Le contexte de la gestion des déchets est soumis à des orientations politiques changeantes qui se font l’écho, d’une part de la volonté de préserver les ressources, d’autre part, de l’avènement de l’écologie industrielle. Pour aborder ces enjeux, cette recherche, conduite à l’interface entre sciences de l’ingénieur, sciences sociales et sciences du territoire, s’intéresse plus précisément aux dimensions technico-économiques, sociopolitiques et spatiales des filières de récupération-recyclage. Elle aborde la manière avec laquelle est favorisé le développement territorial de ces filières, en se focalisant particulièrement sur la filière des déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE). Elle s’interroge sur la contribution du système local de recyclage au développement des démarches d’écologie industrielle. Elle s’appuie notamment sur l’analyse systémique de la mise en oeuvre de l’opération de récupération-recyclage des DEEE en Midi-Pyrénées.Cette recherche montre comment l’objet DEEE met à l’épreuve la territorialisation de la réglementation européenne et française de la gestion des déchets. Basée au départ sur une étude quantitative des flux de matières et d’énergie de la filière, la question se déplace progressivement vers l’étude qualitative des divers positionnements du système d’acteurs qui pilotent le métabolisme de la filière. / Legislative frameworks of waste management are impacted by resource management and industrial ecology’s paradigm. Considering this issues through engineering science, social sciences and regional planning, this work focuses on technical, political and spatial dimensions of recovery-recycling chain. It aims at analyzing its regional development, through the example of the treatment of Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE). It reveals how local recycling system contributes to the development of territorial ecology, while focusing on a systemic approach of WEEE recovery and recycling in Midi-Pyrénées (France).This work shows how WEEE’s management interacts with European and French legislative frameworks. Based on a material flow analysis of the recovery-recycling chain, this study shows the strategic issues of the chain’s metabolism which results from the dynamics of the various organizations involved.

La réduction des impacts environnementaux par une coopération entre les acteurs d'un système industriel est au cœur de la mise en œuvre de l'écologie industrielle (EI). En comparant les systèmes industriels aux systèmes biologiques, l'EI cherche une circulation en boucle fermée des sous-produits industriels, par une réutilisation en cascade de matières et d'énergie entre diverses entreprises, tout comme il se fait, par exemple, dans le cycle de nutriments des systèmes biologiques. Cette recherche a analysé la coopération des acteurs d'un système régional d'EI à travers le cas du corridor d'échanges de sous-produits de Sorel-Tracy-Contrecœur. La principale contribution de cette étude concerne l'introduction des aspects sociaux dans l'étude des systèmes d'EI. De manière pratique, elle explique les mécanismes de coopération entre les acteurs, autant au niveau des échanges « techniques » de matières et d'énergie, que des échanges « sociaux » d'information, de connaissances et de ressources financières et humaines. Ces mécanismes permettent l'établissement de confiance et l'adoption d'une vision commune entre les acteurs ainsi que de la recherche de moyens efficaces de coordination de ces échanges. Les données pour cette recherche ont été recueillies à la fois par de l'observation participante, des entretiens semi-directifs et de l'analyse documentaire pour ensuite être analysées selon la démarche inductive. Accompagnée d'une description des événements ayant menés au développement de l'EI à Sorel-Tracy-Contrecœur, l'analyse des données a permis de répondre à la question suivante. Comment le technique et le social en EI se rejoignent-ils? Ainsi, une attention particulière a été apportée autant au point de vue des échanges de matières et d'énergie que des échanges d'informations, de connaissances et de ressources financières et humaines, etc., ce qui contribue à distinguer cette recherche. Cette recherche a permis non seulement de démontrer que les aspects techniques de l'EI étaient aussi importants que les aspects sociaux lors de l'analyse d'écosystèmes industriels, mais aussi, que la diversité des acteurs permet l'application de la vision systémique et multidisciplinaire de l'EI en plus de contribuer à la longévité et l'évolution du système industriel. Cette diversité, autant dans les acteurs « sociaux » que dans les acteurs « techniques », permet aussi de relever plusieurs défis associés à la mise en œuvre de l'EI, malgré le fait qu'elle peut avoir tendance à compliquer les efforts de coopération entre les acteurs. Cependant, avec de bons mécanismes de coopération, les difficultés associées à une plus grande diversité sont surmontables. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : écologie industrielle, systèmes sociaux, systèmes techniques, ecosystems industriels, symbiose industrielle, confiance, vision, diversité, coopération inter-organisationnelle, éco-parcs industriels.

