Au cours de la dernière décennie, nous avons observé à une croissance rapide du nombre d’appareils de communication, et cette tendance devrait se poursuivre tant que les technologies essentielles telles que des objets connectes façonnent l’avenir de technologies d’information et de communication. Cette croissance a entraîné une augmentation considérable de la demande d’énergie, donc l’empreinte carbone de l’écosystème des ICT ne peut plus être ignorée. De plus, dans les systèmes de communication traditionnelle alimentés par batterie, où l’infrastructure énergétique n’est pas disponible après le déploiement, énergie limitée dans la batterie devient le goulot d’étranglement car elle détermine le lifetime de réseau. Alimenter appareil de communication avec des sources d’énergie ambiante, grâce à technologie de récupération l’énergie, non seulement réduit l’empreinte carbone du secteur de ICT mais aussi augmente l’autonomie des réseaux de communication que dépend de la batterie. Un appareil de récupération d’énergie peut piéger l’énergie de l’entourant environnement (sources typiques sont l’énergie solaire, le vent, les vibrations, thermique, etc.). Cependant, variabilité dans temps de l’énergie ambiant modifie la conception de stratégies de communication très différente des systèmes traditionnels. En dehors de la récupération d’énergie, un débit plus élevé peut être obtenu dans un système sans fil en concevant des systèmes de transmission basé sur des informations de canal de propagation. Comme les techniques d’adaptation de canal exigent d’avoir une certaine connaissance de l’état du canal sans fil envoyé au émetteur, l’augmentation du débit vient a un coût de l’estimation de l’information de canal qui consomment des ressources dans un système de communication, particulièrement, l’énergie. En outre, lorsque l’objectif dans un système de communication est à envoyer des informations sur la source à une destination avec au minimum distorsion erreur, des stratégies de transmission et de compression a être conçu sur la base à la fois sur la variable temps des conditions de canal et la statistiques de la source. Cette thèse porte sur la conception de stratégies de transmission prenant en compte le coût de l’obtention des informations d’état de canal (CSI) à l’émetteur, et les statistiques de sources variables dans le temps lorsque la communication dispositifs reposent sur l’énergie récoltée (donc variant dans le temps) des fournitures. / Over the last decade, we have witnessed a rapid growth in the number of communication devices, and this trend is expected to continue as the key technologies such as Internet of Things (IoT), wearable devices, are shaping the future of information and communication technology (ICT) industry. This growth has resulted in a tremendous increase in the energy demand, and hence the carbon footprint of the ICT ecosystem can no longer be ignored. Additionally, in traditional battery powered communication systems where energy infrastructure is not available after deployment, the limited available energy in the battery becomes the bottleneck as it determines the network lifetime. Powering up nodes with ambient energy sources, thanks to the energy harvesting technology, not only reduces the carbon footprint of ICT sector but also increases the autonomy of battery powered communication networks. An energy harvesting node can scavenge energy from the surrounding environment (typical sources are solar, wind, vibration, thermal, etc.). However, time varying nature of the ambient energy makes the design of communication strategies quite different from the traditional communication systems. Besides energy harvesting, higher throughput can be obtained in a wireless communication system by designing transmission schemes on the basis of propagation channel information. As channel adaptation techniques require to have some knowledge of the wireless channel conditions feedbackto the transmitter, the gain in throughput comes at the cost of pilot-based training and feedback which consume resources in a communication system, especially, energy. In addition when the goal in a communication system is to send information about the source to a destination such that mean squared error distortion is minimized, transmission and compression strategies hasto be designed based on both the time varying channel conditions and the source statistics. This dissertation focuses on the design of transmission strategies taking into account the cost of obtaining the channel state information (CSI) at the transmitter, and time varying source statistics when the communication nodes rely on harvested energy (hence time-varying energy) supplies.

