Ce travail essaie d'aborder la problématique de la transition énergétique sous un angle assez particulier afin de soulever la complexité de cette transition et le fait qu'on est encore relativement loin de traiter cette question d'une manière convenable et convaincante. Après avoir discuté cette problématique dans les deux premiers chapitres, en se basant sur la littérature déjà existante, deux autres modèles ont été proposés afin de contribuer modestement à cette littérature. Ces deux modèles sont de deux familles différentes, notamment TETM et EnvETM2, qui ont, chacun, des particularités propres , et donnent, en général, des résultats assez divergents.On déduit des résultats du premier modèle que le développement des énergies renouvelables ne doit pas dépasser un certain niveau, et que les politiques basées sur les prix de l'énergie (taxes, subventions, ...) seront plus efficaces pour accélérer la transition énergétique. La transition énergétique ne pourra passer avec le même rythme dans tous les secteurs, ce qui fait que les choix politiques doivent être très précis pour viser les bons secteurs et territoires, afin de mener une transition optimale.Le deuxième modèle a pour objectif la généralisation du modèle CMM afin d'explorer de nouvelles politiques pour lutter contre les problèmes environnementaux, causés par l'utilisation massive des ressources énergétiques fossiles, sources des gaz à effet de serre. On peut résumer les résultats de ce modèle en déduisant que l'énergie renouvelable doit être produite tout le temps, même avec un prix de l'énergie inférieur à son coût marginal. Ce qui implique que les énergies renouvelables doivent être subventionnées, tant qu'elles restent non-compétitives. L' utilisation des énergies renouvelables n'est pas forcement une solution suffisante pour lutter contre l'émission de gaz à effet de serre ; dans certains cas on doit diminuer, en même temps, l'utilisation de cette énergie propre. / This work tries to approach the problem of the energy transition under a rather particular angle to raise the complexity of this transition and the fact whom we are still relatively far from handling this question in a suitable and convincing way. By discuss this problem in the first two chapters, basing on the already existing literature ; two other models were proposed to contribute modestly to this literature. These two models belong to two different families, in particular TETM and EnvETM2 who have, each, peculiarities appropriate to him, and give, generaly, rather divergent results.We deduce from results of the first model that the development of the renewable energies does not have to exceed certain level, and that the policies based on energy prices (taxes, subsidy, ...) will be more effective to accelerate the energy transition. The energy transition will not can pass with the same rhythm in all sectors, what makes that political choices must be very precise to choose the rignts sectors ans territories, to lead an optimal transition.The second model, has for objective the generalization of the model of CMM1 to explore new policies to fight against the environmental problems, caused by the massive use of the fossil energy resources, sources of GHG (greenhouse gas emissions). We can summarize the results of this model by deducing that the renewable energy must be produced over time, even with an energy price lower than its marginal cost. This implies that the renewable energies have to subsidized, as long as they remain non-competitive. The use of the renewable energies is not sufficient solution to fight against GHG emissions, in certain case we have to abate as we use ReE.

En 30 ans, les batteries Li-ion ont littéralement colonisé notre environnement depuis et leur déploiement s’accélère. Puissante, efficace, légère et compacte, cette technologie présente des problèmes de sécurité. C’est pourquoi la plupart de ces batteries sont équipées de systèmes de gestion. Ils nécessitent l’accès à certains états internes qui ne sont pas tous mesurables. Cette thèse se propose d’estimer les variables en question à l’aide d’observateurs non-linéaires. Un observateur permet d’estimer des états inaccessibles à la mesure, à partir des mesures disponibles et d’un modèle mathématique des dynamiques mises en jeu. Les transports électrochimiques à l’œuvre dans les batteries sont responsables de leur comportement. Nous en proposons un modèle électrochimique adapté à l’observation. Celui-ci repose sur la discrétisation spatiale des équations aux dérivées partielles décrivant ces phénomènes et sur une série d’hypothèses. Présenté comme un système sous forme de représentation d’état, les dynamiques sont affines et l’équation de sortie est non-linéaire. Parmi les observateurs de systèmes à sortie non-linéaire dont nous avons connaissance, aucun ne peut s’appliquer directement au modèle proposé. Nous en avons donc développé de nouveaux dont la stabilité est garantie lorsqu’une inégalité matricielle est satisfaite. Nous avons ensuite confronté ces observateurs à des données expérimentales d’éléments commercialisés. Le comportement de l’observateur est encourageant et semble être un bon compromis entre sens physique et complexité numérique / Developed in the nineties, lithium batteries have colonized our environment in less than thirty years and they keep spreading faster and faster. Powerful, efficient, light and compact, this technology remains hazardous. In order to limit the danger and slow the aging of lithium cells, most of such batteries embed a management system. The latter needs to access some internal states, which are not directly measurable. This thesis intends to estimate these variables using a nonlinear observer, which is based on an electrochemical model. The behavior of the battery is driven by the transportation phenomenon of its main electrochemical species. We therefore built a finite dimensional electrochemical model of these adapted to estimation. It relies on the spatial discretization of the partial differential equations, which describe these transportation phenomena. It also formulates some assumptions, such as the fact that an electrode globally behaves like a single particle of its active material. The obtained state space model has affine dynamics and a nonlinear output. Among the existing observers for such systems that we are aware of, none can be applied directly to the developed model. Hence, we developed new ones whose stability is guaranteed provided a linear matrix inequality holds, which is used to construct the observation gain. We then confront these observers to experimental data acquired on commercialized batteries. The obtained results are encouraging and the observer seems to be a fair compromise between physical meaning and numerical complexity

