Dissertations / Theses: 'Efficacité énergétique et spéctrale'

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Chebbi, Samar. "Massive access for 5G networks and beyond." Electronic Thesis or Diss., Limoges, 2025. http://www.theses.fr/2025LIMO0003.

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Abstract:

Cette thèse aborde les déﬁs posés par la conception et l’optimisation des systèmes de communication sans ﬁl MIMO-NOMA dans les réseaux de cinquième (5G) et sixième génération (6G). Ces technologies sont au cœur des applications modernes nécessitant une communication ultra-ﬁable et à faible latence (uRLLC), comme les véhicules autonomes, l’automatisation industrielle, et les systèmes de réalité augmentée. L’objectif principal de cette thèse est de développer des techniques avancées pour la gestion des ressources, la réduction du retard, et l’amélioration de l’efﬁcacité énergétique, dans un contexte où un grand nombre d’utilisateurs partagent simultanément les ressources réseau. Dans un premier temps, un état de l’art est présenté, couvrant les concepts de base du multiplexage par répartition non orthogonale (NOMA) et des systèmes multi-antennes MIMO, ainsi que les avancées récentes dans le domaine de la communication uRLLC. Ensuite, des algorithmes novateurs de regroupement d’utilisateurs (clustering) et d’allocation de puissance, fondés sur la latence et la corrélation spatiale, sont proposés. Ces algorithmes permettent de prioriser les utilisateurs selon leurs besoins en termes de qualité de service (QoS) et de minimiser les interférences entre clusters d’utilisateurs. En parallèle, un cadre pour la modélisation et la simulation des retards dans les systèmes MIMO-NOMA est développé, intégrant des scénarios réalistes où les paquets de données sont transmis en fonction de leurs contraintes de délai. Les résultats obtenus à partir des simulations montrent une amélioration signiﬁcative en termes de réduction du retard moyen, d’augmentation du nombre d’utilisateurs desservis, et d’efﬁcacité énergétique par rapport aux méthodes existantes. De plus, l’analyse comparative révèle que l’utilisation d’une approche basée sur la corrélation spatiale et la latence permet de mieux répondre aux exigences des applications critiques en temps réel. Ces travaux contribuent de manière substantielle à la conception des réseaux 5G/6G, en apportant des solutions adaptées aux déﬁs des communications massives à faible latence et aux environnements à haute densité d’utilisateurs
This thesis addresses the challenges posed by the design and optimization of MIMO-NOMA wireless communication systems in ﬁfth (5G) and sixth-generation (6G) networks. These technologies are pivotal for modern applications requiring Ultra-Reliable Low-Latency Communication (uRLLC), such as autonomous vehicles, industrial automation, and augmented reality systems. The main objective of this thesis is to develop advanced techniques for resource management, delay reduction, and energy efﬁciency enhancement in a context where a large number of users simultaneously share network resources. First, the thesis presents a comprehensive literature review covering the fundamentals of Non- Orthogonal Multiple Access (NOMA) and MIMO systems, along with recent advancements in uRLLC communication. Next, innovative algorithms for user clustering and power allocation, based on latency and spatial correlation, are proposed. These algorithms prioritize users based on their Quality of Service (QoS) requirements and minimize inter-cluster interference. Additionally, a framework for delay modeling and simulation in MIMO-NOMA systems is developed, incorporating realistic scenarios where data packets are transmitted according to their delay constraints. The simulation results demonstrate signiﬁcant improvements in reducing average delay, increasing the number of users served, and enhancing energy efﬁciency compared to existing methods. Moreover, the comparative analysis reveals that leveraging spatial correlation and latency-based clustering approaches better meets the demands of time-critical applications. These ﬁndings contribute substantially to the design of 5G/6G networks by offering solutions that address the challenges of massive low-latency communications and high-density user environments

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Jaouadi, Randa. "Compromis efficacité énergétique et efficacité spectrale pour les objets communicants autonomes." Thesis, Nantes, 2017. http://www.theses.fr/2017NANT4041/document.

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Abstract:

Les progrès technologiques ont permis le développement d’applications de capteurs sans fil. Ces capteurs sont généralement déployés avec des ressources énergétiques réduites où le remplacement d’une batte rie peut être coûteux. L’efficacité énergétique est une contrainte importante pour assurer une grande autonomie. La tendance actuelle vers des applications à haut débit demande non seulement une grande efficacité spectrale mais aussi une consommation réduite de l’énergie. Étudier le compromis entre l’efficacité spectrale et l’efficacité énergétique pour les réseaux de capteurs sans fil (RCSFs) est donc primordial. Nous nous concentrons dans cette thèse sur l’étude des techniques adoptées au niveau de la couche physique. D’abord, les différents aspects caractérisant les RCSFs sont introduits. Puis les approches courantes pour réduire l’énergie dans ces réseaux sont rappe- lés tout en soulignant le lien entre la consommation d’énergie et l’amélioration de l’efficacité spectrale. Des modèles courants de consommation d’énergie sont introduits et classés afin d’étudier l’évolution de l’énergie consommée en fonction de l’efficacité spectrale. En second lieu, nous nous sommes focalisés sur le choix de la modulation du point de vue énergétique et spectrale afin de trouver le schéma de modulation optimal qui minimise l’énergie. Nous avons étudié ensuite le com- promis entre l’efficacité énergétique et spectrale en tenant compte des contraintes imposées par le système. Enfin, nous nous sommes intéressés à l’intégration du codage et du protocole de contrôle d’erreurs dont nous avons étudié l’impact sur le compromis efficacité énergétique et efficacité spectrale
Technological advances have led to the develop- ment of wireless sensor applications. These sensors are generally deployed with reduced energy resources where replacing a battery can be costly. Energy ef ficiency is an important constraint to ensure a high level of autonomy. The current trend towards high- throughput applications requires not only high spectral efficiency but also reduced energy consumption. It is therefore essential to study the trade-off between spec tral efficiency and energy efficiency for wireless sensor networks (WSNs). In this thesis we concentrate on the different techniques adopted at the level of the phys- ical layer. At first, the various aspects characterizing the WSNs are introduced. Then, the efforts made to optimize the conservation of energy in these networks are summarized while highlighting the link between the energy consumption and the spectral efficiency. Then, different energy models are introduced and classified in order to study the evolution of the consumed energy as a function of the spectral efficiency. Secondly, we focus on the choice of modulation in order to find the optimal scheme that minimizes energy. We then studied the tradeoff between energy and spectral efficiency, taking into account the constraints imposed by the sys- tem. Finally, we are interested in coding strategy and error control protocol to study their impact on the energy efficiency and spectral efficiency tradeoff

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Smida, Rafik. "TIC et environnement : optimisation et efficacité énergétique. (Cas de la Tunisie)." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016AZUR0037.

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Abstract:

Le rapport entre TIC, environnement et efficacité énergétique est sujet d’un grand nombre de polémiques. Ces concepts sont rarement associés, surtout pour les petites économies émergentes. Pourtant, chacun d’entre eux a des impacts considérables sur l’autre. Les impacts négatifs des TIC sur l’environnement sont très divers, de la même façon, l’usage et la diffusion des TIC peuvent profiter pour l’environnement. Ce travail propose d’approfondir l’étude des impacts des TIC sur la consommation énergétique et les émissions de GES, à l'échelle macroéconomique pour le cas de la Tunisie. Le contexte général de cette thèse s'articule autour de la relation entre l'environnent et la théorie des innovations, alors que le contexte spécifique se concentre plus particulièrement sur la consommation énergétique des TIC. Notre approche s’est insérée dans le cadre de la théorie de l’innovation et le fondement économique de l’usage des nouvelles technologies, plus précisément à l’intersection de l’économie industrielle et de l'économie de l'environnement. Notre recherche a abordé trois principaux aspects: théorique, descriptif et empirique. Tout d’abord, elle a traité la théorie des innovations environnementales et ses relations avec les technologies à usage général et en particulier les TIC. Deuxièmement, cette thèse nous a permis d’élaborer des analyses descriptives détaillées, fondées sur les données et les statistiques issues de la Banque mondiale et autres institutions. Troisièmement, un ensemble de tests statistiques et de modèles économétriques rigoureux ont été appliqués pour déterminer le lien entre l'investissement dans les TIC et la performance énergétique de la Tunisie
The relationship between ICT, environment and energy efficiency causes a lot of controversies. Theseconcepts are rarely associated, especially for smaller emerging economies. Yet each has a significant impacton the other. The negative effects of ICT on the environment are various, in the same way, use and diffusionof ICT can also benefit the environment. This PhD thesis put forward further study impacts of ICT on energyconsumption and emissions of greenhouse gases, at the macro level for the case of Tunisia. The generalcontext of this thesis focuses on the relationship between the environment and the innovation theory, whilethe specific context focuses specifically on the energy consumption of ICT. Our approach is inserted underthe theory of innovation and economic basis for the use of new technologies, specifically at the intersectionof industrial economics and environmental economics. Our research focused on three main aspects:theoretical, empirical and descriptive. Firstly, this study handled the theory of environmental innovationsand its relationship with general purpose technology and ICT especially. Secondly, this thesis has allowed usto develop a detailed descriptive analyses based on the data and statistics from the World Bank, and otherinstitutions. Thirdly, a set of statistical tests and rigorous econometric models were applied to determine thelink between ICT investment and energy efficiency in Tunisia

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Amdouni, Ichrak. "Réseaux sans fil auto-adaptatifs: efficacité énergétique et réutilisation spatiale." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00808651.

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Abstract:

La nécessité de maximiser la durée de vie du réseau sans fil dans les réseaux ad hoc et en particulier dans les réseaux de capteurs sans fil nécessite l'utilisation d'algorithmes d'efficacité énergétique. Motivée par le fait qu'un noeud consomme le moins d'énergie lorsqu'il est en veille, nous réalisons l'efficacité énergétique vi des algorithmes d'ordonnancement des activités des noeuds. Les noeuds reçoivent des slots temporels durant lesquels ils peuvent transmettre et ils peuvent éteindre leur radio quand ils ne sont ni en train de transmettre, ni en train de recevoir. Par rapport au TDMA classique, l'utilisation de la bande passante est optimisée: deux noeuds interférents ne partagent pas les mêmes slots. Dans notre travail sur l'ordonnancement, deux cas sont étudiés. Tout d'abord, lorsque les nœuds nécessitent le même temps d'accès au canal, nous utilisons le coloriage des nœuds. Deuxièmement, lorsque les nœuds requièrent des débits hétérogènes, nous utilisons une allocation de slots " traffic aware ". Contrairement à la majorité des travaux antérieurs, nous généralisons la définition du coloriage des noeuds et les problèmes d'attribution des slots. En effet, nous considérons que la distance maximale entre deux nœuds interférents est un paramètre de ces problèmes. Nous prouvons qu'ils sont NP-complets, ce qui rend inévitable l'utilisation des heuristiques dans la pratique. Une directive centrale de cette thèse est de concevoir des solutions auto-adaptatives. Cette adaptabilité concerne de nombreux aspects tels que la mission confiée par l'application, l'hétérogénéité des demandes de trafic de nœuds, la densité du réseau, de la régularité de la topologie du réseau, et la non fiabilité des liens sans fil.

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Zoughaib, Assaad. "Conception de réfrigérateurs domestiques à haute efficacité énergétique." Paris, ENMP, 2003. http://www.theses.fr/2003ENMP1261.

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Abstract:

L'efficacité énergétique des réfrigérateurs domestiques est réglementée par des Directives Européennes. De plus, la haute efficacité énergétique est devenue un outil de marketing de ces appareils. Cette thèse présente une modélisation du fonctionnement de réfrigérateurs domestique validée sur un cas de référence. L'utilisation des logiciels développés a permis d'évaluer l'impact des principales options techniques sur l'efficacité énergétique ainsi que le temps de retour. L'accroissement de l'épaisseur de polyuréthanne rigide, l'utilisation de panneaux d'isolation sous vide, l'amélioration de l'efficacité énergétique des compresseurs, amélioration de l'efficacité des échangeurs, une meilleure conception de la régulation des appareils à double volume ainsi que la réduction de la consommation des accessoires des appareils No-Frost ont été successivement analysées. Des essais sur des démonstrateurs ont permis de valider les calculs de gains énergétiques liés à l'utilisation de panneaux sous vide et d'évaporateurs de type Roll-Bond. La dernière partie de la thèse est consacrée au développement d'un composant innovant, le turbo détendeur. Le turbo détendeur remplace le capillaire et entraîne, grâce à l'énergie mécanique générée par la détente isentropique, un ventilateur qui améliore l'échange convectif sur l'évaporateur. La technologie sélectionnée est celle des turbines à air de type Pelton. Un modèle de l'écoulement du fluide dans la tuyère est développé et permet sa conception. Le turbo détendeur conçu est réalisé et intégré dans un réfrigérateur. Les essais montrent des écarts entre la détente du capillaire et celle du turbo détendeur. Des travaux supplémentaires so [sic]
The energy efficiency of domestic refrigerators is the regulated by of two European Directives. In addition, high energy efficiency became a marketing tool for these appliances. This thesis presents the modelling of the domestic refrigerator operation. The developed models have been validated on a reference appliance. The developed software are used to evaluate the impact on energy efficiency, and the economic viability of the major technical options: the rigid polyurethane thickness increase, the use of vacuum insulation panels, compressor efficiency improvement , heat exchangers improvement, better design of the control of double volume appliances and energy consumption reduction of the No-Frost appliances accessories. Demonstrators have been realized and tested to validate the energy savings calculated for the use of vacuum insulation panels and the use of a Roll-Bond type evaporator. The last part of the thesis deals with an innovative component development, the turbo expander. The turbo expander drives a fan which improves the convective heat transfer on the evaporator. The chosen technology is a Pelton type air turbine. A model for the fluid flow in the nozzle has been developed which permitted its design. The designed turbo expander has been realized and integrated in a refrigerator. Tests have shown differences between the capillary tube and the turbo expander expansion process. Further works shall be done in order to better understand these differences

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Ilchev, Konstantin. "L'efficacité énergétique et le droit." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017AZUR0035/document.

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Abstract:

L’Union européenne et les États membres doivent progresser de manière continue vers une société durable, intelligente, inclusive et à faible intensité de carbone. Vue sous le prisme de l’Union de l’énergie, l’efficacité énergétique serait à la base de la refonte socio-économique de l’Europe et poserait les jalons des nouveaux paradigmes socio-économiques, nécessairement transversaux. Encore faut-il que le domaine plurisectoriel de l’efficacité énergétique soit mis en œuvre dans un cadre réglementaire et normatif harmonisé, transparent et évolutif. Nous avons donc effectué une analyse sur la mise en œuvre de l’efficacité énergétique au niveau du droit européen et niveau du droit national français. Dans une première partie, nous avons constaté la singularité juridique de la notion d’efficacité énergétique qui réside dans sa genèse et ses rapports multiformes. Dans une seconde partie, nous avons démontré le caractère pluridisciplinaire de l’efficacité énergétique. En effet, nous avons pu constater que l’efficacité énergétique est intégrée en droit public et en droit privée. En somme, le concept d’efficacité énergétique matérialise l’apparition d’une nouvelle grille de lecture en droit, résidant dans une approche transversale afin de mieux tenir compte des interactions et des synergies entre les différents phénomènes socio-économiques contemporains allant de pair avec les progrès technologiques et l’innovation
The European Union and its Member States shall continue to evolve towards a sustainable, intelligent, inclusive and low-carbon society. Energy efficiency would be the basis for the socio-economic redesign of Europe and would lay the groundwork for new, necessarily transverse socio-economic paradigms. The multi-sector domain of energy efficiency need to be fully implemented in a harmonized, transparent and evolving regulatory and normative framework. We therefore carried out an analysis of the implementation of energy efficiency at two levels: regional level (European law) and nation level (French law). Firstly, we have noted the legal singularity of energy efficiency, which lies in its genesis and its multiform relationships. Secondly, we have demonstrated the multidisciplinary nature of energy efficiency. Indeed, we have seen that energy efficiency is recognized in both public and private law. In sum, the concept of energy efficiency materializes the emergence of a new legal reading grid. The approach is transverse to account more accurately for the interactions and synergies between the various contemporary socio-economic phenomena, which go hand in hand with technological progress and innovation

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Gabsi, Farah. "Efficacité énergétique des bâtiments : modélisation hygrothermique et commande prédictive économique régularisée." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0184.