Dans le stockage d'énergie, les alternatives aux énergies fossiles sont peu nombreuses. Le stockage d'énergie dans un condensateur, permet d'atteindre de grande puissances électriques, mais pour une densité d'énergie trop faible. La présente thèse à pour objectif la compréhension des nano-céramiques ferroélectriques afin d'augmenter leur densité d'énergie et de se diriger ainsi vers un super-condensateur céramique. Nous avons développé dans un premier temps un modèle par champs effectif moyen du système core-shell. Une fois introduit dans l'énergie libre de Landau, ce modèle donne une idée de la densité d'énergie d'un système ferroélectrique donné. Les calculs - sur quelques pérovskites courantes - indiquent que la densité d'énergie reste relativement faible. Néanmoins nos calculs montrent que l'on peu optimiser le stockage d'énergie dans de telles céramiques en enrobant des grains de forme allongée comme des disques ou des fils. En outre, ce modèle phénoménologique permet d'expliquer de nombreuses mesures expérimentales sur les céramiques, y compris dans le cas ou s'ajoute de la conductivité et de la relaxation de Maxwell-Wagner. Nous nous sommes tournés par la suite vers une modélisation ab-initio : l'Hamiltonien effectif. La modélisation de nano-système core-shell de BaTiO3 a montré la présence d'un paramètre d'ordre particulier : le moment toroïdale. Ce paramètre d'ordre peut impliquer un comportement diélectrique différent. Introduit dans une description phénoménologique de type Landau, ce dernier est responsable de la disparition de la phase orthorhombique dans BaTiO3. La synthèse de nanoparticules de BaTiO3 de formes cubiques et homogènes, nous a permis de faire une série de mesure. Les mesures MET, RAMAN, RX, diélectriques sur les poudres et les céramiques, suggèrent la présences de transitions de phases générées par la présence d'un paramètre d'ordre similaire à celui observé dans modélisation ab-initio.

Cette thèse est consacrée à la supervision des systèmes de production d’énergie électrique hybrides composés de différents types de sources incluant des sources renouvelables ainsi que des éléments de stockage (batterie). Le chapitre I est consacré à l’état de l’art de la supervision de ce type de systèmes hybrides. Au cours de ce chapitre nous avons défini le contexte et le cadre de notre étude et nous avons présenté les avantages et les inconvénients des stratégies actuellement utilisées. Ensuite, nous avons présenté notre vision de la supervision des systèmes multisources intégrant des ressources renouvelables. Au cours du chapitre II nous avons spécifié le système hybride et les modèles de ses composants afin de les intégrer dans une structure de supervision. La chapitre III concerne le développement du superviseur que nous proposons à base de commande prédictive. L’objectif est de déterminer la meilleure répartition, au sens d’un critère que nous avons proposé, des puissances à fournir par les sources pour répondre à une demande de la charge. La fonction définie pour l’optimisation, correspond au coût de production ; elle prend en compte non seulement le suivi des consignes mais aussi des critères technico-économiques (coût de l’énergie, émissions polluantes, cyclage de l’élément de stockage …etc). Ce superviseur s’appuie sur des modèles dynamiques des sources et des éléments de stockage ainsi que sur les prédictions à court terme de la ressource photovoltaïque. Le critère est minimisé pour chaque nouvelle fenêtre de prédiction afin d’envoyer les consignes à chaque composant du système hybride. Les résultats expérimentaux montrent la validité du superviseur proposé et de l’algorithme associé. Le chapitre IV vise à montrer la généricité du superviseur à base de commande prédictive proposé. En effet, une éolienne contrôlée en zone d’optimisation a été ajoutée au système hybride. Ensuite, l’éolienne est contrôlée en mode dégradé dans le but de réduire l’impact des variations de la vitesse du vent sur le suivi de la consigne de puissance. La fonction coût a été modifiée pour répondre à ces nouvelles exigences. Enfin, nous avons explicité les bénéfices potentiels d’un horizon de prédiction variable. La variation de l’horizon de prédiction est effectuée en fonction de la pertinence des prévisions des ressources d’origine renouvelable. Les essais sur une plate-forme expérimentale, combinant des composants réels et des modèles simulés en temps réel (Model-in-the-loop) montrent la validité de tous les concepts développés. / This thesis is devoted to the supervision of the hybrid power generation system composed of various types of sources including renewable sources and electrochemical storage elements. Chapter I is devoted to the state of the art of supervision of such hybrid systems. In this chapter, the context and the scope of our study are defined and the advantages-disadvantages of each such strategy are