L’ubiquité des terminaux intelligents équipés de capteurs a donné naissance à un nouveau paradigme de collecte participative des données appelé Crowdsensing. Pour mener à bien les tâches de collecte, divers défis relatifs à l’implication des participants et des demandeurs de services doivent être relevés. Dans ce contexte, nous abordons quatre questions majeures inhérentes à ce problème: Comment affecter les tâches de collecte afin de maximiser la qualité des données d’une façon éco-énergétique ? Comment minimiser le temps nécessaire à la collecte et au traitement des tâches? Comment inciter les participants à dédier une partie de leurs ressources pour la collecte? et Comment protéger la vie privée des participants tout en préservant la qualité des données reportées ? Tout d’abord, nous nous intéressons au fait que les ressources énergétiques des terminaux mobiles restent limitées. Nous introduisons alors des modèles de déploiement de tâches qui visent à maximiser la qualité des données reportées tout en minimisant le coût énergétique global de la collecte. Ainsi, notre première contribution se matérialise en un modèle d’allocation appelé, QEMSS. QEMSS définit des métriques de qualité de données et cherche à les maximiser en se basant sur des heuristiques utilisant la recherche taboue. De plus, afin de rendre le processus d’allocation résultante plus équitable, nous faisons appel à un deuxième algorithme, F-QEMSS, extension de QEMSS. Les deux solutions ont permis d’obtenir des niveaux de qualité de données compétitifs principalement dans les situations défavorables des zones de faible densité ou de ressources limitées. En outre, afin de minimiser le temps moyen de collecte et de traitement des données, une deuxième phase d’allocation distribuée est ajoutée. Plus précisément, nous proposons dans cette deuxième contribution de désigner des participants responsables de déléguer des tâches. Ces derniers prédisent le comportement d’autres utilisateurs en termes de mobilité et de préférences de collecte. Par conséquent, nous développons deux types d’allocation; MATA qui ne tient compte que de la mobilité et P-MATA qui tient compte à la fois de la mobilité et des préférences des participants. Les deux allocations démontrent que l’estimation des préférences des utilisateurs minimise le temps de collecte et évite le rejet des tâches. La troisième contribution de cette thèse, IP-MATA+, propose des incitations aux participants, ce qui favorise leur engagement aux campagnes de collecte notamment quand le budget dédié est partagé en fonction de la qualité des contributions. Pour finir, nous considérons la problématique de la vie privée des participants au crowdsensing. Particulièrement, nous ciblons la minimisation du risque de divulgation de la vie privée durant la phase du déchargement tout en veillant à l’utilité des données collectées. Ainsi, la quatrième contribution de cette thèse vise à assurer simultanément deux objectifs concurrents, à savoir assurer l’utilité des données nécessaire aux demandeurs et protéger les informations sensibles des participants. Pour ce faire, nous introduisons une entité de confiance dans le système de collecte ayant pour rôle d’exécuter un mécanisme qui génère une version altérée de la donnée collectée qui répond au compromis de protection et d’utilité. La solution développée, appelée PRUM, a été évaluée sur des datasets de collecte participative en variant les scénarios d’attaque et de déchargement des données. Les résultats obtenus prouvent qu’une altération limitée des données collectées peut assurer une protection des informations sensibles des participants tout en préservant environ 98% de l’utilité des données obtenue pour les demandeurs. Pour conclure, nos contributions abordent diverses problématiques complémentaires inhérentes à la collecte participative des données ouvrant la voie à des mises en œuvre réelles et facilitant leur déploiement / The ubiquity of sensors-equipped mobile devices has enabled people to contribute data via crowdsensing systems. This emergent paradigm comes with various applications. However, new challenges arise given users involvement in data collection process. In this context, we introduce collaborative sensing schemes which tackle four main questions: How to assign sensing tasks to maximize data quality with energy-awareness? How to minimize the processing time of sensing tasks? How to motivate users to dedicate part of their resources to the crowdsensing process ? and How to protect participants privacy and not impact data utility when reporting collected sensory data ? First, we focus on the fact that smart devices are energy-constrained and develop task assignment methods that aim to maximize sensor data quality while minimizing the overall energy consumption of the data harvesting process. The resulting contribution materialized as a Quality and Energy-aware Mobile Sensing Scheme (QEMSS) defines first data quality metrics then models and solves the corresponding optimization problem using a Tabu-Search based heuristic. Moreover, we