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Abstract:

Dans le cadre de cette thèse, nous proposons une méthodologie complète pour simuler le comportement hygrothermique et surveiller en continu l’efficacité énergétique des bâtiments. Le modèle multizone développé est de type boîte grise et est fondé sur des processus de transfert de chaleur et d’humidité. Il intègre le rayonnement solaire comme source d’énergie ainsi que des systèmes de chauffage, ventilation et climatisation tels que les pompes à chaleur ou les VMC. Ce modèle hygrothermique permet d’estimer et de prédire des données microclimatiques telles que la température opérative, la température radiante et le taux d’humidité qui sont essentielles pour la qualification du confort thermique. Le modèle généré est utilisé pour développer de nouvelles stratégies de commande prédictive économique permettant d’assurer le confort hygrothermique dans les zones occupées du bâtiment tout en minimisant sa consommation d’énergie. Les indicateurs de confort thermique sont pris en compte dans la définition d’un critère de performance et le coût d’utilisation des différents équipements est utilisé pour définir un critère économique. Les spécifications liées à l’utilisation des différents équipements sont prises en compte par un terme de régularisation. Le stress causé par les démarrages/arrêts successifs et trop fréquents de certains équipements est pris en considération. Ces changements d’état sont généralement néfastes à la durée de vie des équipements et représentent, à tout le moins, un mode de fonctionnement inefficace sur le plan énergétique. La solution présentée permet également de contrôler à tout moment le nombre d’entrées de commande actives et d’éviter des scénarios de commande inappropriés. En réponse au problème d’optimisation, les avantages d’une stratégie de commande parcimonieuse sont soulignés. La tolérance des scénarios de commande optimale à l’apparition de certains défauts d’actionneurs est également une propriété qui est prise en considération
In this thesis, we propose a comprehensive methodology to simulate the hygrothermal behaviour and continuously monitor the energy efficiency of buildings. The multi-zone model developed is of the grey box type and is based on heat and moisture transfer processes. It integrates solar radiation as an energy source as well as heating, ventilation and air conditioning systems such as heat pumps or VMCs. This hygrothermal model allows the estimation and prediction of microclimatic data such as operative temperature, radiant temperature and humidity rate which are essential for the qualification of thermal comfort. The generated model is used to develop new economic model predictive control strategy to ensure hygrothermal comfort in occupied areas of the building while minimizing its energy consumption. Thermal comfort indicators are taken into account in the definition of a performance criterion and the cost induced by the use of the different equipments is used to define an economic criterion. The specifications related to the use of the different equipment are taken into account by a regularization term. The stress caused by the successive and too frequent start/stop of certain equipment is taken into account. These changes of state are generally detrimental to the lifetime of the equipment and represent, at the very least, an energy inefficient mode of operation. The solution presented also allows the number of active control inputs to be monitored at any time and inappropriate control scenarios to be avoided. In response to the optimization problem, the advantage of a sparse control strategy is highlighted. The fault-tolerance of optimal control scenarios to the occurrence of certain actuator faults is also a property that is taken into consideration

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Tanvir, Sadaf. "Localisation dans les réseaux de capteurs : protocoles de communication et efficacité énergétique." Phd thesis, Grenoble, 2010. http://www.theses.fr/2010GRENM011.

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Abstract:

Cette thèse s'intéresse aux processus liés à la localisation et la consommation d'énergie dans les réseaux de capteurs sans fil (Wireless Sensor Networks WSN). Dans les WSN, Durant le processus global de localisation, les communications radio représentent la principale source de consommation d'énergie. Nous étudions trois formes de coopération entre les nœuds qui exploitent de manière différente les nombreuses transmissions radio. En particulier, le "Radio broadcasting" qui est souvent perçu comme un inconvénient dans WSN est utilisé dans les protocoles que nous proposons comme un élément clé pour améliorer la consommation d'énergie de la localisation. Nous étudions leurs conditions de convergence, leur vitesse de propagation et leur coût de communication avec des modèles de simulation. Nous montrons que l'implémentation qui utilise le "Over-hearing" -corollaire du broadcasting- dans une approche positive surpasse les deux autres protocoles en termes de vitesse de convergence et de coût de communication
This thesis deals with localization and energy consumption in Wireless Sensor Networks (WSN). Communication cost is the major source of energy consumption during localization process in WSN. Carrying out WSN localization is a cooperative process throughout the whole network. There are many ways of organizing this cooperation. We propose three such possibilities in the form of our contributed protocols. Cooperation among distributed nodes generates many radio transmissions. Radio broadcasting is often seen as a drawback in WSN because of overhearing. Here, we turn this drawback into a key feature to improve energy consumption during localization. We analyze our protocols' convergence condition, propagation, speed and communication cost with a simulation tool. We show that one of our approach which takes the most benefit from overhearing, outperforms the other two both in terms of convergence speed and communication cost

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Chen, Langshi. "Méthode de Krylov itératives avec communication et efficacité énergétique optimisées sur machine hétérogène." Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10114/document.

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Abstract:

Les méthodes de Krylov sont fréquemment utilisés dans des problèmes linéaires, comme de résoudre des systèmes linéaires ou de trouver des valeurs propres et vecteurs propres de matrices, avec une taille extrêmement grande. Comme ces méthodes itératives nécessitent un calcul intensif, ils sont normalement déployés sur des grands clusters avec les mémoires distribués et les données communiqués par MPI. Lorsque la taille du problème augmente, la communication devient un bouchon principale d'atteindre une haute scalabité à cause de deux raisons: 1) La plupart des méthodes itératives comptent sur BLAS-2 matrices-vecteurs opérations de bas niveau qui sont communication intensive. 2) Le mouvement de données (accès à la mémoire, la communication par MPI) est beaucoup plus lent que la fréquence du processeur. Dans le cas des opérations de matrice creuse tels que la multiplication de matrices creuses et vecteurs (SpMV), le temps de communication devient dominant par rapport au temps de calcul. En outre, l'avènement des accélérateurs et coprocesseurs comme le GPU de NVIDIA fait le coût du calcul moins cher, tandis que le coût de la communication reste élevé dans des systèmes hétérogènes. Ainsi, la première partie de nos travaux se concentre sur l'optimisation des coûts de communication pour des méthodes itératives sur des clusters hétérogènes. En dehors du coût de communication, le mur de la puissance et de l’énergie devient un autre bouchon de scalabité pour le futur calcul exascale. Les recherches indiquent que la mise en œuvre des implémentations d'algorithmes qui sont informées pourrait efficacement réduire la dissipation de puissance des clusters. Nous explorons également la mise en œuvre des méthodes et des implémentations qui économisent l'énergie dans notre expérimentation. Enfin, l'optimisation de la communication et la mise en œuvre de l'efficacité énergétique seraient intégrés dans un schéma de méthode GMRES, qui exige un cadre d'auto-tuning pour optimiser sa performance
Iterative methods are frequently used in extremely large scale linear problems, such solving linear systems or finding eigenvalue/eigenvectors of matrices. As these iterative methods require a substantial computational workload, they are normally deployed on large clusters of distributed memory architectures communicated via MPI. When the problem size scales up, the communication becomes a major bottleneck of reaching a higher scalability because of two reasons: 1) Many of the iterative methods rely on BLAS-2 low level matrix vector kernels that are communication intensive. 2) Data movement (memory access, MPI communication) is much slower than processor's speed. In case of sparse matrix operations such as Sparse Matrix Vector Multiplication (SpMV), the communication even replaces the computation as the dominant time cost. Furthermore, the advent of accelerators/coprocessors like Nvidia's GPU make computation cost more cheaper, while the communication cost remains high in such CPU-coprocessor heterogeneous systems. Thus, the first part of our work focus on the optimization of communication cost of iterative methods on heterogeneous clusters. Besides the communication cost, power wall becomes another bottleneck of future exascale computing in recent time. Researches indicate that a power-aware algorithmic implementation strategy could efficiently reduce the power dissipation of large clusters. We also explore the potential energy saving implementation of iterative methods in our experimentation. Finally, both the communication optimization and energy efficiency implementation would be integrated into a GMRES method, which demands an auto-tuning framework to maximize its performance

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Reddick, J. Christopher. "Conception, construction et analyse d'un système de réfrigération à éjecteur." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2012. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1611.

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Abstract:

Dans le contexte d'un intérêt grandissant pour le domaine d'efficacité énergétique, les systèmes de réfrigération à compression très répandus offrent des bonnes possibilités d'améliorations. Le présent travail porte sur une étude expérimentale de la possibilité d'augmenter l'efficacité énergétique dans un système de réfrigération où un électeur sert de valve de détente. Un banc d'essai a été conçu et fabriqué qui permet le fonctionnement soit en mode conventionnel soit en mode avec électeur. Le réfrigérant utilisé est le R134a, avec une puissance frigorifique nominale de 5 kW et une consigne de 5ÀC à l'évaporateur et de 40ÀC au condenseur. L'électeur diphasique est muni d'un double col dans la tuyère, dont le premier col est à section variable selon la position d'un pointeau. Les mesures prises ont montré une amélioration de jusqu'à 11 % dans le coefficient de performance, ou COP, en mode électeur par rapport à celui en mode conventionnel. En mode électeur, le rapport de pression fourni par l'électeur était de 1.070 pour un ensemble d'essais complété. En mode électeur, la puissance frigorifique totale était la somme de la puissance thermique de l'évaporateur, dont le titre à l'entrée était très faible, et de la puissance thermique des éléments électriques, qui servaient de surchauffeur. Il a été constaté que la puissance frigorifique à l'évaporateur était au maximum lorsque les deux cols de la tuyère étaient d'aire égale. Un bilan d'énergie et une analyse d'erreur ont confirmé la validité des résultats. Finalement, des suggestions ont été apportées afin de palier aux difficultés vécues avec l'efficacité du séparateur dans le montage. Le besoin important de contrôler le niveau de surchauffe du réfrigérant retournant au compresseur doit faire partie du travail futur. Une avenue prometteuse serait de rajouter un deuxième évaporateur après le séparateur, ou de combiner la fonctionnalité d'un séparateur avec le deuxième évaporateur dans une seule unité. Cette voie fournirait une solution au problème du manque de surchauffe à la sortie du séparateur et laissera plus de marge de manceuvre dans le système de contrôle.

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Fadhel, Siwar. "Efficacité énergétique et surveillance d’un microgrid à courant continu alimenté par des panneaux photovoltaïques." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASS001.

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Abstract:

Les systèmes photovoltaïques (PV) sont régulièrement exposés à de nombreux défauts entraînant des pertes de production coûteuses. Le travail proposé dans cette thèse porte sur l’amélioration de l’efficacité énergétique d’un microgrid à courant continu en minimisant les pertes liées à l’apparition des défauts PV. D’abord, nous avons présenté un état de l’art sur les défauts les plus fréquents et les méthodes de leur diagnostic. L’analyse de la littérature nous a orienté vers le choix d’une approche de diagnostic pilotée par les données. Ensuite, la méthode de l’Analyse en Composantes Principales (ACP) a été proposée pour la détection et la classification du défaut d’ombrage pour un module PV de 250 Wc. Nous avons exploité dans un premier temps toute la courbe I(V) acquise en conditions climatiques réelles. Un taux de réussite minimal de classement de 87.38% est obtenu en phase d’apprentissage et un taux de 97% est obtenu en phase de test. En deuxième temps, nous avons appliqué l’ACP en utilisant seulement les coordonnées MPP pour la détection de l’ombrage. Les données sont discriminées avec un taux de classification de 100%. L’Analyse Linéaire Discriminante (ALD) a été optée pour la prédiction des classes des nouvelles mesures MPP. Finalement, une étude des effets de trois défauts typiques a été menée à l’échelle d’une centrale PV de 250 kWc. Elle s’est basée sur les courbes I(V) simulées en considérant plusieurs sévérités pour chaque défaut. La sensibilité de la courbe I(V) centrale a été notée pour la dégradation de contact entre les strings PV et pour le défaut d’ombrage partiel à partir de 10%. Le défaut de court-circuit des modules PV, pour toutes les sévérités simulées, affecte beaucoup plus les courbes I(V) des strings
Photovoltaic (PV) systems are frequently subjected to several faults leading to costly production losses. The proposed work focuses on the improvement of the energy efficiency of a DC micro-grid by minimizing the losses related to the occurrence of PV faults. First, we presented a state of the art on the most recurrent faults and their diagnosis methods. The literature review has led us to adopt a data-driven diagnosis approach. Then, the Principal Component Analysis (PCA) method was proposed for PV shading fault detection and classification for a PV module of 250 Wp. The PCA was first performed using the entire I(V) curve obtained under real climatic conditions. A minimum classification success rate of 87.38% is obtained in the training step and 97% is obtained in the validation step. PCA was then applied using only the MPP coordinates to detect the shading fault. The data is discriminated with a classification rate of 100%.Linear Discriminant Analysis (LDA) was opted to predict the new MPP outdoor measurements’classes. Finally, a faults effects analysis study was carried out for three typical faults on the scale of a PV array of 250 kWp. The study was based on the simulated I(V) curves, considering differents severities of each fault. The sensitivity of the I(V) curve of the whole PV plant was observed for both the contact degradation between PV strings and the partiel shading starting from a severity of 10%. The short-ciruit fault of the PV modules has considerably more effect on the strings’ I(V) curves

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Nehme, Wassim. "Étude et modélisation de fours à gaz sidérurgiques en vue d’améliorer leur efficacité énergétique." Paris, ENMP, 2009. http://www.theses.fr/2009ENMP0001.

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Abstract:

Les fours industriels à gaz présentent un potentiel important de réduction de consommation d'énergie. L'amélioration de l'efficacité énergétique des fours passe par une modification du type de récupération sur les fumées. Suivant l'application, un choix optimal de brûleur est nécessaire. Le but de la thèse est de quantifiER l'effet d'un changement de brûleur sur la qualité du produit, la consommation et la productivité du four. Une étude expérimentale comparative de trois brûleurs industriels à gaz naturel a été menée sur une cellule expérimentale de 200 kW. Sur différents points de la cellule, dans le plan du brûleur, la composition des fumées (O2, CO2, CO, NO, NO2, NOx), le champ de température, le flux total et le flux radiatif sont relevés pour des brûleurs régénératif, auto–récupérateur ET auto–régénératif. Pour chaque type de brûleur, différents modes de fonctionnement sont testés en variant la température du four, l'excès d'air, le mode de flamme, la puissance du brûleur et la température de préchauffage du comburant. Les mesures effectuées sont corrigées par modélisation de d'outil de mesure et par méthode inverse. Les mesures corrigées sont utilisées pour valider les choix de fermeture de la résolution des équations de la turbulence, de combustion et du rayonnement du modèle CFD détaillé pour chaque brûleur. La validation est basée sur une comparaison du modèle CFD et des données expérimentales de température et de composition des espèces chimiques. Sur la base des modèles CFD validés, une méthode générique de représentation de la flamme sous forme de volumes d'émission est mise en place. La méthode consiste à reproduire l'effet radiatif de la flamme par une série de volumes d'émission sous forme de cylindres concentriques. La méthode permet de représenter la flamme en vue d'une modélisation dynamique rapide de four sous forme de réseaux de composants. Enfin, un four de réchauffage de tube est étudié dans le cadre de la réhabilitation et une étude comparative entre les trois types de brûleurs est menée. La comparaison porte sur la qualité du produit, l'efficacité énergétique et la productivité du four
Gas industrial furnaces have an important potential for reducing energy consumption. To improve energy efficiency of furnaces, a modification of heat recovery system on the stake is required. Depending on the application, an optimal choice of burner type is required. The aim of the thesis is to quantify the effect of burner change on the heated product quality, energy efficiency, and furnace productivity. An experimental comparative study is performed for three types of industrial natural gas burners. The characterization was carried out in a 200 kW experimental cell. At different locations inside the cell in the burner plane, the flue gas composition (O2, CO2, CO, NO, NO2, NOx), the flue gas temperature, the total flux and the radiative flux are measured. The three types of burners are: a regenerative burner, a recuperative burner, and an self-regenerative burner. For each type of burner, different settings are tested by changing the wall temperature, the excess air ratio, the flame mode, the burner capacity, and the combustion air temperature. All measurements were corrected by modeling the measurement probes and using inverse methods. The adjusted measurements were used to validate the choice of the closer models for the resolution of turbulence, combustion, and radiative transfer equations. For each burner, the CFD calculations are compared to measured temperatures and flue gas compositions. Based on the validated CFD models, a generic method for flame representation is developed. In this method the flame is considered as the hot flue gases resulting from combustion. Then flame Emissive Volume Approach (EVA) consists in dividing the flame into concentric isothermal volumes. The method can better represent the flame in a dynamic furnace modeling on component network approach. Finally, a dynamic model of a tube reheating furnace is developed and a comparative study between the three types of burners is carried out. The comparison focuses on product quality, energy efficiency, and furnace productivity

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Bou, Lawz Ksayer Elias. "Étude et conception de systèmes à efficacité énergétique améliorée fonctionnant au CO2 comme fluide frigorigène." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2007. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00625025.

