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An alternative to life cycle CSR (Corporate Social Responsibility)

L'objectif de ces travaux vise à évaluer les performances techniques et environnementales d'un procédé de fractionnement et de purification d'hémicelluloses de pailles et sons de blé. La démarche employée consiste dans un premier temps à évaluer la faisabilité du procédé à une échelle pilote. Celui-ci implique notamment une opération de fractionnement par extrusion bi-vis et des étapes de concentration-purification par une combinaison d'ultrafiltration et de chromatographie sur résine. Il est comparé à un procédé plus classique où l'extrait extrudé subit une évaporation et une précipitation éthanolique. L'étude des compositions chimiques des extraits et des poudres produites à chaque étape du procédé permet d'observer que l'extrusion bi-vis donne des rendements plus faibles que d'autres techniques d'extraction, mais présente des avantages en termes d'échelle, de continuité du procédé, et de faibles consommations d'eau. Par ailleurs, l'ultrafiltration est une technique intéressante car elle permet une purification et une concentration des extraits simultanées et la chromatographie sur résine s'est avérée être une solution attractive pour la décoloration des extraits. Dans un second temps, la méthodologie d'analyse du cycle de vie (ACV) a été appliquée au procédé. Celle-ci a mis en avant le fort impact environnemental généré par certaines opérations unitaires et a donné lieu à l'identification de priorités d'actions pour l'amélioration du procédé. Ainsi, le scénario mettant en jeu une combinaison de l'ultrafiltration avec une chromatographie sur résine semble plus avantageux que celui mettant en jeu une évaporation sous vide combinée à une précipitation éthanolique. La démarche employée apporte également des réponses méthodologiques sur la démarche d'ACV appliquée aux procédés : l'importance de prendre en compte différentes méthodes de caractérisation, de tester la sensibilité de l'étude à l'unité fonctionnelle et aux hypothèses initiales ont été mises en avant. Enfin, dans le but de démontrer sa forte potentialité dans le domaine des procédés, l'ACV a été appliquée à certaines opérations unitaires. L'intérêt d'étudier l'influence des conditions opératoires des procédés sur les impacts environnementaux a été démontré. Par ailleurs, la nécessité de développer des outils de modélisation des procédés qui pourront être couplés à ceux de l'ACV afin d'intégrer pleinement les critères environnementaux au dimensionnement des procédés a été mis en avant.

This thesis presents various developments to the Life Cycle Assessment (LCA) method to improve the consideration of spatiotemporal specificities when modeling systems. These developments handle the question of how to characterize the various systems' flows. The discussion begins with an analysis of recent developments for the LCA method regarding the consideration of spatiotemporal characteristics in different phases of this method. This analysis identifies several weaknesses on how space and time are characterized today. A new spatiotemporal characterization mode is therefore proposed to minimize the adverse effects of existing characterization modes. Representativeness of the modeled system, potential accuracy of the characterization and the amount of time necessary for system modeling are three important criteria considered for the elaboration of this new spatiotemporal characterization mode. The new mode specifically improves the “genericity” of processes which are used to model systems in different databases. This “genericity” allows a reduction in the unavoidable workload increase related to the time characterization. The new method, however, requires a major change in the method of calculating life cycle inventories due to the use of temporal distributions. The feasibility of using this new method and the method of calculating inventory is then illustrated by their implementation through different case studies related to energy generation from renewable sources. The two case studies selected highlight the relevance of considering spatiotemporal characterization to model systems in a more representative way depending on the level of preci-sion used. With this new approach, named ESPA+, this higher level of representation, however, brings a potential decrease of completeness for the analysis of the system. Indeed, it is difficult to model the spatiotemporal characteristics of a complete system.; Cette thèse présente différents développements à la méthode analyse de cycle de vie (ACV) afin d'améliorer le niveau de considération des spécificités spatiotemporelles lors de la modélisation de systèmes. Ces développements abordent la question de la caractérisation des flux décrivant les systèmes. La discussion débute par une analyse des développements récents de la méthode ACV en ce qui concerne la considération des spécificités spatiotemporelles dans les différentes phases de cette méthode. Cette analyse identifie des lacunes quant à la pertinence des modes de caractérisation spatiale et temporelle existants. Un nouveau mode de caractérisation spatiotemporelle est alors pro-posé. La représentativité du système modélisé, le potentiel de précision de la caractérisation et le temps de travail nécessaire à la modélisation de différents systèmes sont trois critères importants qui ont été considérés pour la création de ce nouveau mode de caractérisation spatiotemporelle. Le nouveau mode proposé permet en particulier d'améliorer la généricité des processus définissant des systèmes dans différentes bases de données. Celui-ci permet ainsi de diminuer l'augmentation inévitable du travail lié à la caractérisation temporelle des systèmes. Le nouveau mode de caractérisation temporelle requiert toutefois une modification importante de la méthode de calcul des inventaires cycle de vie en raison de l'utilisation de distributions temporelles. La faisabilité de l'utilisation de ce nouveau mode et de la nouvelle méthode de calcul d'inventaire est ensuite démontrée par leurs mises en œuvre pour différents cas d'études de production d'énergie à partir de sources renouvelables. Les deux cas d'études retenus permettent de souligner l'intérêt d'une telle caractérisation spatiotemporelle accédant ainsi à une modélisation plus représentative des systèmes en fonction du niveau de précision retenu. Avec cette nouvelle approche nommée ESPA+, l'accès à ce niveau de représentativité s'accompagne cependant d'une diminution du potentiel de complétude de l'analyse. En effet, la méthode de calcul permet difficilement de dynamiser la totalité des systèmes modélisés.

This thesis presents various developments to the Life Cycle Assessment (LCA) method to improve the consideration of spatiotemporal specificities when modeling systems. These developments handle the question of how to characterize the various systems' flows. The discussion begins with an analysis of recent developments for the LCA method regarding the consideration of spatiotemporal characteristics in different phases of this method. This analysis identifies several weaknesses on how space and time are characterized today. A new spatiotemporal characterization mode is therefore proposed to minimize the adverse effects of existing characterization modes. Representativeness of the modeled system, potential accuracy of the characterization and the amount of time necessary for system modeling are three important criteria considered for the elaboration of this new spatiotemporal characterization mode. The new mode specifically improves the “genericity” of processes which are used to model systems in different databases. This “genericity” allows a reduction in the unavoidable workload increase related to the time characterization. The new method, however, requires a major change in the method of calculating life cycle inventories due to the use of temporal distributions. The feasibility of using this new method and the method of calculating inventory is then illustrated by their implementation through different case studies related to energy generation from renewable sources. The two case studies selected highlight the relevance of considering spatiotemporal characterization to model systems in a more representative way depending on the level of preci-sion used. With this new approach, named ESPA+, this higher level of representation, however, brings a potential decrease of completeness for the analysis of the system. Indeed, it is difficult to model the spatiotemporal characteristics of a complete system.; Cette thèse présente différents développements à la méthode analyse de cycle de vie (ACV) afin d'améliorer le niveau de considération des spécificités spatiotemporelles lors de la modélisation de systèmes. Ces développements abordent la question de la caractérisation des flux décrivant les systèmes. La discussion débute par une analyse des développements récents de la méthode ACV en ce qui concerne la considération des spécificités spatiotemporelles dans les différentes phases de cette méthode. Cette analyse identifie des lacunes quant à la pertinence des modes de caractérisation spatiale et temporelle existants. Un nouveau mode de caractérisation spatiotemporelle est alors pro-posé. La représentativité du système modélisé, le potentiel de précision de la caractérisation et le temps de travail nécessaire à la modélisation de différents systèmes sont trois critères importants qui ont été considérés pour la création de ce nouveau mode de caractérisation spatiotemporelle. Le nouveau mode proposé permet en particulier d'améliorer la généricité des processus définissant des systèmes dans différentes bases de données. Celui-ci permet ainsi de diminuer l'augmentation inévitable du travail lié à la caractérisation temporelle des systèmes. Le nouveau mode de caractérisation temporelle requiert toutefois une modification importante de la méthode de calcul des inventaires cycle de vie en raison de l'utilisation de distributions temporelles. La faisabilité de l'utilisation de ce nouveau mode et de la nouvelle méthode de calcul d'inventaire est ensuite démontrée par leurs mises en œuvre pour différents cas d'études de production d'énergie à partir de sources renouvelables. Les deux cas d'études retenus permettent de souligner l'intérêt d'une telle caractérisation spatiotemporelle accédant ainsi à une modélisation plus représentative des systèmes en fonction du niveau de précision retenu. Avec cette nouvelle approche nommée ESPA+, l'accès à ce niveau de représentativité s'accompagne cependant d'une diminution du potentiel de complétude de l'analyse. En effet, la méthode de calcul permet difficilement de dynamiser la totalité des systèmes modélisés.