Le contexte de la gestion des déchets est soumis à des orientations politiques changeantes qui se font l'écho, d'une part de la volonté de préserver les ressources, d'autre part, de l'avènement de l'écologie industrielle. Pour aborder ces enjeux, cette recherche, conduite à l'interface entre sciences de l'ingénieur, sciences sociales et sciences du territoire, s'intéresse plus précisément aux dimensions technico-économiques, sociopolitiques et spatiales des filières de récupération-recyclage. Elle aborde la manière avec laquelle est favorisé le développement territorial de ces filières, en se focalisant particulièrement sur la filière des déchets d'équipements électriques et électroniques (DEEE). Elle s'interroge sur la contribution du système local de recyclage au développement des démarches d'écologie industrielle. Elle s'appuie notamment sur l'analyse systémique de la mise en oeuvre de l'opération de récupération-recyclage des DEEE en Midi-Pyrénées.Cette recherche montre comment l'objet DEEE met à l'épreuve la territorialisation de la réglementation européenne et française de la gestion des déchets. Basée au départ sur une étude quantitative des flux de matières et d'énergie de la filière, la question se déplace progressivement vers l'étude qualitative des divers positionnements du système d'acteurs qui pilotent le métabolisme de la filière.

Thèse en cotutelle : Université Laval, Québec, Canada, Philosophiæ doctor (Ph. D.) et Université de Limoges, Limoges, France. / S’appuyant sur une perception humano-centrée de l’écologie industrielle et territoriale (ÉIT), qui suppose le dépassement d’un déterminisme technologique ou d’une vision techno-centrée, cette thèse propose une mise en relation entre les facteurs techniques, humains et socio-organisationnels qui fondent les processus de mise en œuvre et de pérennisation des synergies industrielles. À travers une mise en récit des démarches d’ÉIT dans la Municipalité Régionale de Comté (MRC) de Kamouraska (Québec) et au Port Atlantique La Rochelle (France), elle ouvre de nouvelles perspectives autour de quatre notions clefs : le territoire (les spécificités territoriales), l’écosystème d’acteurs (les interactions sociales), les synergies industrielles et les bénéfices. La thèse souligne comment le territoire, les réseaux d’acteurs, les synergies et les bénéfices influencent les démarches d’ÉIT. Elle renvoie à une application territorialisée des principes de l’ÉIT en termes d’efficacité technico-économique, environnementale et sociale. Dans cette perspective, elle explore le comportement des acteurs, comme levier majeur du déploiement des projets, mais aussi de l’affirmation de l’ÉIT comme espace d’action collective, d’apprentissage et de création de valeur territoriale. Pour ce faire, l’approche méthodologique repose principalement sur une observation des réseaux, la découverte et la perception des phénomènes sociaux qui se produisent au sein des écosystèmes d’acteurs afin d’aboutir à une compréhension sociopolitique des symbioses industrielles. Nos résultats mettent en évidence une endogénéisation du territoire dans le déploiement de l’ÉIT. En se fondant sur une analyse de la proximité entre les acteurs, la thèse explore la dimension spatiale, les dynamiques territoriales, le potentiel local des ressources naturelles, la perception des risques au sein des filières et/ou secteurs d’activités des entreprises, pour saisir les processus d’émergence et de construction des démarches d’ÉIT au sein d’un territoire. Les résultats révèlent l’importance des processus relationnels et interactionnistes au travers du degré de participation et de confiance, l’influence de l’agenda public/politique, les mécanismes de gouvernance, etc. Ils soulignent également une remise en cause des logiques purement révélatrices des ressources ou de mesurabilité des gains, en investiguant une autre dimension de la valeur dans les échanges de flux. Celle-ci porte sur les processus d’apprentissage, les opportunités de constitution d’un public autour des enjeux écologiques contemporains par l’entremise des échanges de flux. En définitive, l’étude menée auprès de 40 acteurs : 15 en France et 25 au Québec, renforce la perspective sociale