presented. Our vision for the supervision of a multi-sources system that integrates sources of renewable resources is presented thereafter. In Chapter II we specify the hybrid system and the models of each component in order to integrate them into a supervision structure. Chapter III deals with the design of a supervisory predictive controller which optimizes the power flow of a renewable hybrid system (solar panels, micro-turbine and battery). Short time predictions of the solar power and the power reference are embedded in the supervisor. The performance index integrates the environmental impact, the cost of fuel, battery cycling and the energy delivery. Simulations and a real-time application of a model-in-the-Loop plant are carried out to illustrate the applicability and electiveness of the proposed supervisory predictive control design. Chapter IV aims to show the generic properties of the proposed supervisory system. In fact, a wind turbine has been added to the hybrid system and the cost function has been modified. The real-time simulations show the effectiveness of the proposed power management system. Then, the turbine is controlled in degraded mode in order to reduce the impact of wind speed fluctuation with respect to the power reference. The cost function has been modified to meet these new requirements. Finally, the potential benefits of considering a dynamic prediction horizon are explained. The variation of the prediction horizon is performed according to the relevance of the predictions of renewable resources. Tested on an experimental platform combining real components and real-time simulation models (Model-in-the-loop), the results show the validity of all the developed concepts.

Les communautés Inuit du Nunavik (Québec, Canada) dépendent des énergies fossiles pour la production d'électricité et le chauffage des bâtiments. Ce projet de maîtrise a comme objectif principal d'évaluer le potentiel d'intégrer des systèmes photovoltaïques (PV) pour décarboner les bâtiments résidentiels au Nunavik. Les deux premiers chapitres de ce mémoire analysent la demande énergétique des logements sociaux, combinant une étude quantitative de données réelles de consommation électrique avec une analyse qualitative d'entrevues semi-dirigées auprès d'occupants à Quaqtaq, Nunavik. Ces travaux servent ultimement à combler le manque de données concernant la consommation énergétique dans les communautés Inuit en fournissant des informations pertinentes pour améliorer les simulations énergétiques et faciliter l'intégration de solutions énergétiques adaptées. Le troisième chapitre présente ensuite l'optimisation multiobjectif de deux systèmes solaires modélisés dans des conditions environnementales nordiques. Un système PV indépendant ainsi qu'un système PV intégré à l'enveloppe du bâtiment ont été simulés. Les résultats montrent que des systèmes photovoltaïques de taille modérée peuvent couvrir une part significative, soit au-delà de 30%, de la demande d'électricité annuelle des logements sociaux, sans considérer de stockage ou d'échange de surplus avec le micro-réseau. La portée scientifique de ce projet s'inscrit dans la transition énergétique de l'Arctique en offrant une méthodologie de dimensionnement et de positionnement d'équipement de production d'énergie solaire pour limiter la dépendance aux énergies fossiles et accroître la sécurité énergétique du secteur résidentiel dans les communautés nordiques isolées. Les limites de la recherche doivent cependant être reconnues, notamment la quantité restreinte de données et la variabilité des préférences individuelles des occupants. Les travaux futurs devraient élargir la recherche en augmentant le nombre de bâtiments étudiés et en incluant davantage de communautés. L'optimisation des systèmes en incluant la modélisation de stockage et d'échange avec le réseau devrait être priorisée afin d'évaluer la limite du potentiel de l'énergie solaire au Nunavik. L'étude du couplage du solaire avec d'autres sources d'énergie renouvelable, telles que l'hydroélectricité ou l'éolien, devrait aussi être approfondie. Enfin, en matière de développement énergétique au Nunavik, il est essentiel d'adopter une approche intégrée, participative et inclusive envers les communautés locales. / The Inuit communities in Nunavik (Québec, Canada) rely on fossil fuels for electricity generation and heating. This master's thesis aims to assess the potential of integrating photovoltaic (PV) systems to decarbonize residential buildings in Nunavik. The first two chapters of this thesis analyze the energy demand of social houses, combining a quantitative study of real electrical consumption data with a qualitative analysis of semi-structured interviews with occupants in Quaqtaq, Nunavik. These efforts ultimately address the lack of data on energy consumption in Inuit communities by providing relevant information to improve