National audience; Les choix en matière de systèmes énergétiques ont comme particularité qu'ils engagent leurs décideurs à long et à moyen terme. La lourdeur des investissements et les conséquences des impacts environnementaux des systèmes énergétiques choisis ont toujours des effets transgénérationnels (ne serait-ce que l'épuisement des ressources par exemple). Le cadre théorique d'inventaire et d'intégration dans le calcul économique est stabilisé depuis les années 1950 (calcul du coût global actualisé d'une fonction ou de la valeur actuelle nette d'un investissement). Des méthodes sont également bien établies depuis la fin des années 1990 pour la réalisation du bilan écologique (inventaire des effets " du berceau à la tombe ", externalités, analyse du cycle de vie). Ces outils diffusent dans les milieux de l'énergie, mais à l'avenir, leur utilisation va devenir systématique dans le contexte de raréfaction des ressources. Cet ouvrage, support de l'enseignement du cycle ingénieur " Cycle de vie des systèmes énergétiques " à MINES ParisTech, présente les outils utilisés pour comparer les systèmes d'un point de vue économique et environnemental, et discute également comment mobiliser ces outils pour aider la décision, puis comment la diffusion de ces outils appelle à refonder les pratiques de conception dans les entreprises.

Cette étude caractérise les performances environnementales de l'incinération des ordures ménagères résiduelles dans un contexte Français, par l'approche de l'Analyse du Cycle de Vie. 10 usines d'incinération sont comparées sur la base du traitement d'une tonne d'ordures ménagères résiduelles en France. Les frontières du système incluent les émissions directes vers l'air, la production et la consommation de produits auxiliaires, le transport et le traitement des mâchefers par enfouissement, la récupération d'énergie sous forme de chaleur et d'électricité lorsqu'elle a lieu, les infrastructures et la maintenance. Les flux élémentaires de premier plan, caractérisant les émissions spécifiques à l'incinérateur, la récupération d'énergie et les consommations intermédiaires, sont issus d'informations publiques propres à chaque incinérateur. Les flux d'arrière-plan sont modélisés à l'aide de bases de données d'inventaires du cycle de vie standards. Seuls les impacts environnementaux non-toxiques sont considérés dans l'étude, du fait du manque de données disponibles sur les émissions de métaux spécifiques à chaque incinérateur étudié. Les résultats montrent la grande variabilité des performances environnementales de l'incinération des ordures ménagères résiduelles, d'une usine à une autre. Les impacts environnementaux de l'incinération dépendent fortement des performances techniques, à la fois en termes d'abattement des polluants et de récupération d'énergie. Cette étude souligne de fait la nécessité de l'emploi de données spécifiques aux usines étudiées, et ce notamment dans l'optique de la comparaison de l'incinération des ordures ménagères résiduelles avec d'autres voies de traitement.

The environmental sustainability of 15 European pig production systems has been evaluated within the EU Q-PorkChains project, using life cycle assessment (LCA). One conventional and two differentiated systems were evaluated from each of five countries : Denmark, Netherlands, Spain, France and Germany. The information needed for the calculations was obtained from an enquiry conducted on 5 to 10 farms from each system. The different systems were categorized among conventional (C), adapted conventional (AC), traditional (T) and organic (O). Compared to conventional, the differentiation was rather limited for AC systems with only some changes in order to improve meat quality, animal welfare or environmental impact. The difference was much more marked for the traditional systems with the use of fat slow-growing traditional breeds and generally the outdoor raising of the fattening pigs. The environmental impacts were calculated at farm gate, including the inputs, and expressed per kg live pig and per ha land use. For the conventional systems, the impact per kg live pig on climate change, acidification, eutrophication, energy use, and land occupation were 2.25 kg CO2-eq, 44.0 g SO2-eq, 18,5 g PO4-eq, 16.2 MJ and 4.13 m2, respectively. Compared to C, the corresponding values were on average 13, 5, 0, 2 and 16% higher for AC; 54, 79, 23, 50 and 156% higher for T, and 4, -16, 29, 11 and 121% higher for O. Conversely, when expressed per ha of land use, the impacts were lower for T and O differentiated systems, by 10 to 60% on average, depending on the impact category. This was mainly due to larger land occupation per kg pig produced as well for feed production and for the outdoor raising of sows and/or fattening pigs. The use of litter bedding tended to increase climate change impact per kg pig. The use of traditional local breeds, with reduced productivity and feed efficiency, resulted in higher impacts per kg pig produced, for all categories. Differentiated T systems with extensive outdoor raising of pigs resulted in markedly reduced impact per ha land use. Eutrophication potential per ha was substantially lower for O systems. Conventional systems were generally better for global impacts, expressed per kg pig, whereas differentiated systems were better for local impacts, expressed per ha land use.

Soil-quality indicators in LCA: method presentation with a case study. 8eme International Conference on LCA in the Agri-Food Sector

