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Conçu comme un journal de bord, ce carnet présente les résultats de l’enquête menée auprès de la communauté de marins-pêcheursconcernée par le projet d’éolien offshore flottant Groix-Belle-Île. Conduite en 2020 par Julie Furiga (géographe) et Anatole Danto (anthropologue), cette enquête a été dirigée selon la méthode ethnographique, permettant le collectage des paroles, hétérogènes, des différents pêcheurs concernés par le projet. Entre inquiétudes et évocations de stratégies adaptatives, ce carnet laisse entrevoir les représentations portées par la communauté, au fort sentiment identitaire. Il présente surtout les questionnements de cette communauté côtière, ainsi que ses visions des mutations à venir, qui s’inscrivent dans des thématiques naturelles et anthropiques qui la dépasse largement, aussi bien en termes scalaires que diachroniques.

At a time when climate change is becoming the main concern, the renewable energy sector is developing extremely rapidly. In order to add other sources to the existing ones and to increase electricity production while ensuring its stability, the sea has quickly been considered as an attractive alternative. However, the creation of a new industry is a major challenge and marine renewable energy projects are very expensive and risky. The concept of risk was created specifically regarding the management of human activities at sea. The example of offshore wind energy allows us to go back to the origins of the notion of risk by considering it from the point of view of the company, and to analyse its legal treatment in the contractual relationship between the stakeholders of these very large-scale projects. While waiting for the establishment of a stable and sustainable regulatory context, both national and international, and the creation of standards adapted to the industry, practitioners are trying to protect themselves against the risks induced by the technical and legal context of these projects, through the contract, the main instrument of foresight. A non-exhaustive study of the numerous risks faced by these colossal projects allows us to understand the way in which the co-contractors manage to limit their effects, by anticipating the consequences and drawing inspiration from pre-existing contracts and different branches of law., A l’heure où le changement climatique devient le sujet d’inquiétude principal, le secteur des énergies renouvelables connait un développement extrêmement rapide. Afin d’adjoindre d’autres sources à celles d’ores et déjà existantes et d’augmenter la production électrique tout en assurant sa stabilité, la mer a rapidement été considérée comme une alternative séduisante. Cependant, la création d’une industrie nouvelle représente un défi majeur et les projets d’énergies marines renouvelables sont très coûteux et très risqués. Le concept de risque a été créé spécifiquement autour de la gestion des activités humaines en mer. L’exemple de l’éolien en mer permet de revenir aux origines de la notion de risque en l’envisageant du point de vue de l’entreprise, et d’analyser son traitement juridique dans la relation contractuelle entre les parties prenantes à ces projets de très grande envergure. En attendant l’établissement d’un contexte règlementaire stable et pérenne tant national qu’international et la création de standards adaptés à l’industrie, les praticiens tentent de se prémunir contre les risques induits par le contexte technique et juridique de ces projets, par l’intermédiaire du contrat, instrument de prévision par excellence. Une étude non exhaustive des nombreux risques auxquels sont confrontés ces projets colossaux permet d’appréhender la manière dont les cocontractants parviennent à limiter leurs effets, en anticipant les conséquences et en s’inspirant de contrats préexistants et de différentes branches du droit.

Energy conversion systems for renewable energy rely on mechanical gearboxes to transmit mechanical power to the electrical machine at higher speeds and to avoid having very large generators. The main issue with mechanical gears is their low reliability and requirement for regular lubrication and maintenance. Magnetic gears perform power transmission between two ports through the frictionless interaction of magnetic forces. Some potential advantages of using magnetic gears are reduced maintenance, possible isolation between input and output shafts, and inherent overload protection. To cover all the objectives defined, the work was divided into four chapters. The literature overview of the first chapter has shown that remarkably high-performance magnetic gears were developed. In the second chapter, 3D and quasi-3D computationally efficient magnetic equivalent circuit models that could consider the magnetic saturation and the end-effects were presented. It was found that these methods could achieve an important time gain against the finite element method, albeit with a slight reduction in the accuracy. The third chapter included an overview of the marine renewable energy systems and the magnetic gear applications in this field, and then an optimization study was done to propose a magnetic gear design that could be suitable for marine renewable energy applications. The fourth chapter presented a study and analysis on the eccentricity defect that could occur in tubular linear machines and magnetic gears, where a 3D finite element method model was used in the analysis first, and then to reduce the computation time a quasi-3D finite element method tool was developed., Les systèmes de conversion d'énergie pour les énergies renouvelables reposent sur des boîtes de vitesses mécaniques pour transmettre la puissance mécanique à la machine électrique à des vitesses plus élevées et pour éviter d'avoir de très gros générateurs. Le principal problème des engrenages mécaniques est leur faible fiabilité et la nécessité d'une lubrification et d'un entretien réguliers. Les engrenages magnétiques assurent la transmission de puissance entre deux ports grâce à l'interaction sans frottement des forces magnétiques. Certains avantages potentiels de l'utilisation d'engrenages magnétiques sont une maintenance réduite, une isolation possible entre les arbres d'entrée et de sortie et une protection inhérente contre les surcharges. Afin de couvrir l'ensemble des objectifs définis, le travail a été divisé en quatre chapitres. L'aperçu de la littérature du premier chapitre a montré que des engrenages magnétiques remarquablement performants ont été développés. Dans le deuxième chapitre, des modèles de circuits équivalents magnétiques efficaces en calcul 3D et quasi-3D qui pourraient prendre en compte la saturation magnétique et les effets de bord ont été présentés. Il a été constaté que ces méthodes pouvaient réaliser un gain de temps important par rapport à la méthode des éléments finis, mais avec une légère réduction de la précision. Le troisième chapitre comprenait un aperçu des systèmes d'énergie marine renouvelable et des applications des engrenages magnétiques dans ce domaine, puis une étude d'optimisation a été réalisée pour proposer une conception d'engrenage magnétique qui pourrait convenir aux applications des énergies marines renouvelables. Le quatrième chapitre a présenté une étude et une analyse sur le défaut d'excentricité qui pourrait se produire dans les machines linéaires tubulaires, où un modèle de méthode d'éléments finis 3D a d'abord été utilisé, puis pour réduire le temps de calcul un élément fini quasi-3D outil méthodologique a été développé.

The reduction of greenhouse gas emissions which has been imposed on states in order to limit global warming needs re-organizing the energy mix. The share of renewable energies in the energy mix is due to grow in the next decades. Tidal power's advantage is to deliver low carbon predictable energy, unlike the majority of other renewable energies. Though, its development raises specific problematics : in water, in natural environment, live organisms colonize the surfaces of immerged turbines, which is called biofouling. Biofouling induces the changes in the behaviour of tidal turbines this work tries to describe and quantify with the help of numerical tools. Several aspects of biofouling are here studied : first, the simplified case of a straight blade in a uniform straight flow shows that biofouling principally generates drag which changes the blade's wake. Then, a horizontal axis turbine whose blades are realistically colonized is being studied. The results show the turbine's power is lessened and its trail increases. The wake, which is overall more hectic, contains less energy in its strong vortices. We then study the effects of mass variations on the start-up of the machines, with an innovative system of interactions between fluid and structure : the movement is induced by the fluid. Biofouling could well have a strong impact on the initiation of the rotation, and could even block vertical axis turbines. Finally, we tried to present a mix of Eulerian and Lagrangian codes, aiming at making the study of multiscale fluid problems easier, by making the computing time shorter., La réduction des émissions de gaz à effet de serre imposée aux états pour limiter le réchauffement climatique mondial passe par une réorganisation de la répartition des sources d'énergies. La part des énergies renouvelables (ENRs) est vouée à augmenter dans les prochaines décennies. La technologie hydrolienne a comme avantage de fournir une énergie faiblement carbonée prédictible contrairement à la majorité des autres ENRs. Son développement soulève toutefois des problématiques qui lui sont propres : dans l'eau, en milieu naturel, des organismes vivants colonisent les surfaces des turbines immergées, c'est le biofouling. Celui-ci induit des changements sur le comportement des hydroliennes que cette thèse cherche à décrire et quantifier à l'aide d'outils numériques. Plusieurs aspects de l'impact du biofouling sont étudiés : d'abord dans le cas simplifié d'une pale droite dans un écoulement rectiligne uniforme montre que le biofouling génère surtout de la trainée qui modifie le sillage tourbillonnaire. Puis une hydrolienne à axe horizontal dont les pales sont colonisées de façon réaliste est étudiée. Les résultats montrent un diminution de la puissance de l'hydrolienne et une augmentation de sa traînée. Le sillage, globalement plus turbulent, contient moins d'énergie dans ses gros tourbillons. Les effets de la variation de masse sur le démarrage des machines sont ensuite étudiés à l'aide d'un système innovant d'Interaction Fluide-Structure (IFS) : le mouvement induit par le fluide. Le biofouling pourrait avoir un effet conséquent sur l'amorçage de la mise en rotation, et pourrait même bloquer les hydroliennes à axe vertical. Enfin, une tentative de couplage entre des code Eulérien et Lagrangien est présentée, avec comme objectif de faciliter l'étude de problématiques fluides multi-échelles en abaissant les temps de calcul requis.

