Power Line Communications consist of transmitting data by reusing the existing powerline as a propagation medium. Powerline networks represent a challenging environment for broadband communications, since they have not been designed for the transmission of high frequency signals. This Habilitation degree thesis presents our research on transmission physics and electromagnetic compatibility for in-home powerline networks. This research has been conducted since 2007 in the framework of a collaboration between Orange Labs and Telecom Bretagne, involving my supervision of three Ph.D. theses defended in 2012, 2013 and 2015, as the principal advisor.La technologie Courant Porteur en Ligne consiste à transmettre des données en réutilisant le réseau électrique classique en tant que support de propagation. Les réseaux d'énergie sont des environnements difficiles pour les communications à haut débit, car ils n'ont pas été conçus pour la transmission d'un signal à haute fréquence. Ce mémoire d'Habilitation à Diriger des Recherches présente mes travaux concernant la physique de la transmission et les aspects de Compatibilité Electro-Magnétique (CEM) pour le réseau électrique domestique. Ils ont été réalisés à partir de 2007 dans le cadre d'une collaboration entre Orange Labs et Telecom Bretagne, notamment à travers trois thèses soutenues en 2012, 2013 et 2015. Après une introduction générale à la technologie CPL, le manuscrit décrit l'environnement de propagation dans les réseaux d'énergie en termes de canal et de bruit électromagnétique. Les principes de la modélisation du canal CPL sont illustrés à partir de la problématique d'identification des trajets de propagation. L'une des principales évolutions du domaine concerne l'application de la technologie Multiple Input Multiple Output (MIMO) aux communications sur réseaux d'énergie. Nos études expérimentales ont démontré que l'adaptation de cette technique issue du domaine de la radio permet un doublement de la capacité de transmission. Nous présentons les campagnes de mesure réalisées au sein d'Orange Labs et du groupe Specialist Task Force 410 de l'ETSI. A partir de ces données, des modèles statistiques de canal de propagation MIMO et de bruit multi-capteurs ont été élaborés. En termes d'émission électromagnétique, la bande utilisée par les systèmes CPL est déjà occupée par d'autres services (radio amateur, radiodiffusion en ondes courtes). Nous décrivons les contraintes CEM des systèmes CPL et abordons les techniques de CEM cognitive, consistant à optimiser les ressources spectrales en tenant compte de la connaissance de l'environnement du système. En particulier, la technique de retournement temporel est étudiée pour la mitigation du rayonnement involontaire et sa performance est étudiée de manière expérimentale. Enfin, le manuscrit présente la problématique de l'efficacité énergétique des systèmes CPL. Nous présentons les mesures expérimentales réalisées afin de modéliser la consommation de modems classiques et MIMO. D'autre part, la configuration de communication en relais a été étudiée, afin d'évaluer le gain de ce mode de transmission en termes de consommation énergétique. A l'avenir, ces travaux pourront être étendus aux réseaux de distribution en basse et moyenne tension, pour le développement et l'optimisation des réseaux d'énergie intelligents, ou Smart Grids
