Thèses

THÈSES ET POST-DOCTORAT EN COURS

0b6e33aEmpreinte eau et ACV d’impacts de la consommation d’eau : développement d’indicateur(s) de qualité d’eau. Thèse – Charlotte PRADINAUD

susana_02 (1)Développement d’un cadre pour la prise en compte de différentes sources régionales d’eau en ACV (mix d’approvisionnement d’eau). Thèse – Susana LEAO

OLYMPUS DIGITAL CAMERAEmpreinte eau et ACV d’impacts de la consommation d’eau : développement d’indicateurs d’impacts de la consommation d’eau sur la biodiversité.Thèse – Mattia DAMIANI
Federica SilveriAnticiper les effets des facteurs psychosociaux en ACV sociale. Thèse – Federica SILVERI
C_LARREY-LASSALLE-PyrèneMéthodes d’évaluation environnementale : convergence des approches « orientées produits » (ACV) et des approches « orientées sites » (études d’impact). Thèse – Pyrène LARREY-LASSALLE

 

EvaDéveloppement d’une méthodologie permettant une meilleure prise en compte des dynamiques temporelles dans l’évaluation des impacts « eutrophisation » et « écotoxicité eau-douce » en ACV afin de permettre une meilleure différenciation entre rejets chroniques et épisodiques. Thèse – Eva RISH

photoVers une prise en compte cohérente de l’eau en tant que ressource et vecteur de pollution dans l’Analyse du Cycle de Vie (ACV) de produits agricoles : développement méthodologique et application à un système de culture horticole. Thèse – Sandra PAYEN

 

8cd44976915348caa4cd6c633674d8ccfdafff3e-standardCadre de modélisation mécaniste pour évaluer les impacts environnementaux de l’utilisation de l’eau en ACV. Post- Doctorat – Montserrat NUNEZ

 

Représentativité des impacts environnementaux au regard des inventaires de cycle de vie. Thèse – Antoine ESNOUF

Analyse de Cycle de Vie Energétique (ACVE) de systèmes de production d’hydrogène. Thèse – Noureddine HAJJAJI

Amélioration des propriétés de biomasses résiduelles par mélange pour leur valorisation en combustion. Thèse-  Brice PIEDNOIR

 

TRAVAUX SOUTENUS

2014

Élaboration d’une démarche d’évaluation environnementale d’un territoire basée sur le cadre méthodologique de l’Analyse du Cycle de Vie (ACV) : Application au territoire du Bassin de Thau Thèse – Éléonore LOISEAU

 

Analyse du Cycle de Vie Sociale – Pour un nouveau cadre conceptuel et théorique Thèse – Pauline FESCHET

Le renforcement des préoccupations vis-à-vis des problématiques de développement, de bien- être des populations et de qualité des écosystèmes, génère de nouvelles pressions économiques (labels, cahiers des charges, etc.), normatives (règlements, fiscalité), et de la société civile (consom’action, boycott), et impose aux entreprises de prendre en compte ces problématiques, c’est-à-dire d’identifier, d’évaluer, et d’améliorer leurs impacts. De nombreux outils existent pour évaluer les impacts des chaînes de produits mais seules les méthodes d’Analyse de Cycle de Vie permettent d’avoir une évaluation multicritère et globale, et de rendre compte des transferts d’impacts d’une étape à l’autre du cycle de vie et d’un impact à l’autre. Le développement de l’ACV sociale est vivement souhaité et réclamé par les acteurs. La problématique de cette thèse a consisté à s’interroger sur les principes d’élaboration d’une telle méthode, son cadre conceptuel, théorique et méthodologique. Les besoins de recherche identifiés étant nombreux, les contributions spécifiques de cette thèse ont été triples : i) proposer un nouveau cadre théorique et conceptuel adressant les problématiques de bien-être et de développement, ii) élaborer une relation permettant d’évaluer les impacts de la création d’activité économique et de revenus sur la santé des populations, le « pathway Preston » iii) proposer un cadre méthodologique articulant le Modèle à Capitaux Multiples et le concept de capabilités. Les filières agroalimentaires et plus particulièrement les filières d’importation de fruits et légumes tropicaux, ont servi de cadre empirique à ce travail.