As policies to fight greenhouse gas emissions are more and more demanding and as the global energy demand is constantly increasing, renewable energies are currently seen as an important contribution to the global energy mix. Among them, tidal energy has the advantage of a perfectly known and highly predictable intermittency. The present work is part of the PoHyCA (Hydrodynamic Pump for Air Compression) project led by Segula Technologies, consisting in the realization of an innovative hydrodynamic pump for air compression and storage. The final objective is the production of electrical energy. PoHyCA technology captures the energy of sea currents using an oscillating hydrofoil that moves under the effect of hydrodynamic forces from the surrounding flow. This work focus on the evaluation of the dynamics of the deformable hydrofoil. A fluid-structure interaction (FSI) approach, using an implicit coupling scheme, is implemented to account for the deformations of the structure, induced by hydrodynamic forces. The numerical model also takes into account the large pitching and heaving displacements of the structure. It is first applied to a rigid oscillating plate experimentally documented in the literature, and similar results are obtained. We show that the flexibility of the profile leads in particular to a reduction in propulsion capability. The model is then applied to a hydrofoil subjected to an oscillating heaving and pitching motion. We show that in certain configurations, blade deformations can improve energy efficiency.; Les politiques de lutte contre les émissions de CO2 étant de plus en plus exigeantes et la demande énergétique étant en constante augmentation, les énergies renouvelables sont perçues actuellement comme devant être un apport important dans le mix énergétique mondial. Parmi elles, l'énergie hydrolienne présente l'avantage d'une intermittence parfaitement connue et très prédictible. La recherche de cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet PoHyCA (Pompe Hydrodynamique pour la Compression d'Air) mené par Segula Technologies. Il consiste à la réalisation d'une pompe hydrodynamique innovante pour la compression de l'air dans un réservoir de stockage, l'objectif final étant la production de l'énergie électrique. La pompe PoHyCA capte l'énergie des courants marins à l'aide d'une structure portante oscillante qui se déplace sous l'effet des efforts hydrodynamiques issues de l'écoulement environnant. On s'intéresse dans ces travaux à l'évaluation de la dynamique de la structure portante déformable. Une approche en interaction fluide-structure (IFS), utilisant un schéma de couplage implicite, est mise en place afin de prendre en compte les déformations de la structure, induites des efforts hydrodynamiques. Le modèle développé prend également en compte les grands déplacements angulaires et verticaux de la structure. Il est d'abord appliqué à une plaque oscillante rigide documentée expérimentalement issue de la littérature, et des résultats similaires sont obtenus. Nous montrons que la flexibilité du profil entraine notamment une diminution de l'aptitude à la propulsion. Le modèle est ensuite appliqué à un hydrofoil soumis à un mouvement oscillatoire de pilonnement et de tangage. Nous montrons que dans certaines configurations, les déformations de la pale peuvent améliorer le rendement énergétique.

Renewable Energies (MREs) can contribute significantly to the energy mix. MREs can be produced from different sources, among them tidal energy – the focus of this work – has aroused major interest from industrialists and decision-makers.In this thesis, a decision support tool for the optimization of the architecture of tidal farms is developed. The optimization tool, named OPTIFARM, takes into account the hydrodynamics of the site, the investment and maintenance costs, the loss of production caused by the wake effect and the energy loss in the electrical network. The tool allows determining the optimal number and positions of tidal turbines and offshore substations in the farm as well as the optimal AC electrical connection topology of the tidal farm network. The optimization tool relies on a genetic and a particle swarm optimization algorithms. OPTIFARM is applied to two French tidal energy sites: the Alderney Race located between the Alderney Island and Cap de la Hague, and the Fromveur Strait located in the sea of Iroise. Those sites represent respectively the first and the second greatest tidal potential in France. The results show that the energy production cost considerably differs from one site to another and it strongly depends on the size of the farm.; Pour faire face au réchauffement climatique, une transition énergétique de grande ampleur est impérative. Pour les pays disposant de vastes zones maritimes, comme la France, les Energies Marines Renouvelables (EMRs) peuvent constituer une part significative d’énergie à bas carbone. Les EMRs peuvent être produites à partir de la houle, du vent, des gradients de salinité… Dans cette thèse, nous nous focalisons sur l’énergie des courants de marée et leur exploitation par les hydroliennes. Cette technologie est aujourd’hui en phase pré-industrielle.Dans ce travail de thèse, un outil d’aide à la décision destiné à l’optimisation de l’architecture des parcs d’hydroliennes est développé. Cet outil nommé OPTIFARM tient compte de l’hydrodynamique du site, des coûts d’investissement et des opérations de maintenance, des pertes d’énergie de production dues aux effets de sillage ainsi que des pertes d’énergies dans le réseau électrique. L’outil permet de déterminer de manière optimale le nombre et les positions des hydroliennes et des sous-stations électriques offshores ainsi que la topologie de raccordement électrique en AC. OPTIFARM est basé sur un algorithme génétique et un algorithme d’optimisation par essaim particulaire. La méthode d'optimisation développée est appliquée à deux sites hydroliens français : le Raz-Blanchard (situé entre l'île d'Aurigny et le Cap de la Hague) et le passage du Fromveur (situé en mer d'Iroise) qui représentent respectivement le premier et le deuxième plus grand gisement hydrolien en France. Les résultats montrent que le coût de production de l'énergie diffère considérablement d'un site à l'autre et qu'il dépend fortement de la taille du parc.

Cet article s’intéresse à la trajectoire contrariée de l’énergie des vagues. S’inscrivant dans une démarche forecasting volontairement transdisciplinaire à la croisée des sciences sociales et des sciences de l’ingénieur, notre propos vise à questionner la situation présente (insight) de cette énergie en replaçant les enjeux à travers le prisme rétrospectif (hindsight) et prospectif (foresight). Comment expliquer la difficulté du houlomoteur à se déployer industriellement alors que la recherche scientifique est foisonnante depuis le xixe siècle ? This paper will examine the complicated path of wave energy with a transdisciplinary and forecasting approach between social and engineering sciences. Our statement is to question the present situation of wave energy regarding hindsight and foresight aspects. How to explain wave energy’s difficulties for industrial implementation while scientific research is abundant since the 19th century?

Renewable Energies (MREs) can contribute significantly to the energy mix. MREs can be produced from different sources, among them tidal energy – the focus of this work – has aroused major interest from industrialists and decision-makers.In this thesis, a decision support tool for the optimization of the architecture of tidal farms is developed. The optimization tool, named OPTIFARM, takes into account the hydrodynamics of the site, the investment and maintenance costs, the loss of production caused by the wake effect and the energy loss in the electrical network. The tool allows determining the optimal number and positions of tidal turbines and offshore substations in the farm as well as the optimal AC electrical connection topology of the tidal farm network. The optimization tool relies on a genetic and a particle swarm optimization algorithms. OPTIFARM is applied to two French tidal energy sites: the Alderney Race located between the Alderney Island and Cap de la Hague, and the Fromveur Strait located in the sea of Iroise. Those sites represent respectively the first and the second greatest tidal potential in France. The results show that the energy production cost considerably differs from one site to another and it strongly depends on the size of the farm., Pour faire face au réchauffement climatique, une transition énergétique de grande ampleur est impérative. Pour les pays disposant de vastes zones maritimes, comme la France, les Energies Marines Renouvelables (EMRs) peuvent constituer une part significative d’énergie à bas carbone. Les EMRs peuvent être produites à partir de la houle, du vent, des gradients de salinité… Dans cette thèse, nous nous focalisons sur l’énergie des courants de marée et leur exploitation par les hydroliennes. Cette technologie est aujourd’hui en phase pré-industrielle.Dans ce travail de thèse, un outil d’aide à la décision destiné à l’optimisation de l’architecture des parcs d’hydroliennes est développé. Cet outil nommé OPTIFARM tient compte de l’hydrodynamique du site, des coûts d’investissement et des opérations de maintenance, des pertes d’énergie de production dues aux effets de sillage ainsi que des pertes d’énergies dans le réseau électrique. L’outil permet de déterminer de manière optimale le nombre et les positions des hydroliennes et des sous-stations électriques offshores ainsi que la topologie de raccordement électrique en AC. OPTIFARM est basé sur un algorithme génétique et un algorithme d’optimisation par essaim particulaire. La méthode d'optimisation développée est appliquée à deux sites hydroliens français : le Raz-Blanchard (situé entre l'île d'Aurigny et le Cap de la Hague) et le passage du Fromveur (situé en mer d'Iroise) qui représentent respectivement le premier et le deuxième plus grand gisement hydrolien en France. Les résultats montrent que le coût de production de l'énergie diffère considérablement d'un site à l'autre et qu'il dépend fortement de la taille du parc.