La thèse vise à établir une gestion du risque technologique optimal pour assurer la réduction des dangers de nouveaux risques émergents, sans entraver le chemin de l'innovation. Les travaux de recherche apportent une contribution aux stratégies ex-ante et ex-post de la gestion des risques et fournissent des données théoriques et empiriques pour aborder la gestion des nouveaux risques émergents. La première partie de la thèse examine, du point de vue juridique et économique, l'efficacité de la règle de la responsabilité civile lorsque le décideur manque d'information sur la probabilité d'un événement. La deuxième partie de la thèse porte une attention particulière à la transition énergétique en France afin de se concentrer sur l'assurabilité de la performance énergétique dans le secteur du logement. Les résultats théoriques et expérimentaux de la première partie de la recherche attestent d'une forte validité empirique selon laquelle le droit de la responsabilité civile ne peut pas fournir des incitations optimales ex-ante en absence d'information sur la probabilité d'accident. Les régimes de la responsabilité illimitée et limitée conduisent à un surinvestissement dans la prévention par rapport aux nouveaux risques émergents. Les résultats empiriques de la deuxième partie de la thèse révèlent que 23,75% des ménages, qui ont participé au programme de rénovation "Je Rénove BBC", ne peuvent pas atteindre l'objectif d'énergie prévu, mais l'amplitude de l'écart de performance énergétique est relativement faible. Les résultats des travaux de recherche impliquent plusieurs recommandations politiques pour gérer les nouvelles technologies émergentes dans le futur. / The thesis aims to establish an optimal technological risk management to ensure hazard reduction of new emerging risks without impeding the innovation path. The research work contributes to ex-ante and ex-post risk management strategies and provides theoretical and empirical evidence to address the management of new emerging risks. The first part of the thesis examines, from the perspective of Law and Economics, the effectiveness of the tort liability rule for the situation where the decision maker is lacking information about the probability of an event to occur. The second part of the thesis pays particular attention to the environmental energy transition in France and focus on the insurability of the energy performance in the housing sector. The theoretical and experimental findings from the first part of the research convey strong validity that tort law cannot provide ex-ante optimal incentives when there is lacking information about the probability of accident. The regime of unlimited and limited liability leads to overinvestment in prevention in regard to new emerging risks. The empirical results of the second part of the thesis reveal that 23.75% of households participated in the weatherization program "Je Rénove BBC" do not achieve the required energy target but the severity of the energy performance gap is relatively low. The findings of the research work imply several policy recommendations to manage new emerging technologies in the future.

La transition énergétique est un enjeu majeur actuel et des années à venir. Parmi les défis qu’elle va soulever figure la limitation des impacts environnementaux de la production d’électricité. Pour cela, des outils d’aide à la décision, simples d’utilisation et suffisamment précis, considérant les aspects environnementaux et permettant d’optimiser les choix énergétiques futurs, doivent être mis en place. L’analyse environnementale d’une filière de conversion d’énergie est un sujet complexe. Elle comporte en effet deux niveaux. Le niveau « filière », caractérise le profil global d’impacts environnementaux des systèmes, et le niveau « système » caractérise leurs impacts, permettant ainsi une analyse intra-filière. Pour répondre à ce besoin de caractérisation en deux niveaux, nous proposons une méthodologie générique permettant de développer des modèles d’estimation des profils environnementaux de chacune des filières et d’estimer simplement ceux des systèmes qui la composent sans avoir à réaliser une étude détaillée. Cette méthodologie repose sur la définition d’un modèle d’Analyse de Cycle de Vie paramétré prenant en compte, par Analyse Globale de Sensibilité, un large échantillon de systèmes représentatif des configurations observées en pratique au sein des filières. Dans un second temps, des modèles simplifiés estimant les performances environnementales des systèmes sont définis, en fonction de quelques paramètres clefs identifiés comme expliquant la plus grande part de variance des impacts environnementaux de la filière. Cette méthodologie de réduction de modèle a été appliquée à la filière éolienne terrestre en Europe et à la filière photovoltaïque résidentielle en France. / The energy transition debate is a key issue for today and the coming years. One of the challenges is to limit the environmental impacts of electricity production. Decision support tools, sufficiently accurate, simple to use, accounting for environmental aspects and favoring future energetic choices, must be implemented. However, the environmental assessment of the energy pathways is complex, and it means considering a two levels characterization. The “energy pathway” is the 1st level and corresponds to its environmental distribution, to compare overall pathways. The “system pathway” is the 2nd level and compares environmental impacts of systems within each pathway. We have devised a generic methodology covering both necessary characterization levels by estimating the energy pathways environmental profiles while allowing a simple comparison of its systems environmental impacts. This methodology is based on the definition of a parameterized Life Cycle Assessment model and considers, through a Global Sensitivity Analysis, the environmental impacts of a large sample of systems representative of an energy pathway. As a second step, this methodology defines simplified models based on few key parameters identified as inducing the largest variability in the energy pathway environmental impacts. These models assess in a simple way the systems environmental impacts, avoiding any complex LCAs. This reduction methodology has been applied to the onshore wind power energy pathway in Europe and the photovoltaic energy pathway in France.