energy simulations and facilitate the integration of tailored energy solutions. The third chapter presents the multi-objective optimization of two solar systems modeled in northern environmental conditions. An independent PV system and a building-integrated system PV were simulated. The results show that moderately sized photovoltaic systems can cover a significant portion, over 30%, of the annual electricity demand for social housing, without considering storage or surplus exchange with the microgrid. The scientific contribution of this project lies in the energy transition of the Arctic by offering a methodology for sizing and positioning solar energy production equipment to reduce the dependence on fossil fuels and increase the energy security in the residential sector of isolated northern communities. The implications extend beyond academia, providing tangible solutions for decision-makers and stakeholders involved in the northern energy transition. However, research limitations, including the restricted amount of data and the variability of individual occupant preferences, must be acknowledged. Future work should broaden the research by increasing the number of studied buildings and including more communities. Optimization of systems, incorporating storage modeling and exchange with the grid, should be prioritized to assess the full potential of solar energy in Nunavik. The study of coupling solar with other renewable energy sources, such as hydroelectricity or wind power, should also be explored. Finally, in the context of energy development in Nunavik, it is essential to adopt an integrated, participative, and inclusive approach with local communities.

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Les développements récents des applications d’électronique portable demande de plus en plus l’utilisation de systèmes de récupération d’énergie à partir de sources environnantes de basse énergie. La conversion piézoélectrique à partir de sources vibratoire pourrait être un moyen intéressant pour l’alimentation électrique de petits systèmes. Dans ce travail, nous investiguons les potentialités de films de polymère bio-sourcé à base de polyamide 11 (PA11). Dans un premier temps, les effets de traitements physiques ou chimiques sur le développement des phases cristallines du PA11 ont été longuement étudiés. Dans un deuxième temps, des nano-argiles ont été utilisées comme modificateurs de structure dans la matrice PA11. Des nanocomposites de PA11/argile ont été réalisés en utilisant des argiles en feuillets et en nanotubes par extrusion. L’effet de ces argile n’est pas significatif sur la qualité structurale des composites obtenus. L’ajout d’argile en feuillets (cloisite 20A, cloisite 10A et cloisite Na+)conduit à une amélioration des caractéristiques mécaniques alors que l’ajout de silicates tubulaires (nanotubes d’halloysite) n’a pas d’effet significatif. Parmi tous les nanocomposites préparés, le nanocomposite chargé de Cloisite Na+ a montré la meilleure propriétés piézoélectriques. Il semble que la polarité plus élevée de la Cloisite Na+ puisse être à l’origine de la meilleure réponse à la polarisation de ces composites. Une méthode spécifique de quantification de la récupération d’énergie vibratoire a été développée pour ces composites polymères/argile. Les capacités de récupération d’énergie par vibration ont été étudiées sur l’argile PA11 chargée de Cloisite Na+. / In the last few years it has been an increasing demand for the elaboration of flexible energy conversion sources due to the rapid increase in the usage of portable electronic devices. The piezoelectric conversion from vibration sources could be an interesting way to charge small systems. In this work, we investigate the potential of bio-based polyamide 11 (PA11) polymer films. At first, the effect of physical and chemical treatments on the development of crystalline phases in polyamide 11 has been thoroughly investigated. In a second step, nanoclays have been used as structural modifiers in PA 11 matrix. Nanocomposites were prepared using layered and tubular clays by melt-blending process and it was found that addition of layered silicates (cloisite 20A, cloisite 10A and cloisite Na+) results in an increase in mechanical properties, while the addition of tubular silicates (halloysite nanotube) has no significant effect. Addition of clay is not significant on the structural quality of the obtained nanocomposites. PA11 nanocomposite loaded with Cloisite Na+ have shown the best piezoelectric properties. It appears that the higher value of the polarity of Cloisite Na + may be responsible of the best answer to the polarization of the composites. A specific method for the quantification of energy vibration recovery has been developed for these nanocomposites. The capabilities of vibrational energy recovery were studied on PA11 loaded with Cloisite Na+.