As policies to fight greenhouse gas emissions are more and more demanding and as the global energy demand is constantly increasing, renewable energies are currently seen as an important contribution to the global energy mix. Among them, tidal energy has the advantage of a perfectly known and highly predictable intermittency. The present work is part of the PoHyCA (Hydrodynamic Pump for Air Compression) project led by Segula Technologies, consisting in the realization of an innovative hydrodynamic pump for air compression and storage. The final objective is the production of electrical energy. PoHyCA technology captures the energy of sea currents using an oscillating hydrofoil that moves under the effect of hydrodynamic forces from the surrounding flow. This work focus on the evaluation of the dynamics of the deformable hydrofoil. A fluid-structure interaction (FSI) approach, using an implicit coupling scheme, is implemented to account for the deformations of the structure, induced by hydrodynamic forces. The numerical model also takes into account the large pitching and heaving displacements of the structure. It is first applied to a rigid oscillating plate experimentally documented in the literature, and similar results are obtained. We show that the flexibility of the profile leads in particular to a reduction in propulsion capability. The model is then applied to a hydrofoil subjected to an oscillating heaving and pitching motion. We show that in certain configurations, blade deformations can improve energy efficiency., Les politiques de lutte contre les émissions de CO2 étant de plus en plus exigeantes et la demande énergétique étant en constante augmentation, les énergies renouvelables sont perçues actuellement comme devant être un apport important dans le mix énergétique mondial. Parmi elles, l'énergie hydrolienne présente l'avantage d'une intermittence parfaitement connue et très prédictible. La recherche de cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet PoHyCA (Pompe Hydrodynamique pour la Compression d'Air) mené par Segula Technologies. Il consiste à la réalisation d'une pompe hydrodynamique innovante pour la compression de l'air dans un réservoir de stockage, l'objectif final étant la production de l'énergie électrique. La pompe PoHyCA capte l'énergie des courants marins à l'aide d'une structure portante oscillante qui se déplace sous l'effet des efforts hydrodynamiques issues de l'écoulement environnant. On s'intéresse dans ces travaux à l'évaluation de la dynamique de la structure portante déformable. Une approche en interaction fluide-structure (IFS), utilisant un schéma de couplage implicite, est mise en place afin de prendre en compte les déformations de la structure, induites des efforts hydrodynamiques. Le modèle développé prend également en compte les grands déplacements angulaires et verticaux de la structure. Il est d'abord appliqué à une plaque oscillante rigide documentée expérimentalement issue de la littérature, et des résultats similaires sont obtenus. Nous montrons que la flexibilité du profil entraine notamment une diminution de l'aptitude à la propulsion. Le modèle est ensuite appliqué à un hydrofoil soumis à un mouvement oscillatoire de pilonnement et de tangage. Nous montrons que dans certaines configurations, les déformations de la pale peuvent améliorer le rendement énergétique.

In a global context of rapid development of marine renewable energy projects, the aim of this PhD thesis was to better characterise the potential impacts of submarine power cables on coastal benthic ecosystems. The work specifically focused on the impacts associated with the operational phase. The major part of this work was dedicated to the reef effect created by these cables and their protective and stabilising structures on sessile epibenthic communities and mobile megafauna. This work was mainly based on underwater imagery, either video or photo collected in situ by divers. The challenge of working with underwater imagery has led me to optimise image analyses so as to effectively monitor benthic colonisation and to quantify artificial reef habitat provision to commercial species.In addition to this reef effect, colonising organisms are exposed to magnetic fields generated by the power cables. Thus, I designed an experimental study to assess the impact of realistic magnetic fields on the behaviour of juvenile European lobsters (Homarus gammarus). Finally, we explored the ecological impacts of excluding anthropogenic activity from the cables routes and potential benefits for benthic macrofauna. By coupling both in situ and ex situ approaches, my PhD research better characterises the environmental impacts associated with submarine power cables. These results will help to assess the ecological footprint of future power grid connections.; Dans un contexte de développement rapide des projets d’énergies marines renouvelables, le but de cette thèse était d’améliorer les connaissances sur les impacts potentiels des câbles électriques sous-marins sur les écosystèmes benthiques côtiers. En se focalisant sur la phase de fonctionnement, ce travail était essentiellement dédié à la caractérisation de l’effet récif généré par ces câbles et leurs structures associées (protection, stabilisation) sur les communautés épibenthiques fixées et la mégafaune mobile. L’étude était principalement basée sur l’utilisation d’images sous-marines (photo et vidéo) prises in situ par des plongeurs. Ce travail a mené à des réflexions méthodologiques sur la manière la plus efficace d’analyser ce genre de données afin d’appréhender pleinement la dynamique de colonisation des structures artificielles et leur rôle d’habitat pour des espèces commerciales. Outre cet effet récif, certains organismes se retrouvent exposés à des champs magnétiques émis par les câbles électriques. Ceci m’a conduit à mesurer expérimentalement l’impact de champs magnétiques artificiels sur le comportement du homard Européen (Homarus gammarus) au stade juvénile. Finalement, nous avons étudié in situ les potentiels bénéfices pour la macrofaune benthique de l’exclusion d’activités anthropiques autour de la route de câbles électriques. Le couplage d’approches in situ et ex situ m’a permis de mieux appréhender les impacts environnementaux associés aux câbles électriques sous-marins. Ces résultats permettront d’améliorer l’évaluation de l’empreinte écologique des futurs raccordements électriques.

The electrical power generation in remote maritime areas must face many technical-economic constraints related to the load satisfaction and the expensive fuel import for fossil based sources. Thanks to the recent development of marine renewable energies, new perspectives appear for the electrical power supply of maritime remote areas, so as to decarbonize the electrical power generation. In this thesis, it is proposed to study the sizing and the energy management of an islanded microgrid made of solar photovoltaic panels, wind turbines, tidal turbines, wave energy converters and batteries. A preliminary analysis of the harnessed resources allows some complementarities and non-complementarities to be highlighted. In order to reduce the unmet load demand and the cost of energy, a combined sizing and energy management optimization is proposed. Several demand-side management strategies are hierarchically applied on several loads, in order to avoid the occurrence of critical situations. The obtained results show that demand-side management allows the cost of energy to be reduced by decreasing the amount of required storage. Also, the diversification of the sources brings many benefits. Finally, the ability of the developed algorithms to correctly manage the micro-grid in real time is validated on an experimental test bench.; La production d’énergie électrique dans les zones isolées en mer doit faire face à de nombreuses contraintes technico-économiques, liées à la satisfaction de la demande et à l’importation coûteuse du combustible nécessaire aux moyens de production à partir d’énergies fossiles. Avec le récent développement des sources d’énergie marine renouvelable, de nouvelles perspectives apparaissent pour l’alimentation des sites isolés en mer, dans une optique de dé-carbonisation de la production d’énergie. Ainsi, il est proposé dans ces travaux de thèse d’étudier le dimensionnement et la gestion d’un micro-réseau insulaire composé de panneaux solaires photovoltaïques, d’éoliennes, d’hydroliennes, de houlogénérateurs et de batteries. Une analyse préalable des ressources exploitées permet de mettre en avant quelques complémentarités et non-complémentarités. Afin de minimiser l’insatisfaction de la demande et le coût de l’énergie produite, une optimisation combinée du dimensionnement et de la gestion de l’énergie est proposée. Différentes stratégies de gestion de la demande sont appliquées de manière hiérarchique sur plusieurs charges, pour éviter l’apparition de situations critiques. Les résultats obtenus montrent que l’application d’une gestion de la demande permet de réduire le coût de production de l’électricité en diminuant la quantité de stockage nécessaire. Par ailleurs, la diversification des sources utilisées offre de nombreux avantages. Enfin, la capacité des algorithmes développés à gérer correctement un micro-réseau en temps réel est validée sur un banc expérimental.

The coastal issues have given birth to a rich reasoning, all along the thirty years since the publishing of the “ Coastal” Act January 3, 1986. The debate concerns maritime public domain, city planning and coastal environment. It must be noted that among others the objectives targeted by the legislator in this great founding text have been extended by the “ Leroy” Act for the “ blue economy” June 20, 2016 (taking into account the issue of the submarine floodings). The government directive December 7, 2015 concerning the particular provisions for the seaside in the city planning code really insists on the role of the territorial cohesion schemes. As for jurisprudence, it is used to interpret and apply the rules of protection with flexible rigorousness. Marine environment beyond the territorial sea is now the object of an all attention of the legislator and the regulatory power : we can quote the law on biodiversity, the prescription on the maritime spaces, the law on the blue economy (art. 97. I.) who plans the elaboration by the government of a report on the creation of a code of the sea, which is doubtless going to raise numerous problems. In this new interest we can find several explanations : the end of time allowed to ask for the extension of the continental shelf of France (CESE : the extension of the continental shelf beyond 200 nautical miles : an asset for France and 5 decrees adopted in 2015), the needs to define a stable legal regime for marine renewable energy and for the other installations and activities in exclusive economic zone and on the continental shelf, the awareness wealth of these zones, and the pressure of the law of the EU and the international law., Les questions littorales ont alimenté une riche réflexion, au-delà des trente ans de la loi Littoral du 3 janvier 1986, intéressant notamment le domaine public maritime, l’urbanisme et l’environnement littoral. On relèvera entre autres que les objectifs poursuivis par le législateur dans ce grand texte fondateur ont été élargis par la loi «Leroy » pour l’économie bleue du 20 juin 2016 (prenant notamment en compte la problématique des submersions marines), et que l’instruction gouvernementale du 7 décembre 2015, relative aux dispositions particulières au littoral du Code de l’urbanisme, insiste particulièrement sur le rôle des schémas de cohérence territoriale. La jurisprudence, quant à elle, poursuit son oeuvre d’interprétation, appliquant avec une rigueur variable les règles de protection en vigueur. Après avoir été les grands oubliés de la législation française, les milieux marins au-delà de la mer territoriale font l’objet d’une attention soutenue de la part du législateur et du pouvoir réglementaire : on peut citer pêle-mêle la loi biodiversité, l’ordonnance sur les espaces maritimes, la loi sur l’économie bleue (art. 97. I.) qui prévoit l’élaboration par le gouvernement d’un rapport sur la création d’un code de la mer dont la définition va sans doute poser de nombreux problèmes (G. Piette, «Un code de la mer ? » , DMF, n° 785, nov. 2016, p. 922-927). À cet intérêt nouveau on peut trouver plusieurs explications : la fin du délai imparti pour demander l’extension du plateau continental de la France (CESE, L’extension du plateau continental au-delà des 200 milles marins : un atout pour la France, octobre 2013 et 5 décrets adoptés en 2015), la nécessité de définir un régime juridique stable pour les installations de production d’énergie renouvelable et pour les autres installations et activités en zone économique exclusive et sur le plateau continental, la prise de conscience (tardive) des richesses de ces zones, et la pression du droit de l’UE et du droit international., Bordereaux Laurent, Roche Catherine. Littoral et milieux marins. In: Revue Juridique de l'Environnement, n°2, 2017. pp. 311-322.