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Abstract:

L'accroissement des émissions de gaz à effet de serre a amené l'Union Européenne à établir des politiques de réduction des émissions de ces gaz. Pour ce qui concerne la climatisation automobile, l'Union Européenne a décidé d'arrêter l'utilisation des fluides frigorigènes dont le GWP supérieur à 150 pour les nouvelles plate-formes à partir de 2011, et progressivement pour l'ensemble des véhicules neufs à partir de 2017. Le CO2 est un fluide candidat pour remplacer les fluides à GWP élevé. Les propriétés thermodynamiques du CO2 impliquent un cycle frigorifique trans-critique à basses performances énergétiques pour une température de puits supérieure à 31°C. La haute pression peut être optimisée afin de maximiser le COP du système. L'analyse exergétique du cycle montre que les principales pertes de performances proviennent de la détente isenthalpique et de la compression. Le cycle de réfrigération à éjecteur diphasique (équivalent au cycle de réfrigération à deux étages de compression à injection totale avec détente isentropique) se présente comme une solution qui réduit ces pertes. Un modèle 1D a été élaboré pour caractériser le fonctionnement de l'éjecteur et dimensionner des éjecteurs afin de les tester sur un banc d'essais. Des essais comparatifs ont été menés sur des cycles de réfrigération à CO2 avec et sans éjecteur. Les principaux résultats des essais sont : - quatre stratégies de contrôle expérimentalement vérifiées pour réguler la haute pression et la température d'évaporation via le détendeur électronique et la vanne de contrôle externe du compresseur, - la validation du modèle de la tuyère convergente - la validation du modèle 1D en testant 18 éjecteurs différents. Le modèle 1D développé a montré que l'éjecteur améliore jusqu'à 12% les performances énergétiques du cycle au CO2. Les buses développées peuvent être couplées à une roue pour constituer une turbine à impulsion, organe de détente isentropique. Il serait intéressant d'utiliser l'éjecteur dans une boucle de climatisation à air pour évaluer ses performances. Dans le cadre de pompes à chaleur utilisées pour produire de l'eau chaude sanitaire à 60°C, l'éjecteur diphasique permet une amélioration des performances de l'ordre de 10 % comparativement au cycle classique au CO2.

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Amokrane, Ahmed. "Green et efficacité en énergie dans les réseaux d'accès et les infrastructures cloud." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066642/document.

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Abstract:

Au cours des dernières années, l’utilisation des téléphones portables et tablettes s’est vue croitre de façon significative. De plus, la disponibilité et l’ubiquité de l’accès sans fil a permis de créer un environnement dans lequel les utilisateurs partout où ils sont accèdent en tout temps à des services se trouvant dans le cloud. Cet environnement appelé cloud sans fil consomme une quantité d’énergie significative et est responsable d’émissions considérables en carbone. Cette consommation massive d’énergie et émissions en carbone deviennent un problème majeur dans le secteur des technologies de la communication. Dans ce contexte, nous nous intéressons dans cette thèse à la réduction de la consommation d’énergie et des empreintes en carbone des réseaux d’accès de type mesh et réseaux de campus ainsi que les data centers des infrastructures cloud. Dans la première partie, nous nous intéressons aux réseaux mesh de type TDMA. Nous proposons des solutions pour le problème de routage et ordonnancement des liens qui permettent de réduire la consommation d’énergie dans le réseau. Nous étendons par la suite cette approche pour les réseaux de campus dans un contexte compatible avec le paradigme SDN. Dans la deuxième partie, nous nous intéressons à la réduction de la consommation l’énergie et des empreintes en carbone des infrastructures cloud distribuées, avec des couts variables de l’électricité et d’émission en carbone. Nous proposons des approches d’optimisations dans deux cas de figures : le cas d’un fournisseur cloud souhaitant réduire ses couts et dans le cas où les utilisateurs cloud spécifient des contraintes en carbone sous forme de Green SLA
Over the last decade, there has been an increasing use of personal wireless devices, such as laptops, smartphones and tablets. The widespread availability of wireless access created an environment in which anywhere at anytime users access data and services hosted in cloud infrastructures. However, such wireless cloud network consumes a non-negligible amount of energy and generates a considerable amount of carbon, which is becoming a major concern in IT industry. In this context, we address the problem of reducing energy consumption and carbon footprint, as well as building green infrastructures in the two different parts of the wireless cloud: (i) wireless access networks including wireless mesh and campus networks, and (ii) data centers in a cloud infrastructure. In the first part of the thesis, we present an energy-efficient framework for joint routing and link scheduling in multihop TDMA-based wireless networks. At a later stage, we extended this framework to cover campus networks using the emerging Software Defined Networking (SDN) paradigm. In the second part of this thesis, we address the problem of reducing energy consumption and carbon footprint of cloud infrastructures. Specifically, we propose optimization approaches for reducing the energy costs and carbon emissions of a cloud provider owning distributed infrastructures of data centers with variable electricity prices and carbon emissions in two different setups: the case of a cloud provider trying to reduce its carbon emissions and operational costs as well as the case where green constraints are specified by the cloud consumers in the form of Green SLAs

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Pierre, Xavier. "Pilotage institutionnel des coopérations interorganisationnelles dans la mise en oeuvre de stratégies territoriales : cas d'acteurs de l'efficacité énergétique et du développement durable." Paris, CNAM, 2010. http://www.theses.fr/2010CNAM0710.

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Abstract:

The performances of public policies is often criticized as a result of the gap between discourse and perceived results. Public instituitions are in need of new methods to obtain the expected results. Applying territorial strategies is a difficult exercise which requires cooperation between a large number of players, including public-private-nongovernemental organizations, working across the region. Copperation between partners is typically affected by rivalries, a desire for independance, as well as hegemonic and egocnetricsbehaviors. Self-organization theroies and classical management methos do not take account of this phenomenon. Therefore, the efficiency of theses strategies are limited. The research undertaken points to the wasting of resources and energy, and a lack of teamwork between the different organizations. This research demonstrates that goverments are expected to manage cooperation between partners engaged in their strategies, through the use of intervention-research methos in a French region on sustainable development and environnemental policies. Cooperation cannot simply be ordained : it arises out of extensive and repeated effort in negotiation. Additionnaly, the research underlines the necessity to support institutions in achieving strategic organizational change in order to interact with, and mamage their partners. To achieve this goal, these instituions require training and use of management concepts, methos and tools. This research identifies and analyses how to integrate these elements in their practice of management
Les performances des politiques publiques sont souvent remises en cause du fait des écarts entre les discours et les résultats observés. La puissance politique manque parfois de leviers pour atteindre les objectifs affichés. La mise en oeuvre des stratégies est difficile car elle repose sur la coopération d'un grand nombre d'acteurs, publics-privés-associatifs, éclatés sur le territoire. Les coopérations entre ces acteurs ne sont généralement pas spontanées, car elles sont impactées par des rivalités, des rapports d'autonomie et de domination, et des attitudes égocentriques qui animent leurs relations. Le dogme de l'auto-organisation ou les méthodes classiques de gestion des acteurs de territoire ne tiennent pas compte de ces phénomènes. L'efficacité et l'efficience des stratégies sont ainsi limitées. On constate des déperditions de ressources et d'énergies, et un manque de travail en équipe au niveau interorganisationnel, qui ne permettent pas d'atteindre les performances attendues. En nous appuyant sur des recherches- interventions menées dans une région française sur la mise en oeuvre de politique environnementales, nous montrons que les institutions du territoire sont attendues pour piloter les coopérations entre les acteurs impliqués dans la mise en oeuvre de leurs stratégies. . Pour exercer leur fonction d'intervention et de pilotage, il convient qu'elles se dotent de concepts, de méthodes et d'outils de gestion. Nos travaux les identifient et analysent la manière de les intégrer dans leurs pratiques de gestion

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Tanvir, Sadaf. "Localisation dans les Réseaux de Capteurs: Protocoles de Communication et Efficacité Energétique." Phd thesis, Université de Grenoble, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00473480.

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Abstract:

Cette thèse s'intéresse aux processus liés à la localisation et la consommation d'énergie dans les réseaux de capteurs sans fil (Wireless Sensor Networks WSN). Dans les WSN, Durant le processus global de localisation, les communications radio représentent la principale source de consommation d'énergie. Nous étudions trois formes de coopération entre les nœuds qui exploitent de manière différente les nombreuses transmissions radio. En particulier, le "Radio broadcasting" qui est souvent perçu comme un inconvénient dans WSN est utilisé dans les protocoles que nous proposons comme un élément clé pour améliorer la consommation d'énergie de la localisation. Nous étudions leurs conditions de convergence, leur vitesse de propagation et leur coût de communication avec des modèles de simulation. Nous montrons que l'implémentation qui utilise le "Over-hearing" -corollaire du broadcasting- dans une approche positive surpasse les deux autres protocoles en termes de vitesse de convergence et de coût de communication.

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Amokrane, Ahmed. "Green et efficacité en énergie dans les réseaux d'accès et les infrastructures cloud." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066642.

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Abstract:

Au cours des dernières années, l’utilisation des téléphones portables et tablettes s’est vue croitre de façon significative. De plus, la disponibilité et l’ubiquité de l’accès sans fil a permis de créer un environnement dans lequel les utilisateurs partout où ils sont accèdent en tout temps à des services se trouvant dans le cloud. Cet environnement appelé cloud sans fil consomme une quantité d’énergie significative et est responsable d’émissions considérables en carbone. Cette consommation massive d’énergie et émissions en carbone deviennent un problème majeur dans le secteur des technologies de la communication. Dans ce contexte, nous nous intéressons dans cette thèse à la réduction de la consommation d’énergie et des empreintes en carbone des réseaux d’accès de type mesh et réseaux de campus ainsi que les data centers des infrastructures cloud. Dans la première partie, nous nous intéressons aux réseaux mesh de type TDMA. Nous proposons des solutions pour le problème de routage et ordonnancement des liens qui permettent de réduire la consommation d’énergie dans le réseau. Nous étendons par la suite cette approche pour les réseaux de campus dans un contexte compatible avec le paradigme SDN. Dans la deuxième partie, nous nous intéressons à la réduction de la consommation l’énergie et des empreintes en carbone des infrastructures cloud distribuées, avec des couts variables de l’électricité et d’émission en carbone. Nous proposons des approches d’optimisations dans deux cas de figures : le cas d’un fournisseur cloud souhaitant réduire ses couts et dans le cas où les utilisateurs cloud spécifient des contraintes en carbone sous forme de Green SLA
Over the last decade, there has been an increasing use of personal wireless devices, such as laptops, smartphones and tablets. The widespread availability of wireless access created an environment in which anywhere at anytime users access data and services hosted in cloud infrastructures. However, such wireless cloud network consumes a non-negligible amount of energy and generates a considerable amount of carbon, which is becoming a major concern in IT industry. In this context, we address the problem of reducing energy consumption and carbon footprint, as well as building green infrastructures in the two different parts of the wireless cloud: (i) wireless access networks including wireless mesh and campus networks, and (ii) data centers in a cloud infrastructure. In the first part of the thesis, we present an energy-efficient framework for joint routing and link scheduling in multihop TDMA-based wireless networks. At a later stage, we extended this framework to cover campus networks using the emerging Software Defined Networking (SDN) paradigm. In the second part of this thesis, we address the problem of reducing energy consumption and carbon footprint of cloud infrastructures. Specifically, we propose optimization approaches for reducing the energy costs and carbon emissions of a cloud provider owning distributed infrastructures of data centers with variable electricity prices and carbon emissions in two different setups: the case of a cloud provider trying to reduce its carbon emissions and operational costs as well as the case where green constraints are specified by the cloud consumers in the form of Green SLAs

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Faider, Wilfrid. "Traitement de l'acétaldéhyde par décharges électriques impulsionnelles dans les mélanges de gaz atmosphériques : cinétique et efficacité énergétique." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00804682.

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Abstract:

Cette thèse a pour objet l'analyse de la cinétique de la conversion de l'acétaldéhyde, CH₃CHO, à des concentrations initiales inférieures ou égale à 5000 ppm dans un mélange de gaz à base d'azote et contenant jusqu'à 20% d'oxygène, à température ambiante. L'étude a été réalisée en utilisant trois réacteurs mettant en œuvre des décharges de qualités spatiales différentes. Il s'agit d'un réacteur (UV510) à décharge pré-ionisée (photo-déclenchée) par rayonnement UV produisant un plasma homogène, et de deux réacteurs à décharge à barrière diélectrique (DBD), de géométrie plane (plan-plan) et de géométrie cylindrique (tige-tube) alimentés par impulsion HT et produisant des plasmas non homogènes à faible (plan) ou forte (cylindre) filamentation ; un diagnostic d'imagerie rapide (ns) de la DBD de géométrie plane montre que le plasma peut être considéré quasi-homogène. En s'appuyant sur une modélisation 0D auto-cohérente de la décharge photo-déclenchée, l'étude de la cinétique du mélange N₂/CH₃CHO montre l'importance des états métastables de la molécule d'azote, triplet A³Σu⁺, et singlets (groupe a' ¹∑⁻u, a ¹∏g, et w ¹Δu) dans la dissociation de l'acétaldéhyde. Un coefficient minimum de 6.5×10⁻¹¹ cm³.s⁻¹ est estimé pour le quenching des singlets par l'acétaldéhyde. Le coefficient du triplet est estimé entre 4.2×10⁻¹¹ cm³.s⁻¹ et 6.5×10⁻¹¹ cm³.s⁻¹. Cette dissociation produit des radicaux (CH₃, CH₃CO, HCO, H, O) et des molécules (CH₄, CH₂CO, C₂H₄, C₂H₂, H₂, CO). Ainsi les sous-produits majoritaires mesurés à la fin de la post décharge temporelle sont le méthane, le dihydrogène, le monoxyde de carbone et l'éthane. Les minoritaires sont l'acétylène, l'éthène, l'acétone et l'acétonitrile. Dans les mélanges contenant de l'oxygène, l'importance de la dissociation de CH₃CHO par quenching des états métastables de N₂ diminue au profit des processus d'oxydation par le radical hydroxyle, OH, et l'oxygène atomique, O (³P). La mesure résolue en temps du radical OH dans la post-décharge du réacteur UV510 montre une très forte réactivité de ce radical avec les sous-produits de conversion de l'acétaldéhyde. Une densité maximum de OH égale à 3.5×10¹⁴ cm⁻³ a été mesurée pour 10 % d'oxygène et 5000 ppm d'acétaldéhyde. Le schéma cinétique adopté pour ces mélanges donne, par la modélisation auto-cohérente, une valeur de densité plus élevée. Toutefois, la conversion de l'acétaldéhyde dans N₂/O₂/CH₃CHO est bien expliquée par le modèle, de même que les concentrations produites de méthane et d'éthane. Enfin, la comparaison de l'efficacité énergétique des trois réacteurs étudiés montre que l'homogénéité de la décharge favorise, pour des milieux pauvres en oxygène (moins de 2 %), la conversion de l'acétaldéhyde.

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Faider, Wilfrid. "Traitement de l’acétaldéhyde par décharges électriques impulsionnelles dans les mélanges de gaz atmosphériques : cinétique et efficacité énergétique." Thesis, Paris 11, 2013. http://www.theses.fr/2013PA112023/document.