assess the fairness of the resulted scheduling by introducing F-QEMSS variant. Through extensive simulations, we show that both solutions have achieved competitive data quality levels when compared to concurrent methods especially in situations where the process is facing low dense sensing areas and resources shortcomings. As a second contribution, we propose to distribute the assignment process among participants to minimize the average sensing time and processing overload com- pared to a fully centralized approach. Thus, we suggest to designate some participants to carry extra sensing tasks and delegate them to appropriate neighbors. The new assign- ment is based on predicting users local mobility and sensing preferences. Accordingly, we develop two new greedy-based assignment schemes, one only Mobility-aware (MATA) and the other one accounting for both preferences and mobility (P-MATA), and evaluate their performances. Both MATA and P-MATA consider a voluntary sensing process and show that accounting for users preferences minimize the sensing time. Having showing that, our third contribution in this thesis is conceived as an Incentives-based variant, IP-MATA+. IP-MATA+ incorporates rewards in the users choice model and proves their positive impact on enhancing their commitment especially when the dedicated budget is shared function of contributed data quality. Finally, our fourth and last contribution addresses the seizing of users privacy concerns within crowdsensing systems. More specifically, we study the minimization of the incurred privacy leakage in data uploading phase while accounting for the possible quality regression. That is, we assess simultaneously the two competing goals of ensuring queriers required data utility and protecting participants’ sensitive information. Thus, we introduce a trust entity to the crowdsensing traditional system. This entity runs a general privacy-preserving mechanism to release a distorted version of sensed data that responds to a privacy-utility trade-off. The proposed mechanism, called PRUM, is evaluated on three sensing datasets, different adversary models and two main data uploading scenarios. Results show that a limited distortion on collected data may ensure privacy while maintaining about 98% of the required utility level.The four contributions of this thesis tackle competing issues in crowdsensing which paves the way at facilitating its real implementation and aims at broader deployment

En raison de l'augmentation des coûts d'énergie et des préoccupations environnementales telles que les empreintes de carbone élevées, les systèmes de la production d'électricité centralisée se restructurent pour profiter des avantages de la production distribuée afin de répondre aux exigences énergétiques toujours croissantes. Les microgrids sont considérés comme une solution possible pour déployer une génération distribuée qui inclut des ressources énergétiques distribuées DERs (Distributed Energy Resources)(e.g, solaire, éolienne, batterie, etc). Dans cette thèse, nous traitons les défis de la gestion d'énergie dans un microgrid industriel où les charges énergétique sont constituées de processus industriels. Notre plan consiste à diviser la gestion de l'énergie du microgrid en deux parties: la production et la demande d’énergie.Du côté de la production d'énergie, les défis incluent la modélisation des générations de puissance et le lissage des fluctuations des DER. Pour modéliser les générations de puissance, nous proposons un modèle basé sur les concepts de service courbé de Network Calculus. En utilisant cet outil mathématique, nous déterminons une quantité minimale de puissance que les DERs peuvent générer; leur agrégation nous donnera une production d'énergie totale dans le microgrid. Après cela, s'il existe un déséquilibre entre la production et la demande d'énergie, nous proposons des stratégies différentes pour minimiser les coûts d'approvisionnement énergétique. Sur la base des données réelles de la consommation d'énergie d'un site industriel situé en France, des économies significatives peuvent être réalisées en adoptant ces stratégies. Dans cette thèse, nous étudions également comment atténuer les effets des fluctuations de puissance des DERs en conjonction avec des systèmes de stockage d'énergie. Pour cela, nous proposons un algorithme de lissage gaussien et nous le comparons avec des algorithmes de lissage trouvés dans l'état de l'art. Nous avons trouvé que l'algorithme proposé utilise de batterie de moins de taille à des fins de lissage par rapport à d'autres algorithmes. À cette fin, nous sommes également intéressés à étudier les effets de la gamme admissible des fluctuations sur les tailles de la batterie.Du côté de la demande, l'objectif est de réduire les coûts de l'énergie grâce aux approches de gestion de la demande DSM (Demand Side Management) telles que Demand Response (DR) et Energy Efficiency. Comme les processus industriels consomment énormément, une petite réduction de la consommation d'énergie en utilisant les approches DSM pourrait se