Modélisation des impacts économiques, environnementaux et sociétaux des filières de valorisation de la biomasse des bords de route par la dynamique des systèmes en combinant des réflexions sur les services écosystémiques et sur le cycle de vie

Modeling the Economic, Environmental, and Societal Impacts of Biomass Valorization from Roadside through Systems Dynamics, Integrating Considerations on Ecosystem Services and Life Cycle

• Auteur / Autrice : Lorena Espinoza perez
• Direction : Mauricio Camargo-pardo
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génie des Systèmes Industriels
• Date : Inscription en doctorat le 08/10/2024
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : SIMPPÉ - SCIENCES ET INGENIERIES DES MOLECULES, DES PRODUITS, DES PROCEDES ET DE L'ÉNERGIE
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ERPI - Equipe de Recherche sur les Processus Innovatifs

Mots clés

Mots clés libres

Bords de route

Filière

Bioéconomie

Analyse d'impact

Modélisation

Durabilité

Roadside

Supply Chain

Bioeconomy

Impact Analysis

Modelling

Sustainability

Résumé

Le contexte actuel marqué par l'accélération du dérèglement climatique, la raréfaction des ressources et les tensions géopolitiques implique de revoir la stratégie énergétique française, en privilégiant la biomasse-énergie comme principale source d'énergies renouvelables (Robert 2021). Les dépendances vertes, plus communément appelées bords de route, sont des bandes étroites artificielles longeant les infrastructures routières et généralement dominées par une végétation spontanée ou issue de plantations (Johnson 2008). Longeant les routes françaises, elles représentent près de 5 000 km². Les dépendances vertes représentent un écosystème d'intérêt dans le territoire, d'autant plus qu'elles abritent une biodiversité variée et qu'elles rendent des services, dits écosystémiques, à la société (Phillips et al. 2020). Tout ce capital foncier, réparti sur l'ensemble du territoire, doit être entretenu pour garantir la sécurité des usagers de la route et le bon état de fonctionnement de la voirie. Cet entretien des dépendances vertes implique essentiellement de faucher la végétation herbacée et d'élaguer la végétation ligneuse des bords de route, ce qui constitue un potentiel de biomasse non négligeable partiellement valorisé. Ainsi, il semble intéressant de considérer les bords de route comme un gisement potentiel de filière durable de la bioéconomie. La bioéconomie se définit comme « l'ensemble des activités liées à la production, à l'utilisation et à la transformation de bioressources destinées à répondre de façon durable aux besoins alimentaires et à une partie des besoins matériaux et énergétiques de la société, et à lui fournir des services écosystémiques » (ADEME 2018). Il s'agit alors de prendre en compte les enjeux multifonctionnels de la production de biomasse (Tritz 2012) afin de concilier écologie et économie des activités humaines (Madelrieux et al. 2017). Par conséquent, il devient nécessaire d'évaluer et d'outiller les décideurs pour conduire des changements de pratiques susceptibles de mieux valoriser cette potentialité. Objectif de la thèse : Portée par le laboratoire ERPI de Université de Lorraine, cette thèse est proposée dans le cadre de la chaire industrielle SAGID+ (Soutien aux métiers d'Accoroutiste à travers une Gestion Intégrale et Durable des dépendances vertes). Elle est financée par le groupe ACTIBAC, le fond FEDER et la Métropole du Grand Nancy. Le projet SAGID+ contribue à l'ambition collective 'Des Hommes et Des Arbres, les racines de demain', labellisée Territoire d'Innovation. Cette thèse fait suite aux travaux déjà réalisés au sein du laboratoire (MARCHE 2024; Marche et al. 2022; Bautista Rodriguez et al. 2020; Bautista et al. 2019; Espinoza et al. 2017) Cette thèse cherche à évaluer la durabilité des filières émergentes de valorisation de la biomasse des bords de route en combinant des méthodes d'analyse du cycle de vie, de la dynamique des systèmes et d'évaluation des services écosystémiques. Ce cadre d'évaluation combiné conduira au développement d'un outil d'aide à la décision susceptible de guider les décideurs territoriaux dans le choix de filière de valorisation en adéquation avec les spécificités de leur territoire et leur politique territoriale. En s'appuyant sur des études de faisabilité et des échanges avec les acteurs du territoire, cette thèse vise à élaborer des modèles de filières et d'organisations innovants permettant de fournir de nouveaux services aux décideurs, d'assurer une complétude de la chaîne de valeur sur le territoire et d'intégrer les métiers liés à l'accoroutisme dans les nouvelles filières de la bioéconomie.

The current context, marked by accelerated climate change, resource scarcity, and geopolitical tensions, necessitates a re-assessment of France's energy strategy, prioritizing biomass energy as a primary source of renewable energy (Robert 2021). Roadside are narrow artificial strips along road infrastructures, typically dominated by spontaneous or planted vegetation (Johnson 2008). Stretching nearly 5,000 km² along French roads, these spaces are ecologically significant, hosting diverse biodiversity and providing ecosystem services to society (Phillips, Bullock, et al. 2020). This extensive land capital, distributed across the country, requires maintenance to ensure road user safety and the proper functioning of roadways. Maintaining these spaces involves primarily mowing herbaceous vegetation and pruning woody vegetation along the roadsides, representing a substantial and partially utilized biomass potential. Therefore, it appears interesting to consider roadside green spaces as a potential source for a sustainable bioeconomy supply chain. Bioeconomy is defined as 'the set of activities related to the production, use, and transformation of bioresources aimed at sustainably meeting society's food needs and a portion of its material and energy needs, while providing ecosystem services' (ADEME 2018). This entails addressing the multifunctional challenges of biomass production (Tritz 2012) to reconcile the ecology and economy of human activities (Madelrieux et al. 2017). Consequently, it becomes necessary to assess and provide tools for decision-makers to implement practice changes capable of better capitalizing on this potential. Thesis Objective : Conducted under the ERPI laboratory at the University of Lorraine, this thesis is proposed within the framework of the SAGID+ industrial chair (Support for Accoroutist Professions through Integrated and Sustainable Management of Roadside). It is funded by the ACTIBAC group, FEDER fund, and the Metropole du Grand Nancy. The SAGID+ project contributes to the collective ambition 'Des Hommes et Des Arbres, les racines de demain' (Men and Trees, the Roots of Tomorrow), recognized as an Innovation Territory. Building on previous research within the laboratory (MARCHE 2024; Marche et al. 2022; Bautista Rodriguez et al. 2020; Bautista et al. 2019; Espinoza et al. 2017), this thesis aims to assess the sustainability of biomass valorization pathways from roadside by combining life cycle analysis, systems dynamics, and ecosystem services evaluation. The integrated assessment framework will lead to the development of a decision support tool to guide territorial decision-makers in choosing valorization pathways aligned with the specificities of their region and territorial policies. Through feasibility studies and consultations with local stakeholders, the thesis aims to create innovative supply chains and organizational models that provide new services to decision-makers, ensure value chain completeness in the region, and integrate Accoroutist professions into emerging bioeconomy supply chains.