Face to the growing awareness of environmental concerns issued from human activities, eco-design aims at offering a satisfying answer in the products and services development field. However when the considered products become complex industrial systems, there is a lack of adapted methodologies and tools. These systems are among others characterised by a large number of components and subsystems, an extremely long and uncertain life cycle, or complex interactions with their geographical and industrial environment. This change of scale actually brings different constraints, as well in the evaluation of environmental impacts generated all along the system life cycle (data management and quality, detail level according to available resources…) as in the identification of adapted answers (management of multidisciplinary aspects and available resources, players training, inclusion in an upstream R&D context…). So this dissertation aims at developing a methodology to implement ecodesign of complex industrial systems. A general methodology is first proposed, based on a DMAIC process (Define, Measure, Analyse, Improve, Control). This methodology allows defining in a structured way the framework (objectives, resources, perimeter, phasing…) and rigorously supporting the ecodesign approach applied on the system. A first step of environmental evaluation based on Life-Cycle Assessment (LCA) is thus performed at a high systemic level. Given the complexity of the system life cycle as well as the exploitation variability that may exist from one site to another, a scenario-based approach is proposed to quickly consider the space of possible environmental impacts. Scenarios of exploitation are defined thanks to the SRI (Stanford Research Institute) matrix and they include numerous elements that are rarely considered in LCA, like preventive and corrective maintenance, subsystems upgrading or lifetime modulation according to the economic context. At the conclusion of this LCA the main impacting elements of the system life cycle are known and they permit to initiate the second step of the eco-design approach centred on environmental improvement. A multidisciplinary working group perform a creativity session centred on the eco-design strategy wheel (or Brezet wheel), a resource-efficient eco-innovation tool that requires only a basic environmental knowledge. Ideas generated during creativity are then analysed through three successive filters allowing: (1) to pre-select and to refine the best projects; (2) to build a R&D projects portfolio thanks to a multi-criteria approach assessing not only their environmental performance, but also their technical, economic and customers’ value creation performance; (3) to control the portfolio balance according to the company strategy and the projects diversity (short/middle/long term aspect, systemic level…). All this work was applied and validated at Alstom Grid on electrical conversion substations used in the primary aluminium industry. The methodology deployment has allowed initiating a robust eco-design approach recognized by the company and finally generating a portfolio composed of 9 eco-innovative R&D projects that will be started in the coming months.; Face à l’émergence des problématiques environnementales issues des activités humaines, l’écoconception s’attache à offrir une réponse satisfaisante dans le domaine de la conception de produits et services. Cependant, lorsque les produits considérés deviennent des systèmes industriels complexes, caractérisés entre autres par un grand nombre de composants et sous-systèmes, un cycle de vie extrêmement long et incertain, ou des interactions complexes avec leur environnement géographique et industriel, un manque évident de méthodologies et d’outils se fait ressentir. Ce changement d’échelle apporte en effet des contraintes différentes aussi bien dans l’évaluation des impacts environnementaux générés au cours du cycle de vie du système (gestion et qualité des données, niveau de détail de l’étude par rapport aux ressources disponibles…) que dans l’identification de réponses adaptées (gestion de la multidisciplinarité et des ressources disponibles, formation des acteurs, inclusion dans un contexte de R&D très amont…). Cette thèse vise donc à développer une méthodologie de mise en œuvre d’une démarche d’éco-conception de systèmes industriels complexes. Une méthodologie générale est tout d’abord proposée, basée sur un processus DMAIC (Define, Measure, Analyse, Improve, Control). Cette méthodologie permet de définir de manière formalisée le cadre de la démarche (objectifs, ressources, périmètre, phasage…) et d’accompagner rigoureusement l’approche d’écoconception sur le système considéré. Une première étape d’évaluation environnementale basée sur l’Analyse du Cycle de Vie (ACV) à haut niveau systémique est ainsi réalisée. Etant donnée la complexité du cycle de vie considéré et la variabilité d’exploitation d’un système industriel d’un site à l’autre, une approche par scénario est proposée afin d’appréhender rapidement l’étendue possible des impacts environnementaux. Les scénarios d’exploitation sont définis à l’aide de la matrice SRI (Stranford Research Institute) et intègrent de nombreux éléments rarement abordés en ACV, comme la maintenance préventive et corrective, la mise à niveau des sous-systèmes ou encore la modulation de la durée de vie du système en fonction du contexte économique. A l’issue de cette ACV les principaux postes impactants du cycle de vie du système sont connus et permettent d’entreprendre la seconde partie de la démarche d’éco-conception centrée sur l’amélioration environnementale. Un groupe de travail multidisciplinaire est réuni lors d’une séance de créativité centrée autour de la roue de la stratégie d’éco-conception (ou roue de Brezet), un outil d’éco-innovation peu consommateur de ressources et ne nécessitant qu’une faible expertise environnementale. Les idées générées en créativité sont alors traitées par trois filtres successifs, qui permettent : (1) de présélectionner les meilleurs projets et de les approfondir ; (2) de constituer un portefeuille de projets de R&D par une approche multicritère évaluant leur performance environnementale, mais également technique, économique et de création de valeurs pour les clients ; (3) de contrôler l’équilibre du portefeuille constitué en fonction de la stratégie de l’entreprise et de la diversité des projets considérés (aspects court/moyen/long terme, niveau systémique considéré…). L’ensemble des travaux a été appliqué et validé chez Alstom Grid sur des sous-stations de conversion électrique utilisées dans l’industrie de l’aluminium primaire. Le déploiement de la méthodologie a permis d’initier une démarche solide d’écoconception reconnue par l’entreprise et de générer au final un portefeuille de 9 projets de R&D écoinnovants qui seront mis en œuvre dans les prochains mois.

Face to the growing awareness of environmental concerns issued from human activities, eco-design aims at offering a satisfying answer in the products and services development field. However when the considered products become complex industrial systems, there is a lack of adapted methodologies and tools. These systems are among others characterised by a large number of components and subsystems, an extremely long and uncertain life cycle, or complex interactions with their geographical and industrial environment. This change of scale actually brings different constraints, as well in the evaluation of environmental impacts generated all along the system life cycle (data management and quality, detail level according to available resources…) as in the identification of adapted answers (management of multidisciplinary aspects and available resources, players training, inclusion in an upstream R&D context…). So this dissertation aims at developing a methodology to implement ecodesign of complex industrial systems. A general methodology is first proposed, based on a DMAIC process (Define, Measure, Analyse, Improve, Control). This methodology allows defining in a structured way the framework (objectives, resources, perimeter, phasing…) and rigorously supporting the ecodesign approach applied on the system. A first step of environmental evaluation based on Life-Cycle Assessment (LCA) is thus performed at a high systemic level. Given the complexity of the system life cycle as well as the exploitation variability that may exist from one site to another, a scenario-based approach is proposed to quickly consider the space of possible environmental impacts. Scenarios of exploitation are defined thanks to the SRI (Stanford Research Institute) matrix and they include numerous elements that are rarely considered in LCA, like preventive and corrective maintenance, subsystems upgrading or lifetime modulation according to the economic context. At the conclusion of this LCA the main impacting elements of the system life cycle are known and they permit to initiate the second step of the eco-design approach centred on environmental improvement. A multidisciplinary working group perform a creativity session centred on the eco-design strategy wheel (or Brezet wheel), a resource-efficient eco-innovation tool that requires only a basic environmental knowledge. Ideas generated during creativity are then analysed through three successive filters allowing: (1) to pre-select and to refine the best projects; (2) to build a R&D projects portfolio thanks to a multi-criteria approach assessing not only their environmental performance, but also their technical, economic and customers’ value creation performance; (3) to control the portfolio balance according to the company strategy and the projects diversity (short/middle/long term aspect, systemic level…). All this work was applied and validated at Alstom Grid on electrical conversion substations used in the primary aluminium industry. The methodology deployment has allowed initiating a robust eco-design approach recognized by the company and finally generating a portfolio composed of 9 eco-innovative R&D projects that will be started in the coming months.; Face à l’émergence des problématiques environnementales issues des activités humaines, l’écoconception s’attache à offrir une réponse satisfaisante dans le domaine de la conception de produits et services. Cependant, lorsque les produits considérés deviennent des systèmes industriels complexes, caractérisés entre autres par un grand nombre de composants et sous-systèmes, un cycle de vie extrêmement long et incertain, ou des interactions complexes avec leur environnement géographique et industriel, un manque évident de méthodologies et d’outils se fait ressentir. Ce changement d’échelle apporte en effet des contraintes différentes aussi bien dans l’évaluation des impacts environnementaux générés au cours du cycle de vie du système (gestion et qualité des données, niveau de détail de l’étude par rapport aux ressources disponibles…) que dans l’identification de réponses adaptées (gestion de la multidisciplinarité et des ressources disponibles, formation des acteurs, inclusion dans un contexte de R&D très amont…). Cette thèse vise donc à développer une méthodologie de mise en œuvre d’une démarche d’éco-conception de systèmes industriels complexes. Une méthodologie générale est tout d’abord proposée, basée sur un processus DMAIC (Define, Measure, Analyse, Improve, Control). Cette méthodologie permet de définir de manière formalisée le cadre de la démarche (objectifs, ressources, périmètre, phasage…) et d’accompagner rigoureusement l’approche d’écoconception sur le système considéré. Une première étape d’évaluation environnementale basée sur l’Analyse du Cycle de Vie (ACV) à haut niveau systémique est ainsi réalisée. Etant donnée la complexité du cycle de vie considéré et la variabilité d’exploitation d’un système industriel d’un site à l’autre, une approche par scénario est proposée afin d’appréhender rapidement l’étendue possible des impacts environnementaux. Les scénarios d’exploitation sont définis à l’aide de la matrice SRI (Stranford Research Institute) et intègrent de nombreux éléments rarement abordés en ACV, comme la maintenance préventive et corrective, la mise à niveau des sous-systèmes ou encore la modulation de la durée de vie du système en fonction du contexte économique. A l’issue de cette ACV les principaux postes impactants du cycle de vie du système sont connus et permettent d’entreprendre la seconde partie de la démarche d’éco-conception centrée sur l’amélioration environnementale. Un groupe de travail multidisciplinaire est réuni lors d’une séance de créativité centrée autour de la roue de la stratégie d’éco-conception (ou roue de Brezet), un outil d’éco-innovation peu consommateur de ressources et ne nécessitant qu’une faible expertise environnementale. Les idées générées en créativité sont alors traitées par trois filtres successifs, qui permettent : (1) de présélectionner les meilleurs projets et de les approfondir ; (2) de constituer un portefeuille de projets de R&D par une approche multicritère évaluant leur performance environnementale, mais également technique, économique et de création de valeurs pour les clients ; (3) de contrôler l’équilibre du portefeuille constitué en fonction de la stratégie de l’entreprise et de la diversité des projets considérés (aspects court/moyen/long terme, niveau systémique considéré…). L’ensemble des travaux a été appliqué et validé chez Alstom Grid sur des sous-stations de conversion électrique utilisées dans l’industrie de l’aluminium primaire. Le déploiement de la méthodologie a permis d’initier une démarche solide d’écoconception reconnue par l’entreprise et de générer au final un portefeuille de 9 projets de R&D écoinnovants qui seront mis en œuvre dans les prochains mois.