traduire par des économies cruciales. Cette thèse se concentre sur l'approche DR qui peut profiter des prix variables de l'électricité dans le temps pour déplacer les demandes énergétiques des heures de pointe aux heures creuses. Pour atteindre cet objectif, nous comptons sur un modèle basé sur la théorie de file d'attente pour caractériser les comportements temporels (arrivée et départ des tâches) d'un système de fabrication. Après avoir défini les processus d'arrivée et de départ de tâches, une fonction d'utilisation efficace est utilisée pour prédire le comportement de la machine dans un domaine temporel et qui peut afficher son statut (allumé/éteint) à tout moment. En prenant le statut de chaque machine dans une ligne de production comme une entrée, nous proposons également un algorithme de planification DR qui adapte la consommation d'énergie d'une ligne de production aux deux contraintes de puissance disponibles et de taux de production. L'algorithme est codé à l'aide d’une machine d’état fini déterministe (Deterministic Finite State Machine) dans laquelle les transitions d'état se produisent en insérant une tâche à l'entrée du tapis roulant (on peut aussi avoir des transitions sans insertion de taches). Nous définissons des conditions pour l'existence d’un planificateur réalisable et aussi des conditions pour accepter positivement des demandes DRs / Due to increased energy costs and environmental concerns such as elevated carbon footprints, centralized power generation systems are restructuring themselves to reap benefits of distributed generation in order to meet the ever growing energy demands. Microgrids are considered as a possible solution to deploy distributed generation which includes Distributed Energy Resources (DERs) (e.g., solar, wind, battery, etc). In this thesis, we are interested in addressing energy management challenges in an industrial microgrid where energy loads consist of industrial processes. Our plan of attack is to divide the microgrid energy management into supply and demand sides.In supply side, the challenges include modeling of power generations and smoothing out fluctuations of the DERs. To model power generations, we propose amodel based on service curve concepts of Network Calculus (NC). Using this mathematical tool, we determine a minimum amount of power the DERs can generate and aggregating them will give us total power production in the microgrid. After that, if there is an imbalance between energy supply and demand, we put forward different strategies to minimize energy procurement costs. Based on real power consumption data of an industrial site located in France, significant cost savings can be made by adopting the strategies. In this thesis, we also study how to mitigate the effects of power fluctuations of DERs in conjunction with Energy Storage Systems (ESSs). For this purpose, we propose a Gaussian-based smoothing algorithm and compare it with state-of-the-art smoothing algorithms. We found out that the proposed algorithm uses less battery size for smoothing purposes when compared to other algorithms. To this end, we are also interested in investigating effects of allowable range of fluctuations on battery sizes.In demand side, the aim is to reduce energy costs through Demand Side Management (DSM) approaches such as Demand Response (DR) and Energy Efficiency (EE). As industrial processes are power-hungry consumers, a small power consumption reduction using the DSM approaches could translate into crucial savings. This thesis focuses on DR approach that can leverage time varying electricity prices to move energy demands from peak to off-peak hours. To attain this goal, we rely on a queuing theory-based model to characterize temporal behaviors (arrival and departure of jobs) of a manufacturing system. After defining job arrival and departure processes, an effective utilization function is used to predict workstation’s (or machine’s) behavior in temporal domain that can show its status (working or idle) at any time. Taking the status of every machine in a production line as an input, we also propose a DR scheduling algorithm that adapts power consumption of a production line to available power and production rate constraints. The algorithm is coded using Deterministic Finite State Machine (DFSM) in which state transitions happen by inserting a job (or not inserting) at conveyor input. We provide conditions for existence of feasible schedules and conditions to accept DR requests positively.To verify analytical computations on the queuing part, we have enhanced Objective Modular Network Testbed in C++ (OMNET++) discrete event simulator for fitting it to our needs. We modified various libraries in OMNET++ to add machine and conveyor modules. In this thesis, we also setup a testbed to experiment with a smart DR protocol called Open Automated Demand Response (OpenADR) that enables energy providers (e.g., utility grid) to ask consumers to reduce their power consumption for a given time. The objective is to explore how to implement our DR scheduling algorithm on top of OpenADR

