Le présent travail est une contribution au domaine de la récupération de l’énergie. La conversion mise en place est faite à échelle centimétrique, les puissances électriques produites étant suffisantes pour alimenter des dispositifs à basse consommation, comme par exemple les capteurs sans fil. Une technologie innovante pour la récupération de l’énergie thermique est proposée, l’objectif étant de fabriquer des dispositifs fins, flexibles et bas coût pour une utilisation sans radiateur. Le fonctionnement choisi repose sur une conversion de la chaleur en électricité en deux étapes : thermomécanique (réalisée avec des bilames thermiques) et mécano-électrique (réalisée avec des piézoélectriques). Plusieurs prototypes ont été élaborés, aboutissant à des dispositifs matriciels flexibles, d’une épaisseur de quelques millimètres et fonctionnant sans radiateur avec refroidissement par convection naturelle. Les signaux générés sont des pics de tension qui dépassent les 10 V, pour une puissance mécanique disponible autour de 200 µW à 75°C. Plusieurs études ont été réalisées pour l'optimisation des dispositifs et la caractérisation de leurs composants. Leurs lois d’échelle ont été déduites, prédisant un gain en puissance avec la miniaturisation. Des modèles ont été proposés pour le comportement du piézoélectrique et pour le comportement thermique d’un dispositif. Les premiers cas d’usage ont été identifiés et les premiers tests ont été faits dans les environnements proposés par des potentiels utilisateurs. / The present work is a contribution to the domain of energy harvesting. The developed conversion is made at centimeter scale, and the generated electrical power is sufficient for low power devices, as for example wireless sensor nodes. An innovative technology for heat energy harvesting is proposed, with the goal to fabricate thin, flexible, and low cost devices for a use without a heat sink. Their working principle relies on a two-step conversion of heat into electricity: thermo-mechanical (with thermal bimetals) and mechanoelectrical (with piezoelectrics). Several prototypes have been built, resulting in flexible matrix devices that are a few millimeters thick and work without a heat sink with natural convection. The generated signals are voltage peaks above 10 V, for an available mechanical power in the order of 200 µW around 75°C. Several studies have been done for the optimization of the devices and the characterization of their components. Scale laws have been established, and predict significant power gain with miniaturization. Analytical models have been elaborated for the behavior of the piezoelectric and for the thermal behavior of a device. The first use cases have been identified, and the first tests have been performed in environments proposed by potential end users.

L’étude de cas de l’« éolienne » est abordée au travers de quatre scènes techniques : moulins à huile à Lille à la fin du XVIIIe siècle, moulins électriques au Danemark au tournant du XXe siècle, aérogénérateurs en France dans les années 1950, éoliennes modernes à la fin du XXe siècle en Allemagne du Nord. Chacune de ces scènes techniques fait l’objet d’une analyse technique articulée autour de la connaissance du vent, de l’aérodynamique et de la mécanique des structures et d’une analyse socio-économique centrée sur le secteur d’activité dans lequel elles sont intégrées, pour comprendre ce que les gens font avec cet objet technique. Cette recherche montre que toutes les éoliennes ayant connu une large diffusion sont fondées sur une même architecture globale et sur un même principe physique permettant de définir des indicateurs de performance et de régularité sur une longue période. Envisagée comme machine de production et non comme convertisseur d’énergie, chaque éolienne est optimale dans le contexte technique et socio-économique de son époque. L’histoire des techniques proposée s’articule autour de la notion de fonction en relation d’une part avec le fonctionnement opératoire d’une combinaison de structures matérielles, d’autre part, l’intention de concepteurs et d’utilisateurs agissant suivant des normes sous-tendues par des valeurs morales, esthétiques et culturelles. / The case study of the "wind turbine" is analyzed through four technical scenes: oil mills in Lille at the end of the 18th century, electric mills in Denmark at the turn of the 20th century, aerogenerators in France in the 1950s, modern wind turbines in the late twentieth century in northern Germany. Each of these technical scenes is the subject of a technical analysis based on the knowledge of wind, aerodynamics and structural mechanics and a socio-economic analysis centered on the sector of activity in which they are integrated, to understand what people are doing with this technical object.This research shows that all wind turbines that have been widely distributed are based on the same global architecture and on the same physical principle allowing the definition of indicators of performance and regularity over a long period. Considered as a production machine and not as an energy converter, each wind turbine is optimal in the technical and socio-economic context of its time.The proposed history of the techniques revolves around the notion of function in relation, on the one hand, to the operation of a combination of material structures and on the other to the intention of designers and users acting according to standards underpinned by moral, aesthetic and cultural values.