Current transport systems are not likely to be sustainable, since energy resources may be less accessible, facing a rapidly growing demand and because of environmental constrains. In this context a great interest arose for sharing environmental assessment practices between infrastructures owners and researchers. For this present work a partnership between RFF and Ifsttar was decided to study environmental effects and energy consumption for railways life cycle. It paves the way to a full life cycle analysis (LCA) for environmental burdens of railway infrastructures and aims at identifying the best design practices at the project level related to environmental criteria. This LCA takes into account earthwork, railway structure and the operation phase, i.e., the analysis performed is based on the estimation of energy consumptions due to construction, maintenance and on the traffic. Results of this work could enhance practices for environment preservation for the plan of building 4000 kilometres of new high-speed railways, decided in the French National Transport infrastructure scheme. Applying LCA to the project phase is a rather new approach. It requires defining a global functional unit as a basic hypothesis of any study, different from the previous studies. Then, the lifecycle subsystems are successively investigated (construction, maintenance and use) to determine the best way for project Functional Unit definition and further assessment method application.

396 p.; International audience; Eco-design aims at improving the production process of a single product and eco-design practitioners often consider environmental performances of a product as a part of its initial functionalities. Only the use of LCA can quantify environmental performances. Because of its comparative nature, using LCA for eco-design requires comparing a new solution to an existing one. In the construction sector, materials are often considered as an eco-design variant. The use of a construction material is undeniably linked to its intrinsic properties but the link between these properties and its functions is not always obvious because several physical scales are nested (materials, in construction elements, in constructed objects). Using LCA in that frame means to compare various materials on the basis of identical fulfilled functions. The purpose of this article is to suggest a generic approach for using LCA to eco-design materials for construction. This approach takes into account the multi-functionality of materials, the "nested scales" of products, and the lack of knowledge at the early stages of design. The proposed approach might be the most convenient accompanying approach that should occur all along the design process from the material to the constructed object.

This PhD thesis conducted thanks to a CIFRE contract between the company Renault and the PPRIME Institute (UPR CNRS 3346, ISAE-ENSMA-Université de Poitiers), is focused on life cycle analyses for automotive fuels and alternative energies. The individual mobility is facing numerous challenges: global warming, urban pollution, depletion of resources, etc. Therefore, different alternative are now proposed to cope with these challenges: biofuels, hydrogen, electric vehicles, etc. LCA is a tool that allows assessing the environmental impacts of a product system. This PhD thesis is focused on taking into account the local impacts linked with the production and the consumption of diesel, gasoline (these two latters being the reference fuels), biofuels and electricity. It especially deals with the issues associated with the relevance of these impacts, for instance by trying to establish which impacts to select and how to enhance them (difference between urban and rural emissions or between high and near-ground sources). The second part of this PhD thesis studies the impact of the car use, by particularly focusing on the local pollutants emitted according to the aftertreatment standards and the driving cycle. All of this aims at obtaining LCA results that are more relevant and that can be more easily interpreted for a reliable decision-making process compatible with Renault's main strategic issues. The results show a complex environmental footprint: while renewable electricity provides true benefits compared with conventional fuels, fossil electricity has a mixed result, depending on the impact which is considered. Moreover, biofuels have a stronger environmental impact than fossil fuels. Finally, the rural / urban distinction highlights the benefit on human health associated with electric vehicles.; Cette thèse, réalisée dans le cadre d'un contrat CIFRE entre l'entreprise Renault et l'Institut PPRIME (UPR CNRS 3346, ISAE-ENSMA-Université de Poitiers), porte sur les analyses de cycles de vie des carburants et énergies alternatives. Le secteur de la mobilité individuelle fait face à de nombreux défis : réchauffement climatique, pollution urbaine, épuisement des ressources, etc. Par conséquent, différentes alternatives se présentent pour répondre à ces défis : agrocarburants, hydrogène, véhicule électrique, etc. L'AVC permet d'évaluer les impacts environnementaux d'un produit ou d'un système. La thèse porte sur la prise en compte des impacts locaux liés à la production et à la consommation des énergies automobiles alternatives en retenant particulièrement les carburants de référence que sont le diesel et l'essence mais aussi les agrocarburants de première génération et l'électricité. Elle traite en particulier des problématiques de pertinence de ces impacts, notamment en cherchant à établie quels impacts retenir et comment les améliorer (prise en compte de la différentiation entre milieu urbain et milieu rural et entre sources hautes et basses). La seconde partie de la thèse étudie l'impact de l'usage du véhicule, en s'intéressant spécialement aux polluants locaux émis selon la norme de dépollution du véhicule et le cycle de roulage utilisé. Le tout vise à obtenir des résultats d'AVC scientifiquement plus robustes et plus facilement interprétables pour une prise de décision fiable, valide dans la durée et cohérente avec les grands enjeux stratégiques de Renault. Les résultats montrent une empreinte environnementale complexe à analyser : alors que l'électricité renouvelable apporte de vrais gains vis-à-vis des carburants conventionnels, l'électricité fossile possède un bilan mitigé selon l'impact regardé. Par ailleurs, les agrocarburants présentent un bilan globalement négatif vis-à-vis des carburants conventionnels. Enfin, la distinction urbain / rural permet de mettre en évidence les gains sur la santé associés au véhicule électrique.

Highway bridges are important assets in every infrastructure network. The cost of construction and operation of highway bridges are key issues for bridge engineers. However, the design of bridges requires more than compiling with safety requirements according to safety standards and economic constraints. The construction, operation and ultimately the way the bridge is demolished have a significant impact on the environment, in the surrounding population and in the users of the bridge. The multidimensional perspective of sustainability requires the combination of current design criteria with other important aspects such as society and environment, usually considering a life cycle approach. The aim of this paper is to present the framework for integrated life cycle analysis of bridges, which is being developed within the scope of the European Research Project SBRI. Furthermore, in this paper the developed approach is applied to a case study in order to enhance the importance of using life cycle approaches for the analysis of bridges.

Avec la prise de conscience de la menace liée aux émissions de CO2, les matériaux biosourcés sont de plus en plus utilisés dans le bâtiment en remplacement des matériaux courants. Les matériaux biosourcés sont des produits qui, au-delà de leurs intérêts fonctionnels, sont susceptibles d’offrir des avantages environnementaux en limitant l’utilisation de ressources fossiles non renouvelables et en réduisant le bilan des émissions de gaz à effet de serre par absorption du CO2 nécessaire à la croissance des plantes. Le comportement d’un matériau de construction peut être étudié à différentes échelles imbriquées (échelle du matériau, de l’élément de construction et de l’objet construit) et pour différentes fonctions (l’isolation thermique ou phonique, ou encore la portance). Ce travail fait état des connaissances sur les matériaux biosourcés et des besoins pour permettre de comparer, en utilisant la méthode d’analyse de cycle de vie, leurs performances technologiques et environnementales à celles des matériaux classiques en prenant en compte les aspects multi-échelle et multi-fonctionnel. La méthodologie proposée pour la prise en compte de ces aspects dans la méthode ACV permet d’évaluer a priori les besoins en connaissances et le niveau de complexité d’une évaluation environnementale destinée à comparer des matériaux pour la construction.