L'expansion des services en ligne, l'avènement du big data, favorisé par l'internet des objets et les terminaux mobiles, a entraîné une croissance exponentielle du nombre de centres de données qui fournissent des divers services de cloud computing. Par conséquent, la topologie du centre de données est considérée comme un facteur d'influence sur la performance du centre de données. En effet, les topologies des centres de données devraient offrir une latence faible, une longueur de chemin moyenne réduite avec une bande passante élevée. Ces exigences augmentent la consommation énergétique dans les centres de données. Dans cette dissertation, différentes solutions ont été proposées pour surmonter ces problèmes. Tout d'abord, nous proposons une nouvelle topologie appelée LCT (Linked Cluster Topology) qui augmente le nombre de nœuds, améliore la connexion réseau et optimise le routage des données pour avoir une faible latence réseau. Une nouvelle topologie appelée VacoNet (Variable connexion Network) a été également présentée. VacoNet offre un nouveau algorithme qui définit le exact nombre de port par commutateur pour connecter le nombre de serveurs requis tout en réduisant l'énergie consommée et les matériaux inutilisés (câbles, commutateurs). En outre, nous _étudions une nouvelle technique pour optimiser la consumation d'énergie aux centres de données. Cette technique peut périodiquement estimer la matrice de trafic et gérer l'_état des ports de serveurs tout en maintenant le centre de données entièrement connecté. La technique proposée prend en considération le trafic réseau dans la décision de gestion des ports. / Data centers (DC) are being built around the world to provide various cloud computing services. One of the fundamental challenges of existing DC is to design a network that interconnects massive number of nodes (servers)1 while reducing DC' cost and energy consumption. Several solutions have been proposed (e.g. FatTree, DCell and BCube), but they either scale too fast (i.e., double exponentially) or too slow. Effcient DC topologies should incorporate high scalability, low latency, low Average Path Length (APL), high Aggregated Bottleneck Throughput (ABT) and low cost and energy consumption. Therefore, in this dissertation, different solutions have been proposed to overcome these problems. First, we propose a novel DC topology called LCT (Linked Cluster Topology) as a new solution for building scalable and cost effective DC networking infrastructures. The proposed topology reduces the number of redundant connections between clusters of nodes, while increasing the numbers of nodes without affecting the network bisection bandwidth. Furthermore, in order to reduce the DCs cost and energy consumption, we propose first a new static energy saving topology called VacoNet (Variable Connection Network) that connects the needed number of servers while reducing the unused materials (cables, switches). Also, we propose a new approach that exploits the correlation in time of internode communication and some topological features to maximize energy saving without too much impacting the average path length.

L'étude des régulateurs utilise à ce jour des modèles de zone à un seul nœud d'air. Un nouveau modèle de zone, distinguant les différentes positions possibles du capteur est développé dans cette thèse. A partir d'une étude expérimentale en chambre climatique et de simulations sur code CFD, on établit la liste des phénomènes thermiques et aérauliques, à prendre en compte lors du développement du modèle pour différents systèmes de chauffage et de climatisation. L'approche zonale, divisant l'air d'une pièce en plusieurs sous-volumes, est choisie car elle est bien adaptée pour tenir compte des phénomènes convectifs caractérisant les différents systèmes de chauffage et de climatisation. Le modèle de zone est divisé en deux parties: un modèle zonal représentant l'ambiance occupée et un modèle supplémentaire relatif aux emplacements du capteur. Ainsi on peut évaluer les conditions de confort dans la zone d'occupation et l'impact des différentes positions du capteur. Le modèle est validé pour une cellule test équipée de différents systèmes de chauffage et de climatisation. Une analyse de sensibilité est ensuite menée afin de tester la sensibilité aux paramètres principaux du modèle. La qualité de la régulation et la consommation d'énergie sont ensuite comparées pour différentes positions du capteur dans une pièce équipée de différents émetteurs et systèmes de climatisation. Les résultats sont comparés à ceux obtenus par un modèle à un nœud d'air. La principale conclusion de cette thèse est que l'influence de la position du capteur est fortement fonction du système de chauffage et de climatisation et du type de régulateur. Les différences, en général négligeables en terme de confort de l'occupant, peuvent devenir importantes au niveau de la consommation d'énergie. De ce fait, on peut définir pour quels systèmes de climatisation le modèle à un nœud d'air doit être remplacé par le modèle développé.