« Comment sont opérés les choix énergétiques dans les projets d’aménagement ? » Cette question, de curiosité, s’inscrit par ailleurs dans des préoccupations d’actualité. Face à la montée en puissance des enjeux environnementaux et plus particulièrement énergétiques dans la fabrique urbaine, le monde de l’aménagement cherche en effet à renouveler ses manières de faire. Cependant, la mise en oeuvre de tels changements se heurte à une méconnaissance de la mécanique opérationnelle des projets d’aménagement. Dès lors, notre thèse s’est construite autour de la compréhension des mécanismes de production des choix d’aménagement dans les projets urbains français. Nous nous sommes plus précisément intéressés à l’espace d’action de la maîtrise d’ouvrage urbaine, qui s’étend à l’interface entre les orientations « stratégiques » de la planification (planning) et les choix « techniques » de la conception formelle (design). Nous écartant de la division artificielle des tâches entre maîtrise d’ouvrage et maîtrise d’oeuvre, nous postulons que la maîtrise d’ouvrage urbaine est responsable d’une véritable activité de conception qui se décline sous plusieurs formes :- la participation à l’élaboration et à l’actualisation des orientations stratégiques et des choix de programmation et de composition du projet d’aménagement ;- l’encadrement des couples maîtrise d’ouvrage/maîtrise d’oeuvre dans la fabrique des différentes composantes matérielles (bâtiments, infrastructures, espaces publics) de l’espace urbain ;- l’élaboration et le pilotage des dispositifs et des processus d’organisation de l’action collective.Dans ce cadre, la thèse propose d’abord de documenter empiriquement la « boîte noire » que constitue encore l’activité de conception de la maîtrise d’ouvrage urbaine. Nous appuyant sur une analyse approfondie des choix énergétiques opérés à l’occasion de l’opération d’intérêt national Bordeaux Euratlantique, il s’agit de traiter les questions suivantes : quelles sont les scènes de conception internes et externes à la maîtrise d’ouvrage urbaine et comment s’articulent-elles ? quels sont les processus qui aboutissent aux formulations et aux reformulations des choix d’aménagement au cours du projet ? et quelle instrumentation maîtrise d’ouvrage urbaine mobilise-t-elle dans son activité de conception ?Pour ce faire nous reconstruisons, sous forme de récit, les principales séquences d’action ayant abouti à la définition d’une stratégie énergétique et environnementale, à l’organisation de la prise en compte des aspects énergétiques dans la fabrique du bâti, et à la mise en place de systèmes d’approvisionnement en chaleur et en froid. Adoptant une approche pragmatique, nous combinons des grilles de lecture issues de différentes disciplines (sociologies des organisations et des techniques, sciences de gestion) pour interpréter chacune de ces séquences d’action en mettant en lumière leurs dimensions politique, cognitive et productive.La lecture transversale du récit nous permet ensuite de mettre en évidence le rôle primordial alloué à la décision, comprise comme un dispositif d’engagement et d’irréversibilisation de l’action collective. Comme la qualité, les coûts et les délais, la décision peut alors être considérée comme un macro-objectif qui guide la maîtrise d’ouvrage dans son activité de conception.Toutefois, le pilotage de la conception par la facilitation de la décision entre parfois en conflit avec la complexité des assemblages sociotechniques de la fabrique urbaine, caractérisés par des interdépendances qui poussent à un traitement intégré de certaines interfaces. La thèse se conclut donc par une relecture des objectifs de qualité-coûts-délais-décision au prisme d’une tension entre la logique du « définir », guidée par la performance technico-économique, et la logique du « faire advenir », guidée par l’effectivité opérationnelle / “How is energetical design done in urban development projects?” This question goes beyond curiosity, in line with current preoccupations. Facing the growing pressure of environment and energy challenges within urban fabric, urban development is trying to renew its practices. Such changes, however, need to address the general lack of understanding about the actual logics of collective action during urban development projects.Our research aims to better understand the generation processes of design choices in French urban development projects. We focus on the space of “maîtrise d’ouvrage urbaine” (local development authority), which stretches at the interface between strategic orientations of planning authorities and technical choices of formal designers. Moving away from the traditional division of labour, we assume that local development authorities are actually responsible for a design activity, which covers the generation and update of strategic orientations for urban development, the regulation of buildings, infrastructures and public spaces productions, and the organisation and management of collective design activity.Within this framework, this research first provides empirical insights of the urban development authority’s energy design activity at Bordeaux Euratlantique, France. Through an extensive account of energy choices in this project, we document the various, intertwined design arenas, the processes for designing and updating design choices, and the instrumentation of urban development authority’s design activity. To understand these phenomena from political, cognitive and managerial perspectives, we combine various theoretical frameworks derived from pragmatic approaches of organizational studies, science & technology studies and management sciences.The cross-analysis of our empirical account allows us to highlight the key role of collective action initiation and lock-in, which are embodied by the concept of decision. Decision then become a macro-objective for urban developers alongside quality, costs and delays. But the management of design activity from a decision-making perspective sometimes comes into conflict with the complexity of urban sociotechnical assemblages, which call for an integrated processing of interfaces and interdependencies. The thesis then concludes on the tension between the logic of “definition”, which is steered by techno-economic performance objectives, and the logic of “implementation”, which is steered by operational effectivity challenges