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Abstract:

Cette thèse a pour objet l’analyse de la cinétique de la conversion de l’acétaldéhyde, CH₃CHO, à des concentrations initiales inférieures ou égale à 5000 ppm dans un mélange de gaz à base d’azote et contenant jusqu’à 20% d’oxygène, à température ambiante. L’étude a été réalisée en utilisant trois réacteurs mettant en œuvre des décharges de qualités spatiales différentes. Il s’agit d’un réacteur (UV510) à décharge pré-ionisée (photo-déclenchée) par rayonnement UV produisant un plasma homogène, et de deux réacteurs à décharge à barrière diélectrique (DBD), de géométrie plane (plan-plan) et de géométrie cylindrique (tige-tube) alimentés par impulsion HT et produisant des plasmas non homogènes à faible (plan) ou forte (cylindre) filamentation ; un diagnostic d’imagerie rapide (ns) de la DBD de géométrie plane montre que le plasma peut être considéré quasi-homogène. En s’appuyant sur une modélisation 0D auto-cohérente de la décharge photo-déclenchée, l’étude de la cinétique du mélange N₂/CH₃CHO montre l’importance des états métastables de la molécule d’azote, triplet A³Σu⁺, et singlets (groupe a' ¹∑⁻u, a ¹∏g, et w ¹Δu) dans la dissociation de l’acétaldéhyde. Un coefficient minimum de 6.5×10⁻¹¹ cm³.s⁻¹ est estimé pour le quenching des singlets par l’acétaldéhyde. Le coefficient du triplet est estimé entre 4.2×10⁻¹¹ cm³.s⁻¹ et 6.5×10⁻¹¹ cm³.s⁻¹. Cette dissociation produit des radicaux (CH₃, CH₃CO, HCO, H, O) et des molécules (CH₄, CH₂CO, C₂H₄, C₂H₂, H₂, CO). Ainsi les sous-produits majoritaires mesurés à la fin de la post décharge temporelle sont le méthane, le dihydrogène, le monoxyde de carbone et l’éthane. Les minoritaires sont l’acétylène, l’éthène, l’acétone et l’acétonitrile. Dans les mélanges contenant de l’oxygène, l’importance de la dissociation de CH₃CHO par quenching des états métastables de N₂ diminue au profit des processus d’oxydation par le radical hydroxyle, OH, et l’oxygène atomique, O (³P). La mesure résolue en temps du radical OH dans la post-décharge du réacteur UV510 montre une très forte réactivité de ce radical avec les sous-produits de conversion de l’acétaldéhyde. Une densité maximum de OH égale à 3.5×10¹⁴ cm⁻³ a été mesurée pour 10 % d’oxygène et 5000 ppm d’acétaldéhyde. Le schéma cinétique adopté pour ces mélanges donne, par la modélisation auto-cohérente, une valeur de densité plus élevée. Toutefois, la conversion de l’acétaldéhyde dans N₂/O₂/CH₃CHO est bien expliquée par le modèle, de même que les concentrations produites de méthane et d’éthane. Enfin, la comparaison de l’efficacité énergétique des trois réacteurs étudiés montre que l’homogénéité de la décharge favorise, pour des milieux pauvres en oxygène (moins de 2 %), la conversion de l’acétaldéhyde
The present study deals with the kinetics analysis of acetaldehyde (CH₃CHO) conversion in electrical discharges with different spatial qualities et at room temperature. Acetaldehyde concentrations up to 5000 ppm in nitrogen-based gas mixture containing up to 20% of oxygen have been investigated. Three different plasma reactors were used: an UV510 reactor producing a homogeneous plasma thanks to a pre-ionization by UV radiation (photo-triggered), a plane-to-plane and a rod-tube dielectric barrier discharges (DBDs) reactors, In both DBDs reactors discharges were driven by high voltage pulses allowing the production of weakly inhomogeneous plasma in the plane geometry and highly filamentary discharges in the cylindrical one. A high speed imaging diagnostic (ns range) of the plane-to-plane DBD shows that the plasma can be considered quasi-homogeneous. Based on a self-consistent 0D model, the kinetics study of the N₂/CH₃CHO mixture conversion in the photo-triggered discharge shows the importance of nitrogen molecule metastable states , i.e. the triplet A³Σu⁺ and the singlets group a' ¹∑⁻u, a ¹∏g, et w ¹Δu, in the acetaldehyde dissociation process. A minimum coefficient of 6.5×10⁻¹¹ cm³.s⁻¹ has been estimated for the quenching of N₂ singlets state by acetaldehyde. For the triplet states quenching the coefficient of has been evaluated between 4.2×10⁻¹¹ cm³.s⁻¹ and 6.5×10⁻¹¹ cm³.s⁻¹. This dissociation process produces radicals as CH₃, CH₃CO, HCO, H, O, and molecules like CH₄, CH₂CO, C₂H₄, C₂H₂, H₂, CO. Thus, the major by-products detected at the end of the post-discharge time are methane, hydrogen, carbon monoxide and ethane; smaller amounts of acetylene, ethene, acetone and acetonitrile were also detected. In containing oxygen mixtures, the importance of the CH3CHO dissociation processes due to N₂ metastable states quenching of decreases in favor of oxidation processes promoted by the hydroxyl radical, OH, and atomic oxygen, O (³P). Time-resolved measurements of the OH radical in the photo-triggered post-discharge show a very high reactivity of this radical with the by-products of acetaldehyde conversion. A maximum density of OH radical equal to 3.5×10¹⁴ cm⁻³ was measured for 10% oxygen and 5000 ppm of acetaldehyde. The kinetic scheme adopted in the self-consistent model for the same gas mixture gives a higher density value; by the way the model is in good agreement with the acetaldehyde conversion in N₂/O₂/CH₃CHO mixtures, as well as with the methane and ethane produced concentrations. Finally, the comparison of the three studied reactors energy efficiency shows that, for low oxygen content (less than 2%), the homogeneity of the discharge promotes the acetaldehyde conversion

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Khalfallaoui, Saoussen. "Comportement dynamique et automatisation d’un système solaire thermique muni d’un traqueur solaire." Rouen, 2009. http://www.theses.fr/2009ROUES020.

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Abstract:

Ce travail concerne l’étude d’un système solaire thermique. Le comportement thermique instationnaire est exploré selon l’intermittence du rayonnement solaire. La modélisation de ce système a été réalisée en prenant en compte une approche globale pour effectuer un bilan énergétique pour chaque élément du système solaire thermique. Un outil de simulation a été développé sous l’environnement MATLAB® en utilisant l’outil Simulink® pour la résolution des équations issues d’un modèle de connaissance. Ce modèle est validé par comparaison des résultats de simulation aux résultats des mesures effectuées obtenus sur le dispositif expérimental. L’efficacité énergétique du système solaire et le rendement instantané des capteurs solaires ont été étudiés en régime instationnaire. La mise en place d’un traqueur solaire a été effectuée. L’étude a également porté sur le gain en énergie thermique avec traqueur solaire en comparaison avec la configuration où les capteurs solaires sont fixes selon différentes inclinaisons
This work deals with the study of a thermal solar system. The thermal behaviour is investigated in unsteady state with regard to the intermittency of sunlight. The modelling of this system was carried out taking into account a global approach to make an energy balance for each component of the thermal solar system. A simulation tool was developed under the MATLAB environment using Simulink ® tool for solving this knowledge model. This model is validated by comparing simulation results to measurement data obtained on the experimental set-up. Energy efficiency of the solar system and the instantaneous efficiency of solar collectors have been studied in unsteady state. The realisation of a solar tracker has been completed. The gain in thermal energy with solar tracker has been studied in comparison with the configuration in which the solar collectors are fixed at different inclinations

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Varenio, Céline. "L'efficacité énergétique dans les bâtiments existants : déficit d'investissement, incitations et accompagnement." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00783705.

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Abstract:

Cette thèse a pour objectif d'évaluer l'efficacité des dispositifs publics qui visent à inciter les agents à rénover leur logement afin d'en réduire la consommation énergétique. Il s'agit de combiner les deux dimensions clés de l'évaluation ex-post de l'intervention : la dimension récapitulative qui revient à déterminer l'efficacité des mesures mises en œuvre et la dimension formative qui vise à comprendre les résultats obtenus et à identifier les voies d'amélioration. Cela nécessite dans un premier temps de réaliser une analyse détaillée des facteurs qui sont à l'origine du faible niveau d'investissements, qualifié de déficit d'efficacité énergétique (" energy efficiency gap "). Ce déficit est dû à la présence de défaillances de marchés, aux conséquences de la rationalité limitée des ménages, ainsi qu'aux difficultés de coordination entre agents en particulier dans le cadre de la copropriété. Dans un deuxième temps il convient d'analyser le déficit d'efficacité énergétique en comparant les prescriptions qui peuvent être issues des calculs utilisés en économie publique concernant les investissements à réaliser, avec les données issues des études de terrain sur les investissements effectifs. Cette analyse permet de bien identifier les critères de décisions des ménages et ainsi de comprendre comment les barrières à l'efficacité énergétique se manifestent. L'identification des différentes barrières permet alors, dans un troisième temps, de voir si les dispositifs d'incitations aujourd'hui en application en France permettent de lever tous les obstacles aux investissements d'amélioration énergétique. Il apparaît que la multitude de dispositifs mis en oeuvre ne peut suffire à réduire fortement le déficit d'efficacité énergétique. D'une part, certaines barrières ne sont pas levées car aucun outil approprié n'existe. D'autre part, certains facteurs de blocages ne sont que partiellement traités car l'utilisation pratique des outils diffèrent de leur conception théorique. Finalement, l'analyse des programmes de réhabilitation thermique des logements qui ont été engagés sur le territoire grenoblois permet de déterminer l'efficacité des dispositifs additionnels c'est à dire d'évaluer dans quelle mesure ces interventions " renforcées " permettent de lever les barrières qui n'ont pu l'être avec les dispositifs nationaux. La mise en perspective de ces quatre analyses successives - des causes du déficit ; de sa manifestation ; des instruments nationaux ; des programmes mis en œuvre à l'échelle locale - aboutit à la conclusion d'un nécessaire renforcement des mesures non financières pour l'accompagnement des agents afin d'amorcer la dynamique d'investissement et ainsi créer les conditions de l'efficacité des instruments économiques plus généraux.

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Abboubi, Adil El. "Étude et évaluation de la consommation énergétique d'une balise ferroviaire fondée sur l'ULB et le retournement temporel." Thesis, Valenciennes, 2016. http://www.theses.fr/2016VALE0009/document.

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Abstract:

Dans un contexte où les ressources énergétiques sont moindres et la demande en termes de débit de communication est forte, il est intéressant de proposer des solutions techniques au niveau de la couche physique permettant d’optimiser la consommation énergétique de systèmes. Actuellement, pour une localisation précise et un transfert de données entre voie et trains efficace, la signalisation ferroviaire exploite des balises disposées entre les rails. La durée possible de la communication entre trains et balises s’avère très brève et n’est effective que lorsque le train passe juste au-dessus de la balise. Celle-ci reste en état de veille jusqu’à ce que le train la télé alimente lors de son passage. Le temps de communication utile entre le train et la balise s’établit à 3-4 ms pour un train roulant à 300 km/h. Par conséquent, plusieurs équipements consécutifs doivent être installés si l’on veut accroître la durée d’échange ou encore la quantité de données échangées. En outre, le fait d’émettre continument un puissant signal de télé alimentation radiofréquence non exploité depuis tous les trains en circulation, la difficulté de maintenance liée à la présence de cet équipement entre les rails, ainsi que la portée et donc la capacité de communication réduites des balises actuelles constituent autant de limitations que nous tentons de pallier avec ce nouvel équipement. Dès lors, nous développons une nouvelle génération de balise ferroviaire fondée sur un lien radiofréquence qui possède une portée atteignant quelques mètres, nettement plus importante que celle exploitable actuellement. Cette balise est également située en bord de voie et non entre les rails pour des questions de facilité de maintenance. Nous utilisons une technique de focalisation du signal émis depuis la balise vers l’antenne embarquée sur le train. Puisque la distance de communication balise au sol - interrogateur est portée à quelques mètres, la télé alimentation par couplage inductif actuelle n’est plus possible. Disposer d’une infrastructure centrale pour alimenter toutes les balises présentes sur le réseau n’est pas réaliste non plus. Une solution raisonnable et économe consiste à générer de l’énergie électrique basse tension localement en utilisant des énergies renouvelables (solaire, éolienne…), et en limitant le plus possible la consommation d’énergie de l’électronique de la balise. Dans cette optique, la contribution scientifique présentée consiste à développer et à optimiser, en termes d’énergie consommée, la couche physique de communication de cet équipement
In railway signaling, accurate and safe localization of trains is of paramount importance for the safe exploitation of railway networks. Therefore, train odometry has received considerable interest. Usually, train odometers manage different embarked sensors including wheel counters and Doppler radars that compute the position and the speed of the trains. However, as trains move, these proprioceptive sensors accumulate drifts and, as a consequence, train localization accuracy is compromised after several kilometers. In order to fix this drift problem, railway signaling uses beacons installed at ground, on the track, between the rails. Installed every several kilometers, they transmit absolute localization information to trains passing over them thus, bringing back locally the drifts to zero. These beacons constitute major components of railway signaling and also one of the very last equipment installed between the rails. Existing railway beacons are placed on the rails for two main reasons. First of all, since in these conditions the radio link between the train and the beacons remains very short, in the order of a few tens of centimeters, placing the beacons on the rails is very helpful to deliver an accurate local absolute localization to the train. Moreover using this very short radio communication range, while passing over them, trains can supply electrical energy to the beacons by magnetically coupling radiofrequency energy from the train to the beacon. This radiofrequency energy is detected and converted in DC power supply to feed the beacon electronics. This very short range leads to a satisfactory transfer of energy between train and beacon. As indicated previously, beacons can just be position indicators; however, they can also handle communication between grounds and trains using a peer to peer radio link. In this case, communication is only active when the train passes over the beacons, thus, the effective communication time is very short. As another major drawback of this particular implementation between the rails, track maintenance requires disassembling the beacons and then repositioning them safely and accurately

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Dupont, Maxime William. "Potentiel d’économies d’énergie par les services énergétiques – Application au cycle de vie des équipements de conversion de l’énergie." Paris, ENMP, 2006. http://www.theses.fr/2006ENMP1442.

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Abstract:

Les services d’efficacité énergétique sont en forte croissance en Europe mais leur rôle est encore limité. Afin d’évaluer leur potentiel futur en termes d’économies, nous étudions d’abord les mécanismes politiques, économiques et environnementaux ayant soutenu leur développement. Le marché des énergies de réseau presque totalement libéralisé est donc analysé et comparé à la situation antérieure. En introduisant l’incertitude dans les prix, cette nouvelle donne sensibilise davantage les utilisateurs au coût réel de l’énergie. Pour les clients qui en profitent, les « contrats de performance énergétique » limitent l’impact de ces incertitudes en garantissant financièrement un résultat. En modélisant ces contrats, d’exploitation/maintenance notamment, nous prouvons qu’ils transfèrent également les risques technique et financier vers le prestataire facilitant la réalisation des économies potentielles. Ces contrats sont relativement fréquents en matière de chauffage ou d’air comprimé mais quasiment inexistants en climatisation. Garantir sur le long terme le rendement énergétique en climatisation requiert des méthodes permettant (1) de maîtriser le process et ses performances et (2) de chiffrer précisément le potentiel et ses coûts d’obtention. Un audit énergétique est donc inévitable, pour lequel nous proposons une procédure. Les conclusions des audits menés montrent que ce potentiel se trouve principalement au niveau de la régulation et de la gestion des appareils. Ces optimisations ne sont pas toujours mises en oeuvre par manque d’incitation contractuelle et par la faiblesse des procédures d’audit. Par l’intervention d’un expert indépendant, la future inspection périodique et obligatoire des installations de climatisation doit permettre de contrôler et de limiter ces pratiques. Une méthode d’analyse en trois étapes est donc conçue pour maximiser le potentiel de cette mesure et pour pouvoir tirer pleinement profit de ce type de contrats
Energy efficiency services are growing in Europe but their role is still limited. In order to evaluate the potential, we focused first of all on policy, economical and environmental mechanisms that support their development. European natural gas and electricity markets, that are now almost wholly deregulated, are analysed and compared to their historical structure. By introducing uncertainty on energy prices, this new deal translates better the real energy costs. Energy performance contracts (EPC) limit the impact of these uncertainties on the customer energy bills by guaranteeing a financial result. As a result of the modelling of these contracts, namely operation and maintenance ones, we prove that they transfer technical and financial risks from building owners to energy service companies (ESCO) making energy saving measures easier and less expensive at the same time. These contracts are relatively widespread for heating or compressed-air processes but remain marginal for air-conditioning systems. So new methods were needed to guarantee on the long terms the efficiency of air-conditioning systems demand (1) to master the process and its performances and (2) to be able to determine precisely the energy saving potential and its realisation costs. A detailed energy audit is thus necessary for which we propose a guidance. Conclusions of audits carried out prove that energy saving potential is mainly located in equipment management and control. These optimisations are not always carried out because of a lack of contractual incentive and due to the weaknesses of audit methods. Through the involvement of an independent expert, the mandatory and regular inspection of air-conditioning systems may allow to verify and guide such practices. A three-step analysis procedure has been developed in order to maximise the inspection potential and to get higher benefits from service contracts

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Diouri, Mohammed El Mehdi. "Efficacité énergétique dans le calcul très haute performance : application à la tolérance aux pannes et à la diffusion de données." Phd thesis, Ecole normale supérieure de lyon - ENS LYON, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00881094.

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Abstract:

Les infrastructures de calcul très haute performance ont connu une croissance rapide en particulier ces dernières années. Cette croissance a toujours été motivée par les besoins accrus en puissance de calcul qu'expriment les scientifiques dans divers domaines. Cependant, ces systèmes devenus de plus en plus larges constituent de gros consommateurs d'électricité et consomment déjà plusieurs mégawatts. Afin de consommer ''moins'' et ''mieux'', nous avons proposé un environnement logiciel qui d'une part, permet de choisir avant de pré-exécuter l'application, les versions de services applicatifs consommant le moins d'énergie, et qui d'autre part, repose sur une grille électrique intelligente pour planifier les réservations des ressources de calcul de ces infrastructures. Cet environnement, appelé SESAMES, a été adapté à deux services applicatifs indispensables au calcul très haute performance : la tolérance aux pannes et la diffusion de données. Des validations expérimentales ont montré que l'on peut réduire la consommation énergétique de chacun des deux services étudiés en s'appuyant sur les estimations énergétiques précises fournies par SESAMES pour n'importe quel contexte d'exécution et pour n'importe quelle plate-forme dotée de wattmètres. Notre méthodologie d'estimation repose sur une description du contexte d'exécution et sur une calibration de la plate-forme d'exécution basée sur la collecte de mesures énergétiques. Des simulations ont démontré que l'ordonnanceur multi-critères des réservations de ressources proposé dans SESAMES, permet de réduire à la fois la consommation énergétique, le coût financier et l'impact environnemental de ces réservations, tout en respectant les contraintes imposées par l'utilisateur et le fournisseur d'énergie.