L’extension des systèmes de télécommunication génère de plus en plus des ondes électromagnétiques dans notre environnement aux fréquences et puissances très variées. Le temps est venu de faire une étude approfondie sur les possibilités potentielles que nous avons d’utiliser l’énergie contenue dans les ondes électromagnétiques pour alimenter des applications électroniques. L’idée est d’utiliser une ou plusieurs antennes pour récupérer les ondes électromagnétiques disponibles, suivies par un convertisseur des signaux RF/DC. / The work of this thesis is focuse on designing, measuring and testing an antenna and rectifiercircuit (RECTENNA) optimized for incoming signals of low power density (~651W/m²). The rectenna is used to harvest the ambient electric energy from the RF signals that have been radiated by communication and broadcasting systems at (1GHz-3GHz) without matching circuit and the second is a narrow band (1.8GHz-1.9GHz) with a matching circuit between the antenna and the rectifier.

Les infrastructures Internet et l'installation d'appareils très gourmands en énergie (en raison de l'explosion du nombre d'internautes et de la concurrence entre les services efficaces offerts par Internet) se développent de manière exponentielle. Cela entraîne une augmentation importante de la consommation d'énergie. La gestion de l'énergie dans les systèmes de distribution de contenus à grande échelle joue un rôle déterminant dans la diminution de l'empreinte énergétique globale de l'industrie des TIC (Technologies de l'information et de la communication). Elle permet également de diminuer les coûts énergétiques d'un produit ou d'un service. Les CDN (Content Delivery Networks) sont parmi les systèmes de distribution à grande échelle les plus populaires, dans lesquels les requêtes des clients sont transférées vers des serveurs et traitées par des serveurs proxy ou le serveur d'origine, selon la disponibilité des contenus et la politique de redirection des CDN. Par conséquent, notre objectif principal est de proposer et de développer des mécanismes basés sur la simulation afin de concevoir des politiques de redirection des CDN. Ces politiques prendront la décision dynamique de réduire la consommation d'énergie des CDN. Enfin, nous analyserons son impact sur l'expérience utilisateur. Nous commencerons par une modélisation de l'utilisation des serveurs proxy et un modèle de consommation d'énergie des serveurs proxy basé sur leur utilisation. Nous ciblerons les politiques de redirection des CDN en proposant et en développant des politiques d'équilibre et de déséquilibre des charges (en utilisant la loi de Zipf) pour rediriger les requêtes des clients vers les serveurs. Nous avons pris en compte deux techniques de réduction de la consommation d'énergie : le DVFS (Dynamic Voltage Frequency Scaling) et la consolidation de serveurs. Nous avons appliqué ces techniques de réduction de la consommation d'énergie au contexte d'un CDN (au niveau d'un serveur proxy), mais aussi aux politiques d'équilibre et de déséquilibre des charges afin d'économiser l'énergie. Afin d'évaluer les politiques et les mécanismes que nous proposons, nous avons mis l'accent sur la manière de rendre l'utilisation des ressources des CDN plus efficace, mais nous nous sommes également intéressés à leur coût en énergie, à leur impact sur l'expérience utilisateur et sur la qualité de la gestion des infrastructures. Dans ce but, nous avons défini comme métriques d'évaluation l'utilisation des serveurs proxy, d'échec des requêtes comme les paramètres les plus importants. Nous avons transformé un simulateur d'événements discrets CDNsim en Green CDNsim, et évalué notre travail selon différents scénarios de CDN en modifiant : les infrastructures proxy des CDN (nombre de serveurs proxy), le trafic (nombre de requêtes clients) et l'intensité du trafic (fréquence des requêtes client) en prenant d'abord en compte les métriques d'évaluation mentionnées précédemment. Nous sommes les premiers à proposer un DVFS et la combinaison d'un DVFS avec la consolidation d'un environnement de simulation de CDN en prenant en compte