International audience

This thesis sheds light on the dynamics of change in the energy system by taking the example of marine renewable energies (MRE). By exploring ten case studies (both sectoral and territorial), it reflects on the reasons for the return of these technologies in the 2000’s. Previously excluded from the dominant paradigm of French electricity production, in the 1980s, marine renewable energies are currently making a comeback in the context of the systemic crisis of the 3Es (environmental, economic and energy). At the interface of energy policies (energy transition policies) and maritime policies (blue growth policies), marine renewable energies were legitimized when the sea became a new horizon for (re)building visionary, avant-garde and technopolitical discourses. Through this, we highlight the importance of beliefs and collective representations of technological activity. Through the diversity of technological trajectories discussed in this thesis (tidal stream and tidal range energy, wave energy, ocean thermal energy conversion and offshore wind energy), we show that, in France, the industry of marine renewable energies presents itself as a political construction without asserted technological consistency, at the interface between different technical worlds. This thesis put into perspective the notion of disruptive innovation and creative destruction by highlighting phenomena of technological rebirth, which can take several decades and even centuries. Through a retroprospective analysis, this thesis defends the idea that the dynamics of change of the energy system are not mainly driven by creation and novelty, but could, rather, be construed as a process of update and reinterpretation of existing technological principles. This thesis aims to provide insights to economists, sociologists and historians of technology who try to understand the trajectories of innovation and the conditions for success of energy technologies.; Cette thèse analyse les dynamiques de changement du système énergétique en se focalisant sur les énergies marines renouvelables (EMR). A travers l’examen de dix études de cas (études à la fois sectorielles et territoriales), elle s’interroge sur les raisons du retour de ces technologies au tournant des années 2000. Mises à la marge du paradigme dominant de la production d’électricité des années 1980, nous montrons que les énergies marines renouvelables sont revenues sur le devant de la scène dans un contexte de crise systémique des 3E (environnementale, économique et énergétique). A l’interface des politiques énergétiques (celles de la transition énergétique) et des politiques maritimes (celles de la croissance bleue), les énergies marines renouvelables ont été légitimées au moment où la mer est devenue un terrain pour (re)construire des discours visionnaires, avant-gardistes et technopolitiques. Par ce biais, nous mettons en lumière l’importance des croyances et des représentations collectives sur l’activité technologique. Au regard de la diversité des trajectoires technologiques examinées (énergie des marées et des courants, énergie des vagues, énergie thermique des mers et éolien marin), nous montrons que « la filière » des énergies marines renouvelables se présente en France comme une construction politique sans cohérence technologique affirmée entre des univers techniques différents. Cette thèse permet également de relativiser la notion d’innovation de rupture et de destruction créatrice en mettant en évidence des phénomènes de résurgence technologique pouvant durer plusieurs décennies, voire plusieurs siècles, dans l’exploitation de sources d’énergies renouvelables. Enfin, en s’inscrivant dans une démarche rétro-prospective, cette thèse défend l’idée que les processus fondamentaux dans la dynamique de changement du système énergétique ne sont pas la création et la nouveauté mais plutôt l’actualisation et la réinterprétation. Elle entend ainsi apporter une contribution originale aux interrogations à la fois des économistes, des sociologues et des historiens des techniques, qui chacun dans leur domaine tentent de comprendre les trajectoires de l'innovation et les conditions de réussite des technologies de l’énergie.

In a global context of rapid development of marine renewable energy projects, the aim of this PhD thesis was to better characterise the potential impacts of submarine power cables on coastal benthic ecosystems. The work specifically focused on the impacts associated with the operational phase. The major part of this work was dedicated to the reef effect created by these cables and their protective and stabilising structures on sessile epibenthic communities and mobile megafauna. This work was mainly based on underwater imagery, either video or photo collected in situ by divers. The challenge of working with underwater imagery has led me to optimise image analyses so as to effectively monitor benthic colonisation and to quantify artificial reef habitat provision to commercial species.In addition to this reef effect, colonising organisms are exposed to magnetic fields generated by the power cables. Thus, I designed an experimental study to assess the impact of realistic magnetic fields on the behaviour of juvenile European lobsters (Homarus gammarus). Finally, we explored the ecological impacts of excluding anthropogenic activity from the cables routes and potential benefits for benthic macrofauna. By coupling both in situ and ex situ approaches, my PhD research better characterises the environmental impacts associated with submarine power cables. These results will help to assess the ecological footprint of future power grid connections., Dans un contexte de développement rapide des projets d’énergies marines renouvelables, le but de cette thèse était d’améliorer les connaissances sur les impacts potentiels des câbles électriques sous-marins sur les écosystèmes benthiques côtiers. En se focalisant sur la phase de fonctionnement, ce travail était essentiellement dédié à la caractérisation de l’effet récif généré par ces câbles et leurs structures associées (protection, stabilisation) sur les communautés épibenthiques fixées et la mégafaune mobile. L’étude était principalement basée sur l’utilisation d’images sous-marines (photo et vidéo) prises in situ par des plongeurs. Ce travail a mené à des réflexions méthodologiques sur la manière la plus efficace d’analyser ce genre de données afin d’appréhender pleinement la dynamique de colonisation des structures artificielles et leur rôle d’habitat pour des espèces commerciales. Outre cet effet récif, certains organismes se retrouvent exposés à des champs magnétiques émis par les câbles électriques. Ceci m’a conduit à mesurer expérimentalement l’impact de champs magnétiques artificiels sur le comportement du homard Européen (Homarus gammarus) au stade juvénile. Finalement, nous avons étudié in situ les potentiels bénéfices pour la macrofaune benthique de l’exclusion d’activités anthropiques autour de la route de câbles électriques. Le couplage d’approches in situ et ex situ m’a permis de mieux appréhender les impacts environnementaux associés aux câbles électriques sous-marins. Ces résultats permettront d’améliorer l’évaluation de l’empreinte écologique des futurs raccordements électriques.

The thesis presented in this document deals with the caracterisation of the behaviour of an undulating membrane tidal energy converter. This kind of device uses the flutter instabilities occurring between a semi-rigid pre-strained membrane and a fluid flow in order to convert the sea currents energy. Above a certain critical flow speed, the structure ondulates, thus activating the linear converters fixed on it. In order to study this system, an experimental model is developped and tested in a flume tank. The power conversion system is simulated by hydraulic dampers. The membrane’s dynamics is analysed in many configurations through trajectory and force measurements, and leads to a parametric study. More realistic flow conditions are also studied, such as the impact of current direction influence and the influence of surface waves on the behaviour of the system. Wake caracterisation is carried out with two-dimensional PIV measurements. Scale effects and confinement are also studied through a comparison with a bigger scale prototype tested in tank and at sea.In addition to the experimental study, an analytical model and a numerical model are developped and compared with experiments. The linearanalytical model is based on Euler-Bernouili’s beam theory and on Lighthill’s slender body theory. It is solved in the frequency domain and gives good undulation frequency and critical speed results. The numerical model uses strong interactions between a fluid code using the vortex method and a structure code based on corotationnal finite elements. This model is validated on an experimental case., La thèse présentée dans ce document concerne la caractérisation du comportement d’une hydrolienne à membrane ondulante. Ce dispositif novateur utilise les instabilités de flottement d'une membrane semi-rigide pré-contrainte dans un écoulement pour capter l’énergie des courants marins. \`A partir d’une certaine vitesse critique de l’écoulement, une onde se propage le long de la structure, ce qui actionne des convertisseurs linéaires fixés sur celle-ci. Un modèle expérimental à échelle réduite 1/20ème est développé et testé en bassin d’essai. Le système de conversion est simulé par des amortisseurs hydrauliques. Les mesures de trajectoire et d’efforts permettent d’analyser la dynamique de la membrane pour un grand nombre de configurations et d’aboutir à une étude paramétrique. Des conditions réalistes d’écoulement sont étudiées, notamment l’influence de la direction du courant et celle de la houle sur le fonctionnement du système. La caractérisation du sillage est effectuée par mesures de Particle Image Velocimetry en 2D. Les effets d'échelle sont présentés à travers une comparaison des essais en bassin et en mer.Un modèle analytique et un modèle numérique sont développés et comparés avec les résultats d'expériences. Le modèle analytique linéaire est basé sur la théorie des poutres de Euler-Bernouilli et la théorie des profils minces de Lighthill. Il est résolu dans le domaine fréquentiel et donne de bons résultats en termes de fréquence d’ondulation et de vitesse critique. Le modèle numérique est fondé sur le couplage fort entre un code fluide basé sur la méthode vortex et un code structure utilisant les éléments finis en co-rotationnel. Ce modèle est validé sur un cas expérimental.