2013

Travail sur la construction d’un nouveau « pathway » reliant l’inégalité des revenus générés par les activités économiques par un cycle de vie avec les impacts sur la santé au niveau supra-national. Post-Doctorat – Ibrahima BOCOUM

L’écologie industrielle comme processus de construction territoriale : application aux espaces portuaires Thèse – J CERCEAU

 

Évaluation environnementale des systèmes agricoles urbains en Afrique de l’Ouest: Implications de la diversité des pratiques et de la variabilité des émissions d’azote dans l’Analyse du Cycle de Vie de la tomate au Bénin Thèse A PERRIN

Les récentes études d’Analyse de Cycle de Vie (ACV) des fruits et légumes mettent en évidence que la phase de production agricole concentre une part prépondérante des impacts environnementaux de ces produits. D’autre part, les systèmes de culture maraichers sont très divers selon les zones géographiques et les systèmes de production. Ainsi, cette revue bibliographique s’attache à analyser les méthodes et les données d’inventaires utilisées dans les différentes études ACV et à comparer les impacts environnementaux potentiels de différentes productions maraîchères au stade de la ferme. Dix études publiées dans des revues à comité de lecture ou dans des rapports répondant aux normes ISO ont été sélectionnées. Nous avons d’abord analysé qualitativement les objectifs et le cadre des différentes études. Ensuite, les résultats d’inventaires et les résultats d’impact pour trois catégories (changement climatique, eutrophisation, acidification) ont été analysés au moyen d’une typologie des systèmes de production, mais aussi par groupe de produit et par étude. Enfin, une attention particulière a été portée sur les méthodes d’estimation des émissions d’azote réactif. Parmi les différents systèmes de cultures identifiés, les systèmes sous serres chauffées présentent le potentiel de changement climatique le plus élevé en raison de leur consommation d’énergie pour le chauffage. Entre les différents groupes de produits, les haricots présentent les potentiels d’acidification et d’eutrophisation les plus forts en raison de fortes émissions dues aux importantes quantités d’engrais utilisées par tonne de produit. En analysant les résultats par étude, il ressort que les principales sources de variation d’impact sont les rendements, les pratiques de fertilisation et les choix méthodologiques relatifs aux règles d’allocation. Globalement, la comparabilité des études ACV pour les productions maraîchères est restreinte par (1) le manque de transparence sur les objectifs et périmètres des analyses, (2) le manque de données représentatives pour décrire les systèmes de production et (3) l’hétérogénéité et le manque de spécificité des méthodes pour l’estimation des émissions aux champs dans les conditions de production maraîchères. En particulier, il apparait que les méthodes d’estimation des émissions d’azote sont souvent appliquées en dehors de leur domaine de validité. Cette première tentative de comparaison des impacts potentiels des productions maraichères a mis en évidence plusieurs manques en termes de données et de méthodes dans la perspective de produire des résultats représentatifs pour la phase de production agricole des produits maraîchers. Ainsi, une série de recommandations a été formulée afin de mieux prendre en compte les spécificités des productions maraichères, et ainsi d’améliorer la qualité des études ACV sur ces produits.

Représentation dans l’Analyse de Cycle de Vie des impacts environnementaux des usages de l’espace marin – illustration sur les activités de pêche et d’algoculture Thèse J LANGLOIS

Life Cycle Assessment (LCA) is a robust tool often used for eco-design. It allows the assessment of environmental impacts, at a global scale, accounting for all stage of a product life cycle, “from cradle to grave”. There is a methodological gap in this method to account for occupation and transformation impacts in marine ecosystems due to human activities. The task accomplished during this PhD is the development of a methodological framework for a new impact category in LCA to overcome this lack: the sea use. The general framework for sea use had to be defined. It has been built following the example of land use and integrating the new methods developed for LCA of seafood. Thus, a bibliographic work has been performed on the topic of land use and of LCA of fisheries and aquaculture. Cause-effect chains, linking human interventions to the potential impacts they can induce on their environment, were precisely defined. We focused on one of these cause-effect chains in particular, with the aim to build an operational impact assessment method. The method has then been made operational for the assessment of occupation and transformation impacts on the ecosystem life support functions. Because impacts of biotic biomass removal are an essential concern in marine ecosystems, the method has first been applied to fisheries. It was also exemplified on the case of offshore cultivated seaweed, as a casestudy of ecodesign using LCA for seafood. Thus, a new operational methd of sea use impact assessment is proposed and can be applied to case-studies. (PhD thesis in French including journal articles in English)

2012

Évaluation du coût global d’un produit par le couplage de ses performances environnementales et économiques Thèse – Sylvain MARTINEZ  

Analyse de Cycle de Vie de la valorisation énergétique de la biomasse algale : prise en compte des aspects dynamiques dans l’étape d’inventaire Thèse – P COLLET

biodiesel production using electricity produced by local and renewable sources has been undertaken in order to estimate potential impacts’ modifications and to compare them with the consequences of an increase of microalgal productivity. Life Cycle Inventory (LCI) is usually based on steady-state and linear models of elementary processes and temporal or spatial variations of commodity flows and emissions are most of the time ignored or aggregated within the overall uncertainty. Furthermore Life Cycle Impact Assessment (LCIA) framework generally assumes that the biological processes respond linearly to environmental disturbances and that threshold effects can be neglected. As the development of dynamic impact methods is based on dynamic inventory data, it seems essential to develop a general methodology to achieve a temporal LCI. This PhD thesis presents a methodology to pursue a dynamic LCI based on the identification of key flows by sensitivity analyses. Once these commodity flows and environmental flows have been identified, their own timescales are compared to the inherent timescales of the impact categories affected by the flows. From this perspective, temporal dimensions of different impact categories are suggested and discussed. This approach is illustrated by theoretical and existing bioenergy systems. (PhD thesis in French including journal articles in English)