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Wan, Haitao. "Efficacité énergétique, synchronisation et contrôle de puissance pour l'implémentation des communications coopératives dans les réseaux de capteurs sans fil." Nantes, 2010. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=cafed1b3-99cf-40b5-916d-617fa4edbee1.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est d'étudier la mise en œuvre à faible complexité et l'efficacité énergétique de systèmes coopératifs dans les réseaux de capteurs sans fil. La synchronisation temporelle est cruciale pour cette mise en œuvre. Nous proposons un schéma de synchronisation au niveau de la couche physique qui introduit une augmentation modérée de la complexité des calculs et de l'occupation mémoire. Le schéma proposé offre de bonnes performances en termes de taux d'erreur en présence d'une erreur initiale de synchronisation et est facile à implémenter au niveau des nœuds. Nous proposons également une stratégie d'allocation de puissance optimale pour les communications coopératives dans les réseaux de capteurs sans fil. Pour une contrainte de probalité d'erreur, elle contribue à réduire la puissance de transmission totale dans le cas d'un canal de Rayleigh. En outre, en l'absence de lien direct entre les nœuds source et de destination, nous proposons deux stratégies coopératives efficaces en énergie. Une démarche heuristique pour sélectionner les nœuds coopératifs et choisir la communication coopérative appropriée est proposée. Par ailleurs, nous analysons l'efficacité énergétique de trois protocoles de contrôle d'erreur dans les réseaux de capteurs sans fil, dans le cas d'un système SISO avec canal à bruit blanc additif gaussien pour les communications à courte distance et d'un système MISO avec canal Rayleigh pour les communications à longue distance. En fonction du taux de code, nous proposons des seuils sur le gain de codage permettant de rendre les protocoles de contrôle d'erreurs plus efficaces en énergie
In this dissertation, we explore the energy efficiency and low complex implementation of cooperative schemes in wireless sensor networks. Considering the requirement on signal arrival time synchronization, we proposed a physical layer synchronization scheme for the distributed MISO cooperative communication in wireless sensor networks. The proposed scheme is adequate for the cooperative communication but introduces less complexity to the network design. It provides better BER performance in the existence of initial synchronization error. According to the simulation results, it is supposed to be practically implemented in the sensor nodes. Upon this assumption, optimal power allocation strategies for AF cooperative relaying scheme and distributed MISO cooperative scheme are proposed for cooperative communication in wireless sensor networks. With a given requirement on BER performance, they help to minimize the total transmit power in Rayleigh fading channel. Moreover, without direct link between the source and destination nodes, we proposed two energy efficient cooperative strategies to incorporate the AF cooperative relaying and distributed MISO cooperative schemes. A heuristic policy to select the cooperative nodes and choose the appropriate cooperative strategy is derived. Furthermore, we analyzed the energy efficiency of three error control protocols considering SISO AWGN for short distance communication and MISO Rayleigh fading for long distance communication. We proposed thresholds of the coding gain for various code rates to make the hybrid ARQ protocol more energy efficient

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Dang, Thu Huyen. "Etude des Décharges Electriques dans l'Eau et Application à l'Elimination de Polluants et Optimisation du Rendement Energétique." Phd thesis, Université de Grenoble, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00586073.

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Abstract:

Ce travail concerne l'étude de l'utilisation des décharges électriques pour traiter des solutions aqueuses contenant des polluants organiques. Lorsque l'énergie électrique est injectée dans la décharge, grâce aux électrons énergétiques elle est en partie convertie en énergie chimique, c'est-à-dire en espèce radicalaires et excitées, qui vont pouvoir réagir sur les molécules présentes et dégrader des polluants. Trois types de décharges électriques ont été analysés : streamer dans l'eau qui est principalement étudiée dans ce travail, arc transitoire dans l'eau et décharge couronne dans l'air humide au-dessus de la surface de l'eau. Un interrupteur à semi-conducteur, permettant d'appliquer une impulsion de tension calibrée, est employé pour minimiser l'énergie perdue par effet Joule, supprimer le claquage, et ainsi optimiser le procédé. En utilisant des électrodes pointe-plan, le type de décharge est choisi en changeant la distance et la durée de l'impulsion de tension. Une étude sur la caractérisation électrique des streamers est effectuée en fonction de la tension appliquée et de la conductivité de la solution afin d'établir un bilan d'énergie électrique dépensée pour créer des streamers. Le rendement énergétique et l'efficacité des trois méthodes sur la dégradation de trois polluants - types sont mesurés par analyses chimiques (dosage par HPLC, mesure de Carbone Organique Total).

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Marty, Pierre. "Étude de l'efficacité énergétique des navires : développement et application d'une méthode d'analyse." Phd thesis, Ecole Centrale de Nantes (ECN), 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01001539.

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Abstract:

Le transport maritime fait face à trois défis majeurs : le dérèglement climatique, l'augmentation du cours du baril et le durcissement des normes internationales en termes de pollution et d'émission de CO2. Ce triple challenge peut être relevé en réduisant la consommation de fioul. L'efficacité énergétique des navires est déjà très bonne en comparaison des autres moyens de transport mais elle peut et doit encore progresser. Il existe à cet effet de multiples solutions techniques et opérationnelles. Mais évaluer leur impact réel sur les économies finales n'est pas toujours chose aisée étant donnée la complexité des navires. Une première approche globale de modélisation énergétique du navire tente de répondre à cette problématique. Basée sur le premier principe de la thermodynamique, cette approche a permis de modéliser un paquebot. La consommation de fioul et les émissions associées ont été calculées avec un niveau d'exactitude satisfaisant. Le modèle s'est de plus montré très utile dans la comparaison d'alternatives de conception, illustrant ainsi sa capacité à évaluer les solutions d'économie d'énergie. Une deuxième approche vient compléter la première. Basée cette fois-ci sur le second principe et notamment sur le concept d'exergie, cette approche propose une description plus détaillée et physique du navire. Elle permet d'évaluer précisément les gains d'énergie possibles et en particulier la part convertible en travail mécanique. Cette approche novatrice a nécessité le développement de nouveaux modèles et notamment un nouveau modèle de moteur diesel basé sur l'approche moyenne et qui permet de calculer la balance thermique complète et ce sur tout le champ moteur.

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David, Benjamin. "Amélioration de l'efficacité énergétique d'une solution innovante de chauffage basse température et de rafraîchissement." Thesis, Grenoble, 2011. http://www.theses.fr/2011GRENA029/document.

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Abstract:

Dans le contexte actuel d'amélioration de l'efficacité énergétique des logements, il est nécessaire de repenser les installations de chauffage. Nous avons développé un générateur de chaleur et de rafraîchissement innovant (GCRI). Ce générateur repose sur l'utilisation de modules thermoélectriques assurant le rôle de pompe à chaleur au moyen d'une alimentation électrique. La présente thèse vise à améliorer l'efficacité énergétique du système complet incluant un émetteur basse température (coefficient de performance global). Ce travail repose sur différents modèles analytiques et numériques validés expérimentalement. Ces modèles ont permis de définir une configuration optimisée du système et de mettre en place une méthode de gestion optimale pour répondre à des besoins variables de puissance et de températures. Les échangeurs multifonctionels mis en jeu dans le système ont été dimensionnés et étudiés expérimentalement en vue de maximiser les performances du générateur. Après couplage au bâtiment, nous montrons une nette amélioration des performances du système par rapport à une configuration classique de pompe à chaleur thermoélectrique
In the current context of improvement of the housing energy efficiency, new heating devices have to be foreseen. We have developed an innovative heating and cooling generator. This device is based on the use of thermoelectric modules working as a heat pump via a power supply. This thesis aims to improve the energy efficiency of the whole system including a low temperature heat floor (global coefficient of performance). This work is based on different analytical and numerical models validated experimentally. These models help to design an optimized device configuration and to develop an optimal management strategy in order to meet the variable power and temperature demands. Multifunctional heat sinks for the generator are designed and studied experimentally in order to maximize the system performances. By coupling the system to housing, a significant improvement of the device performances is shown compared to thermoelectric heat pumps with a classical configuration

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Mallard, Vincent. "Définition de machine asynchrone à très haute efficacité énergétique par actions conjuguées du cuivre rotorique et de l'acier à grains orientés." Thesis, Artois, 2018. http://www.theses.fr/2018ARTO0202.

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Abstract:

L’amélioration énergétique des machines électriques est un sujet de plus en plus important,avec dans la décennie à venir, l’utilisation massive de machines électriques pourles transports. Au niveau des industries, les moteurs électriques sont responsables d’environ67% de la consommation de l’énergie électrique. Ce travail de thèse s’inscrit dansl’optique de l’amélioration énergétique des machines asynchrones qui sont prépondérantesdans le milieu industriel. Le travail présenté porte sur l’utilisation de deux technologiespour augmenter le rendement avec l’utilisation combiné d’un circuit magnétique à basede tôles grains orientés (GO) et de la technologie d’une cage d’écureuil en cuivre injectésous pression. En effet, l’utilisation d’un acier plus performant comparativementaux aciers classiquement utilisés permet une réduction des pertes fer. Le remplacementde l’aluminium injecté, qui est classiquement utilisé dans la fabrication des cages d’écureuils,par du cuivre permet une réduction importante des pertes Joule au rotor. Dans unpremier temps, l’impact du processus de l’injection du cuivre en fusion sur les propriétésmagnétiques des tôles GO a été déterminé. Le processus a tout d’abord été étudié pardes simulations numériques 2D et 3D afin de déterminer les températures au niveau del’acier magnétique. Ces températures ont été appliquées sur des bandes d’Epstein pourdéterminer l’influence de celles-ci sur les propriétés magnétiques. Dans un second temps,l’utilisation des tôles GO en champ tournant a été étudiée par une méthode expérimentaleet par une modélisation numérique afin de comprendre la complexité du trajet duflux magnétique dans une telle structure de circuit magnétique. L’utilisation de cettetechnologie a permis d’obtenir un gain non négligeable en termes de pertes notammentsur les pertes fer. Dans la dernière partie, différents prototypes de machines asynchronesont été testés afin d’apprécier l’apport de ces deux technologies permettant d’apprécierun gain important en termes d’efficacité énergétique grâce à une procédure expérimentale
Definition of high efficiency induction machine using die casting copper squirrel cageand grain oriented steel laminations Nowadays, increasing the efficiency of electrical motorshas become a priority in order to reduce electricity consumption. This thesis dealswith the study of an induction machine composed of a copper squirrel cage realized byhigh pressure die casting and a magnetic circuit made of grain oriented electrical steel(GO) in order to decrease Joule losses and core losses. In the first part, the impact ofthermal shock induced by the die casting copper process on the GO electrical steel wasstudied in order to validate the use of GO in rotor magnetic circuit. The temperatureoccurs during this kind of process has been modeled by 2D and 3D models. An experimentalprocess was realized on the standardize samples in order to make a comparisonwith and without annealing in terms of magnetic properties. In the second part, the newassembly method of magnetic circuit with GO electrical steel has been studied in orderto increase the benefits of use of GO steel in AC machines. The last part, a comparisonbetween several configurations of magnetic circuit in induction machine was realized inorder to confirm the gain of die casting copper rotor with GO electrical steel and GOstator magnetic circuit

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Chenailler, Hervé. "L'efficacité d'usage énergétique : pour une meilleure gestion de l'énergie électrique intégrant les occupants dans les bâtiments." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00734291.

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Abstract:

La consommation énergétique, et en particulier électrique, des bâtiments est grandement influencée par le comportement de ses usagers. L'analyse de l'usage électrique au travers d'un retour d'expérience réalisé sur une plateforme bâtiment-test nous a permis d'identifier qu'il pouvait exister différentes formes de satisfactions des usagers remettant en question la notion même d'efficacité énergétique d'un bâtiment. Afin de pouvoir intégrer l'acteur humain dans la conception de systèmes complexes bâtiment, nous proposons de définir la notion d'efficacité d'usage énergétique (EUE). Cette notion repose en particulier sur la satisfaction des usagers vis à vis d'un service que l'on a pu décomposer et quantifier au travers de fonctions de satisfaction rationnelles et sensibles. Le but de cette proposition est la construction d'un diagramme de compromis Coût / Satisfaction qui se positionne à la fois comme un outil effectif d'aide à la décision pour la conception de systèmes énergétiques du bâtiment intégrant l'usager et comme outil d'aide à la sobriété énergétique.

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Boisgibault, Louis. "Territoires et transition énergétique : l’exemple de la Métropole Européenne de Lille et du Pays de Fayence ; les espoirs de Ouarzazate et de l’Union Économique et Monétaire Ouest-Africaine." Thesis, Paris 4, 2016. http://www.theses.fr/2016PA040098/document.

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Abstract:

Cette thèse est consacrée à la décentralisation énergétique territoriale. Elle défend la montée en puissance des territoires dans la transition énergétique. Cette évolution doit-elle être stimulée par le haut, par des décisions et des objectifs mondiaux, européens et nationaux qui sont ensuite transposés dans les territoires ? Les territoires doivent-ils plutôt initier d’en bas les projets durables afin que la région et la nation les autorisent et les agrègent ? Comment les niveaux de l’intercommunalité et de la région montent- ils en puissance sur les questions énergétiques et climatiques ? Comment les nouveaux schémas et plans régionaux s’articulent-ils avec les documents d’urbanisme locaux ? L’autonomie énergétique des territoires est-elle possible et compatible avec la solidarité ? La méthodologie suivie repose sur une analyse du corpus, le traitement de données statistiques et un travail de terrain qui a retenu la Métropole Européenne de Lille, espace urbain, le Pays de Fayence dans le Var, espace rural, avec une ouverture sur Ouarzazate au Maroc, espace désertique et sur l’Union Economique et Monétaire-Ouest Africaine. Ces terrains tracent une verticale de recherche dans un contexte évolutif lié aux avancées de la COP 21, aux initiatives de la Commission Européenne et aux lois françaises de l’été 2015 relatives à la nouvelle organisation territoriale et à la transition énergétique pour la croissance verte. Ces terrains se regroupent en trois binômes pour apporter des résultats sur la France sous contrainte carbone, sur l’espace Méditerranéen et sur l’Afrique qui sera soumise à la contrainte carbone lorsque l’accord de Paris de la COP21 sera en vigueur
This thesis investigates territorial energy decentralization. It advocates the greater involvement of territories in the energy transition. Should this evolution be driven from the top by global, European and national decisions and targets, which are then transposed in the territories? Would it be better for territories to initiate local sustainable projects, which can then be approved on a regional and national level and then aggregated? How can intercommunal and regional levels increase their influence in energy and climate matters? How do regional schemes and plans interact with local planning documents? Is territorial Energy Independence feasible, and is it compatible with solidarity? The methodology is based on analysis of the corpus, statistical computation and field work. The field work was conducted in four different spatial typologies: the new European Metropolis of Lille, an urban space, the Pays de Fayence, a Southern France rural space, Ouarzazate, Morocco, a desert space and the West African Economic and Monetary Union. These different typologies have allowed us to draw a vertical line guiding the research conducted given the evolving context post-COP 21, the new European Commission initiatives and the 2015 French laws on territorial organization and energy transition. These factors are grouped into three pairs to interpret the results on France’s carbon constraints, the Mediterranean region and Africa, which will only be subject to carbon constraints when the COP 21 Paris agreement has entered into force
Diese Doktorarbeit befasst sich mit der regionalen Dezentralisierung der Energiegewinnung und -verteilung. Sie untersucht die Beziehungen zwischen der öffentlichen Politik, der Planung für Energie, Luft und Klima, sowie der Entwicklung der Gebiete hin zu einer positiven Energiebilanz. Sollte diese Evolution von Oben angestoßen werden, durch weltweite, europäische und nationale Entscheidungen und Ziele, die anschließend regional umgesetzt werden? Oder sollten nachhaltige Projekte regional initiiert werden, sodass „Régions“ und Nation sie genehmigen und in eine größerräumige Entwicklung eingliedern können? Inwiefern gewinnen Gemeindeverbände, Metropolen und Regionen in Energie-und Klimafragen an Macht? Wie fügen sich die neuen regionalen Konzepte und Planungen mit den Stadtentwicklungspapieren zusammen? Ist eine regionale energetische Autonomie möglich und mit dem Solidargedanken vereinbar? Die Arbeit beruht auf einer Korpusanalyse, der Verarbeitung statistischer Daten, der Teilnahme an Kolloquien und einer Arbeit vor Ort im städtischen Raum der Métropole Européenne de Lille, dem ländlich geprägten Pays de Fayence in Südfrankreich, mit einer Erweiterung in Richtung Ouarzazate in der Wüste Marokkos und zur Westafrikanischen Wirtschafts- und Währungsunion. Diese vier Gebiete liegen auf einer Forschungsvertikalen, und das in einem Kontext sich ändernder Gesetze im Zusammenhang mit den Fortschritten der COP21, mit den Initiativen der Europäischen Energie-und Klimakommission und mit der französischen Gesetzesänderungen im Sommer 2015, die die Neuverteilung der französischen Regionen und die Energiewende betrafen. Diese Gebiete sind in drei Paare aufgeteilt, um verschiedene Ergebnisse zu erbringen: einerseits in Frankreich, für das die Kohlendioxidgrenze gilt, anderseits der Mittelmeerraum und Afrika, die dieser Grenze noch nicht unterworfen sind, solange die Pariser Vereinbarung der COP21 noch nicht in Kraft getreten ist

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Seghouani, Lotfi. "Analyse des interactions énergétiques entre un aréna et son système de réfrigération." Thèse, Université de Sherbrooke, 2009. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1917.