Bathymetry is a key parameter for marine renewable energies development. The current acquisition these data is made by acoustic sounders on board ships. Synthetic Aperture Radar (SAR) images can be used to acquire bathymetric maps whose resolution could satisfy the actors of the MRE. The objective of the thesis is the evaluation of the potential of new satellites carrying radar imagers for bathymetry estimation and mapping. Repetition of measurements of the Sentinel-1 mission provides Synthetic Aperture Radar (SAR) images of the same area every 6 days. This ability to capture images with sea states very different from one to another allows increasing the probability of capturing favorable conditions to estimate bathymetry with methods exploiting the swell bottom interaction. The approach proposed in this thesis is the use of wave propagation for the purpose of estimating depth. First, the use of a phase-resolved wave propagation model (Boussinesq Ocean & Surf Zone model) allowed establishing, testing and developing a method of bathymetry estimation on several free surfaces of the ocean. With favorable conditions, SAR images of the ocean can be considered as a linear representation of the sea state. Secondly, we adapted and apply the method implemented on the model to SAR images. Simple approaches of data fusion have been applied to exploit of the repetitiveness of the Sentinel-1 mission. Results obtained are able to satisfy the needs of actors in the domain of MRE. The prospects of this work are presented in this document.; La bathymétrie est un paramètre clé pour le développement des énergies marines renouvelables. L’acquisition actuelle de ces données est faite par des sondeurs acoustiques embarqués sur navires. Les images satellites des Radar à Synthèse d'ouverture (RSO) peuvent être utilisées pour obtenir des cartes bathymétriques dont la résolution est adaptée aux besoins des acteurs des EMR. L’objectif de la thèse est l’évaluation du potentiel des nouveaux satellites embarquant des imageurs radar pour l’estimation de la bathymétrie. La répétition de la mesure de la mission Sentinel-1 permet d’obtenir des images RSO d’une même zone tous les 6 jours. Cette capacité à imager des conditions de mer très différentes permet d'augmenter la probabilité d'obtenir des conditions favorables à l’estimation de la bathymétrie par des méthodes exploitant l'interaction de la houle avec la bathymétrie. L’approche proposée dans cette thèse est basée sur l’utilisation de la propagation de la houle dans le but d’estimer la profondeur. Dans un premier temps l’utilisation d'un modèle de propagation d'onde à résolution de phase (modèle Boussinesq Ocean & Surf Zone) a permis d'établir, de tester et de mettre au point une méthode d’estimation de la bathymétrie sur plusieurs surfaces libres. Dans des conditions favorables, les images RSO de l’océan peuvent être considérées comme une représentation linéaire de l’état de mer. Dans un second temps, nous avons adapté et appliqué la méthode établie sur le modèle aux images SAR. Des approches simples de fusion de données sont appliquées pour tirer parti de la répétitivité de la mission Sentinel-1. Les résultats obtenus sont en mesure de satisfaire les besoins des acteurs des EMR. Les perspectives de ce travail sont présentées.

Bathymetry is a key parameter for marine renewable energies development. The current acquisition these data is made by acoustic sounders on board ships. Synthetic Aperture Radar (SAR) images can be used to acquire bathymetric maps whose resolution could satisfy the actors of the MRE. The objective of the thesis is the evaluation of the potential of new satellites carrying radar imagers for bathymetry estimation and mapping. Repetition of measurements of the Sentinel-1 mission provides Synthetic Aperture Radar (SAR) images of the same area every 6 days. This ability to capture images with sea states very different from one to another allows increasing the probability of capturing favorable conditions to estimate bathymetry with methods exploiting the swell bottom interaction. The approach proposed in this thesis is the use of wave propagation for the purpose of estimating depth. First, the use of a phase-resolved wave propagation model (Boussinesq Ocean & Surf Zone model) allowed establishing, testing and developing a method of bathymetry estimation on several free surfaces of the ocean. With favorable conditions, SAR images of the ocean can be considered as a linear representation of the sea state. Secondly, we adapted and apply the method implemented on the model to SAR images. Simple approaches of data fusion have been applied to exploit of the repetitiveness of the Sentinel-1 mission. Results obtained are able to satisfy the needs of actors in the domain of MRE. The prospects of this work are presented in this document.; La bathymétrie est un paramètre clé pour le développement des énergies marines renouvelables. L’acquisition actuelle de ces données est faite par des sondeurs acoustiques embarqués sur navires. Les images satellites des Radar à Synthèse d'ouverture (RSO) peuvent être utilisées pour obtenir des cartes bathymétriques dont la résolution est adaptée aux besoins des acteurs des EMR. L’objectif de la thèse est l’évaluation du potentiel des nouveaux satellites embarquant des imageurs radar pour l’estimation de la bathymétrie. La répétition de la mesure de la mission Sentinel-1 permet d’obtenir des images RSO d’une même zone tous les 6 jours. Cette capacité à imager des conditions de mer très différentes permet d'augmenter la probabilité d'obtenir des conditions favorables à l’estimation de la bathymétrie par des méthodes exploitant l'interaction de la houle avec la bathymétrie. L’approche proposée dans cette thèse est basée sur l’utilisation de la propagation de la houle dans le but d’estimer la profondeur. Dans un premier temps l’utilisation d'un modèle de propagation d'onde à résolution de phase (modèle Boussinesq Ocean & Surf Zone) a permis d'établir, de tester et de mettre au point une méthode d’estimation de la bathymétrie sur plusieurs surfaces libres. Dans des conditions favorables, les images RSO de l’océan peuvent être considérées comme une représentation linéaire de l’état de mer. Dans un second temps, nous avons adapté et appliqué la méthode établie sur le modèle aux images SAR. Des approches simples de fusion de données sont appliquées pour tirer parti de la répétitivité de la mission Sentinel-1. Les résultats obtenus sont en mesure de satisfaire les besoins des acteurs des EMR. Les perspectives de ce travail sont présentées.

International audience; Loin du monde du silence, le milieu marin doit se concevoir comme un environnement sonore. L’océan est porteur de bruits d’origine physique (vagues, pluie, glace, séismes) et biologiques (chant des baleines, clics des dauphins, claquements de crevettes ou d’oursins). Ce paysage acoustique est essentiel pour la faune marine. Il participe, entre autres, à l’orientation des larves, à la communication des animaux entre eux, à la détection de prédateurs. Toutefois, depuis un peu plus d’un siècle, les activités humaines modifient grandement ce paysage acoustique. Les bruits d’origine anthropique proviennent des navires, des installations posées en mer, des sonars et plus récemment de l’utilisation des énergies marines renouvelables. La faune marine perçoit-elle ces nouveaux sons ? La question de l’impact des sons anthropiques sur la faune marine se révèle un enjeu écologique et économique majeur pour les années à venir. Les auteurs montrent la diversitéde leurs effets sur la faune grâce à une approche multidisciplinaire associant la physique, la réglementation, la biologie et l’étude d’impact ; une place particulière est donnée aux premiers retours d’expérience de production d’énergies marines renouvelables (EMR) en Europe. Cet ouvrage se veut un premier état des lieux d’un champ de recherche qui ne fait que commencer.

Le developpement des Energies Marines Renouvelables (EMR) fait partie des priorites mondiales ; il rentre egalement dans celles de l’Europe et de l’Etat Francais. Le Conseil Departementale de la Charente Maritime (CD17), dans cette optique, et vu la situationprivilegiee de son littoral, a decide la mise en oeuvre d’une etude sur la faisabilite d’installation de sites d’essais dedies aux systemes hydroliens. La bathymetrie et l’hydrodynamique analysees ont conduit a cibler les systemes de petites a moyennespuissances. Dans un second temps, un panel de variables complementaires (usages, reglementation, environnement, etc.) sont croisees afin de nuancer localement les sites reputes favorables par la selection prealable a l’aide des variables d’altimetrie et de courant. Cette approche multicritere s’appuie sur la compilation de couches SIG ponderees suivant l’interet specifique de la problematique. Les donnees sont de natures et sources diverses : donnees maillees continues ou sectorisations vectorielles, provenant de l’IGN, de l’Ifremer, de l’Etat, de l’ULR, du CD17, etc. Les principaux attendus sont : 1) une analyse spatiale complete de la Mer des Pertuis, precisant les zones ayant une dynamique interessante pour les developpeurs, 2) une caracterisation hierarchisee des sites, base d’elaboration de la redaction d’un catalogue qualitatif des sites et 3) l’anticipation d’eventuels conflits d’usages entre les acteurs de la zone et le projet. La premiere phase de developpement des outils d’analyse spatiale et de selection des sites est presentee ici.

Actes du Colloque, Brest, 23-24 juin 2016; International audience

The development of renewable marine energy is undeniable and booming in France. The first call for tenders for offshore wind farms, launched in 2011, will be materialised by the construction of the first offshore wind farms. Guarantor of maritime safety and of the safety of life at sea, the State, through its representative at sea, the Maritime Prefect, works with the different actors of the maritime sector and project developers to maintain an optimal level of maritime safety, combining development of offshore industrial sites and framed maintenance of pre-existing activities. In the face of new challenges, marine renewable energies concentrate today a multitude of hopes. The maritime prefect aims to be a facilitator and accompanist of industrial success, while remaining vigilant on areas where he is expected to be so by citizens and the industrial sector, namely the safety of life at sea, maritime safety and environmental protection. Whatever the challenges may be, he is recognised as the key partner of the sea world and guarantor of France's maritime vision., Le développement des énergies marines renouvelables est incontestable et en plein essor en France. Les premiers appels d’offres pour l’éolien offshore posé, lancés en 2011, vont se voir concrétiser par la réalisation des premiers parcs éoliens en mer d’ici peu de temps. Garant de la sécurité maritime et de la sauvegarde de la vie humaine en mer, l’État, par le biais de son représentant en mer, le préfet maritime, oeuvre avec les différents acteurs du monde maritime et les porteurs de projets, dans l’optique de maintenir un niveau optimal de sécurité maritime alliant mise en place de sites industriels en mer et maintien encadré des activités préexistantes. Les nouveaux défis, les énergies renouvelables marines concentrent aujourd’hui une multitude d’espoirs. Véritable préfet de la mer, le préfet maritime veut être un facilitateur et un accompagnateur de succès industriels tout en restant vigilant sur les domaines où il est attendu par les citoyens et le secteur industriel, à savoir la sécurité de la vie en mer, la sécurité maritime et la protection de l’environnement. Quels que soient les défis, il est reconnu comme le partenaire clé du monde marin et garant de la vision maritime de la France.