les politiques d'équilibre et de déséquilibre des charges. Nous avons conclu que les techniques d'économie d'énergie permettent de réduire considérablement la consommation d'énergie mais dégradent l'expérience utilisateur. Nous avons montré que la technique de consolidation des serveurs est plus efficace dans la réduction d'énergie lorsque les serveurs proxy ne sont pas beaucoup chargés. Dans le même temps, il apparaît que l'impact du DVFS sur l'économie d'énergie est plus important lorsque les serveurs proxy sont bien chargés. La combinaison des deux (DVFS et consolidation des serveurs) permet de consommer moins d'énergie mais dégrade davantage l'expérience utilisateur que lorsque ces deux techniques sont utilisées séparément. / Explosive increase in Internet infrastructure and installation of energy hungry devices because of huge increase in Internet users and competition of efficient Internet services causing a great increase in energy consumption. Energy management in large scale distributed systems has an important role to minimize the contribution of Information and Communication Technology (ICT) industry in global CO2 (Carbon Dioxide) footprint and to decrease the energy cost of a product or service. Content distribution Networks (CDNs) are one of the popular large scale distributed systems, in which client requests are forwarded towards servers and are fulfilled either by surrogate servers or by origin server, depending on contents availability and CDN redirection policy. Our main goal is therefore, to propose and to develop simulation-based principled mechanisms for the design of CDN redirection policies which will do and carry out dynamic decisions to reduce CDN energy consumption and then to analyze its impact on user experience constraints to provide services. We started from modeling surrogate server utilization and derived surrogate server energy consumption model based on its utilization. We targeted CDN redirection policies by proposing and developing load-balance and load-unbalance policies using Zipfian distribution, to redirect client requests to servers. We took into account two energy reduction techniques, Dynamic Voltage Frequency Scaling (DVFS) and server consolidation. We applied these energy reduction techniques in the context of a CDN at surrogate server level and injected them in load-balance and load-unbalance policies to have energy savings. In order to evaluate our proposed policies and mechanisms, we have emphasized, how efficiently the CDN resources are utilized, at what energy cost, its impact on user experience and on quality of infrastructure management. For that purpose, we have considered surrogate server's utilization, energy consumption, energy per request, mean response time, hit ratio and failed requests as evaluation metrics. In order to analyze energy reduction and its impact on user experience, energy consumption, mean response time and failed requests are considered more important parameters. We have transformed a discrete event simulator CDNsim into Green CDNsim and evaluated our proposed work in different scenarios of a CDN by changing: CDN surrogate infrastructure (number of surrogate servers), traffic load (number of client requests) and traffic intensity (client requests frequency) by taking into account previously discussed evaluation metrics. We are the first who proposed DVFS and the combination of DVFS and consolidation in a CDN simulation environment, considering load-balance and loadunbalance policies. We have concluded that energy reduction techniques offer considerable energy savings while user experience is degraded. We have exhibited that server consolidation technique performs better in energy reduction while surrogate servers are lightly loaded. While, DVFS impact is more considerable for energy gains when surrogate servers are well loaded. Impact of DVFS on user experience is lesser than that of server consolidation. Combination of both (DVFS and server consolidation) presents more energy savings at higher cost of user experience degradation in comparison when both are used individually.