This PhD thesis conducted thanks to a CIFRE contract between the company Renault and the PPRIME Institute (UPR CNRS 3346, ISAE-ENSMA-Université de Poitiers), is focused on life cycle analyses for automotive fuels and alternative energies. The individual mobility is facing numerous challenges: global warming, urban pollution, depletion of resources, etc. Therefore, different alternative are now proposed to cope with these challenges: biofuels, hydrogen, electric vehicles, etc. LCA is a tool that allows assessing the environmental impacts of a product system. This PhD thesis is focused on taking into account the local impacts linked with the production and the consumption of diesel, gasoline (these two latters being the reference fuels), biofuels and electricity. It especially deals with the issues associated with the relevance of these impacts, for instance by trying to establish which impacts to select and how to enhance them (difference between urban and rural emissions or between high and near-ground sources). The second part of this PhD thesis studies the impact of the car use, by particularly focusing on the local pollutants emitted according to the aftertreatment standards and the driving cycle. All of this aims at obtaining LCA results that are more relevant and that can be more easily interpreted for a reliable decision-making process compatible with Renault's main strategic issues. The results show a complex environmental footprint: while renewable electricity provides true benefits compared with conventional fuels, fossil electricity has a mixed result, depending on the impact which is considered. Moreover, biofuels have a stronger environmental impact than fossil fuels. Finally, the rural / urban distinction highlights the benefit on human health associated with electric vehicles., Cette thèse, réalisée dans le cadre d'un contrat CIFRE entre l'entreprise Renault et l'Institut PPRIME (UPR CNRS 3346, ISAE-ENSMA-Université de Poitiers), porte sur les analyses de cycles de vie des carburants et énergies alternatives. Le secteur de la mobilité individuelle fait face à de nombreux défis : réchauffement climatique, pollution urbaine, épuisement des ressources, etc. Par conséquent, différentes alternatives se présentent pour répondre à ces défis : agrocarburants, hydrogène, véhicule électrique, etc. L'AVC permet d'évaluer les impacts environnementaux d'un produit ou d'un système. La thèse porte sur la prise en compte des impacts locaux liés à la production et à la consommation des énergies automobiles alternatives en retenant particulièrement les carburants de référence que sont le diesel et l'essence mais aussi les agrocarburants de première génération et l'électricité. Elle traite en particulier des problématiques de pertinence de ces impacts, notamment en cherchant à établie quels impacts retenir et comment les améliorer (prise en compte de la différentiation entre milieu urbain et milieu rural et entre sources hautes et basses). La seconde partie de la thèse étudie l'impact de l'usage du véhicule, en s'intéressant spécialement aux polluants locaux émis selon la norme de dépollution du véhicule et le cycle de roulage utilisé. Le tout vise à obtenir des résultats d'AVC scientifiquement plus robustes et plus facilement interprétables pour une prise de décision fiable, valide dans la durée et cohérente avec les grands enjeux stratégiques de Renault. Les résultats montrent une empreinte environnementale complexe à analyser : alors que l'électricité renouvelable apporte de vrais gains vis-à-vis des carburants conventionnels, l'électricité fossile possède un bilan mitigé selon l'impact regardé. Par ailleurs, les agrocarburants présentent un bilan globalement négatif vis-à-vis des carburants conventionnels. Enfin, la distinction urbain / rural permet de mettre en évidence les gains sur la santé associés au véhicule électrique.

Actes du colloque organisé par l'AFITE, 2011/11/17; National audience; La dernière décennie a vu l’analyse du cycle de vie (ACV) s’imposer comme cadre méthodologique de référence pour l’évaluation quantitative des impacts environnementaux d’un produit ou d’un système de production. Bien que déjà largement utilisés dans les sphères économiques (éco-conception, responsabilité sociale des entreprises) et politiques (éco-étiquetages), le cadre méthodologique et les outils de l’ACV sont toujours un vaste objet d’étude pour la communauté scientifique. Cet article décrit un grand nombre de fronts de sciences de cette communauté et la manière dont le pôle de recherche français Elsa les aborde.

absent

Programme Haute Qualité Alimentaire (HQA). Conseil Général de l’Hérault (CG34) - CIHEAM-IAMM; International audience; Les emballages sont au cœur d’une société de consommation où ils remplissent des fonctions multiples - contenir, protéger, transporter, etc... Logiquement, ils constituent un maillon important de la politique nationale en matière d’environnement. Un des emballages utilisés pour le transport et la distribution des plats cuisinés préparés en cuisines centrales vers les cuisines satellites est la barquette. En France coexistent les barquettes fabriquées à partir de polypropylène, d’aluminium et d’inox, ainsi que celles fabriquées à partir de cellulose de canne à sucre, qui ne sont pas utilisées mais envisagées à titre expérimental. Outre leur composition, ces barquettes différentes par leur masse, leurs dimensions, leur filière amont, leur logistique (notamment leur réutilisation) et leur fin de vie. Cette étude, à l’initiative du Conseil Général de l’Hérault CG34 et de l’Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier a consisté à quantifier l’impact environnemental au moyen d’une Analyse de Cycle de Vie de quatre modèles de barquettes fabriquées à partir de polypropylène, de cellulose de canne à sucre, d’aluminium et d’inox. L’objectif principal de cette étude était d’identifier pour chaque emballage les principaux leviers d’amélioration en termes d’impacts sur l’environnement.

National audience

Developments in environmental issues and European regulations require that the design of automotive products is based on a "global and systemic environmental assessments” of technical solutions. LCA (Life Cycle Assessment) is the only truly recognized approach for measuring the environmental performance of systems, by identifying the critical steps and the most polluting activities throughout their life cycle. The LCA results enable then taking action or developing strategies to reduce environmental impacts from the design phase, providing feedback on the evaluated technical solutions. To do this, LCA must be truly integrated and operated in “real time” in the design process. This condition is the only way to "guarantee" a "real and effective" consideration of the environmental performance of new products in design decisions. Since a significant part of these decisions belong to the design team, their involvement in the environmental assessment is essential to have a maximum space for eco-innovative design. LCA in its standard and marketable form is too complex to be directly integrated into the design process. Several difficulties arise regarding mainly the tool appropriation by the design team and its integration into the design process. We have developed and tested during this thesis, with the automotive supplier Faurecia a new methodology to operationalize the LCA in the design phase. It stands on three principles. The first principle deals with standardization of assumptions and the scope of the LCA modeling for a product in the same company. The second principle is returning the environmental profile of a product without going through the LCA modeling, through a fictional approach by "functions of impact". The third principle is to simplify the interpretation of LCA results by the design team, by reducing the number of criteria to consider and facilitate their understanding by creating an environmental system of reference per range of product., Les évolutions des enjeux environnementaux et de la réglementation Européenne impliquent que la conception des produits automobiles s’appuie sur des évaluations environnementales des solutions de natures « systémiques ». L’ACV est la seule approche véritablement reconnue pour mesurer la performance environnementale des systèmes, en identifiant les étapes et les activités les plus polluantes sur l’ensemble de leur cycle de vie. Les résultats d’ACV permettent donc de prendre des mesures ou d’établir des stratégies de réduction des impacts environnementaux dès la phase de conception, en fournissant un retour d’expérience sur les solutions techniques évaluées. Pour ce faire, l’ACV doit être réellement intégrée et exploitée en temps réel dans le processus de conception. Cette condition est le seul moyen de « garantir » une « réelle et efficace » prise en compte de la performance environnementale des nouveaux produits dans les prises de décisions de conception. En effet, puisque une part importante de ces décisions revient aux concepteurs, l’implication de ces derniers dans l’évaluation environnementale est incontournable pour disposer d’un maximum d’espace d’éco-conception innovante. L’ACV dans sa forme normalisée et commercialisée s’avère cependant trop complexe pour être directement intégrée dans le processus de conception. Les difficultés majeures se posent sur l’appropriation même de l’outil par les concepteurs et sur son intégration dans le processus de conception. Nous avons développé et expérimenté durant cette thèse, au sein de l’équipementier Faurecia, une nouvelle méthodologie permettant d’opérationnaliser l’ACV en conception. Elle repose sur trois principes. Le premier principe porte sur une standardisation des hypothèses et du périmètre de la modélisation ACV pour un système produit dans une même entreprise. Le second principe consiste en une restitution du profil environnemental d’un produit sans passer par la modélisation ACV, grâce à une approche fictive par des «fonctions d’impacts». Le troisième principe vise à la simplification de l’interprétation des résultats d’ACV par les concepteurs, en réduisant le nombre de critères à prendre en compte et en facilitant leur compréhension grâce à la création d’un référentiel par familles de produits.