Despite the growing interest , the use of tidal energy still lags far behind other renewable resource. This delayed development can be explained, on the one hand, by the absence of a relevant methodology for quantifying the hydrokinetic potential and, on the other hand, by the hostile marine environment, in which turbulent phenomena apply constraints on the structure of marine current turbines. The use of High Frequency Radar, presented in the first part of this thesis, provides a powerful tool for analyzing tidal dynamics and its spatial and temporal heterogeneity. Never used in the fields of renewable marine energy, it offers a convincing alternative to numerical modeling which is often chosen although generating questionable results because of simplistic conceptualization of real phenomena. The second part of this thesis is the study of the impact of a fully developed turbulent flow on the performance of a Darrieus-type turbine prototypes. The spectral analysis of the current velocity time series revealed the scalar properties of the flow. Multiscale characterization showed that the flow is driven by a dynamic process of successive breaks of fluid structures of size ranging from the injection scale to the molecular diffusion scale. Finally, the dynamical scaling of the turbulence of the velocity and power spectra generated by the marine current turbine has revealed a certain similarity between the size of the eddies structures that govern the flow and the dimensions of the turbine.; Malgré l'intérêt suscité, l'exploitation de l'énergie hydrolienne accuse toujours un sérieux retard par rapport à d'autres ressoures renouvelables. Ce développement tardif s'explique d'une part par l'absence d'une méthodologie pertinente de quantification du potentiel hydrocinétique, d'autre part, par le milieu marin, jugé hostile, au sein duquel des phénomènes turbulents,appliquent des contraintes sur la structure des hydroliennes. Offrant une vision précise de l'écoulement et de son hétérogénéité spatiale et temporelle, la courantographie radar, présentée dans la première partie de cette thèse, constitue un outil puissant d'analyse de la dynamique de la marée. Inédite dans le domaine des énergies renouvelables, elle offre une alternative probante à la modélisation numérique, souvent privilégiée bien que générant des résultats contestables compte tenu de sa conceptualisation simpliste des phénomènes réels. L'étude d'impact d'un écoulement turbulent pleinement développé sur la performance énergétique de prototypes d'hydroliennes de type Darrieus constitue la seconde partie de cette thèse. L'analyse spectrale des signaux temporels de vitesse de courant a permis de révéler les propriétés scalaires de l'écoulement. La caractérisation multi-échelle a montré que l'écoulement est animé par un processus dynamique de brisures successives des structures fluides imbriquées de taille allant de l'échelle d'injection à l'échelle de diffusion moléculaire. Enfin, le partitionnement en échelles dynamiques de la turbulence des spectres de vitesse et de puissance générée par l'hydrolienne a mis en évidence une certaine similarité entre la taille des structures tourbillonnaires qui régissent l'écoulement et les dimensions de la turbine.

The installation of marine renewable energies is carried out in compliance with French environmental legislation. The mitigation hierarchy is thus applied to achieve an objective of no net loss of biodiversity. This thesis aims at questioning the effectiveness of the mitigation hierarchy and more specifically biodiversity offsetting as an internalization instrument to halt the erosion of marine biodiversity. We use a qualitative empirical approach to (i) identify the ecological and societal factors as well as their theoretical characteristics that are supposed to enable the offsets achieving the objective of no net loss of biodiversity; and (ii) control whether these conditions are verified in practice for the case of offshore wind farms in Europe and France. The analysis highlights the legal, institutional, methodological and societal issues to be addressed in order to enable biodiversity offsetting to achieve the no net loss priority. On the basis of this observation, a multi-criteria assessment is carried out to reinforce the avoidance and reduction steps of the mitigation hierarchy in order to better define offsetting needs. Ultimately, the analysis shows a shift in biodiversity offsetting based on a strict ecological equivalence to a biodiversity offsetting based on a released ecological equivalence. Offsetting actions tend to be more generalist and / or more directed to ecosystem services than to ecosystem components. Associated with accompanying measures, offsetting actions can help to increase the social acceptability of a development project., L’installation des énergies marines renouvelables s’effectue dans le respect des législations environnementales françaises. La séquence Eviter-Réduire-Compenser (ERC) est ainsi appliquée pour aboutir à une non-perte nette de biodiversité. L’objectif de la thèse est de questionner l’efficacité de cette séquence, et plus particulièrement celle de la compensation écologique, en tant qu’instrument d’internalisation et de lutte contre l’érosion de la biodiversité marine. Une approche empirique qualitative a ainsi été mise en oeuvre pour (i) identifier les facteurs écologiques et sociétaux ainsi que leurs caractéristiques théoriques qui doivent permettre à la compensation d’atteindre l’objectif de non-perte nette de biodiversité ; et (ii) contrôler si ces conditions sont vérifiées en pratique dans le cas de l’éolien en mer en Europe et en France. L’analyse met en avant les enjeux juridiques, institutionnels, méthodologiques et sociétaux à relever pour permettre à la compensation écologique d’atteindre son objectif. Sur la base de ce constat, une évaluation multicritères est proposée afin de renforcer les étapes d’évitement et de réduction pour finalement mieux définir les besoins de compensation écologique en mer. L’analyse met par ailleurs en évidence un glissement d’une compensation basée sur une équivalence écologique stricte à une compensation fondée sur une équivalence écologique relâchée. Les actions de compensation tendent à être plus généralistes et/ou davantage dirigées vers les services écosystémiques que sur les composantes des écosystèmes. Associées aux mesures d’accompagnement, elles peuvent contribuer à faciliter l’acceptabilité sociale d’un projet d’aménagement.

La transition energetique est au cœur de l’actualite avec notamment le developpement des energies marines renouvelables. Le dimensionnement et le positionnement des engins recuperateurs d’energie necessitent une bonne connaissance de l’environnement hydro-sedimentaire. Les sediments en suspension peuvent affecter le fonctionnement des machines, en particulier dans un environnement hydrodynamique extreme comme celui du Raz-Blanchard. Afin de modeliser ce transport en suspension, un modele d’elements discrets simulant les sediments a ete force par un modele hydrodynamique cotier. Des modifications ont ete apportees au modele d’elements discrets pour prendre en compte le caractere tridimensionnel de l’ecoulement ainsi que sa nature turbulente. L’etape de validation a ete realisee avec des experiences en laboratoire decrivant la mise en mouvement d’un lit sedimentaire par un ecoulement fluide. Globalement, les resultats numeriques sont en accord avec les mesures tant pour les profils verticaux de la vitesse fluide que pour la fraction solide. Ensuite, les premieres simulations du transport sedimentaire de cailloutis pour un site cotier du Nord Cotentin sont discutees.

International audience

Cet article propose une description de l’adjectif dans le domaine des energies marines renouvelables. Il s’inscrit dans le cadre des methodes exploitant le systeme des fonctions lexicales dans la structuration des terminologies. Premierement, un apercu est donne sur les recherches autour de la terminologie des energies renouvelables et sur l’adjectif. En deuxieme lieu, nous menons une analyse semantique de quelques adjectifs employes dans les unites terminologiques qui se referent aux principaux types d’energies marines renouvelables. Dans ce but, un corpus de textes publies entre 2004 et 2015 est constitue a partir de deux genres textuels differents, le discours institutionnel et le discours scientifique, et soumis au logiciel TermoStat . Le filtrage des resultats obtenus par cet extracteur donne un echantillon de termes – ici appeles lexies specialisees – dont la tete est representee par energie/energies et qui designent des sources energetiques liees a l’eau. Si l’etude du semantisme propre aux adjectifs, et de leurs relations semantiques reciproques, fait l’objet d’une premiere description au moyen des fonctions lexicales, c’est l’emploi dans les lexies specialisees qui est ensuite analyse. Cela permet de decrire leurs sens respectifs et leur positionnement semantique a l’interieur d’une terminologie relativement recente, dont une systematisation est souhaitable.

