Auteur : Lucas RIONDET
Direction de thèse : Peggy ZWOLINSKI
Co-encadrant de thèse : Maud RIO
Co-encadrant de thèse : Véronique PERROT-BERNARDET
Date : 11 juillet 2024
Direction de thèse : Peggy ZWOLINSKI
Co-encadrant de thèse : Maud RIO
Co-encadrant de thèse : Véronique PERROT-BERNARDET
Date : 11 juillet 2024
Vers l’éco-conception de technologies émergentes : prise en compte du changement d’échelle dans l’analyse de cycle de vie
Résumé
Les sciences environnementales ont établi la non-soutenabilité des activités humaines dans les sociétés modernes. Ce constat est notamment formalisé par le cadre des limites planétaires. Il implique de transformer nos sociétés industrialisées en engagean tde nécessaires transitions écologiques.L’aphorisme « changement d’échelle de technologie émergente » est employé en ingénierie pour représenter les enjeux de développement et d’industrialisation de technologies pour la transition écologique. Les énergies renouvelables ou les véhicules électriques en sont des illustrations concrètes. En revanche il n’existe pas de définition explicite caractérisant le « changement d’échelle » en science de la conception, ni d’analyse des liens entre le phénomène de « changement d’échelle de technologie »et les ambitions de soutenabilité environnementale. La thèse vise donc à répondre à la question « Comment aider les concepteurs à prendre en compte le changement d’échelle de technologies émergentes dans une approche de soutenabilité et d’intégration en conception? ».La méthode pour y répondre a consisté à réaliser dans un premier temps une revue de la littérature pour identifier les invariants qui caractérisent le changement d’échelle en ingénierie, incluant l’ingénierie environnementale. Après cette première étape de caractérisation, une attention particulière a été portée sur les pratiques d’Analyse de Cycle de Vie (ACV), en développement ou opérationnelles, potentiellement adaptées pour traiter les spécificités du changement d’échelle du point de vue environnemental.Enfin, une approche par cas d’étude a été utilisée pour déterminer les points d’intérêtset les difficultés d’intégration dans un processus d’éco-conception de technologieémergente dans le secteur de l’énergie. Les systèmes photovoltaïques sont développés comme illustration fil rouge dans cette thèse.En termes de résultats, l’étude des invariants du phénomène de changement d’échellede technologie émergente a permis de démontrer qu’il se compose de plusieurs facettescaractérisées en cinq archétypes : maturer (scaling-up), massifier (mass-producing),déployer (deploying, reaching a level), intégrer (integrating into a complex system) etlimiter environnementalement (down-limiting). Cette approche par archétype révèle quele changement d’échelle n’est pas construit sur une vision d’analyse d’impacts environnementaux. Il découle en grande partie de pratiques de conception et de logiquesindustrielles qui ne visent pas directement la soutenabilité. En revanche, des recommandations pour les concepteurs portant sur le choix de modes d’ACV (prospectif, conséquentiel, régionalisé, absolu) adapté ont été proposées pour chacun des archétypes.Pour leur mise en œuvre, une méthode intégrée d’analyse environnementale du changement d’échelle agrégeant les cinq archétypes a été développée et illustrée. Cette méthode, nommée EAU pour Environmental Assessement for Upscaling, s’adresse à uneéquipe de conception faisant collaborer un ingénieur expert technique et un ingénieur« cycle de vie », garant des principes d’éco-conception. D’autres expertises peuvent yêtre ajoutées. Enfin, des travaux d’approfondissement sur les archétypes 3 (deploying)et 5 (down-limiting) ont servi de supports pour l’opérationnalisation en conception desarchétypes en explicitant de bonnes pratiques pour une équipe de conception.En conclusion, cette thèse présente des apports conceptuels, méthodologiques etopérationnels supportant l’intégration en conception d’aspects environnementaux associés au phénomène de changement d’échelle de technologies émergentes. Elleouvre en perspective de nouvelles pratiques de conception reposant sur une vision socio-technique du cycle de vie dans une forte pluridisciplinarité, incluant par exemple,des approches par scénarii prospectifs ancrés dans une perspective de soutenabilité environnementale absolue.