dans la conception et/ou la compréhension des démarches d’écologie industrielle et territoriale. La mise en récit de ces deux cas participe à l’affirmation des mécanismes de l’institutionnalisation de l’ÉIT (planification territoriale, mesures d’incitation, cadre juridique et institutionnel) et des processus collectifs dans la structuration et le fonctionnement des réseaux d’acteurs. Les démarches d’ÉIT au Kamouraska et à La Rochelle témoignent des intentionnalités humaines dans les dynamiques de réseaux et des interdépendances technico-économiques entre les parties prenantes. La thèse contribue à éclairer l’écologie industrielle et territoriale comme processus de développement territorial et/ou d’innovation sociale. Elle souligne l’intérêt d’élargir le champ des démarches à une diversité d’acteurs, en respectant les spécificités des contextes territoriaux et le rythme de progression propre au milieu d’implantation. / Based on a human-centered principle of industrial ecology (IE), which exceeds technological approaches, this thesis analyzes the technical, human, social and organizational factors conditioning the implementation and sustainability of industrial synergies. It investigates the intertwinement of such factors in fostering a collaborative project. Through a case study approach, it contrasts the project coordinated in the Municipalité régionale de comté (Quebec, Canada) with the one unfolding at Port Atlantique La Rochelle (France). Our main research question is: How do the territory, the actor’s networks, the industrial synergies and the benefits impact IE’s implementation? To address it, the study underlines new theoretical and empirical perspectives regarding the four key notions of industrial ecology: territory, actors’ network, industrial synergies and benefits. More precisely, the thesis explores individual and organisational behavior as a major lever or trigger for project implementation. IE are considered as space of collective action, of co-learning, and creation of what is understood as territorial value. The methodological approach is based on participative observations, on network analysis, on semi-directive interviews and on documentary analysis. finding and awareness of social phenomena that occur within actors' ecosystems in order to help of socio-political understanding of industrial symbioses. Intensive fieldwork was conducted both in Québec and in France over a period of almost two years (2017-2019). A total of 40 respondents were interviewed: 15 in France and 25 in Quebec. Our results focus on the idea that IE’s implementation is largely depending on an endogenization of territory. The geographical proximity between actors constitutes a critical factor for the success of the process. Proximity is in fact determining the territorial dynamics. It highlights the local potential of natural resources, and conditions the perception of risks within the sectors of activity of the companies. Our results also demonstrate the importance of relational and interactionist processes regarding the projects implementation and monitoring. In fact, our study stretches how stakeholder’s participation and trust, the influence of public/political agenda, and the governance mechanisms are key factors in determining how the industrial ecology project will unfold. Furthermore, the thesis contributes to the theoretical analysis of industrial ecology by assessing its benefits in terms of rather immaterial dimensions. By exploring the global results and going beyond the quantitative spinoffs of the projects in France and in Québec, we find how exchanges of flows foster social learning and collective opportunities regarding contemporary ecological issues. Finally, this research helps to increase a social perspective in designing and understanding industrial ecology. Our research emphasizes the importance of IE’s institutionalization (territorial planning, incentive measures, legal and institutional framework). It underscores how it is conditioned by collective processes, intentionality, and technical and economic interdependencies between stakeholders. Industrial ecology deserves to be managed as a process of territorial development and social innovation.

