Approche systémique et analyse de cycle de vie pour des procédés propres et durables - Université de Lorraine Access content directly
Accreditation To Supervise Research Year : 2022

Approche systémique et analyse de cycle de vie pour des procédés propres et durables

Olivier Mirgaux
  • Function : Author
  • PersonId : 952197

Abstract

In the global context of reducing greenhouse gas emissions, industry - as well as civil society - is facing major challenges. In order to modernise existing processes or to design new ones that are more efficient from an environmental point of view, the use of modelling and environmental assessment is necessary. To this end, a hybrid methodology was developed in the laboratory during the 2000s. This methodology consists of first modelling the processes or industrial sectors using a systemic approach. The results of this modelling are then used to construct the life cycle inventory and thus allow a complete environmental assessment to be carried out by life cycle analysis (LCA) in accordance with the rules of the art. This methodological coupling between modelling and LCA gives the latter a predictive dimension, as the systemic modelling of processes makes it possible to calculate the inventory data for future processes for which no database exists or to carry out parametric studies, which is impossible with fixed commercial databases. Starting from a relatively basic approach to processes (homogeneous reactors, equilibrium reactions) in our first studies, we have refined and enriched our approach over time by introducing detailed kinetic models, fed by thermogravimetric experiments, by carrying out partial discretizations of the reactors and by using optimization algorithms to determine the operating parameters that will allow us to minimize the environmental impacts. These main methodological advances are presented through studies conducted with different industrial sectors over the last 15 years.
Dans le contexte mondial de la réduction des émissions de gaz à effet de serre, l'industrie-au même titre que la société civile-doit faire face à des défis majeurs. Pour moderniser les procédés existants ou en imaginer de nouveaux plus efficients d'un point de vue environnemental, le recours à la modélisation et à l'évaluation environnementale est nécessaire. A cette fin, une méthodologie hybride a été développée au sein du laboratoire au cours des années 2000. Cette méthodologie consiste à modéliser dans un premier temps les procédés ou les filières industrielles par approche systémique. Les résultats de ces modélisations sont ensuite utilisés pour construire l'inventaire de cycle de vie et ainsi permettre de réaliser une évaluation environnementale complète par analyse de cycle de vie (ACV) dans les règles de l'art. Ce couplage méthodologique entre modélisation et ACV octroie une dimension prédictive à cette dernière, la modélisation systémique des procédés permettant en effet de calculer les données d'inventaire de procédés futurs, pour lesquels il n'existe pas de base de données ou de faire des études paramétriques, ce qui est impossible avec des bases de données commerciales figées. Partant d'une approche relativement basique des procédés (réacteurs homogènes, réactions à l'équilibre) dans nos premières études, nous avons au fil du temps affiné et enrichi notre démarche en introduisant notamment des modèles cinétiques détaillés, alimentés par des expériences de thermogravimétries, en réalisant des discrétisations partielles des réacteurs et en utilisant des algorithmes d'optimisation pour déterminer les paramètres opératoires permettant de minimiser les impacts environnementaux. Ces principales avancées méthodologiques sont présentées au travers d'études, menées avec différents secteurs industriels, au cours des 15 dernières années.
Résumé HDR HAL.pdf (70.24 Ko) Télécharger le fichier
Format Other
Origin Files produced by the author(s)
Comment Résumés

Dates and versions

tel-03705030 , version 1 (26-06-2022)

Identifiers

  • HAL Id : tel-03705030 , version 1

Cite

Olivier Mirgaux. Approche systémique et analyse de cycle de vie pour des procédés propres et durables. Sciences de l'ingénieur [physics]. Université de Lorraine, 2022. ⟨tel-03705030⟩
122 View
50 Download

Share

Gmail Mastodon Facebook X LinkedIn More