Ces travaux se proposent d’étudier le potentiel de la polymérisation plasma d’un composé organosilicié cyclique pour répondre aux besoins technologiques variés en fonctionnalisation de surface. Il est montré l’influence relative de paramètres opérationnels critiques sur la cinétique et les régimes de croissance du matériau. Ces paramètres régissent en grande partie la conformation du polymère plasma qui en déterminera les propriétés. Ainsi, il est possible d’obtenir des surfaces de basse énergie, 18 mJ.m-2 et de haute énergie, 68 mJ.m-2, en fonction des conditions de synthèse. Il est montré comment la nature cyclique de la conformation du polymère peut, de manière surprenante, contrôler finement les propriétés d’hystérésis de mouillage de la surface lorsque le procédé de synthèse est en régime d’oligomérisation. Enfin, l’intérêt pratique d’un tel procédé est illustré par quelques exemples applicatifs révélant le potentiel de ces matériaux, les polydiméthylsiloxanes cycliques plasma / The aim of this work is to study the potential of plasma polymerization of a cyclic organosilicon compound to supply the various needs in surface functionnalization. Plasma polymerization kinetics and growth modes depend on critical process parameters. These parameters mainly govern the conformation of the plasma polymer which determines its bulk properties. These bulk properties influence the surface properties. Using the present process, low surface energy, 18 mJ.m-2, and high surface energy, 68 mJ.m-2, could be obtained depending on the synthesis conditions. The cyclic nature of the polymer conformation surprisingly control the wetting hysteresis properties of the surface with high accuracy when the process works in the oligomerization growth mode. Finally, the interest of such a process is illustrated with some examples of applications showing the potential of these materials, i.e. the cyclic plasma polydimethylsiloxanes

Předkládaná disertační práce usiluje o navázání na vědeckou činnost, která je soustředěna do oblasti podpor obnovitelných zdrojů energie ve členských státech Evropské unie a USA. Práce se zaměřuje na provedení hloubkové analýzy dvou primárních podpůrných nástrojů, minimálních výkupních cen (zahrnující také schéma tržních příplatků/zelených bonusů) a kvótního systému se zelenými obchodovatelnými certifikáty, na liberalizovaných elektroenergetických trzích Texasu, Velké Británie, Španělska a České republiky. Přičemž rozbor je v doktorské práci proveden výlučně pro nástroje sloužící k podpoře elektrické energie z OZE.

Diplomová práce mapuje reálnost využívání obnovitelných zdrojů energie ve vazbě na vytýčený indikativní cíl pro OZE v roce 2010. V práci je přiblížen vývoj, který vedl k uznání výroby energie z OZE za jednu z priorit energetické politiky EU. Velký vliv měla a má hrozba změny klimatu a také snaha o udržitelný rozvoj zemí EU. Práce popisuje nejvýznamnější obnovitelné zdroje energie a uvádí hlavní výhody a nevýhody jejich energetického využití včetně systému podpory jejich rozvoje. Důležité jsou hodnotící zprávy Komise, které se týkají rozvoje OZE. Závěr práce shrnuje zjištěné skutečnosti a vyjadřuje se k diskutovanému tématu budoucího rozvoje obnovitelných zdrojů energie.