Au cours des dernières années, le progrès des dispositifs électroniques implantables alimentés par des technologies sans fil a évolué continuellement et le besoin d'une alimentation sans fil et durable devient nécessaire pour le développement de ces appareils. La transmission d'énergie sans fil est l'une des technologies clés ayant été utilisée dernièrement pour alimenter les implants biomédicaux. Elle a été en effet l'objet des recherches scientifiques pour le traitement des maladies chroniques. La recherche en neuroscience est l'une des applications où le transfert d'énergie sans fil a amélioré la performance des implants neuronaux et a participé à la réduction de la taille, la complexité et à la consommation d'énergie de ces dispositifs. Ces implants ne peuvent pas utiliser de grosses batteries en raison de l'espace limité et pour éviter le risque associé à la chirurgie invasive pouvant également changer les résultats des expériences. Cette thèse présente le développement d'un système de transmission d'énergie sans fil par couplage inductif pour l'alimentation d'une interface d'enregistrement neuronal. Le système réalisé évite d'utiliser des grosses batteries ou câbles pour fournir l'énergie à ces interfaces et augmente la durée de vie des batteries implantables afin d'effectuer des opérations électrophysiologiques sur les animaux vivants à long terme. Cette base aidera les médecins et neuroscientifiques à suivre le comportement de ces animaux en mouvement libre et pendant une longue période de temps et en tout sécurité. La plateforme sans fil développée utilise une cage énergétique afin d'effectuer ces opérations et dans le but de distribuer la puissance dans plusieurs positions en fonction des déplacements et les mouvements effectués par des animaux des tests à l'intérieur de la cage. Le travail réalisé dans ce mémoire fournit de nouvelles stratégies pour la conception optimale des systèmes d'alimentations sans fil avec des améliorations et de forts résultats expérimentaux. Il comprend en outre le développement de quatre systèmes. Tout d'abord, l'architecture de chaque système sera présentée d'une manière ingénieuse. Par la suite, les performances du système pour des tests expérimentaux seront expliqués. Les résultats de ces tests seront bien sûr interprétés tout en comparant avec des systèmes existants. Une validation de ces résultats sera finalement effectuée avec des animaux vivants pour tester la fonctionnalité de la plateforme dans un cadre réel. / In recent years, the progress of implantable electronic devices powered by wireless technologies has evolved continuously and the need for wireless and sustainable power becomes necessary for the development of these devices. The transmission of energy without wire is one of the key technologies used lately to power biomedical implants and which has been the subject of scientific research for the treatment of several diseases such as chronic diseases. Research in neuroscience is indeed one of the applications where wireless energy transfer has improved the performance of neural implants and participated in reducing the size, complexity, and power consumption of these devices. Since these implants cannot use large batteries due to the limited space of these implants and to avoid the risk associated with the surgery, the change of the folds which can also change the results of experiment. In this thesis, a wireless energy transmission system by inductive coupling is presented, this system is used to power a neural interface. Which has made it possible to avoid the use of large batteries or cables to provide energy to these interfaces and which has increase the lifespan of implantable batteries in order to perform electrophysiological operations on living animals and in the long term, this will help physicians and neuroscientists to follow the behavior of these animals in free movement and during a long period of time and in complete safety. The developed wireless platform uses an energy cage to perform these operations and to distribute the power in several positions according to the displacements and the movements carried out by the animals of the tests inside the cage. The work carried out in this thesis provides new strategies for the optimal design of wireless power systems, with innovations and strong experimental results. It also includes the development of four systems with innovations. Firstly, the architecture of each system will be genuinely presented. Furthermore, the performance of the system for testing of the experimental will be explained. The results of these tests will be indeed interpreted in comparison with existing systems. A validation of these results will be finally performed with live animals to test the functionality of the platform in a real setting.