Ce travail porte sur l'étude et le développement d'un système innovant de ventilation et de chauffage au bois dans les habitations à basse consommation d'énergie, qui sont appelées à devenir la référence constructive en France dès 2015. Dans ces habitations fortement isolées et particulièrement étanches à l'air, les besoins de chauffage sont très faibles et peuvent être couverts par une source de chaleur d'origine renouvelable, telle que le bois énergie. En outre, l'utilisation d'une ventilation performante s'impose comme étant un critère essentiel pour assurer la bonne qualité de l'air intérieur et peut même devenir l'unique vecteur de chauffage en apportant l'appoint de chaleur sur l'air insufflé dans les différentes pièces de l'habitation. Le système présenté dans cette étude propose ainsi de combiner les avantages d'un appareil de chauffage au bois de petite puissance, ici un poêle à granulés de bois, et ceux d'une ventilation à récupération de chaleur sur l'air extrait, grâce à un conduit échangeur intégré à la cheminée du poêle et relié au réseau de soufflage de la ventilation. Développé en partenariat avec l'industriel POUJOULAT, spécialisé dans la fabrication de conduits de cheminée métalliques, ce conduit échangeur permet de récupérer sur l'air neuf une partie de la chaleur initialement perdue par les fumées et de la distribuer dans toutes des zones de vie de l'habitation, même les plus éloignées de l'appareil au bois. Après avoir défini la configuration de couplage à adopter pour assurer le bon fonctionnement de l'ensemble et garantir à la fois la sécurité et le confort des occupants, les performances de plusieurs prototypes de conduit échangeur sont caractérisées expérimentalement. Les résultats obtenus lors des essais en laboratoire permettent alors d'orienter l'évolution des prochains prototypes et de souligner la nécessité de travailler avec un poêle à granulés de bois dont le cycle de combustion est étanche. Un modèle mathématique est également développé pour prédire les performances du dernier prototype de conduit échangeur à triple paroi non isolé sur sa surface extérieure et sa validation est obtenue suite au bon accord entre les résultats calculés et ceux mesurés lors des essais. L'ensemble du système combiné est ensuite installé dans deux habitations à basse consommation d'énergie situées près de Poitiers. L'exploitation des températures et des consommations recueillies pendant la première saison de chauffe montre la bonne tenue du système combiné, ses limites, ainsi que ses conditions d'appropriation par les occupants, dont le comportement apparaît jouer un rôle prédominant dans la réduction des consommations énergétiques.

