Avancement de la méthode ACV pour la prise en compte de la dissipation des ressources minérales et du dommage associé, sur le cycle de vie des produits et systèmes : Validation d’Acquis de l’Expérience (VAE)

Advancement of the LCA method to account for the dissipation of mineral resources and associated damage over the life cycle of products and systems : Validation of Acquired Experience (VAE)

• Auteur / Autrice : Antoine Beylot
• Direction : Guido W. Sonnemann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des Procédés
• Date : Soutenance le 22/01/2024
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences Moléculaires (Bordeaux)
• Jury : Président / Présidente : Corine Mathonière
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Serge Ravaine, Roland Hischier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Markus Berger, Angélique Léonard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Produits commerciaux -- Cycle de vie

Ressources minérales

Analyse du cycle de vie

Mots clés libres

VAE

ACV

ICV

Ressources minérales

Dissipation

Indicateurs

Dommages

VAE

LCA

LCI

Mineral resources

Dissipation

Indicators

Damages

Résumé

Cette thèse prend la forme d'un dossier de candidature à la « Validation d'acquis de l'expérience (VAE), Diplôme de doctorat » auprès de l'Université de Bordeaux.Dans ce dossier, la Partie 2 (publique) rend compte de « l’analyse du travail, des méthodes et des résultats scientifiques d’une ou plusieurs recherches déjà effectuées » au cours de mon parcours de recherche. Cette Partie porte sur l'avancement de la méthode d'Analyse du Cycle de Vie (ACV) à travers mes activités de recherches au Centre Commun de Recherche (CCR) de la Commission Européenne (CE) et au Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM), en vue de prendre en compte la dissipation des ressources minérales, et les dommages associés, induits tout au long du cycle de vie des produits et des systèmes. Les impacts induits par l’utilisation, ou la mauvaise utilisation, des ressources minérales dans un produit ou un système tout au long de son cycle de vie sont abordés depuis longtemps en ACV, plus particulièrement en considérant le concept de « déplétion des ressources ». À l’inverse, plus de 20 ans après que la « dissipation des ressources » ait été mentionnée pour la première fois comme un concept potentiellement applicable pour l’évaluation de l’impact sur les ressources naturelles en ACV, il n’y a jusqu’à présent pas eu de compréhension commune de ce concept, ni d’approche consensuelle pour l’aborder en ACV.Dans ce contexte, cette Partie 2 décrit tout d'abord le statut de la prise en compte de la dissipation des ressources dans la littérature relative à la Pensée Cycle de Vie, et rend compte des principaux défis qui restent à relever pour appliquer ce concept dans l'ACV. Cette partie détaille par ailleurs : i) la proposition d'une nouvelle méthode (JRC-LCI) pour capter la dissipation des ressources au stade de l'Inventaire du Cycle de Vie (ICV), avec prise en compte des flux dissipatifs de ressources, et ii) une méthode d'évaluation d'impact (JRC-LCIA), incluant la description du chemin d'impact associé et le calcul de facteurs de caractérisation, qui permettent de quantifier les dommages induits par les flux dissipatifs pris en compte grâce à la méthode JRC-LCI. La combinaison de la méthode JRC, au niveau ICV et au niveau de l’évaluation d’impact, permet ainsi de quantifier la réduction d'accessibilité de la valeur des ressources minérales telle qu'induite par un produit ou un système sur son cycle de vie. Ces méthodes sont par ailleurs testées et discutées au travers de multiples études de cas, démontrant ainsi leur applicabilité et ouvrant la voie à leur mise en œuvre au-delà du contexte de cette recherche. Enfin, ce travail discute de la manière dont les méthodes JRC-LCI et JRC-LCIA ont fait progresser la prise en compte des impacts associés à l'utilisation des ressources minérales en ACV, incluant aussi une discussion sur leurs limites et leur potentiel d'amélioration dans le futur. Cette discussion met en perspective les méthodes JRC-LCI et JRC-LCIA avec d'autres méthodes clés, soit anciennes, soit au contraire récemment développées dans le contexte d’autres recherches.Par ailleurs, la Partie 3 (« Productions scientifiques », publique) rend compte de mes productions scientifiques tout au long de ma carrière de chercheur, notamment en termes de publications internationales dans des revues à comité de lecture, de communications dans des congrès internationaux avec ou sans publication d'actes et de rapports scientifiques et techniques. Enfin, la première partie de cette VAE (« Retour réflexif sur la progression du parcours professionnel et personnel de chercheur » ; non accessible publiquement) développe un retour réflexif sur mon parcours de chercheur. Cette Partie 1 inclut en particulier une description des principales activités de recherche que j'ai menées, ainsi qu'une discussion sur la cohérence et l'évolution de mes recherches, et sur les connaissances et compétences développées.

This PhD thesis takes the form of an application file for the validation of acquired experience to obtain the doctoral degree of the University of Bordeaux (in French “Validation d’acquis de l’expérience, VAE, diplôme de doctorat”).In this application, Part 2 (publicly available) reports the “analysis of the work, methods and scientific results of one or more research” projects carried out over my research career. It focuses on the advancement of the Life Cycle Assessment (LCA) method through my research activities at the Joint Research Centre (JRC) of the European Commission (EC) and at the French Geological Survey (BRGM), with a view to accounting for the dissipation of mineral resources and associated damages induced over the life cycle of products and systems. The impacts induced by the use, or improper use, of mineral resources in a product or a system over its life cycle has long been addressed in LCA; in particular considering the concept of “resource depletion”. Oppositely, more than 20 years after “resource dissipation” was first mentioned as a concept potentially applicable to assess the impact on natural resources in LCA, there has been so far no common understanding of this concept neither a consensual approach to address it in LCA.In this context, Part 2 first describes the status of resource dissipation in the literature relative to Life Cycle Thinking, and reports the key challenges that are still faced to enforce this concept in LCA. It moreover details: i) a proposal for a new method (the JRC-LCI method) to capture resource dissipation at the Life Cycle Inventory (LCI) stage, with accounting for dissipative resource flows, and ii) an impact assessment method (JRC-LCIA), including an impact pathway and computation of characterization factors, which enables to quantify the damage induced by the dissipative flows captured through the JRC-LCI method. The combination of the JRC method, at the LCI level and at the impact assessment level, eventually enables to quantify the reduced accessibility to mineral resources value induced by a product or a system over its life cycle. These methods are moreover tested and discussed regarding multiple case studies, accordingly demonstrating their applicability and paving the way towards their implementation beyond the context of this research. This work finally discusses how the JRC-LCI and JRC-LCIA methods have advanced the consideration of impacts associated with mineral resources use in LCA, including limits and potential for improvement in the future. This discussion puts in perspective the JRC-LCI and JRC-LCIA methods with other key methods, either long standing or on the contrary recently developed by other researchers.Moreover Part 3 (“Scientific productions”, publicly available) reports my scientific productions along the research career, in particular in terms of international publications in peer-reviewed journals, communications in international congresses with or without publication of proceedings, and scientific and technical reports. Finally, Part 1 (not publicly available) develops a reflective thinking on my research career. It includes in particular the description of the main research activities I conducted, and a discussion on their consistency and evolution, and on knowledge and skills developed.