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Abstract:

La présente thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet stratégique sur les arénas financé par le CRSNG (Conseil de Recherche en Faculté des sciences Naturelles et en Génie du Canada) qui a pour but principal le développement d'un outil numérique capable d'estimer et d'optimiser la consommation d'énergie dans les arénas et curlings. Notre travail s'inscrit comme une suite à un travail déjà réalisé par DAOUD et coll. (2006, 2007) qui a développé un modèle 3D (AIM) en régime transitoire de l'aréna Camilien Houde à Montréal et qui calcule les flux de chaleur à travers l'enveloppe du bâtiment ainsi que les distributions de températures et d'humidité durant une année météorologique typique. En particulier, il calcule les flux de chaleur à travers la couche de glace dus à la convection, la radiation et la condensation. Dans un premier temps nous avons développé un modèle de la structure sous la glace (BIM) qui tient compte de sa géométrie 3D, des différentes couches, de l'effet transitoire, des gains de chaleur du sol en dessous et autour de l'aréna étudié ainsi que de la température d'entrée de la saumure dans la dalle de béton. Par la suite le BIM à été couplé le AIM. Dans la deuxième étape, nous avons développé un modèle du système de réfrigération (REFSYS) en régime quasi-permanent pour l'aréna étudié sur la base d'une combinaison de relations thermodynamiques, de corrélations de transfert de chaleur et de relations élaborées à partir de données disponibles dans le catalogue du manufacturier. Enfin le couplage final entre l'AIM +BIM et le REFSYS a été effectué sous l'interface du logiciel TRNSYS. Plusieurs études paramétriques on été entreprises pour évaluer les effets du climat, de la température de la saumure, de l'épaisseur de la glace, etc. sur la consommation énergétique de l'aréna. Aussi, quelques stratégies pour diminuer cette consommation ont été étudiées. Le considérable potentiel de récupération de chaleur au niveau des condenseurs qui peut réduire l'énergie requise par le système de ventilation de l'aréna à été mis en évidence.

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Point, Sébastien. "Etude et optimisation de l'efficacité énergétique d'enseignes lumineuses sans mercure excitées en régime d'impulsions électriques." Phd thesis, Université d'Orléans, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00722581.

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Abstract:

Cette thèse présente les résultats de travaux de recherches menés sur les décharges luminescentes pulsées de néon xénon destinées à être utilisées en remplacement des décharges gaz rares-mercure pour les applications d'enseignes lumineuses publicitaires ou architecturales. Les enseignes lumineuses sont formées par des tubes fluorescents à cathodes froides fonctionnant à haute tension. Ceci les distingue notamment des tubes fluorescents pour l'éclairage général qui fonctionnent avec le même type de mélange mais à basse tension avec des cathodes chaudes préchauffées. Ces recherches ont bénéficié d'un partenariat GREMI-ADEME-Région Centre- Aupem Sefli, et sont motivées par la volonté de proposer une technologie sans mercure, qui est un élément toxique pour l'environnement et qui nécessite la mise en place de filières de récupération et de valorisation lourdes. On s'est attaché à vérifier et préciser certains mécanismes fondamentaux de la décharge. Ces travaux ont aussi permis de dégager des conditions permettant d'optimiser les caractéristiques des enseignes néon-xénon en terme de flux lumineux, d'efficacité énergétique, et de durée de vie. A l'issue de cette thèse, la durée de vie et l'efficacité des tubes fluorescents à cathodes froides basés sur une décharge pulsée de néon xénon les placent entre les lampes à incandescence et les tubes fluorescents au mercure. Des pistes existent pour poursuivre l'amélioration de l'efficacité lumineuse.

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Yassine, Hala. "Études expérimentales et numériques du refroidissement de produits horticoles après récolte." Thesis, Lorient, 2015. http://www.theses.fr/2015LORIS376/document.

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Abstract:

Le refroidissement post récolte des produits horticoles est une opération incontournable destinée à garantir des conditions de conservation optimales et de commercialisation. Cette opération, souvent réalisée par le biais d’un flux d’air est très énergivore, il importe donc de disposer d’outils permettant d’optimiser le dimensionnement et le pilotage de telles installations. Les études réalisées concernent le pré-refroidissement de choux fleurs qui nécessitent une phase de refroidissement de plusieurs heures. Des propriétés macroscopiques nécessaires à la simulation numérique de la conduction thermique au sein du produit ont été déterminées. Et un banc expérimental a été mis en place pour disposer des cinétiques de refroidissement d’un produit placé dans une veine d’air. En s’appuyant sur ces données expérimentales, un premier modèle numérique 3D représentatif des phénomènes thermo-aérauliques et de la conduction thermique a été mis en œuvre. Les équations ont été implémentées à l’aide du logiciel COMSOL Multiphysics. Un second modèle numérique 1D donnant accès aux champs de température et de teneur en eau au sein d’un produit a ensuite été retenu pour simuler le refroidissement de plusieurs produits placés dans une veine d’air. La confrontation de valeurs simulées aux mesures réalisées sur un site industriel a montré la pertinence de l’étude. A partir de ces développements numériques une approche de type commande optimale hors ligne du pilotage de la ventilation a été initiée. Deux critères sont pris en compte : la température finale souhaitée et la consommation d’énergie induite par les pertes thermiques au niveau de l’enveloppe des bâtiments
The post-harvest cooling of horticultural products is an essential operation to ensure optimal conditions of preservation and of marketing. This operation which is often carried out using air flow is highly energy-consuming. Therefore it is important to dispose some tools that can optimize the design and management of such installations. This work concerns the pre-cooling of cauliflower which requires a cooling phase of several hours. The macroscopic properties that are needed for the numerical simulation of heat conduction within the product were determined. An experimental facility was set up in order to establish the cooling kinetics of a product placed in an air flow. From these experimental data, a first 3D numerical model that takes into account the thermo-aeraulic phenomena and thermal conduction has been implemented. The equations have been implemented under COMSOL Multiphysics software. A second 1D numerical model that calculates the fields of temperature and water content in a product was then developed to simulate the cooling of several products lined up in an air flow. The comparison of simulation results with experimental surveys on an industrial site shows the relevance of the method. These numerical developments were then used to initiate an offline approach of the optimal control of the ventilation. Two criteria are taken into account: the desired final temperature and the energy consumption owing to the thermal losses of the building envelope

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David, Benjamin, and Benjamin David. "Amélioration de l'efficacité énergétique d'une solution innovante de chauffage basse température et de rafraîchissement." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00734021.

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Abstract:

Dans le contexte actuel d'amélioration de l'efficacité énergétique des logements, il est nécessaire de repenser les installations de chauffage. Nous avons développé un générateur de chaleur et de rafraîchissement innovant (GCRI). Ce générateur repose sur l'utilisation de modules thermoélectriques assurant le rôle de pompe à chaleur au moyen d'une alimentation électrique. La présente thèse vise à améliorer l'efficacité énergétique du système complet incluant un émetteur basse température (coefficient de performance global). Ce travail repose sur différents modèles analytiques et numériques validés expérimentalement. Ces modèles ont permis de définir une configuration optimisée du système et de mettre en place une méthode de gestion optimale pour répondre à des besoins variables de puissance et de températures. Les échangeurs multifonctionels mis en jeu dans le système ont été dimensionnés et étudiés expérimentalement en vue de maximiser les performances du générateur. Après couplage au bâtiment, nous montrons une nette amélioration des performances du système par rapport à une configuration classique de pompe à chaleur thermoélectrique.

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Ghnimi, Sami. "Etude des performances thermique et hydraulique d'une cellule à effet Joule direct avec jet de fluide : applications aux fluides visqueux et encrassants." Compiègne, 2008. http://www.theses.fr/2008COMP1759.

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Abstract:

L'objectif principal de cette étude est de quantifier les performances énergétique, thermique et hydrodynamique d'une cellule ohmique à jet innovante. Ceci pour traiter thermiquement des fluides visqueux et encrassants. Tout d'abord, les bilans de puissance, réalisés en aval et en amont du convertisseur triphasé/monophasé ainsi que celle dissipée dans le jet de fluide, nous ont permis de quantifier les rendements énergétiques de ce nouveau procédé ohmique. Ce travail préliminaire a permis de proposer un modèle, prédisant le temps non-conduit à imposer, pour parvenir à dissiper la puissance thermique requise tout en conservant des rendements énergétiques élevés. Ensuite, au niveau hydrodynamique des essais de visualisation des écoulements dans la cellule ohmique ont permis de mettre en évidence qu'il pouvait, selon la viscosité des fluides et les conditions opératoires, se produire des écoulements secondaires dans le réceptacle de la cellule à jet de fluide. De plus, des mesures de Distribution des Temps de Séjour dans le réceptacle ont montré que celles ci étaient aussi fortement influencées par la viscosité et les conditions opératoires dans le jet de fluide. Deux modèles, constitués d'assemblage de réacteurs idéaux, ont été proposés pour décrire les Distributions des Temps de Séjour obtenues pour certains cas limites. Enfin, au niveau thermique, un modèle mathématique a été développé puis validé, avec des mesures infrarouges, pour prédire la température le long du jet de fluide en fonction des conditions opératoires. Couplé au modèle analytique du profil de vitesse dans le jet, ceci permet à un utilisateur d'obtenir le barème thermique (couple temps-température) subi par le produit dans le jet. Ce travail nous a également permis d'affirmer que le niveau de fluide dans le réceptacle est le paramètre critique de régulation de cette cellule ohmique à jet. Une nouvelle géométrie de cellule ohmique à jet de fluide avec un capteur radar a été développée pour obtenir une détection plus fiable de cette commande et permettre une régulation plus aisée du procédé. Finalement, des essais avec des fluides modèles encrassants dans la nouvelle cellule ohmique à jet ont montré que le dépôt protéique est essentiellement localisé sur l'électrode de masse et qu'il n'a pas d'influence (dans le domaine exploré) sur les performances hydraulique, thermique ou énergétique du procédé. Des essais de comparaison, sur produits réels, laissent présager que ce nouveau procédé ohmique présentait des avantages en termes d'encrassement par rapport aux procédés thermiques traditionnels
The main objective of this experimental work was to quantify the energetic, thermal and hydrodynamic performances of an innovative fluid jet ohmic heater designed for the heat treatment of viscous and highly fouling liquids. First, energy balance, in the upstream-downstream of the power supply and that dissipated in the fluid jet, enabled the quantification of the energy efficiency of this new ohmic heating process. This preliminary work has led to propose an empirical model to predict the imposed delay time, in order to dissipate the required power while maintaining high energy efficiency in the ohmic system. Then, the hydrodynamic study, in the non-fouled ohmic heater, showed that dead zones should exist in the receptacle of the ohmic cell according to the fluid viscosity and operating conditions. The Residence Time Distribution in this receptacle was interpreted using an arrangement of simple ideal reactors. In addition, measurements of the Residence Time Distribution, in this receptacle of the ohmic heater, showed that they were also heavily influenced by the viscosity and the operating conditions in the fluid jet. Two models, using an arrangement of simple ideal reactors, were proposed to describe the Residence Time Distribution of some borderline cases. Lastly, in the thermal study, a mathematical model was developed and validated, using experimental infrared thermography, to predict the material temperature rise along the ohmically heated fluid jet. The predicted temperature and velocity profiles along the fluid jet can be further used for obtaining the sterilising or pasteurising effect of heat in ohmic fluid jet. This work has also highlighted that the fluid level in the receptacle of the ohmic heater is the primarily critical process factor. Thus, new ohmic heater geometry with a radar sensor was designed and validated for more reliable detection of this fluid level and easier regulation of this parameter. Finally, tests with fouling model fluids in the new ohmic cell showed that the protein deposit is essentially located on the electrode of mass and did not affect (in the explored area) the hydraulic, energetic or thermal performances of the new ohmic heater. Comparison tests, with real products, suggest that this new ohmic heating were advantageous in terms of fouling, compared to conventional heating

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Gaaloul, Sana. "Interopérabilité basée sur les standards Modelica et composant logiciel pour la simulation énergétique des systèmes de bâtiment." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00782540.

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Abstract:

Pour mieux maîtriser ses flux énergétiques et respecter les diverses restrictions mises en place dans ce secteur énergivore, le bâtiment devient un système de plus en plus complexe incluant divers technologies innovantes comme les systèmes de gestion énergétiques (SGEB), une isolation performante et intégrant les énergies renouvelables. Cette complexité exige un changement dans les techniques et paradigmes actuels de simulation du bâtiment pour la prise en compte de ses diverses évolutions. Une modélisation globale des différents composants de ce système et une simulation efficace de ses sous-systèmes hétérogènes doivent être dorénavant assurées. Ces objectifs ne pourront être atteints qu'à travers l'exploitation des approches méthodologiques d'interopérabilité. Plusieurs solutions d'interopérabilités ont été exploitées dans le secteur du bâtiment. L'état de l'art dans ce secteur, met l'accent sur le manque de standardisation des solutions appliquées. Une approche boîte blanche se basant sur le langage Modelica a remarquablement émergée. Pour monter ses intérêts ainsi que ses limites, cette solution est adoptée pour la modélisation du système de bâtiment "PREDIS", à haute performance énergétique. Une approche boîte noire complémentaire, s'appuyant sur le standard de composant logiciel dédié à la simulation, est également mise en ouvre pour palier aux difficultés rencontrées en utilisant la première approche de modélisation système. Cette approche s'articule autour du concept de bus à composants permettant une interopérabilité effective entre outils de modélisation et environnements de simulation. En plus de l'architecture logicielle autour de la plateforme d'interopérabilité, une simulation efficace du système hétérogène requière des techniques de simulations adaptées. Ces dernières peuvent exiger des adaptations des modèles utilisés qui sont prévues par la norme de composant.

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Cuny, Mathias. "Etude de l'impact des conditions géologiques et climatiques sur l'efficacité énergétique des systèmes géothermiques de surface." Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAD028/document.

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Abstract:

Les systèmes géothermiques de surface extraient l’énergie du sol via un fluide caloporteur circulant dans un échangeur pour une profondeur ne dépassant pas 200 m. Deux typologies d’échangeurs sont généralement utilisées : les systèmes avec échangeurs verticaux, principalement affectés par les conditions géologiques ; et les échangeurs horizontaux, plus proches de la surface du sol, impactés essentiellement par les conditions climatiques. Dans le sol, les échanges thermiques sont majoritairement des transferts de chaleur par conduction. Ainsi, les propriétés thermo-physiques du sol influencent la quantité d’énergie extraite par les échangeurs. Afin de quantifier les propriétés thermo-physiques d’un sol sous l’influence des conditions géologiques et climatiques, deux dispositifs expérimentaux sont élaborés, conçus, instrumentés et validés au sein de notre laboratoire. Les résultats expérimentaux enrichissent les connaissances scientifiques sur le comportement hydrique d’un sol soumis à des événements pluvieux et l’impact de la contrainte verticale sur les propriétés thermo-physiques d’un sol. De plus, une étude numérique, à partir d’une modélisation 2D par éléments finis d’un échangeur airsol, évalue les performances énergétiques de ce dernier en fonction de différentes humidifications du sol et différents scénarios de pluie. Les résultats numériques révèlent ainsi l’intérêt d’utiliser un sol d’enrobage très humide pour accroître significativement les performances énergétiques d’un échangeur air-sol
Surface geothermal systems extract energy from the ground via a fluid circulating in an exchanger at a depth not exceeding 200 m. Two typologies of exchangers are generally used: systems with vertical exchangers, mainly affected by geological conditions; and horizontal exchangers, closer to the surface of ground, impacted mainly by weather conditions. Thermal exchanges in the soil are mainly conduction heat transfers. Thus, thermo-physical properties of soil influence, mostly, energy extracted by exchangers. In order to quantify influence of geological and meteorological conditions on thermo-physical properties of soil, two experimental devices are developed, designed, instrumented and validated. The experimental results provide more appropriate scientific knowledge on hydric behavior of a soil subjected to rain events and influence of compactness on thermal properties of soil. In addition, one numerical study, based on a finite element 2D modeling of an earth-air heat exchanger, evaluates their energy performance under different soil moisture conditions and rain scenarios thus revealing the utility of water to significantly improve its performance

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Gaaloul, Sana. "Interopérabilité sur les standards Modelica et composant logiciel pour la simulation énergétique des sytèmes de bâtiment." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00864001.