Depuis le milieu des années 90, l'industrie de l'électricité dans l'est du Canada connait plusieurs bouleversements. Dans les différentes provinces canadiennes, les producteurs, les transporteurs et les distributeurs ont dû s'adapter et procéder à d'importantes restructurations afin de se conformer aux nouvelles règles du jeu établies par la Federal Energy Regulatory Commission. Ces restructurations étaient essentielles dans la mesure où l'industrie canadienne voulait conserver l'accès au marché américain, qui est beaucoup plus lucratif que la majorité des marchés domestiques. Pour Hydro-Québec, l'accès aux marchés d'exportation est primordial puisqu'il permet à la société d'État et au gouvernement du Québec d'engranger des revenus considérables. Parallèlement, la province est confrontée à un grave problème de surconsommation d'électricité qui a des effets néfastes sur l'économie de la province. Il est donc impératif d'étudier ces phénomènes et de trouver des solutions afin de diminuer la consommation domestique et, du même coup, d'augmenter les quantités disponibles pour l'exportation. L'objectif premier de ce travail de recherche est d'estimer les demandes d'électricité pour le Québec, de dégager des mesures d'élasticité-prix propre et croisé et d'effectuer différents types de scénarios. Quant à eux, les scénarios mis de l'avant dans le dernier chapitre de ce mémoire ont pour objectif de déterminer dans quelle mesure l'augmentation des tarifs pourrait modifier le comportement des consommateurs, et les inciter à diminuer leur consommation d'électricité pour qu'Hydro-Québec bénéficie des économies d'énergie et augmente ses revenus en développant ses transactions sur les marchés connexes. Suite à l'analyse de l'organisation industrielle, de la dynamique de la concurrence et des tests de scénarios, il est possible de conclure que le Québec, en plus de mettre en place des politiques publiques plus agressives quant aux tarifs d'électricité, devrait se doter d'une politique énergétique adéquate pour que la société d'État puisse étendre et sécuriser son marché géographique, et ainsi, exporter les surplus d'électricité pour améliorer sa rentabilité tout en contribuant à l'amélioration de l'environnement nord-américain. ______________________________________________________________________________

La consommation énergétique est devenue un problème majeur dans la conception des systèmes aussi bien d'un point de vue de la fiabilité des circuits que de l'autonomie d'un équipement embarqué. Cette thèse vise à caractériser et modéliser le coût énergétique du système d'exploitation (OS) embarqué en vue d'explorer des solutions faibles consommation. La première contribution consiste à définir une approche globale de modélisation de la consommation des services de base de l'OS: la stimulation de l'exécution de ces services, tels que le changement de contexte, l'ordonnancement et la communication interprocessus, est effectuée à travers des programmes de test adéquats. Sur la base de mesures de la consommation d'énergie sur la carte OMAP35x EVM, des paramètres pertinents soit matériels soit logiciels ont été identifiés pour en déduire des modèles de consommation. Dans une seconde étape, la prise en compte de ces paramètres doit intervenir au plus haut niveau de la conception. L'objectif sera d'exploiter les fonctionnalités offertes par un langage de modélisation et d'analyse architecturale AADL tout en modélisant les aspects logiciel et matériel en vue d'estimer la consommation d'énergie. Ensuite, les modèles énergétiques de l'OS ont été intégrés dans un simulateur multiprocesseur de politique d'ordonnancement STORM afin d'identifier la consommation de l'OS et ceci pour des politiques d'ordonnancement mettant en œuvre des techniques de réduction de la consommation tel que le DVFS et le DPM. Enfin, la définition et vérification de certaines contraintes temps-réel et énergétiques ont été effectuées avec des langages de spécification de contraintes (QAML, RDAL).

Les grandes évolutions de la technique de systèmes embarqués au cours des dernières années ont permis avec succès la combinaison de la détection, le traitement des données, et diverses technologies de communication sans fil tout en un nœud. Les réseaux de capteurs sans fil (WSN) qui se composent d'un grand nombre de ces nœuds ont attiré l'attention du monde entier sur les établissements scolaires et les communautés industrielles, puisque leurs applications sont très répandues dans des domaines tels que la surveillance de l'environnement, le domaine militaire, le suivi des événements et la détection des catastrophes. En raison de la dépendance sur la batterie, la consommation d'énergie des réseaux de capteurs a toujours été la préoccupation la plus importante. Dans cet article, une méthode mixte est utilisée pour l'évaluation précise de l'énergie sur les réseaux de capteurs, ce qui inclut la conception d'un environnement de SystemC simulation base au niveau du système et au niveau des transactions pour l'exploration de l'énergie, et la construction d'une plate-forme de mesure d'énergie pour les mesures de nœud banc d'essai dans le monde réel pour calibrer et valider à la fois le modèle de simulation énergétique de nœud et le modèle de fonctionnement. La consommation d'énergie élaborée de plusieurs différents réseaux basés sur la plate-forme de nœud sont étudiées et comparées dans différents types de scénarios, et puis des stratégies globales d'économie d'énergie sont également données après chaque scénario pour les développeurs et les chercheurs qui se concentrent sur la conception des réseaux de capteurs efficacité énergétique. Un cadre de l'optimisation basée sur un algorithme génétique est conçu et mis en œuvre à l'aide de MATLAB pour les réseaux de capteurs conscients de l'énergie. En raison de la propriété de recherche global des algorithmes génétiques, le cadre de l'optimisation peut automatiquement et intelligemment régler des centaines de solutions possibles pour trouver le compromis le plus approprié entre la consommation d'énergie et d'autres indicateurs de performance. Haute efficacité et la fiabilité du cadre de la recherche des solutions de compromis entre l'énergie de nœud, la perte de paquets réseau et la latence ont été prouvés par réglage paramètres de l'algorithme CSMA / CA de unslotted (le mode non-beacon de IEEE 802.15.4) dans notre simulation basé sur SystemC via une fonction de coût de la somme pondérée. En outre, le cadre est également disponible pour la tâche d'optimisation basée sur multi-scénarios et multi-objectif par l'étude d'une application médicale typique sur le corps humain.