The development of MRE farms increases conflict uses because of private occupation of marine spaces, governed by common use regime. We need then to find a good mix, and the marine cadastre, as a complementary tool of Marine Spatial Planning, can be efficient to list all rights holders in the sea space, in order to determine a better way to allocate priority or exclusive rights to ocean energy developers. Building a marine cadastre requires to know the legal grounds of marine space use and to redesign a property rights regimeIn a land cadastre, the main property right is the right to exclude others from property. In the sea space, the degree of exclusivity or priority granted to MRE developers vary according to countries. UNCLOS for instance gives a general framework, such as a distance maw of 500 m for safety zones, but it doesn’t precise which kind of vessels can cross them. It just mentions “appropriate measures” coastal state can take to ensure safety of navigation. In the territorial sea, it’s also coastal state’s discretionary power that will determine the balance between respect of innocent passage and safety of MRE farms., La thèse soutenue consiste à démontrer les spécificités juridiques des énergies marines renouvelables à travers les interactions entre le marché des EMR et le milieu marin. La première partie de la thèse consiste à démontrer les spécificités juridiques du marché de l'électricité EMR, nettement imprégnées du régime juridique protéiforme du milieu marin. D’une part, la carence de l’initiative privée, si elle ne constitue plus le critère déterminant de la régularité de l’intervention publique sur le marché, caractérise nettement le marché de la production d’électricité EMR. C’est « l’absence d’intérêt économique des opérateurs privés pour une activité jugée a priori non rentable qui ouvre un champ d’intervention naturel à l’initiative publique ». Cette initiative publique se traduit par l’obligation de service public imposée à EDF consistant à acheter l’électricité produite par les exploitants EMR. Ces dispositifs rendent attractive la mise en valeur de la ressource EMR, qui est en théorie très abondante, mais dont les gisements techniquement et économiquement exploitables sont plus rares, nécessitant une régulation de l’accès à ceux-ci. En outre, contrairement au marché de l’électricité photovoltaïque qui doit son rapide essor à l’octroi d’un tarif d’achat incitatif, les caractéristiques « maritimes » hétéroclites des gisements de ressources EMR induisent une différenciation dans le niveau de rémunération des exploitants de parcs. L’initiative publique se traduit donc aussi par l’orchestration de procédures d’appels d’offres, nettement imprégnées du droit de la commande publique, et ouvrant l’accès au marché de la production d’électricité EMR. L’accès à ce marché est conditionné par l’octroi de titres d’occupation du milieu marin, dont la délivrance, en principe à la discrétion de l’Etat, peut se voir soumise à l’obligation de mise en concurrence sous la pression du droit de l’Union européenne- le domaine public pouvant être qualifié de ressource essentielle- et du droit de la commande publique. L’accès au marché est donc non seulement régulé par l’Etat mais aussi soumis à son contrôle, via diverses autorisations dont la multiplication des procédures invite à la simplification. Mais qu’en est-il du régime d’accès en ZEE ou en haute mer ? Comment le droit de la concurrence ou de l’Union européenne s’y applique-t-il ? En outre, l’accès au financement des parcs EMR se voit entravé par les obstacles inhérents au régime protecteur du milieu marin, notamment l’interdiction de constitution de droits réels sur le DPM naturel. Cette interdiction est-elle justifiée ? Pourrait-on envisager de la lever afin de promouvoir les projets EMR ? Parallèlement, d’autres sources de garanties, dans le cadre de financements de projet, basées sur les revenus de l’activité et non plus sur un éventuel droit de propriété, se développement (loi Dailly…) mais se voient aussi confrontés au régime juridique précaire de l’occupation du DPM. Il serait ainsi judicieux de concevoir un régime de concession d’occupation du milieu marin qui réponde davantage aux besoins des investisseurs tout en respectant son caractère sensible. La notion de trust du droit anglais pourrait nous inspirer.D’autre part, en tant qu’activité économique, la production d’électricité EMR est soumise au droit de la concurrence. Le critère retenu par la jurisprudence de la Cour de justice de l’Union européenne pour qualifier une activité d’économique, en l’absence de réel marché concurrentiel, réside dans « l’exercice d’une activité dans un contexte de marché ». Les exploitants EMR évoluent dans un « contexte de marché », et ce grâce à des mécanismes de marché mis en place par l’Etat, afin de rendre à terme ce marché pleinement concurrentiel. Opérant ainsi sur le marché spécifique de la production d’électricité EMR, ils sont soumis au droit de la concurrence concernant notamment les pratiques anticoncurrentielles. Dans la mesure où la finalité du marché de la production d’électricité EMR, créé et contrôlé par l’Etat, est de servir l’intérêt général, voire même de remplir une mission ou certaines obligations de service public, certaines distorsions au droit de la concurrence pourraient se voir justifiées, dont l’octroi de droits exclusifs, qui pourraient justifier une certaine « privatisation » de l’espace marin. Ces distorsions peuvent donc provenir des opérateurs, mais aussi de l’Etat lui-même. La typologie des acteurs de ce marché est ainsi façonnée par son lien inextricable avec le milieu marin. En effet, l’Etat, tour à tour souverain sur ses ressources énergétiques et sa mer territoriale, gestionnaire de son domaine public maritime, occupe une place prépondérante sur ce marché. Toutes les manifestations de la présence de l’Etat sur le marché des EMR, que ce soit par le biais de soutiens extérieurs au marché, en créant l’offre et la demande, d’interventions indirectes à travers sa participation au capital des principaux opérateurs (EDF, ENGIE…), sont scrutées par le droit de l’Union européenne, et notamment par le droit des aides d’Etat. Davantage encore que sur les autres marchés de production d’électricité renouvelable, le rôle prépondérant et omniprésent de l’Etat constitue une spécificité du marché de la production d’électricité en mer.Ces aides d’Etat, qui se traduisent principalement par le mécanisme de soutien apportés aux producteurs, entravent la libre circulation de la marchandise électricité provenant des parcs EMR au sein du marché intérieur, bien que justifiées. Des projets d’interconnexions marines entre parcs éoliens offshore, localisés dans différents Etats européens, sont encouragés par l’Union européenne et tentent de contourner les obstacles liés aux régimes de soutien nationaux.Le milieu marin constitue ainsi un vecteur privilégié pour la circulation de la marchandise électricité produite en mer.La deuxième partie de la thèse tend à démontrer les spécificités juridiques des EMR sous l’angle de l'empreinte du marché des EMR sur le milieu marin. Concrétisée par l’émergence d’un bien valorisable, le bien électricité, à partir d’une chose commune hors-marché, le marché de l'électricité EMR participe dans une certaine mesure à la valorisation économique du milieu marin, notamment grâce à la perception de redevances d’occupation du domaine public maritime (DPM). Ces redevances perçues pourraient toutefois davantage contribuer à la protection du milieu marin. Dans le cadre d’une réponse ministérielle relative à la gestion durable des océans, le ministre de l’écologie a déclaré que « le gouvernement s’engage à mener une réflexion sur une meilleure valorisation de l’usage du domaine public maritime en prenant en compte les critères environnementaux, (…) et qu’il pourrait être envisagé la mise en place d’un juste retour des usages commerciaux et d’exploitation préjudiciable à la biodiversité des milieux marins dans la ZEE à hauteur des dommages causés », notamment par les EMR. Si le régime juridique du DPM naturel autorise la perception de redevances, il n’en va pas de même de celui qui s’applique à la colonne d’eau surjacente au DPM, ou à la ZEE. Pourrait-on alors qualifier les EMR de ressources naturelles valorisables ? La mise en place d’un droit d’usage de la ressource EMR, en tant que ressource naturelle, pourrait être une piste. On pourrait également envisager de créer un domaine public énergétique comprenant les ressources EMR du DPM mais aussi de la ZEE. La contribution des EMR à la valorisation du milieu marin dépasse assurément la simple dimension économique. L’essor des EMR doit être encouragé tout en protégeant les intérêts des générations futures. Tel est l’objet des notions telles que le patrimoine commun ou la fiducie, dans une optique de transmission intergénérationnelle. Mais ces notions servent surtout la cause des générations présentes, et en cela les EMR favorisent la valorisation éthique du milieu marin, c’est à dire un mieux-vivre ensemble qui servira finalement la cause des générations futures. On peut ainsi se demander si les EMR ne participent pas à la production de biens publics ou collectifs, voire de biens publics mondiaux. L’homme est également au centre des préoccupations lorsqu’il s’agit de défendre le « paysage marin », expression utilisée par le groupe de travail OSPAR.S’il contribue à valoriser le milieu marin sur les plans économique et éthique, le marché des EMR constitue aussi une contrainte pour celui-ci, une source de risques potentiels pour le milieu marin en tant qu’environnement et une source de risques pour la liberté et la sécurité du milieu marin en tant qu’espace. L’idée de contrainte pour l’environnement marin diffère ici de la menace, qui se rapproche de celle de danger. L’environnement marin est certes d’ores et déjà menacé par les risques de pollution, de marées noires, par le risque nucléaire, reflétant ainsi la « société du risque » de BECK, mais ces menaces sont désormais identifiées et connues, et peuvent donc être prévenues ou minimisées. Si les risques inhérents à la phase de construction des parcs sont pour la plupart connus et peuvent être prévenus en évitant leur implantation dans des zones sensibles telles que les réserves naturelles marines, la plupart des risques liés aux EMR pesant sur l’environnement marin sont encore largement méconnus. Les EMR contraignent ainsi l’environnement marin en lui imposant son développement tout en faisant peser sur lui des menaces potentielles, non clairement identifiées, et contre lesquelles il est donc difficile d’agir efficacement. D’aucuns avancent l’idée que la protection des parcs EMR est susceptible d’accroître la population de poissons par le biais de l’effet récifal- les zones de sécurité faisant office d’aires marines protégées- ou de réduire le risque d’ouragans pour les éoliennes, de façon générale, en l’état actuel des connaissances, la cohabitation entre les EMR et l’environnement marin est loin d’être symbiotique. Il s’agit certes d’une activité économique et industrielle comportant comme telle sa part de risques. L’article 194 du TFUE soumet néanmoins la politique énergétique de l’Union à une double exigence de protection mais aussi d’amélioration de l’environnement. Or certains développeurs présentent les éventuels impacts positifs des EMR comme des mesures de compensation des impacts résiduels négatifs. Or ni le montant des pertes des services écosystémiques dues aux impacts négatifs, ni le montant des gains de ces mêmes services engendrés par les impacts positifs ne sont estimés à l’heure actuelle. L’absence de réelles mesures de compensation pour les parcs éoliens offshore en Europe s’explique principalement par le manque de connaissances du milieu marin, ce qui justifie l’application du principe de précaution.D’autre part, après avoir été pendant longtemps nomades, les activités maritimes ont commencé leur « sédentarisation » il y a une trentaine d’années avec l’exploitation pétrolière offshore. Il existe actuellement près de 700 plateformes pétrolières offshore en service dans le monde. L’activité de production d’énergie marine poursuit et amplifie ce mouvement. Le nombre et l’étendue des parcs EMR privatise en quelque sorte l’utilisation de l’espace maritime. Ils constitueront en mer territoriale, en ZEE, voire en haute mer, des unités fixes de production industrielle bouleversant les usages traditionnels de l’espace marin, et nécessitant un savant dosage entre le respect du principe de liberté des mers et la sécurité maritime. Quel régime de responsabilité entre alors en jeu ? Le droit maritime s’applique-t-il à une activité qui participe à l’industrialisation du monde marin ? En outre le caractère d’intérêt général de l’activité de production d’énergie en mer est susceptible d’impliquer le régime de responsabilité relatif aux ouvrages publics, ce qui complexifie le régime d’indemnisation des dommages liés aux engins EMR. La création d’un régime de responsabilité spécifique aux ouvrages énergétiques en mer serait judicieuse, ainsi que l’établissement d’un cadastre marin multifonctionnel.