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Abstract:

Pour mieux maîtriser ses flux énergétiques et respecter les diverses restrictions mises en place dans ce secteur énergivore, le bâtiment devient un système de plus en plus complexe incluant divers technologies innovantes comme les systèmes de gestion énergétiques (SGEB), une isolation performante et intégrant les énergies renouvelables. Cette complexité exige un changement dans les techniques et paradigmes actuels de simulation du bâtiment pour la prise en compte de ses diverses évolutions. Une modélisation globale des différents composants de ce système et une simulation efficace de ses sous-systèmes hétérogènes doivent être dorénavant assurées.Ces objectifs ne pourront être atteints qu'à travers l'exploitation des approches méthodologiques d'interopérabilité. Plusieurs solutions d'interopérabilités ont été exploitées dans le secteur du bâtiment. L'état de l'art dans ce secteur, met l'accent sur le manque de standardisation des solutions appliquées. Une approche boîte blanche se basant sur le langage Modelica a remarquablement émergée. Pour monter ses intérêts ainsi que ses limites, cette solution est adoptée pour la modélisation du système de bâtiment "PREDIS", à haute performance énergétique. Une approche boîte noire complémentaire, s'appuyant sur le standard de composant logiciel dédié à la simulation, est également mise en ouvre pour palier aux difficultés rencontrées en utilisant la première approche de modélisation système. Cette approche s'articule autour du concept de bus à composants permettant une interopérabilité effective entre outils de modélisation et environnements de simulation. En plus de l'architecture logicielle autour de la plateforme d'interopérabilité, une simulation efficace du système hétérogène requière des techniques de simulations adaptées. Ces dernières peuvent exiger des adaptations des modèles utilisés qui sont prévues par la norme de composant.

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Lefevre, Laurent. "Contributions à la flexibilité et à l'efficacité énergétique des systèmes distribués à grande échelle." Habilitation à diriger des recherches, Ecole normale supérieure de lyon - ENS LYON, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00925154.

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Abstract:

Les systèmes distribués à grande échelle (Datacenters, Grilles, Clouds, Réseaux) sont des acteurs incontournables dans notre société de communication et d'échanges électroniques. Ces infrastructures doivent faire face à de nombreux challenges qui limitent leur déploiement : sécurité, qualité de service, extensibilité, programmabilité, consommation électrique... Cette habilitation retrace les travaux menés sur les domaines de la flexibilité des grands systèmes en se focalisant sur la mise en oeuvre de solutions dynamiques de déploiement de services afin d'augmenter la valeur ajoutée des infrastructures existantes et de proposer de nouveaux services à valeur ajoutée. Cette habilitation se penche aussi sur la consommation électrique de ces infrastructures et les différents moyens d'améliorer leur efficacité énergétique afin de les placer dans une perspective de développement durable.

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Romani, Zaid. "Développement d'une méthode d'aide à la décision multicritère pour la conception des bâtiments neufs et la réhabilitation des bâtiments existants à haute efficacité énergétique." Thesis, La Rochelle, 2015. http://www.theses.fr/2015LAROS034/document.

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Abstract:

Le bâtiment est considéré comme étant le premier secteur consommateur d’énergie dans le monde. Dans la région méditerranéenne, face à la crise économique et aux engagements pris pour limiter les effets produisant le réchauffement climatique, il est devenu impératif de réduire la consommation énergétique des bâtiments que ce soit par la conception des bâtiments neufs ou par la réhabilitation du parc existant. Dans ce cadre-là, chercher des solutions techniques optimales en tenant compte des critères économiques, environnementaux et sociétaux est un problème très complexe du fait du nombre élevé de paramètres à prendre en compte. Pour remédier à ce problème, un état de l’art des méthodes d’optimisation multicritère a été réalisé. Nous avons constaté que plusieurs contraintes existent lors de l’utilisation de ces méthodes telles qu’un temps de calcul élevé et la non-maîtrise de la convergence des résultats vers des optimums globaux recherchés. L’objectif de notre travail est de proposer une nouvelle méthode qui permette de contourner ces difficultés. Cette méthode est basée, dans un premier temps, sur le développement des modèles polynomiaux pour la prédiction des besoins de chauffage, de refroidissement, d’énergie finale et du confort thermique d’été à l’aide du logiciel TRNSYS. Pour établir ces modèles, nous avons utilisé la méthode des plans d’expériences et des simulations thermiques dynamiques. À partir de ces modèles, une analyse de sensibilité a été entamée afin d’identifier les paramètres les plus influents sur les besoins énergétiques et le confort thermique d’été. Une base de données est utilisée associant chaque paramètre à son coût et à son impact environnemental sur son cycle de vie. Ensuite, une étude paramétrique complète a été réalisée en utilisant les fonctions polynomiales dans le but de déterminer un ensemble de solutions optimales à l’aide de l’approche du Front de Pareto. Cette nouvelle méthode a été appliquée dans le but de concevoir des bâtiments neufs à haute efficacité énergétique à des coûts maîtrisés pour les six zones climatiques du Maroc. La validation des modèles polynomiaux réalisée grâce à une comparaison avec des simulations aléatoires a donné des résultats très satisfaisants. Avec un modèle polynomial de second degré, l’erreur maximale sur les besoins énergétiques et le confort thermique adaptatif d’été ne dépasse pas 2 kWh/m².an et 9% respectivement dans la plupart des cas. Les modèles développés ont ensuite été utilisés pour l’aide à la décision multicritères. Les résultats obtenus ont montré que des bâtiments à très faibles besoins énergétiques peuvent être construits à un coût raisonnable, et qu’un effort doit être porté sur des solutions plus performantes pour le rafraîchissement en été. Enfin, nous avons mis en œuvre la méthode que nous avons développée dans le cadre de la réhabilitation d’un bâtiment existant à La Rochelle. Les critères environnementaux ont aussi été intégrés à la recherche de solutions optimales. La solution retenue selon 14 critères correspond à un ensemble de solutions techniques permettant d’obtenir des besoins de chauffage de l’ordre de 15 kWh/m².an avec un compromis réalisé entre l’efficacité énergétique, le confort des occupants, les impacts environnementaux et la maîtrise du coût de la réhabilitation. La méthode développée dans le cadre de ce travail a montré un fort potentiel d’utilisation pour l’aide à la décision multicritère lors de la conception des bâtiments neufs ou en réhabilitation. Elle permet d’effectuer très rapidement une optimisation opérationnelle de l’enveloppe pour contribuer à des bâtiments durables, confortables, à coût maîtrisé et à basse consommation énergétique
The building sector is the largest consumer of energy in the world. In Mediterranean region, facing the economic crisis and commitments for climate change, the reduction of energy consumption for both new and existing buildings is more necessary. Against this background, seeking optimal technical solutions taking into account the economic, environmental and societal criteria is a very complex problem due to the high number of parameters to consider. In order to solve this problem, a state of the art of multi-criteria optimization method has been achieved. We found that many constraints exist when using these methods such as high time calculation and no absolute assurance to find the global optimum. Thus, the main objective of the present work is to propose a new method that allows overcome these difficulties. This method is based on the development of polynomial models for the prediction of heating energy needs, cooling energy needs, final energy needs and summer thermal comfort. To establish these models, we used the design of experiments method and dynamic thermal simulations using TRNSYS software. From these models, a sensitivity analysis has been achieved in order to identify the leading parameters on energy requirements and thermal comfort in summer. A database associating each parameter for its cost and environmental impact on its lifetime was generated from CYPE software and INIES database. Then, a detailed parametric study was performed using polynomial functions for determining a set of optimal solutions using the Pareto front approach. This new method was applied to design new buildings with high energy efficiency at controlled costs for the six Moroccan climate zones. The validation of polynomial models through a comparison with random simulations gave very satisfactory results. With a polynomial model of the second order, the maximum error on the energy needs and the adaptive thermal comfort did not exceed 2 kWh/m².an and 9% respectively. The developed models were used for multiple-criteria decision analysis. The results showed that buildings with very low energy needs can be built with a reasonable cost. On the other hand an effort should be focused on more efficient solutions for adaptive thermal comfort in summer especially for Marrakech and Errachidia. Finally, we also implemented our method to a project of energy rehabilitation of an existing building located in La Rochelle (France). Environmental criteria were also taken into account in the optimization process. The selected technical solutions procured approximately 15 kWh/m².year of heating energy needs. The developed multicriteria decision method showed a great potential for both designing new and existing buildings with high energy efficiency. It allows a very fast operational optimization of sustainable buildings at reasonable cost and low energy consumption

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Cohen, François. "Investir dans l’utilisation et la production d’énergie pour lutter et s’adapter au changement climatique." Thesis, Paris, ENMP, 2014. http://www.theses.fr/2014ENMP0022/document.

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Abstract:

Investir dans l'utilisation et la production d'énergie est une nécessité pour lutter contre le changement climatique, mais aussi un défi pour l'adaptation climatique. La première partie de cette thèse est consacrée à l'amélioration de l'efficacité énergétique des appareils électroménagers. Le Chapitre 1 analyse si les consommateurs prennent en compte les économies d'énergie des réfrigérateurs au moment de les acheter à partir de données de vente anglaises. Le Chapitre 2 présente l'étiquette énergie européenne, ses effets sur l'efficacité énergétique ainsi que les facteurs clés de succès de cette politique de grande envergure. La deuxième partie de cette thèse étend son champ d'étude aux impacts que le changement climatique aura sur les comportements d'investissement. Le chapitre 3 s'intéresse à la sensibilité du secteur électrique au climat et propose des pistes de réflexion sur la prise en compte du changement climatique dans les décisions d'investissement. Le chapitre 4 est constitué d'une étude longitudinale de l'évolution du parc immobilier américain (1985-2011) et sa sensibilité au climat, dans le but d'établir des prédictions de long terme de l'impact du changement climatique sur la demande résidentielle de gaz et d'électricité
Energy investments are a requirement to mitigate climate change, but also a challenge for adaptation. The first part of this PhD dissertation focuses on improving the energy efficiency of domestic appliances. Chapter 1 analyses if consumers take into account energy costs when they purchase refrigerators with UK market data. Chapter 2 presents the EU Energy Label, its expected effects on energy efficiency and the key factors of success of such a large scale information-based policy. The second part of this PhD dissertation broadens the scope of analysis to the impacts of climate change on energy investment behaviour. Chapter 3 reviews the climate sensitiveness of the electricity sector and provides elements of discussion on how investments decisions could better take into account climate change in the future. Chapter 4 provides a longitudinal analysis of the evolution of US housing (1985-2011) and its sensitivity to climate, with the objective of forecasting the long-run impact of climate change on both residential gas and electricity consumptions

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Vaché, Isabelle. "L'émergence des politiques énergétiques en Pays de la Loire (France). Effets de contexte, potentiels et jeux d'acteurs." Phd thesis, Université du Maine, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00431585.

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Abstract:

Puisqu'il traite des enjeux énergétiques et climatiques globaux comme locaux, ce travail de thèse est un sujet d'actualité. Il a pour objet d'analyser les initiatives énergétiques locales en Pays de la Loire, dans le contexte des négociations climatiques internationales, des orientations énergétiques communautaires et nationales, et de la politique régionale. Ce travail s'articule autour de trois hypothèses principales. La première stipule que les Energies Renouvelables (EnR) se sont développées en Pays de la Loire à la suite de projets nucléaires locaux. La deuxième avance que les potentiels humains sont plus déterminants que les potentiels énergétiques territoriaux, du moins dans cette phase de prise de conscience ligérienne par les politiques publiques. La troisième indique que des pressions locales ont conduit la Région à appuyer le développement des EnR. Notre recherche porte sur une approche qualitative fondée sur de nombreux entretiens, à laquelle nous avons associé une approche quantitative basée sur le traitement statistique et cartographique de banques de données. La première partie, consacrée aux éléments de contexte, montre que, malgré la mobilisation de la communauté scientifique dès les années 1970, la prise de conscience des changements climatiques d'origine anthropique est relativement récente. Elle date des années 1990. L'Europe a joué un rôle important dans les négociations climatiques internationales et elle a adopté des objectifs ambitieux (à l'image du Paquet énergie-climat en 2007). Néanmoins, si certains Etats membres comme l'Allemagne sont volontaires pour diminuer leurs émissions de GES et développer les EnR, d'autres Etats comme la France sont beaucoup moins incitatifs. Les deuxième et troisième parties, qui s'intéressent à la région Pays de la Loire, mettent en évidence que, malgré de réels potentiels physiques, les EnR ne représentent qu'une faible part du bouquet énergétique régional. Nous avons établi qu'il existe une concordance entre les potentialités physiques et le nombre d'équipements en EnR. La politique énergétique régionale est également récente, et plus favorable aux EnR et aux économies d'énergie depuis l'arrivée des Verts dans la majorité régionale, en 2004. La montée des mobilisations associatives a également joué un rôle dans la prise en compte des questions énergétiques et climatiques par la Région. Pour organiser notre dernière partie consacrée aux politiques locales, nous avons construit une typologie basée sur de nombreux entretiens. Il en ressort que les potentiels humains, plus que les potentiels physiques, déterminent la mise en place d'une politique énergétique locale. La démarche du Syndicat Départemental d'Energie et d'équipement de la Vendée (SyDEV) fait quelque peu exception puisqu'elle est initialement liée à une volonté de valoriser le potentiel éolien local et de garder la main sur ces ressources. Nous avons mis en évidence que les motifs des politiques énergétiques locales peuvent diverger mais qu'ils s'expliquent généralement par des externalités négatives. Nous avons ainsi montré la concordance entre les mobilisations antinucléaires et la dynamique de la politique énergétique du Pays de Haute Mayenne ; entre les pressions de Nantes, ville centre, et l'originalité de la démarche entreprise par le Pays de Grandlieu Machecoul et Logne ; entre la recherche d'un développement local et la réflexion du PNR Loire Anjou Touraine... Ces initiatives énergétiques locales s'enracinent aussi dans une histoire parfois longue, comme dans le Pays des Mauges. En outre, nos investigations montrent des mobilisations de différentes natures : elles sont individuelles et/ou collectives. Nous avons également étudié l'origine de la sensibilité des pionniers des EnR. Enfin, en nous intéressant aux métropoles ligériennes, nous avons montré la volonté d'exemplarité de Nantes Métropole et l'approche plus opportuniste du Pays du Mans. Par conséquent, derrière l'innovation territoriale, il y a des Hommes, des volontés singulières, liées à un parti politique, à l'héritage de mobilisations environnementales ou sociales, à d'autres types de convictions.

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Wang, Yewan. "Évaluation et modélisation de l’impact énergétique des centres de donnée en fonction de l’architecture matérielle/ logicielle et de l’environnement associé." Thesis, Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire, 2020. http://www.theses.fr/2020IMTA0175.

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Abstract:

Depuis des années, la consommation énergétique du centre de donnée a pris une importance croissante suivant une explosion de demande dans cloud computing. Cette thèse aborde le défi scientifique de la modélisation énergétique d’un centre de données, en fonction des paramètres les plus importants. Disposant d’une telle modélisation, un opérateur pourrait mieux repenser / concevoir ses actuels / futurs centre de données. Pour bien identifier les impacts énergétiques des matériels et logiciels utilisés dans les systèmes informatiques. Dans la première partie de la thèse, nous avons réaliser un grand nombre évaluations expérimentales pour identifier et caractériser les incertitudes de la consommation d’énergie induite par les éléments externes : effets thermiques, différencesentre des processeurs identiques causées par un processus de fabrication imparfait, problèmes de précision issus d’outil de mesure de la puissance, etc. Nous avons terminé cette étude scientifique par le développement d’une modélisation global pour un cluster physique donné, ce cluster est composé par 48 serveurs identiques et équipé d’un système de refroidissement à expansion à direct, largement utilisé aujourd’hui pour les datacenters modernes. La modélisation permet d’estimer la consommation énergétique globale en fonction des configurations opérationnelles et des données relatives à l’activité informatique, telles que la température ambiante, les configurations du système de refroidissement et la charge des serveurs
For years, the energy consumption of the data center has dramatically increased followed by the explosion of demand in cloud computing. This thesis addresses the scientific challenge of energy modeling of a data center, based on the most important variables. With such modeling, an data center operator will be able to better reallocate / design the current / future data centers. In order to identify the energy impacts of hardware and software used in computer systems. In the first part of the thesis, to identify and characterize the uncertainties of energy consumption introduced by external elements: thermal effects, difference between identical processors caused by imperfect manufacturing process, precision problems resulting from power measurement tool, etc. We have completed this scientific study by developing a global power modeling for a given physical cluster, this cluster is composed by 48 identical servers and equipped with a direct expansion cooling system, conventionally used today for modern data centers. The modeling makes it possible to estimate the overall energy consumption of the cluster based on operational configurations and data relating to IT activity, such as ambient temperature, cooling system configurations and server load

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Chahine, May. "Etude des effets magnétiques et des effets de l'enrichissement en oxygène sur la combustion d'une flamme de diffusion laminaire CH4-Air : optimisation de l'efficacité énergétique." Phd thesis, Université d'Orléans, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00747330.

