <100>. We haveextended our model to free energy calculation of defect formation allowing for finite temperaturepredictions which is further compared to atomic simulations. The laws established in this thesis using ourmodel to calculate the free energy of formation of the cluster size functions were then used in a clusterdynamics simulation. On comparison with experiments involving post-irradiation Oswald ripening in asample of iron exposed to an atmosphere of helium, our energy model showed significant improvementsover older energy laws, such as the capillary law widely-used in multiscale computation cluster dynamicsor Monte Carlo kinetics. We conclude that the new laws established from our calculations are essential topredict the concentration of dislocation loop under irradiation, depending on their sizes. The success ofsuch an approach encourages extension of a similar study in more complex materials.

Le monde est actuellement confronté à une transition du marché de l'énergie qui est influencée notamment par la dynamique de la croissance économique globale, les négociations relatives aux changements climatiques et des prix de plus en plus volatils. Cette évolution rapide des réglementations et de la macro-économie transformera les conditions de la demande d'énergie, obligeant les gouvernements à acquérir un ensemble croissant d'outils quantitatifs pour mieux évaluer les résultats de leurs politiques fiscales. Cette thèse aborde cette problématique en analysant, par une approche basée sur les élasticités, les différentes facettes de la demande d'énergie dans le but d'achever une consommation énergétique durable. Cette approche est complémentée par l'analyse par grappes, la décomposition structurelle ainsi que par diverses outils économétriques appliques conjointement à l'échelle mondiale et nationale. Une attention particulière est faite sur la modélisation de la demande des marchés subsidiés notamment des pays du Conseil de Coopération du Golfe Arabique / The world is currently witnessing a transition in the energy scene that is significantly characterized by global economic growth dynamics, climate change negotiations and volatile energy prices. Rapidly evolving regulatory and macro-economic environments heavily impact on the demand-side of energy, forcing governments to acquire an ever-increasing set of quantitative tools to better assess the results of their taxation policies.This thesis addresses some of these issues by analyzing various facets of energy demand in order to generate sensible demand and price elasticities with real-life applications in sustainable energy management. For that purpose, a combination of cluster, decomposition and multiple econometric analysis is undertaken at global, regional and country-specific levels for households complemented by a policy analysis. A special focus is made on modeling consumer demand behavior for resource-rich economies of the Gulf Cooperation Countries, and the potential impact of removing residential electricity subsidies on the net societal welfare of Saudi Arabia.