International audience; Le concept d’aménagement du territoire maritime se situe à la croisée de politiques d’aménagement de la mer et du littoral conduites par l’État et les collectivités territoriales et de la politique maritime intégrée de l’Union européenne tournée vers la “croissance bleue”. Le colloque interdisciplinaire et international organisé par le laboratoire AMURE, Centre de droit et d’économie de la mer, a eu pour ambition de rassembler les analyses de nombreux chercheurs, mais aussi d’acteurs de la vie publique, relatives aux enjeux stratégiques et aux formes de l’aménagement du territoire maritime. La première partie de l’ouvrage présente les évolutions attendues du cadre institutionnel et de la nouvelle gouvernance de la mer et du littoral, étudiées à l’aune des objectifs européens et des expériences internationales.La directive 2014/89/UE du Parlement européen et du Conseil du 23 juillet 2014 établissant un cadre pour la planification de l’espace maritime est au cœur des réflexions, tout comme la gestion intégrée de la mer et du littoral telle que définie et mise en œuvre en droit français. Cette première partie se conclut par les résultats d’une table ronde présentant les enjeux de l’aménagement du territoire maritime sous l’angle des expériences menées par différents pays européens et du continent américain. La deuxième partie est consacrée à un approfondissement des approches sectorielles de l’aménagement concernant les énergies marines, les risques côtiers, les transports, la gestion de l’eau, l’urbanisme et le patrimoine naturel.

International audience; La série Mer et Océan propose une approche interdisciplinaire et intégrée (biologique, physique, chimique) des systèmes océaniques : état et fonctionnement des océans, origine de leur vulnérabilité, scénarios de gestion durable et d’adaptation des sociétés. Une approche qui permet le passage de cette science fondamentale, basée sur l’analyse des processus, leurs couplages à toutes les échelles et entre tous les compartiments, à une science « publique », finalisable et participative, ouverte aux décideurs et aux gestionnaires. La gouvernance des mers et océans, définie comme l’ensemble des formes de participation de la société à la prise de décision en matière d’environnement marin, est ici principalement vue sous un angle juridique avec le droit de la mer comme déterminant. L’ouvrage présente les principaux aspects du droit maritime et l’historique de sa construction. L’exploitation des ressources vivantes, des minéraux et des réserves énergétiques marines, le transport maritime, les perturbations des écosystèmes marins par un trafic maritime en constante augmentation, sont pris en compte. Les enjeux juridiques ou socioéconomiques liés au développement des énergies marines renouvelables ou à la mise en place d’aires marines protégées sont également traités. Dans un cadre de mondialisation, la mise en œuvre de la gestion intégrée des mers et littoraux est analysée en soulignant l’intérêt de l’implication des acteurs du secteur pour assurer la durabilité des activités maritimes.

International audience; La série Mer et Océan propose une approche interdisciplinaire et intégrée (biologique, physique, chimique) des systèmes océaniques : état et fonctionnement des océans, origine de leur vulnérabilité, scénarios de gestion durable et d’adaptation des sociétés. Une approche qui permet le passage de cette science fondamentale, basée sur l’analyse des processus, leurs couplages à toutes les échelles et entre tous les compartiments, à une science « publique », finalisable et participative, ouverte aux décideurs et aux gestionnaires. La gouvernance des mers et océans, définie comme l’ensemble des formes de participation de la société à la prise de décision en matière d’environnement marin, est ici principalement vue sous un angle juridique avec le droit de la mer comme déterminant. L’ouvrage présente les principaux aspects du droit maritime et l’historique de sa construction. L’exploitation des ressources vivantes, des minéraux et des réserves énergétiques marines, le transport maritime, les perturbations des écosystèmes marins par un trafic maritime en constante augmentation, sont pris en compte. Les enjeux juridiques ou socioéconomiques liés au développement des énergies marines renouvelables ou à la mise en place d’aires marines protégées sont également traités. Dans un cadre de mondialisation, la mise en œuvre de la gestion intégrée des mers et littoraux est analysée en soulignant l’intérêt de l’implication des acteurs du secteur pour assurer la durabilité des activités maritimes.

In the context of a territory suffering from the negative impacts of an infrastructure declared of public utility, territorial compensation consists of a set of measure that aims to help maintaining the level of well-being of each and every individual as well as a desirable ecological state. This way, territorial compensation allows to balance between the global scale of the project, in which only the positive impacts are taken into account, and the local scale where both positive and negative externalities of the project are running. Initiated by a questioning on how such a public policy tool can be deployed at the heart of specific territories, the main objective of this PhD work is to characterize the expectation of local stakeholders towards the perceived impacts awaited from the instatement of a development project. More specifically, this work relies on an analytical approach centered on the study of the perception of the stakeholders of the Bay of St-Brieuc territory (Western Brittany, France), who are directly concerned by an offshore wind farm project. To reach suchaims, complementary qualitative and quantitative methods are used such as fuzzy cognitive mapping and choice experiment method. Using this kind of approaches allowed us to better define several keys for understanding how local stakeholders perceive the impacts of such a project and agree or not with compensation being an appropriate answer regarding the negative impacts of the project and consider the implementation of compensation in reference to their preferences towards different types of action – monetary incentives, public goods investments, ecological restoration. Our results show very heterogeneous perceptions in between the different stakeholders that can in a large part beexplained using the concept of Communities of Practice. Finally, when the principle of compensation is accepted by allthe stakeholders of a territory, the equivalency logical that determines the compensation expectations can be of three types: a territorial equivalency, in which the benefits of compensation must be shared by all inhabitants of the impacted territory; an ecological equivalency, in which the level of ecological functions or ecosystem services is maintained constant; and an equivalency based on economic values that must balance the loss of benefits underwent by some professional activities., Les politiques de développement durable ont fait émerger de nombreux outils qui visent à concilier les enjeux de développement économique et ceux de préservation des intérêts sociaux et environnementaux. Parmi eux, la compensation territoriale se matérialise par l’attribution, à un territoire subissant les impacts négatifs d’un aménagement déclaré d’utilité publique, d’un ensemble de mesures visant à maintenir à niveau acceptable le bien-être des individus et l’état écologique du milieu. Elle permet ainsi de rétablir un équilibre entre la dimension globale du projet, qui ne considère que ses effets positifs, et la dimension locale, dans laquelle les externalités positives et négatives du projet rentrent en jeu. Initié par un questionnement sur la mise en oeuvre d’un tel outil de politique publique au sein de territoires spécifiques, l’objectif principal de ce travail est de caractériser la demande de compensation par les acteurs du territoire au regard des impacts perçus dans un contexte de projet d’aménagement. Ce travail explore les perceptions des acteurs du territoire de la baie de Saint-Brieuc directement concernés par un projet de parc éolien en mer vis-à-vis de ce principe de compensation. Pour ce faire, des approches qualitatives et quantitatives ont été utilisées de manière complémentaire et font appel à des outils spécifiques tels que la cartographie cognitive floue et la méthode des choix expérimentaux. Cette démarche nous a permis de produire de nombreux éléments de compréhension quant à la manière dont ces acteurs perçoivent les impacts d’un tel projet d’aménagement, acceptent ou non le principe de compensation comme outil de réponse aux impacts négatifs du projet et envisagent la mise en oeuvre de la compensation à travers leurs préférences vis-à-vis de différentes types d’actions – indemnisations financières, investissements dans des biens communs, restauration écologique. Les résultats de ce travail montrent que les perceptions, très hétérogènes au sein des acteurs du territoire, s’expliquent en grande partie à travers le concept de Communautés de Pratiques. Finalement, lorsque le principe de compensation est accepté par les acteurs du territoire, la logique d’équivalence qui conditionne la demande de compensation peut s’expliquer de trois manières différentes : une équivalence territoriale dans laquelle les bénéfices issus de la compensation doivent profiter à l’ensemble de la population du territoire impacté ; une équivalence écologique dans laquelle le niveau de fonctions écologiques et de services écosystémiques est maintenu constant, une équivalence basée sur des valeurs économiques pour pallier le manque à gagner de certaines activités professionnelles.