Developments in environmental issues and European regulations require that the design of automotive products is based on a "global and systemic environmental assessments” of technical solutions. LCA (Life Cycle Assessment) is the only truly recognized approach for measuring the environmental performance of systems, by identifying the critical steps and the most polluting activities throughout their life cycle. The LCA results enable then taking action or developing strategies to reduce environmental impacts from the design phase, providing feedback on the evaluated technical solutions. To do this, LCA must be truly integrated and operated in “real time” in the design process. This condition is the only way to "guarantee" a "real and effective" consideration of the environmental performance of new products in design decisions. Since a significant part of these decisions belong to the design team, their involvement in the environmental assessment is essential to have a maximum space for eco-innovative design. LCA in its standard and marketable form is too complex to be directly integrated into the design process. Several difficulties arise regarding mainly the tool appropriation by the design team and its integration into the design process. We have developed and tested during this thesis, with the automotive supplier Faurecia a new methodology to operationalize the LCA in the design phase. It stands on three principles. The first principle deals with standardization of assumptions and the scope of the LCA modeling for a product in the same company. The second principle is returning the environmental profile of a product without going through the LCA modeling, through a fictional approach by "functions of impact". The third principle is to simplify the interpretation of LCA results by the design team, by reducing the number of criteria to consider and facilitate their understanding by creating an environmental system of reference per range of product.; Les évolutions des enjeux environnementaux et de la réglementation Européenne impliquent que la conception des produits automobiles s’appuie sur des évaluations environnementales des solutions de natures « systémiques ». L’ACV est la seule approche véritablement reconnue pour mesurer la performance environnementale des systèmes, en identifiant les étapes et les activités les plus polluantes sur l’ensemble de leur cycle de vie. Les résultats d’ACV permettent donc de prendre des mesures ou d’établir des stratégies de réduction des impacts environnementaux dès la phase de conception, en fournissant un retour d’expérience sur les solutions techniques évaluées. Pour ce faire, l’ACV doit être réellement intégrée et exploitée en temps réel dans le processus de conception. Cette condition est le seul moyen de « garantir » une « réelle et efficace » prise en compte de la performance environnementale des nouveaux produits dans les prises de décisions de conception. En effet, puisque une part importante de ces décisions revient aux concepteurs, l’implication de ces derniers dans l’évaluation environnementale est incontournable pour disposer d’un maximum d’espace d’éco-conception innovante. L’ACV dans sa forme normalisée et commercialisée s’avère cependant trop complexe pour être directement intégrée dans le processus de conception. Les difficultés majeures se posent sur l’appropriation même de l’outil par les concepteurs et sur son intégration dans le processus de conception. Nous avons développé et expérimenté durant cette thèse, au sein de l’équipementier Faurecia, une nouvelle méthodologie permettant d’opérationnaliser l’ACV en conception. Elle repose sur trois principes. Le premier principe porte sur une standardisation des hypothèses et du périmètre de la modélisation ACV pour un système produit dans une même entreprise. Le second principe consiste en une restitution du profil environnemental d’un produit sans passer par la modélisation ACV, grâce à une approche fictive par des «fonctions d’impacts». Le troisième principe vise à la simplification de l’interprétation des résultats d’ACV par les concepteurs, en réduisant le nombre de critères à prendre en compte et en facilitant leur compréhension grâce à la création d’un référentiel par familles de produits.

International audience; Biofuels from algal biomass seem to be a promising source of bioenergyfor the future. Life Cycle Assessment (LCA) is an efficient tool for quantifyingenvironmental impacts of bio-based materials. To assess if macroalgae iseffectively an environmentally friendly feedstock for bioenergy production, acomparative LCA is used in this study. The functional unit used is one MJconsumed in an internal combustion engine. Methane from anaerobic digestion ofmacroalgae is compared to natural gas as a fossil fuel reference. The study iscarried out on the brown seaweed Laminaria saccharina cultivated in a coastalenvironment. The ReCiPe method is used for the impact assessment. The resultshighlight that one of the key improvements to focus on is electric consumption. Afirst stage of ecodesign by coupling offshore wind turbines and seaweedproduction allows enhancements. Interesting levels of impacts by comparison withthe fossil fuel reference are reached: reduction of 51.0% of the greenhouse gasemissions and of 72.4% of the fossil depletion. Despite its recent attention, furtherimprovements can be achieved in the near future to make the use of macroalgaefor biofuels production competitive compared with terrestrial feedstock from anenvironmental point of view.

Microalgae as biogas resource. 8th IWA Leading Edge Conference on Water and Wastewater Technologies

National audience

Parmi les nombreuses stratégies susceptibles d'aborder de façon rationnelle la question du développement durable, l'Analyse du Cycle de Vie (ACV) est une méthodologie fondamentale permettant de tester et d'analyser les activités humaines. La norme ISO 14040 définit l'ACV comme la compilation et l'évaluation des entrants et sortants d'un système de production, ainsi que leurs impacts environnementaux potentiels, correspondant au cycle de vie d'un produit. Ainsi, l'utilisation de la méthodologie ACV appliquée aux routes déclinée sous la forme d'un outil accessible à des non experts en ACV peut permettre d'apporter un support rationnel aux décisions. C'est dans ce cadre que se situe l'outil logiciel ECORCE : ECO-comparateur Routes Construction Entretien. Cependant, l'ACV est un domaine de la recherche en constante évolution, et le fait de développer un outil logiciel nécessite de fixer certaines hypothèses pour lesquelles la communauté scientifique n'a pas toujours trouvé une réponse. Ainsi, il ne faut pas perdre de vue que l'outil contient certains choix d'hypothèses qui reflètent un état de connaissances à la période où il a été développé, et qu'il est donc lui même susceptible d'évoluer au fur et à mesure de l'obtention de nouvelles données, des avancées méthodologiques et scientifiques.

Banana and cooking banana ( Musa spp.) production systems accumulate a considerable quantity of discard due to high quality demands of markets. Ripe fruits have high sugar contents, which can be easily processed to ethanol. The present study aimed to quantitatively assess the production potential of ethanol from Musa spp. discard and to analyze the energy and carbon (C) footprints of this production system using a life cycle approach. The study compared three case studies differing in management practices, which were (I) a coffee producer’s cooperative in Costa Rica using Musa spp. as shade trees, (II) organic banana producers from Ecuador, and (III) conventional banana producers from Ecuador. It was found that banana and cooking banana discard accumulated at a rate of 1.4–3.4 t ha − 1 , of which around 118–266 l ethanol could be produced on a yearly basis. The case study from Costa Rica yielded a net-energy balance (NEB) of 19.3 MJ l −1 and avoided carbon emissions of 0.48 kg l −1 . It was closely followed by the organic banana producers from Ecuador with a NEB of 17.1 MJ l −1 and avoided carbon emissions of 0.44 kg l −1 . NEB and avoided carbon emissions for the conventional banana farms in Ecuador were much lower (7.2 MJ l −1 and 0.34 kg l −1 ). Despite providing economic benefits to farmers through a biomass source that would have been otherwise lost, the study gave clear evidence that the ecological footprint of this ethanol production system is significantly influenced by the resource use during the production life cycle.

L'outil EDEN estime les impacts environnementaux ainsi que des impacts economiques et sociaux. Il a permis de faire des comparaisons entre les 47 fermes laitieres pris en exemple dans l'etude confirmant sa pertinence a identifier les caracteristiques des fermes ayant le plus d'impact sur l'environnement.