Les émissions de gaz à effet de serre (GES) d’origine humaine, en se concentrant dans l’atmosphère entraînent des changements climatiques. L’augmentation des GES, notamment les émissions de CO2 dans l’activité du transport en général et du transport de marchandise en particulier contribuent au réchauffement de la planète. Le transport est à l’origine d’une part croissante de ces émissions, principalement le transport routier et, dans le transport, la part des marchandises (environ un tiers) est croissante. Actuellement, une part importante et croissante du transport de marchandises est organisée par quelques enseignes de la grande distribution qui cherchent à contrôler les flux logistiques de plus en plus loin en amont des magasins et de les organiser à leur profit.L'objectif principal de la thèse est une contribution à une meilleure connaissance de la consommation d’énergie et des émissions de carbone (CO2) dans le transport de marchandises. Pour cela, la thèse analyse l’efficacité énergétique et carbone de différentes formes de chaînes logistiques mises en œuvre par les principaux distributeurs au Vietnam et les compare avec les chaînes logistiques correspondantes en France. Hanoi est une ville en développement très rapide depuis l’ouverture de l’économie en 1986. Le développement de l’économie a attiré l’augmentation de la population dans la zone urbaine dense, la motorisation du transport et une évolution importante des formes de distribution et des chaînes logistiques.Nous partons de travaux sur la quantification de l’énergie et des émissions de GES des chaînes logistiques en France et en Europe. Nous avons réalisé des enquêtes sur les chaînes de distributions vietnamiennes pour obtenir des données comparables et quantifier l’énergie consommée et les émissions en appliquant la méthode de quantification du CO2 utilisée en France. Ceci nous permet de comparer l’efficacité énergétique et carbone de différentes formes de magasins sur le cas du yaourt et du blue-jeans entre le Vietnam et la France.Une enquête a été menée en face à face auprès des opérateurs (producteurs, transporteurs, distributeurs) et une enquête Web auprès des consommateurs au Vietnam qui vont acheter ces produits aux magasins. A partir des données collectées sur le territoire de Hanoï, nous avons décrit les chaînes logistiques du yaourt et du blue-jean au Vietnam depuis la matière première jusqu’au domicile du consommateur. Les différences entre types de distribution ou chaînes logistiques étudiées, portent notamment sur le type de magasin : petit magasin de centre-ville qui peut appartenir au producteur au Vietnam, à une chaîne de distribution en France ou être indépendant de l’un et de l’autre, supermarché et hypermarché des grands distributeurs.Grâce à ces analyses, nous allons répondre aux questions suivantes : Quels sont les types de magasins et les organisations logistiques les plus efficaces pour l’énergie et des émissions de CO2? Les types d’énergie rencontrés dans cette comparaison sont le gazole, l’essence, l’électricité et parfois le gaz. Les coefficients d’émission de ces différentes énergies sont ceux du Guide Information de CO2 des prestations de transport de l’ADEME (2012) et le coefficient d’émission de l’électricité au Vietnam est celui du Ministère de la Resource naturelle et de l’Environnement du Vietnam (2010). / Anthropic Greenhouse Gas Emissions (GHG), when concentrating in the atmosphere, cause climate change. The increase in greenhouse gases, including CO2 emissions in transport activity in general and freight transport in particular of contribute to global warming. Transportation is responsible for an increasing part of these emissions, mainly road transport and within transport; the share of goods (about one third) is increasing. Currently, a large and growing share of freight transport is organized by a few large retailers seeking to control logistics flows even further upstream and to organize theses flows for their own benefit.The main aim of the thesis is a contribution to a better understanding of energy consumption and carbon (CO2) emissions in the transportation of goods. For this, the thesis analyzes the energy and carbon efficiencies of various forms of supply chains implemented by major retailers in Vietnam and compares