2011

Modelling location-dependent environmental impacts in life cycle assessment: water use, desertification and soil erosion. Application to energy crops grown in Spain Thèse – Montse NUNEZ Soil and freshwater are two absolutely essential resources for ecosystems and humanity. Agriculture depends very much on these resources, and so, without their correct management, farmland practices can trigger many adverse impacts on the environment and jeopardise the availability of soil and water for future agricultural activities. Agricultural lands represent only 12% of the world’s land area. However, roughly 70% of water withdrawals from nature are for irrigated agriculture and 30-40% of the agricultural land is affected by soil degradation. Desertification, irreversible soil degradation, is one of the main problems for sustainability in drylands, areas that cover 40% of the earth’s surface. For these reasons, the environmental impacts of the use of water and land by agricultural activities should be measured. Life cycle assessment (LCA) is a method to construct the environmental profile of production systems. It was initially developed for industrial production, but a considerable amount of research has been undertaken in recent years to adapt LCA to agricultural systems as well. Conventional LCA methodology does not determine the environmental impacts of water and land use, which is a very significant shortcoming when evaluating the environmental performance of agricultural systems. Furthermore, contrary to other global environmental impact categories such as global warming, the environmental impacts of water and land use vary in every location of the globe, depending on the spatio-temporal conditions of the location, requiring therefore an extension of current LCA methodology. This thesis focuses on the development of the LCA methodology to incorporate the environmental impacts arising from the use of water and land. The spatio-temporal variability of these resources is taken into account in the proposed methods using the complementary tool of geographic information systems (GIS). For water use, two screening frameworks are built to capture the impacts of soil-water consumption by plants, when, until now, efforts have been directed towards evaluating the environmental impacts of irrigation water consumption. For land use, a multi-indicator approach for a new impact category, desertification, until now never modelled in the LCA context, is provided, as well as a methodology for including soil erosion impacts, in which the soil loss has been related to the loss of organic carbon, as a measure of the soil quality, and finally, to the loss of biomass productivity of ecosystems. The methods developed deal with the life cycle inventory (LCI) and the life cycle impact assessment (LCIA) phases. In addition, to verify the applicability of the developed location-dependent methods and characterisation factors, these are applied to agricultural crop rotations with energy crops growing in Spain, with the aim of quantifying the side effects of producing bioenergy on the disputed water and land resources in the country. The outcomes indicate that there is no best solution of a single crop rotation grown in a specific location capable of minimising water and land use environmental impacts simultaneously. This is because, firstly, rainfed crop rotations exhibit higher land use related impacts but, in contrast, they are not irrigated. And secondly, locations with more surface, ground and soil water reserves are subjected to more intensive and erosive rainfalls, thus, to higher land use damages. Among other important follow-up lines of research, future work should focus on the study of suitable functional units for agricultural LCA, calculate the uncertainties of the developed methods as well as try to identify a feasible and relevant geographical scale at which to address the spatial differentiation of the characterisation factors for water and land use impacts, and in general, for any location-dependent impact category.

2010

Accounting for the variability of field nitrogen emissions in the Life Cycle Assessment of agricultural systems. The case of slurry application Thèse – Brigitte LANGEVIN

The general objective of the thesis is to develop and validate an assessment framework of the environmental efficiency of slurry application techniques based on Life Cycle Assessment (LCA). A first LCA showed that the impact of the manufacturing and the use of slurry spreaders were negligible compared to those induced by the nitrogenous emissions (NH3, N2O & NO3) from the fertilized soil. These emissions depend on soil, climate and agricultural practices and are thus eminently site-specific. This is challenging for LCA, which is a method based on the absence of spatial differentiation. To account for the variability of nitrogenous emissions at field level in the LCA of the slurry application function, two approaches were followed: (A) by using experimental data from the literature which allowed to order four application techniques in a robust way, to quantify the variability of emissions and to discuss the uncertainty induced on LCA final results. (B) by using simulated data with models from soil physics, agro-climatology, and agronomy models. A coherent simulation tool was developed including the effects on nitrogenous emissions from i) the incorporation of slurry into the soil, ii) the soil compaction by the spreaders, iii) the spatial distribution of the slurry over the field. These effects were simulated in 5 sites in France over 7 years. The range of emissions for each technique estimated with both approaches was comparable. The use of models allowed to assess the contribution of each elementary effect on nitrogenous emissions and to order the applications techniques in a range of contrasted situations. Finally, a general methodology for the inclusion of variability in the environmental inventory for agricultural products is proposed.