National audience; Tous les acteurs, du consommateur au législateur, imposent plus que jamais à la viticulture de prendre en compte ses impacts environnementaux tout en produisant des vins de qualité. Après avoir présenté ces impacts, les auteurs exposent la méthode de l'Analyse du cycle de vie et en proposent une adaptation pour évaluer les impacts environnementaux de la viticulture AOC dans le Val de Loire. Les limites du système étudié sont expliquées et le choix de l'unité fonctionnelle et son importance dans le cadre de la viticulture sont discutés.

Selon la FAO, l’élevage contribuerait à hauteur de 18 p. 100 aux émissions globales de gaz à effet de serre (GES) d’origine anthropique. Face à une population mondiale et une demande en produits animaux grandissantes, il s’agit de concevoir des systèmes d’élevage non seulement plus productifs mais également plus respectueux de l’environnement. Dans cette perspective, les consommations d’énergies non renouvelables (ENR) et les émissions de GES des principales productions animales de la Réunion (bovin lait, bovin viande, porc, volaille et lapin) ont été évaluées. Partant d’une méthode développée en France métropolitaine, il s’agissait de réévaluer les coefficients énergétiques et les facteurs d’émission en tenant compte des particularités du contexte et des systèmes d’élevage locaux. L’échantillon étudié comprenait 195 élevages, soit plus de 25 p. 100 des exploitations encadrées par les coopératives locales. Cette étude a montré que les inefficiences environnementales (consommations d’ENR et émissions de GES par kilogramme de produit animal) et l’inefficience zootechnique (quantités d’aliments concentrés consommés par kilogramme de produit animal) étaient corrélées positivement. Il est donc possible d’intensifier écologiquement les productions animales. De telles études sont rares dans les Suds ; leur essor suppose des adaptations méthodologiques encore plus importantes que celles menées dans le cas réunionnais, pour pouvoir évaluer des systèmes généralement peu mécanisés, à faible niveau d’intrants, mixtes, dont l’élevage est multifonctionnel et mobilise des formes d’énergies multiples.

Both half-warm and warm mix technologies allow reducing the use of fossil energy sources (fuel, natural gas) in mixing plants, yet in different proportions, as reported in the technical literature. In this study, a half-warm mix process called LEA® will be assessed by means of measurements at the plant as well as during actual road works, within the framework of a Life Cycle Assessment. Inventory fluxes and environmental impacts were both determined for hot mix and half-warm mix asphalts. This paper presents the environmental comparison drawn between the consumption and pollutant fluxes of hot and half-warm mix asphalt produced by the same plant and laid on the same heavily-traveled road section near Paris (France). The experimental program was jointly conducted by three partners: the road owner, the road contractors, and an independent organization responsible for performing environmental assessments. This experiment reveals a positive contribution from the half-warm-mix process in reducing all calculated indicators, in comparison with the hot-mix process, thereby confirming previous studies on predicted energy savings yielded by theoretical models. Results from this study however need to be completed by an inventory of environmental data on additives, and a mechanical behavior assessment of the two pavements types over a relevant service period.

International audience; Purpose The classification step is systematically neglected in the calculation of LCIA indicators: for several direct contribution of one pollutant to several impact categories, the distribution between these impact categories is not accounted. The proposed approaches of non-redundant classification are based on the probability that an emitted substance and its chemically degraded forms are involved into several environmental impacts. Methods Two types of repartitions are examined in this paper: i) one, called equiprobable classification, based on identical probability of contributions to several impact categories, and ii) and one, called zone classification based. Both methods are based on a classification coefficient alpha and require categorization of chemical pathways (reactive, suspensive, direct, indirect). The first method, the equiprobable classification, is a quick method that allows avoiding multiple counting of pollutants. The second method, the zone classification method is based on two steps: i) the first step requires defining an impacted zone around the source, inside which the emitted chemicals are expected to majorly diffuse or spread; ii) in the second step, the score of the chemical is set according to the occurrence of the chemical target inside the impacted zone. Results Both methods are applied on a case study of NOx emissions in Paris. Results highlight big differences (33% to 47%) when using or not the classification coefficient. Coefficients calculated using equiprobable or zone classifications are of the same order of magnitude except for indirect contributions. Discussion The zone classification method is compared to other site specific LCA methods. The choices of impacted zone and of chemical targets are discussed with the aim to meeting paradoxical constraints: local parameters must be sufficiently detailed in the majority of cases, but generic enough to avoid time consuming researches. The availability of data is also discussed as well as the possibility to include indirect impacts into the environmental system. Conclusions The conceptual frame suggested for classification of pollutants into emission-based impact categories, is a first approach for a scientific question that was raised in the 90's. equiprobable classification is easy to apply but not entirely satisfying from a physical and chemical background. Zone classification relies upon the specificity of emission compartments, and occurrence of chemical targets in the impacted zone. It still needs improvements. It has important consequences in terms of data collection, system boundaries, and only practise will show its actual feasibility.

International audience

Life Cycle Assessment (LCA) offers a robust scientific framework to quantify multiple environmental impacts of agricultural systems. Currently, LCA does not estimate whether the environmental impacts calculated are compatible with sustainable development. The scientific objective of this work is to help define sustainable farm development by determining limits of environmental sustainability with a method based on Reference Values (RV). These RV were determined and quantified for dairy production systems in Brittany, France. They were calculated as maximum acceptable impacts on ecosystems (e.g., in coastal waters) and correspond to maximum farm-emission levels (e.g., of greenhouse gases or nitrogen) to respect the Critical Natural Capital. The RV represented limits that dairy farms would have to meet to follow sustainable development. The terminology used to designate RV in environmental analysis methods must be harmonized. The terms proposed in this thesis are normative RV and relative RV. The application of RV to a sample of dairy farms in Brittany shows that most of these farms exceed the values set, but there is large variability in impacts, whose analysis and evaluation yields insights. Comparative analysis of the farms revealed characteristics of conventional and organic farms that have lower environmental impacts. However, even these farms do not reach these environmental objectives while maintaining current production levels. To investigate the leeway that dairy farms have to respect the strictest RV, environmental impacts, milk production, and land uses were modelled by linear programming. This territorial-level approach concluded that a significant change in current dairy farms and the dairy sector must be envisaged to satisfy the environmental objectives (e.g., increasing the area of non-agricultural zones). The preservation of current production levels does not seem compatible with the environmental requirements defined by the RV. Alternatives might be found to insure new revenues to farmer, e.g. paying no productive services of agriculture. The integration of the context, societal expectations, and farmers' expectations is necessary for studies of agricultural sustainability and for proposing alternative land uses.; L'Analyse de Cycle de Vie (ACV) offre un solide cadre scientifique pour réaliser une quantification multicritère des impacts environnementaux des systèmes agricoles. Dans sa forme actuelle, l'ACV ne permet pas de juger si la valeur calculée des impacts environnementaux est compatible avec le développement durable. L'objectif scientifique de ce travail est de participer à la définition du développement durable des exploitations agricoles par la détermination des limites de la durabilité environnementale en développant d'une méthode basée sur des Valeurs de Référence (VR). La détermination et la quantification de ces VR a été faite pour des systèmes de production laitiers en Bretagne (France). Ces valeurs ont été calculées à partir des valeurs d'impact maximale tolérable par les écosystèmes cible (par exemple dans des eaux côtières), elles correspondent aux niveaux d'émissions maximales acceptables des exploitations (par exemple émissions de gaz à effet de serre ou d'azote) pour respecter le Capital Naturel Critique. L'utilisation des VR a permis de dessiner le champ des possibles dans lequel doivent évoluer les exploitations laitières pour s'inscrire dans une logique de développement durable. Dans les méthodes d'analyse environnementale la terminologie employée pour dénommer les VR doit être harmonisée. Les termes proposés dans cette thèse sont VR normatives et VR relatives. L'application des VR à un échantillon d'exploitations laitières en Bretagne montre que la plupart d'entre elles dépassent les VR fixées mais qu'il existe une très grande variabilité en impacts, dont l'analyse et la valorisation sont potentiellement une source de progrès. L'analyse comparative des exploitations vis-à-vis des VR, a permis de déceler des caractéristiques d'exploitations conventionnelles et biologiques qui ont un faible impact sur l'environnement. Cependant, même ces exploitations n'atteignent pas les objectifs environnementaux imposés tout en gardant les objectifs actuels de production. Pour explorer la possibilité de respecter les VR les plus stricts, les variations des rapports impacts environnementaux/production laitière en fonction de la distribution des types de systèmes laitiers et de l'introduction de nouveaux usages des terres ont été simulées grâce à la programmation linéaire. Cette approche au niveau territoriale a conclu qu'une évolution profonde des systèmes de production actuels et du tissu agricole doit être envisagée afin de satisfaire globalement les objectifs environnementaux, et dans cette évolution il faut intégrer xii l'extension de zones non agricoles. L'intégration du contexte local et des attentes sociétales et les attentes des agriculteurs est nécessaire à la poursuite des études sur la durabilité agricole et à la production de propositions de changement applicables sur le terrain.