The main target of the thesis is analysing of short-term indirect cross-sectoral impacts of taxation of electricity, solid fuels and natural gas on particular sectors of NACE in the Czech Republic, especially impacts on production prices. The key instrument for the analysis is the short-term price model for the Czech Republic, created as a component of the thesis. A secondary target is focused on the analysis of direct impacts, especially impacts on prices and expenditures of particular sectors of NACE. Within the scope of the main target, there are five different variants of taxation. For each of them the impact of taxation of particular commodities on changes in production prices of particular sectors of NACE is simulated. Than two different variants, both of them including taxation of all commodities, are compared. The thesis includes also two hypotheses, which are going to be confirmed or disproved on the basis of obtained results. For achieving the main target the methodology of Leontief input -- output analysis was chosen (Leontief, 1966). This is the key instrument for creating short-term price model for the Czech Republic. This method is suitable especially for analysing short-term cross-sectoral impacts, however under necessary condition of no changes in current technologies, agreements and cross-sectoral relations. This condition represents strict limitation for the price model created for the thesis. Regarding scientific contribution, the main asset of this thesis is creation of macroeconomic short-term price model for the Czech Republic, which is based on methodology of Leontief input -- output analysis. The additional contribution is calculation of the short-term impacts of new environmental taxation on production prices of particular sectors of NACE. Considering available information, environmental taxes in the Czech Republic have not been analysed by Leontief input - output methodology yet. There is not also sufficient analysis of environmental taxes impacts on particular sectors of NACE in the Czech Republic. The thesis is divided to seven chapters. The first chapter focuses on introduction to environmental tax regulation issue. The second chapter presents theories and concepts of taxation impact analysis. The third chapter focuses on models and empirical research in environmental taxation area. The fourth chapter is dealing with basic practical aspects of introduction of new energy taxation in the Czech republic and presents data useful for the following analysis. The fifth chapter consists of describing of applied methodology and describing of creation of the price model. The sixth chapter summarises results of simulation of direct impact of taxation on average prices for companies and on expenditures of particular sectors of NACE. The seventh chapter presents results of cross-sectoral analysis of indirect macroeconomic impacts for all variants; the chapter includes also testing of hypotheses and comments of final results.

The thesis deals with the process of creating the internal electricity market in the European Union. The first part focuses on the development of EU energy policy and on the influence of legislative and institutional framework on the creation of the internal electricity market. The second part describes the specifics of electricity and the process of liberalization. It also deals with the interconnection of energy networks. The third part of the thesis is devoted to electricity markets and their regulation. The fourth section examines the development of electricity prices in European countries. Analysis of price convergence shows the current state of creating the single internal market in electricity.

Affordable energy in sufficient quantities is essential for the melioration of the world and especially developing countries. Nuclear energy has the potential to provide long-term solution for growing energy consumption in an economically and environmentally sustainable manner. Problematic factors include the financial magnitude of the initial investment, the extensive requirements for technological and institutional establishment, issues related to safety and security, and the disposal of radioactive material. This thesis analyzes the position of nuclear power in the world. Based on an analysis of advantages and disadvantages of nuclear energy, it then identifies the potential for utilizing nuclear energy in emerging countries. Five developing countries, with very different starting positions, have been selected to investigate how they can secure and develop their energy requirements. The selected countries include China, Chile, Ukraine, United Arab Emirates and Bangladesh.

