Dans un contexte de lutte contre le rechauffement climatique, le batiment est un secteur strategique du fait de sa forte consommation de chaleur et d'electricite. Le solaire, thermique et photovoltaique, a de forts atouts pour repondre a cet enjeu avec une competitivite qui s'accelere. En particulier, le solaire hybride PVT est prometteur avec un double gain: l'extraction de la chaleur sous le module photovoltaique apporte a la fois un gain de rendement electrique, et un gain de par l'utilisation de cette chaleur pour les besoins du batiment. L'etat de l'art permet de toucher du doigt la diversite des concepts de solaire hybride, et le PVT plan non survitre a eau a ete retenu dans cette these. Pour faire face a des problematiques de durabilite et de performance, DualSun a concu un module hybride avec un echangeur en acier inoxydable directement lamine pendant le process du module photovoltaique. L'analyse de ces capteurs est faite en Partie I, d'abord avec un modele 3D de l'echangeur. Ce modele permet de determiner des debits minimaux, de quantifier l'interet a ne pas isoler les bords du module et de visualiser que la perte de charge pour ce concept est principalement liee aux entrees et sorties du module mais reste tout a fait acceptable. Devant les limitations en termes de perimetre et de temps de calcul de ce modele 3D, des modeles simplifies sont proposes et compares. Les resultats de ces modeles simplifies corroborent une temperature de stagnation du concept DualSun de l'ordre de 75 deg. C, ce qui confirme que le design est intrinsequement resiliant a la surchauffe meme en l'absence de besoins. Enfin les performances thermiques sur 9 prototypes avec des variations de composition couche par couche ont confirme que le modele est robuste. La puissance thermique (non isole) est de 758W thermique pour un besoin a 30 deg. C et la puissance photovoltaique de 250 Wc electrique dans des conditions exterieures standards (STC). Une analyse systeme de ces modules integres dans un ensemble complexe est realisee dans la Partie II. Pour le systeme dit prechauffage d'eau sanitaire en maison individuelle (CESI), les quatre logiciels PVSyst, PVGis, Polysun, Solo sont compares au logiciel Trnsys avec les Type 295 et Type 816 qui integrent les deux modeles simplifies du module definis dans la partie I. Les modeles physiques de ces logiciels sont coherents entre eux dans le domaine d'utilisation. Les resultats de ces logiciels utilises a partir de donnees statistiques pour la meteo et les habitudes de consommation sont compares a des mesures terrain sur 28 installations CESI hybride chez des particuliers. L'objectif a ete de quantifier les erreurs d'estimation des predictions statistiques par rapport au reel. Si l'ecart type sur productible photovoltaique et les temperatures maximales atteinte par les modules relies a l'incertitude sur la meteo est faible (environ 10%), l'ecart type sur l'estimation du besoin sur la base d'un volume moyen consomme est beaucoup plus forte (de l'ordre de 30%) du fait d'un comportement tres irregulier de consommation chez les particuliers en terme d'heure et de volume de puisage en fonction des jours. Les temperatures moyennes atteintes au niveau des modules sont superieures a 45 deg. C pendant la moitie de l'annee et permettent un prechauffage effectif du ballon sanitaire. Des couvertures solaires des besoins d'eau chaude de 57-58% sont mesurees pres de Lyon. Dans le chauffage d'eau sanitaire collectif en couplage pompe a chaleur (HP+) ou en chauffage piscine (SP), les modeles statistiques permettent une evaluation des productibles du fait d'une stabilite des besoins. En conclusion, le solaire hybride devrait etre une technologie cle de la transition energetique pour les batiments dans les annees a venir, sa competitivite avec le vecteur electrique est deja reelle. La technologie est appelee a evoluer pour reduire ses couts d'annee en annee a l'instar du photovoltaique et renforcer ainsi son positionnement face au gaz. (auteur)