Les fractions de protéines laitières à fonctions cibles sont généralement préparées avec des procédéschromatographiques. Cependant, les procédés de filtration membranaire, plus économiques et supposésposséder de meilleures performances environnementales, sont également considérés avec un grand intérêtpour ce type d’application. A ce titre, le projet ECOPROM1 vise à concevoir une cascade d’opérations àmembranes permettant de séparer deux fractions enrichies d’α-lactalbumine et de β-lactoglobuline, selonune double optimisation : conservation des fonctionnalités des protéines et amélioration des performancesenvironnementales du procédé. Cet article présente l’Analyse de Cycle de Vie (ACV) du procédé à écoconcevoir,sur la base des premiers choix de conception proposés par les partenaires du projet(équipementier, industrie agroalimentaire, laboratoires de recherche et consultants). Le périmètre del’étude comprend l’ensemble des étapes de transformation du lait de son entrée dans l’usine jusqu’àl’obtention des deux fractions déshydratées de protéines purifiées. Il inclut également les équipementsutilisés et leurs nettoyages. La principale voie d’amélioration environnementale mise en évidence parcette ACV est l’économie des ressources : énergie, eau, substances et matière première. En effet, lesopérations unitaires les plus consommatrices d’énergie apparaissent comme étant les plus impactantes.Par ailleurs les importantes consommations d’eau et, dans une moindre mesure, de produits lessivielsdevront être considérées avec intérêt. Enfin, il sera intéressant d’étudier la possibilité de réduire les pertesde matière première. Ces leviers d’amélioration seront pris en compte pour éco-concevoir le procédé.

Waste recycling avoids waste landfilling and all associated releases. It also allows for saving nonrenewable resources. However, the new commercial interest for waste can be seen as a shift in their status from waste to co-product. This has important consequences for environmental load allocation between the different industrial products (and co-products) in industrial plants. In this paper, the specific case of cement has been studied. Actually, to reduce the environmental impact of cement and concrete, industries have been engaged over the last 10 years to increase the replacement of Portland cement by alternative cementitious materials that are principally industrial waste or by-products. In this study, the environmental impacts of two different Supplementary Cementitious Materials (SCM), blast furnace slag and fly ash, are considered using Life Cycle Assessment methodology through a study of the influence of different allocation procedures on environmental impacts of SCM in concrete. Three allocation procedures are tested. In the first one, which is the current practice, no allocations are done. As for the two others, the environmental burdens of the system are respectively associated with the relative mass and some current economic values of the co-products and products. The results are discussed according to the specificity of the cement substitution products (SCM) and the driving forces that are identified for the use of these co-products. Then, a description investigation of another allocation procedure is proposed based on the fact that it is not the relative economic value that permits to evaluate the environmental burdens but the contrary. This last allocation procedure could be generalised for other waste recycling and be used as a regulation tool between the different industrial branches.

International audience; All stakeholders, from consumers to regulators are beginning to demand that French viticulturists reduce their environmental impact, but not at the expense of the quality of the wine. This position paper presents the approach to evaluate the compatibility of grape quality and environmental objectives in Central Loire Valley PDO (Protected Designation of Origin) vineyards. The environmental quality of vineyard management strategies will be assessed using the LCA method. The adaptations and choices to be made for LCA implementation are discussed. The data handling necessary to build the typology of production strategies and confront both the product and environmental quality of wineyard management are exposed

International audience; Life Cycle Assessment (LCA) is a method used to evaluate the potential impacts on the environment of a product, process, or activity throughout its life cycle. Today’s LCA users are a mixture of individuals with skills in different disciplines who want to evaluate their products, processes, or activities in a life cycle context. This study attempts to present some of the LCA studies on agro-chemical processes, recent advances in LCA and their application on food products and non-food products. Due to the recent development of LCA methodologies and dissemination programs by international and local bodies, use of LCA is rapidly increasing in agricultural and industrial products. The literatures suggest that LCA coupled with other environmental approaches provides much more reliable and comprehensive information to environmentally conscious policy makers, producers, and consumers in selecting sustainable products and production processes. For this purpose, a field study of LCA of biodiesel from Jatropha curcas has been taken as an example in the study. In the past, LCA has been applied primarily to products but recent literature suggests that it has also the potential as an analysis and design tool for processes and services. In general, all primary industries use energy and water resources and emit pollutants gases. LCA is a method to report on and analyze these resource issues across the life cycle of agro-chemical processes. This review has the importance as a first part of a research project to develop a life cycle assessment methodology for agro-chemical industries. It presents the findings of a literature review that focuses on LCA of agriculture and chemical engineering literature.

Les lisiers sont très souvent perçus comme une nuisance, Leur gestion doit être mieux raisonnée au niveau de l'exploitation d'élevage ou au sein d'un territoire, Dans ce but des collectifs d'éleveurs proposent des innovations organisationnelles. A partir de deux études de cas, cet article présente différentes méthodes pour aider ces collectifs dans leurs choix. Dans le cas de Grand Ilet (Ile de la Réunion). le modèle APPROZUT permet de simuler différentes stratégies d'approvisionnement d'une unité de traitement collective. Une stratégie réactive basée sur le niveau des stocks des élevages paraît meilleure: pas de débordement des fosses de stockage et forte robustesse en présence d'aléas. Dans le cas du sud-est de l'Ille ct Vilaine, l'Analyse de Cycle de Vic (ACV) ct le modèle COMET ont été utilisés pour aider il la gestion collective de lisier porcin. La performance environnementale du scénario Transfert (plan d'épandage collectif) est a priori meilleure que celle du scénario traitement (nitrification-dén itrification) pour les indicateurs eutrophisation. acidification et utilisation d'énergie non renouvelable, essentiellement du fait de la substitution d'engrais de synthèse par le lisier. Cette meilleure performance est obtenue sous réserve de la bonne réalisation du plan d'épandage collectif. Afin d'étudier les aspects logistique et agronomique de cc plan, le modèle COMET a été utilisé pour simuler le transfert de lisier de porcs de 11 élevages vers 22 exploitations situées il une distance moyenne de 44 km. En comparant une fin d'hiver humide (2001) et sèche (2002), les simulations montrent que le taux de réalisation du plan (quantité épandue/quantité prévue) varie selon la répartition des cultures, l'aptitude des sols il l'épandage ct la disponibilité du matériel. Ce taux influe sur les émissions gazeuses au stockage ct il l'épandage. ne seconde ACV réalisée il partir des !lux simulés par COMET montre une grande variabilité des ;performances agronomiques et environnementales liées aux conditions climatiques, d'accès aux parcelles, de disponibilité du matériel d'épandage ct aux assolements, La prise en compte du territoire en tant qu'espace de liens pour la gestion d'une ressource, considérée alors comme une richesse (fertilisants pour les cultures) et l'association de méthodes telles que ACV et modèles de simulation s'avèrent prometteuses pour mieux appréhender la dynamique et la variabilité du fonctionnement des systèmes de production animale dans un contexte d'aide à la décision de collectifs d'agriculteurs.