De nos jours, les pays sont amenés à prendre des mesures visant à une meilleure rationalisation des ressources en électricité dans une optique de développement durable. Des solutions de comptage communicantes (Smart Meters), sont mises en place et autorisent désormais une lecture fine des consommations. Les données spatio-temporelles massives collectées peuvent ainsi aider à mieux connaitre les habitudes de consommation et pouvoir les prévoir de façon précise. Le but est d'être en mesure d'assurer un usage « intelligent » des ressources pour une meilleure consommation : en réduisant par exemple les pointes de consommations ou en ayant recours à des sources d'énergies renouvelables. Les travaux de thèse se situent dans ce contexte et ont pour ambition de développer des outils de fouille de données en vue de mieux comprendre les habitudes de consommation électrique et de prévoir la production d'énergie solaire, permettant ensuite une gestion intelligente de l'énergie.Le premier volet de la thèse s'intéresse à la classification des comportements types de consommation électrique à l'échelle d'un bâtiment puis d'un territoire. Dans le premier cas, une identification des profils types de consommation électrique journalière a été menée en se basant sur l'algorithme des K-moyennes fonctionnel et sur un modèle de mélange gaussien. A l'échelle d'un territoire et en se plaçant dans un contexte non supervisé, le but est d'identifier des profils de consommation électrique types des usagers résidentiels et de relier ces profils à des variables contextuelles et des métadonnées collectées sur les usagers. Une extension du modèle de mélange gaussien classique a été proposée. Celle-ci permet la prise en compte de variables exogènes telles que le type de jour (samedi, dimanche et jour travaillé,…) dans la classification, conduisant ainsi à un modèle parcimonieux. Le modèle proposé a été comparé à des modèles classiques et appliqué sur une base de données irlandaise incluant à la fois des données de consommations électriques et des enquêtes menées auprès des usagers. Une analyse des résultats sur une période mensuelle a permis d'extraire un ensemble réduit de groupes d'usagers homogènes au sens de leurs habitudes de consommation électrique. Nous nous sommes également attachés à quantifier la régularité des usagers en termes de consommation ainsi que l'évolution temporelle de leurs habitudes de consommation au cours de l'année. Ces deux aspects sont en effet nécessaires à l'évaluation du potentiel de changement de comportement de consommation que requiert une politique d'effacement (décalage des pics de consommations par exemple) mise en place par les fournisseurs d'électricité.Le deuxième volet de la thèse porte sur la prévision de l'irradiance solaire sur deux horizons temporels : à court et moyen termes. Pour ce faire, plusieurs méthodes ont été utilisées parmi lesquelles des méthodes statistiques classiques et des méthodes d'apprentissage automatique. En vue de tirer profit des différents modèles, une approche hybride combinant les différents modèles a été proposée. Une évaluation exhaustive des différents approches a été menée sur une large base de données incluant des paramètres météorologiques mesurés et des prévisions issues des modèles NWP (Numerical Weather Predictions). La grande diversité des jeux de données relatifs à quatre localisations aux climats bien distincts (Carpentras, Brasilia, Pampelune et Ile de la Réunion) a permis de démontrer la pertinence du modèle hybride proposé et ce, pour l'ensemble des localisations / Nowadays, countries are called upon to take measures aimed at a better rationalization of electricity resources with a view to sustainable development. Smart Metering solutions have been implemented and now allow a fine reading of consumption. The massive spatio-temporal data collected can thus help to better understand consumption behaviors, be able to forecast them and manage them precisely. The aim is to be able to ensure "intelligent" use of resources to consume less and consume better, for example by reducing consumption peaks or by using renewable energy sources. The thesis work takes place in this context and aims to develop data mining tools in order to better understand electricity consumption behaviors and to predict solar energy production, then enabling intelligent energy management.The first part of the thesis focuses on the classification of typical electrical consumption behaviors at the scale of a building and then a territory. In the first case, an identification of typical daily power consumption profiles was conducted based on the functional K-means algorithm and a Gaussian mixture model. On a territorial scale and in an unsupervised context, the aim is to identify typical electricity consumption profiles of residential users and to link these profiles to contextual variables and metadata collected on users. An extension of the classical Gaussian mixture model has been proposed. This allows exogenous variables such as the type of day (Saturday, Sunday and working day,...) to be taken into account in the classification, thus leading to a parsimonious model. The proposed model was compared with classical models and applied to an Irish database including both electricity consumption data and user surveys. An analysis of the results over a monthly period made it possible to extract a reduced set of homogeneous user groups in terms of their electricity consumption behaviors. We have also endeavoured to quantify the regularity of users in terms of consumption as well as the temporal evolution of their consumption behaviors during the year. These two aspects are indeed necessary to evaluate the potential for changing consumption behavior that requires a demand response policy (shift in peak consumption, for example) set up by electricity suppliers.The second part of the thesis concerns the forecast of solar irradiance over two time horizons: short and medium term. To do this, several approaches have been developed, including autoregressive statistical approaches for modelling time series and machine learning approaches based on neural networks, random forests and support vector machines. In order to take advantage of the different models, a hybrid model combining the different models was proposed. An exhaustive evaluation of the different approaches was conducted on a large database including four locations (Carpentras, Brasilia, Pamplona and Reunion Island), each characterized by a specific climate as well as weather parameters: measured and predicted using NWP models (Numerical Weather Predictions). The results obtained showed that the hybrid model improves the results of photovoltaic production forecasts for all locations