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Abstract:

L'étude et la compréhension du comportement des flammes de diffusion sont nécessaires et ceci à cause de leur présence dans diverses applications industrielles. Dans la présente étude, cette flamme de diffusion laminaire est issue d'un jet circulaire de méthane et d'un jet coaxial d'air. Deux moyens sont proposés afin d'influencer cette flamme: l'application d'un champ magnétique non-homogène et l'enrichissement du jet d'air coaxial en oxygène. L'effet de ces deux facteurs est étudié au niveau des caractéristiques de la flamme hauteur de décrochage ou lift et la longueur de la flamme), son comportement, sa stabilité et les instabilités d'écoulement en amont de la flamme, de front de flamme et de sommet de la flamme (flickering). L'effet du champ magnétique dépend du signe de son gradient, et cet effet est dû à la génération d'une force magnétique et de la modification des courants de convection. L'enrichissement de l'air en oxygène a un effet stabilisant sur la flamme, une meilleure efficacité énergétique est remarquée. Le champ magnétique et l'enrichissement en oxygène modifient l'amplitude et la fréquence des instabilités évoquées. Un avantage majeur de ces moyens de contrôle pourrait être une stabilisation de la flamme décrochée a la sortie du brûleur.

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Schaep, Thomas. "Conception et commande optimale d’une architecture hybride hydraulique de reach stacker." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI121/document.

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Abstract:

L'accroissement permanent du commerce intercontinental et la mondialisation s'accompagnent d'une augmentation de la productivité des ports et des terminaux à conteneurs. Le besoin de compétitivité des exploitants auquel s'additionnent les législations environnementales, poussent les fabricants d'engins de manutention de conteneurs à développer de nouvelles solutions afin de produire des machines plus respectueuses de l'environnement à un coût de possession acceptable. Pour ce faire, l'hybridation des sources d'énergie et l'utilisation de chaînes d'actionnement plus efficaces d'un point de vue énergétique sont les solutions envisagées. En conséquence, les cahiers des charges sont de plus en plus complexes, et les spécifications qu'ils stipulent sont de nature hétérogène. Ce travail de thèse s'intéresse à deux aspects majeurs en lien avec ces problématiques. Il s'articule donc d'une part autour d'un développement méthodologique concernant le dimensionnement de systèmes suractionnés par couplage de problèmes d'inversion et d'optimisation, et d'autre part, autour d'un développement applicatif visant la conception, la commande et la validation expérimentale d'une chaîne d'actionnement hybride d'un engin portuaire. Premièrement, nous proposons une procédure de construction d'un modèle s'appuyant sur le langage bond graph permettant de prendre en compte des spécifications exprimées en termes de critère à minimiser et de fonctions du temps désirées en sortie du système. Ce problème prend alors la forme d'un problème couplé d'inversion-optimisation. Du modèle bond graph obtenu, il est possible de déterminer directement les conditions nécessaires d'optimalité, et donc le système d'équations algébrodifférentielles associé. Nous nous intéressons ensuite à l'extension de la procédure de représentation d'un problème d'optimisation seul, dans le cas où des non linéarités apparaissent au niveau des phénomènes de dissipation d'énergie. Dans un second temps, nous proposons une nouvelle architecture pour un engin de manutention de conteneurs afin d'améliorer son efficacité énergétique. Cette solution de récupération d'énergie à la descente du conteneur est basée sur un transformateur hydraulique. L'énergie est stockée dans un accumulateur hydropneumatique, puis, elle est restituée grâce à un moteur hydraulique complémentaire couplé au moteur diesel. Un redimensionnement de la chaîne d'actionnement hydraulique ainsi qu'une stratégie de commande plus adaptée sont également proposées. Ces modifications offrent la possibilité de réaliser une récupération d'énergie à la décélération du véhicule sans ajout de composant majeur. L'architecture globale obtenue associée à une stratégie de commande adéquate génèrent une réduction de la consommation de carburant de 16% à 18%. Finalement, une validation expérimentale du système de récupération d'énergie potentielle est effectuée et les performances dynamiques et énergétiques sont analysées avec la commande proposée
The continuously increasing of the intercontinental trade as well as the globalization lead to the need of higher productivity for ports and container terminals. In order to fulfill the need of competitiveness of terminal operators and in the same time respect the environmental legislation, container handling machine manufacturers are developping new solutions. Hybridization of energy sources is an interesting way but using more energy efficient actuation lines is also suitable. As a consequence, specifications are more and more complex, and can in particular have heterogeneous natures. In this thesis, the focus is made on two main topics linked to those problematics. On the one hand, a methodology concerning the sizing of over-actuated systems thanks to a coupling between inverse problems and dynamic optimization is exposed. On the other hand, the design, control strategies and an experimental validation of an hybrid actuation line applied to an container handling machine is presented. First of all, we propose a new procedure based on the bond graph language allowing the designer to take into account simultaneously two types of specifications, namely a cost function to minimize and functions of time specifying desired outputs of the system. This results in a coupled problem of state-space inversion and optimization. The procedure lead to a bond graph from which it is possible to directly derive the analytical system of the problem. The fundamental theory for proving the effectiveness of this procedure is carried out using the port hamiltonian systems. The bond graph representation of an optimal control problem is then extended to systems involving non linearities on dissipative R elements. In a second part, a new actuation architecture is proposed for a container handling machine, in order to improve the fuel efficiency. On the one hand, a transformer based system to recover the potential energy released during container lowering is exposed. This energy is stored into a hydropneumatic accumulator. Then, it is returned thanks to an extra hydraulic motor coupled to the engine shaft. On the other hand, a resizing of the main hydraulic pumps as well as a more suitable control law is proposed in order to make the engine work at better efficiency points. All those evolutions previously mentionned give now the possibility to perform kinetic energy recuperation during vehicle deceleration without adding any major component. The new architecture combined with more effetive control laws lead to a fuel consumption reduction of 16% up to 18%. Finally, the potential energy recovery system is validated on a test rig. The control laws are implemented and the dynamic and energetic performances are then analysed

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Palandre, Lionel. "Évaluation des solutions techniques à haute efficacité énergétique pour les sèche-linge domestiques : Conception et modélisation d'un sèche-linge a re-compression mécanique d'air très humide." Paris, ENMP, 2005. http://www.theses.fr/2005ENMP1311.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'évaluation des solutions techniques à haute efficacité énergétique pour les seche-linge domestiques. L'une, mettant en oeuvre un cycle à re-compression mécanique d'air très humide présente un intérêt plus particulier. Les composants principaux sont dimensionnés. Dans un premier temps, deux sèche-linge de technologies différentes (évacuation et condensation) sont étudiés, testés leur cycle de fonctionnement analysé. La consommation d'énergie pour un cycle de séchage normalisé d'une charge de linge coton est de 5kg est comprise entre 3,3 kwh et 3,6kwh. Deux solutions alternatives sont possibles pour une réduction significative de la consommation d'énergie : l'utilisation d'une pompe à chaleur au r-134a , ou la mise en oeuvre d'un cycle ouvert, à re-compression mécanique de vapeur d'eau ou d'air très humide. Dans les deux cas, la consommation est réduite d'un facteur 2. L'étude des coefficients de transfert entre le linge et l'air humide a permis de définir une corrélation donnant l'évolution de la fonction de lewis pour des très hautes humidités absolues de l'air. Les échanges dans le tambour ont été caractér'isés et une corrélation donne l'évolution du coefficient de transfert de chaleur en fonction du débit, de la masse de linge, et de son humidité relative. Un modèle dynamique tracant le cycle de fonctioneement du sèche-linge à re-compression mécanique d'air très humide a été développé. La simulation montre que le temps de cycle peut être ramené à 1 heure avec ce procédé, comparé à 2 heures pour un sèche-linge équipé d'une pompe à chaleur au r-134a
The aim of this work is to evaluate high efficiency solutions for domestic tumble dryers. A specific analysis focuses on the thermodynamic cycle with very humid air compression. The main components are designed. In a first time, two technologies of dryers are studied: evacuation dryer, and condensation dryer. Drying cycles are measured and analyzed. The energy consumption for the standard 5kg cotton cycle is in the range of 3. 3 kwh and 3. 6 kwh. Two alternative solutions are proposed to reduce significantly the energy consumption: a heat pump dryer with r-134a, or an open cycle using steam or very humid air as refrigerant. In both cases, the energy consumption is cut by a factor 2. The measurement of convective heat transfer coefficients between linen and humid air has allowed to elaborate a correlation giving the lewis function evolution with very high absolute humidity. Heat exchanges in the tumble have been characterized. A correlation giving the heat transfer coefficient in function of air mass flow rate, linen mass, and its relative humidity, is developed. An unsteady-state model is developed. It gives the drying cycle of the tumble dryer with mechanical very humid air compression. Simulations show that drying time could be reduced to 1 hour using this process compared to 2 hours with r-134a heat pump dryers

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Gaaloul, Chouikh Sana. "Interopérabilité sur les standards Modelica et composant logiciel pour la simulation énergétique des sytèmes de bâtiment." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENT063/document.

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Abstract:

Pour mieux maîtriser ses flux énergétiques et respecter les diverses restrictions mises en place dans ce secteur énergivore, le bâtiment devient un système de plus en plus complexe incluant divers technologies innovantes comme les systèmes de gestion énergétiques (SGEB), une isolation performante et intégrant les énergies renouvelables. Cette complexité exige un changement dans les techniques et paradigmes actuels de simulation du bâtiment pour la prise en compte de ses diverses évolutions. Une modélisation globale des différents composants de ce système et une simulation efficace de ses sous-systèmes hétérogènes doivent être dorénavant assurées.Ces objectifs ne pourront être atteints qu'à travers l’exploitation des approches méthodologiques d’interopérabilité. Plusieurs solutions d’interopérabilités ont été exploitées dans le secteur du bâtiment. L’état de l’art dans ce secteur, met l’accent sur le manque de standardisation des solutions appliquées. Une approche boîte blanche se basant sur le langage Modelica a remarquablement émergée. Pour monter ses intérêts ainsi que ses limites, cette solution est adoptée pour la modélisation du système de bâtiment «PREDIS», à haute performance énergétique. Une approche boîte noire complémentaire, s’appuyant sur le standard de composant logiciel dédié à la simulation, est également mise en ouvre pour palier aux difficultés rencontrées en utilisant la première approche de modélisation système. Cette approche s’articule autour du concept de bus à composants permettant une interopérabilité effective entre outils de modélisation et environnements de simulation. En plus de l’architecture logicielle autour de la plateforme d’interopérabilité, une simulation efficace du système hétérogène requière des techniques de simulations adaptées. Ces dernières peuvent exiger des adaptations des modèles utilisés qui sont prévues par la norme de composant
To better reduce its invoices, control its energy flows and respect various restrictions in this sector characterised by important consumption, the building becomes more and more complex including various innovative technologies such as Energy Management Systems (BEMS), efficient insulation and integrating renewable energies. This complexity requires a changing in building simulation techniques and paradigms in order to take into account its various developments. A global modelling of this system taking into account its various components and ensuring an efficient simulation of its heterogeneous subsystems must be performed.These objectives can only be achieved through the use of interoperability methodological approaches. Several interoperability solutions have been explored in the building sector and the state of the art make an accent on the standardization lack of applied solutions. A white box approach based on Modelica language has emerged in this area. To raise its interest and limitations, this solution is adopted for “PREDIS” system, a high energy performance building, modelling. A complementary black box approach, based on software component standard and dedicated for simulation is also applied to overcome the first approach difficulties. This approach is based on software component bus concept that is able to ensure an effective interoperability between modelling tools and simulation environments.In addition of the established software architecture around the platform interoperability, an efficient simulation of heterogeneous systems requires appropriate simulations techniques. These techniques may require several adaptations of used models that are provided by the component standard

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Wang, Yunxin. "Stratégie de modélisation des systèmes de valorisation énergétique : Application aux machines ORC et à absorption." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEI068.

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Abstract:

La consommation énergétique dans l’industrie augmente de nos jours, avec l’amplification des activités industrielles dans le monde. En parallèle, la pénurie des énergies primaires et le réchauffement climatique obligent des exploitations sans cesse des énergies et des techniques alternatives, afin de développer durablement, et de satisfaire l’augmentation de la consommation. Ainsi, l’amélioration de l’utilisation énergétique dans l’industrie devient aussi un sujet important à développer et à étudier. Dans certains sites industriels, les rejets thermiques sont énormément dégagés dans l’environnement sans aucun traitement énergétique. Ses températures sont parfois, beaucoup plus élevées que l’ambiant. La valorisation de ces chaleurs est conseillée, par des systèmes de valorisation, pour la production de chaud, de froid et d’électricité. Ce traitement peut réduire significativement le gaspillage et améliorer l’efficacité énergétique dans l’industrie. C’est pour cette raison, plusieurs projets sont lancés. Le projet VALENTHIN (VALorisation ENergétique des rejets THermiques INdustriels) est pour but d’améliorer l’efficacité énergétique industrielle en valorisant les rejets thermiques ou en développant les processus industriels. Cette thèse concentre sur les études des systèmes de valorisation, particulièrement en ce qui concerne les différentes méthodes de simulation. Dans cette thèse, les bibliographies sont synthétisées, sur les différentes modélisations des systèmes de valorisation, surtout le système à absorption et le cycle de Rankine organique mentionnés dans ce projet. Par conséquent, une stratégie de modélisation est proposée et est montrée, pour les simulations des systèmes en régime permanent et en régime dynamique. Le choix des types de modélisation doit prendre en compte leurs avantages et leurs inconvénients, et aussi les besoins des utilisateurs, pour but de modéliser et développer des systèmes plus aisément et plus efficacement
Energy consumption in industry is increasing today, with the amplification of industrial activities in the world. At the same time, the scarcity of primary energy and global warming are insist the use of alternative technologies and energies, in order to sustainably develop, and to satisfy the increase in consumption. Thus, improving energy use in industry is also becoming an important topic to be developed and studied. In some industrial sites, the waste heats are enormously released into the environment without any energy treatment. Its temperatures are sometimes, much higher than the ambient. The valorization of these heats is advised, by using the valorization systems, for the production of hot, cold and electricity. This treatment can significantly reduce the energy waste and improve energy efficiency in the industry. For this reason, several projects are being launched. The aim of the VALENTHIN project is to improve industrial energy efficiency by valorizing waste heat or by developing industrial processes. This thesis concentrates on the studies of valorization systems, particularly with regard to the different modeling methods. In this report, the bibliographies are synthesized, on the different models used for the valorization systems, especially the absorption system and the organic Rankine cycle mentioned in this project. Consequently, a modeling strategy is proposed and is shown for steady state simulations and dynamic regime systems. The choice of types of modeling must take into account their advantages and disadvantages and also the needs of the users, with the aim of modeling and developing systems more easily and efficiently

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Nauleau, Marie-Laure. "L'efficacité énergétique dans le secteur résidentiel français : analyse des déterminants d'investissement et des politiques publiques." Paris, EHESS, 2015. https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01618117.

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Abstract:

Le poids du secteur résidentiel dans la consommation énergétique des ménages fait de la rénovation énergétique des logements un enjeu important dans la lutte contre le changement climatique. L'ensemble des barrières auxquelles font face les ménages pour investir dans l'efficacité énergétique de leurs logements invite à mieux comprendre les déterminants d'investissement et l'efficience de l'intervention publique. Une première partie de la thèse porte sur l'analyse des déterminants de l'investissement des ménages dans l'efficacité énergétique dans leurs logements. Un modèle de choix d'investissement, estimé sur les données de l'enquête annuelle «Maîtrise de l'énergie» de l'Ademe, met notamment en lumière l'hétérogénéité des déterminants suivant le type d'investissement. Une seconde partie de la thèse porte sur l'évaluation de l'efficacité des politiques publiques qui visent à promouvoir cet investissement, en analysant leur impact à la fois sur la demande et sur l'offre du marché de la rénovation énergétique. Du côté de la demande, la thèse recourt à deux méthodes complémentaires : l'évaluation économétrique ex-post, en étudiant spécifiquement l'efficacité du Crédit d'Impôt Développement Durable créé en 2005, et la modélisation technico-économique permettant d'évaluer différents instruments de manière ex-ante. Du côté de l'offre, constatant la structure non concurrentielle des marchés de l'efficacité énergétique, la thèse s'interroge de manière théorique sur l'efficacité des politiques publiques sur des marchés en présence de trois imperfections de marché : l'externalité négative du C02 et l'imperfection de la concurrence et de l'information engendrant de la discrimination en prix-qualité
Given the share of the residential sector in households' energy consumption, residential energy retrofitting is a burning issue in the climate change policy strategy. All the investment barriers faced by households invite us to explore the investment factors and to assess the efficiency of public policies. In a first part, the thesis studies the investment factors by estimating a discrete choice model on data from the French annual "Energy Management" survey conducted by Ademe, particularly focusing on factors heterogeneity among retrofitting types. A second part of the thesis deals with the assessment of public policy promoting energy efficiency, both from the demand and the supply sides of the energy efficiency markets. Regarding the demand side, the thesis uses two complementary methods: an ex-post econometric study focuses on the French tax credit called Credit d'lmpot Developpement Durable implemented in 2005 while an ex-ante study uses a hybrid energy-economy model to compare different policies. Regarding the supply side, given the high degree of concentration on the energy efficiency markets, we use a theoretical model to assess public policy efficiency in the presence of three markets imperfections: the negative externality linked to C02 and the imperfections of market competition and information inducing price-quality discrimination

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Dissertations / Theses on the topic 'Efficacité énergétique et spéctrale'

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