them with the corresponding supply chains in France. Hanoi is a very fast developing city since the opening of the economy in 1986. The economic development has drawn increasing population in the dense major urban areas, the motorization of transport and dramatic changes in the distribution and in the supply chains organization.The starting point of the thesis is a research result on quantifying energy and GHG emissions from supply chains in France and in Europe. We conducted surveys on the corresponding supply chains of Vietnamese distributions to obtain comparable data and quantify the energy consumption and emissions of CO2 by applying the quantification method used in France. This allows us to compare the energy and carbon efficiency of different forms of retail outlets in the cases studied of yoghurt and blue jeans between Vietnam and France.A survey was conducted face to face with the operators (producers, transporters, distributors) and a Web survey with consumers (in shopping trips) in Vietnam have bought these products in these retail outlets. Using the information collected in Hanoi, we describe the supply chains of yoghurt and jeans in Vietnam from the raw material up to the consumer's home. The differences between types of distribution or supply chains, relate in particular to the type of retail outlets: a shop can belong to the producer in Vietnam, a retailer in France or an independent shop and the supermarket and hypermarket to major distributors.Through these analyzes, we answer the following questions: What are the most efficient logistic organizations for energy and CO2 emissions of retail outlets? Energy consumptions in this analysis are diesel, gasoline, electricity and sometimes gas. For these different energies, we use the emission factors of the ‘CO2 in transport services Information Guide’ (ADEME 2012) and for electricity in Vietnam, the emission factor published by the Ministry of Natural Resource and Environment of Vietnam (2010).

Dans cette thèse, nous abordons le problème de la planification de la production dans un système de type flow-shop, en tenant compte de l’aspect énergétique. Le système de production est composé de différentes machines fiables, séparées par des zones de stockage à capacité infinie. L’horizon de planification est composé de différentes périodes, chacune étant caractérisée par une durée, un coût d’électricité, une puissance maximale et des demandes de chaque produit. L’objectif consiste en la minimisation du coût total de production en terme d’électricité, stockage, mise marche (ou changement de série) et puissance demandée par période. Dans un premier temps, nous proposons une modélisation pour le problème de lot-sizing dans un système de type flow-shop, à capacité finie, dans le cas mono-produit. Étant donné que ce type de problème est NP-difficile, des méthodes approchées ont été développées afin de fournir des solutions de bonne qualité dans un temps réduit (heuristiques dédiées, heuristique de type Fix and Relax, algorithme génétique). Dans un deuxième temps, une généralisation du modèle pour le cas multi-produits a été considérée. De même, des méthodes approchées ont été proposées pour la résolution de ce type de problème / In this thesis, we deal with the production planning problem in a flow-shop system with energy consideration. The manufacturing system is composed of reliable machines separated by buffers with infinite capacities. The planning horizon is defined by a set of periods where each one is characterized by a length, an electricity price, a maximal allowed power and an external demand of each product. The purpose is to minimize the total production cost composed of electricity, inventory, set-up (or product series change) costs and a required power per period.In the first step, we propose mathematical models for a single item capacitated lot-sizing problem in a flow-shop system. Since this problem is known to be NP-hard, approximating methods are developed in order to provide solutions with good quality in a reasonable time (dedicated heuristics, Fix and Relax heuristic, genetic algorithm).In the second step, a generalization of the model for multi-items is considered. Similarly to the first case, approximating methods are proposed to solve this problem