La lutte contre les changements climatiques est au cœur des préoccupations du 21e siècle. Pour faire face à cet enjeu, tous les secteurs d'activité doivent être alignés sur les principes du développement durable. L'industrie forestière, figurant parmi les plus énergivores au monde, doit adopter des stratégies lui permettant de réduire ses émissions de GES, d'améliorer son efficacité énergétique et de continuer à se développer de manière durable. La mise en œuvre de systèmes de gestion de l'énergie s'inscrit dans cette équation. Ainsi, cette industrie doit tirer profit de l'industrie 4.0 qui digitalise l'ensemble des pratiques opérationnelles des organisations. C'est dans ce contexte que prend place ce mémoire qui vise à promouvoir les pratiques de gestion de l'énergie au sein des processus de production de l'industrie forestière, en particulier dans les scieries. Pour y arriver, une revue de la littérature a d'abord été réalisée en vue de définir les principales dimensions de la gestion de l'énergie qui soutiennent la mise en œuvre d'un système de gestion de l'énergie dans les systèmes de production d'une organisation. Par la suite, la deuxième étape de la recherche a consisté à créer un cadre d'analyse dimensionnel afin d'évaluer le degré de maturité énergétique de l'industrie forestière dans le monde, et d'identifier les stratégies de sa transition énergétique la conduisant vers un développement plus durable. Dans la dernière étape de la recherche, deux scénarios d'analyse ont été élaborés pour les scieries du sous secteur des produits du bois, dans le but de représenter les différentes actions, indicateurs de performance énergétique, stratégies, contrôles et méthodes pouvant être utilisés pour surveiller la performance énergétique des opérations lorsque le niveau d'accès à l'information diffère entre chaque scierie. Cette dernière étape du projet a permis de constater qu'en fonction du niveau d'accès à l'information, il est possible de choisir différents outils et méthodes de contrôle de l'énergie adaptés au contexte énergétique de chaque scierie et de définir différentes actions stratégiques. Ce mémoire propose donc un tour d'horizon visant à montrer l'application des approches de gestion de l'énergie dans l'industrie forestière. Les outils développés sont des incitatifs pouvant être implantés au sein des entreprises. Les bénéfices permettront non seulement une meilleure gestion de l'énergie, mais également une réduction des impacts sur l'environnement. / The 21st century will be the century of the fight against climate change. To face this challenge, all business sectors must be aligned with the principles of sustainable development. The forest industry, one of the most energy-intensive in the world, must adopt strategies that allow it to reduce its GHG emissions, improve its energy efficiency and continue to develop in a sustainable way. The implementation of energy management systems fits into this equation. Similarly, this industry must take advantage of Industry 4.0 that is digitizing all operational practices of organizations. It is in this context that this research is carried out, which aims to promote energy management practices within the production processes of the forest industry, more particularly in sawmills. To achieve this, first a literature review was carried out in order to define the main dimensions of energy management that support the implementation of an energy management system in the production system of an organization. Subsequently, the second phase of the research consisted in creating a dimensional analysis framework in order to assess the energy maturity level of the forest industry in the world, and to identify the strategies of its energy transition leading it towards a more sustainable development. In the final phase of there search, two analysis scenarios were developed for the sawmills of the wood products subsector, in order to illustrate the different actions, energy performance indicators, strategies, controls and methods that can be used to control the energy efficiency of operations, when access to information differs between each sawmill. This last phase of the project made it possible to verify that depending on the level of access to information, it is possible to choose different tools and energy control methods adapted to the energy context of each sawmill and to define different strategic actions. Therefore, this research provides an overview intended to show the application of energy management approaches in the forest industry. The tools developed are incentives that can be implemented within companies. The benefits will not only allow better energy management, but also a reduction in environmental impacts.