Les réserves de pétrole sont sur le déclin, les prix des ressources fossiles fluctuent et le CO 2 dégagé par leur consommation contribue inéluctablement au réchauffement climatique. Ce phénomène, conduit notre société vers l'utilisation accrue de biomasse pour la génération d'énergie, de composés chimiques et de matériaux. La réduction des déchets est considérée comme indissociable de cette transition énergétique et en opposition aux préjugés, l’accroissement des déchets organiques peut être bénéfique dans cette recherche de solutions alternatives. En effet, cela conduit à la génération de grandes quantités de matières qui peuvent représenter de potentielles ressources. De plus, changer le statut des déchets en coproduits pour la production de bioénergies n’entre pas en concurrence avec les filières alimentaires et cela constitue un des principaux enjeux des biotechnologies. Sous certaines conditions, les bioconversions anaérobies représentent des procédés d’ingénierie prometteurs pour accomplir le double enjeu de la valorisation des coproduits et de la production de molécules d’intérêt énergétique et chimique (biocarburants, chimie verte...). En revanche, l’innovation dans les biotechnologies blanches est nécessaire pour la production robuste, performante, rentable et environnementalement acceptable de biomolécules à partir de ressources renouvelables. Dans ce contexte, la société AFYREN a été pensée et créée pour répondre à ce défi mondial via sa technologie « tout en un », AFYNERIE, qui s’inspire de la nature et des sciences. L’objectif premier de ce travail de thèse, cœur du procédé AFYNERIE, était d’étudier les performances de microorganismes anaérobies, sous forme de souches pures ou de consortia pour la valorisation de substrats plus ou moins complexes via un processus de méthanogenèse avortée. Pour cela, il était nécessaire de considérer, déjà à l’échelle du laboratoire, une projection dans le monde industriel. Nous avons alors démontré les capacités de la diversité microbienne à produire des molécules plateformes à partir de coproduits agro-industriels réels en mode stérile puis non stérile. Cette étude s’est appuyée en parallèle sur la caractérisation et la dynamique des populations microbiennes mises en jeu. Ensuite, l’accumulation des métabolites, à la fois inhibiteurs et d’intérêt, dans les milieux fermentaires en mode discontinu et avec des rendements compétitifs, a débouché sur la nécessité de surpasser ces limitations par le passage à un mode continu. Pour ce faire, un procédé d’extraction biocompatible des synthons issus de l’opération de fermentation a été mise en œuvre selon différents mode de réalisations. Ce couplage des opérations unitaires, sous forme de fermentation extractive, a livré des résultats prometteurs tout en étant bâtit dans un cadre de bioraffinerie et d’écologie industrielle qui tend vers le « zéro déchet ». Enfin, à l’inverse des autres technologies émergentes, pour se placer dans une approche de drop-in, la biologie et la chimie ont été associées. Le but a été d’illustrer la multipotence des acides gras volatils (AGVs) en termes d’applications industrielles et de réaliser la preuve de concept de la transformation de la biomasse non alimentaire en biomolécules d’intérêt énergétique et chimique. Ces travaux ont permis de soulever les points clés du changement d’échelle du procédé AFYNERIE et d’entrevoir des perspectives tant fondamentales qu’appliquées. Cette brique technologique, de par sa philosophie multi-intrants/multi-produits, couplant fermentation-extraction-synthèse, permet d’initier la transition au stade pilote d’un procédé innovant compatible avec une future économie biosourcée. / Fossil oil reserves are decreasing, oil prices are fluctuating, and the CO 2 released by oil consumption contributes to global warming. These are driving our society towards increased use of biomass for energy, chemical compounds and other materials. Minimizing waste has been seen as a concern associated with alternative energy efforts. Contrary to expectation, increasing organic waste can be beneficial for alternative energy efforts, because it would result in large amounts of organic resources that can be potential raw materials. Moreover, using waste as a resource for bioenergy production does not compete with human or animal food or agricultural surfaces, and that is one of the greatest challenges facing biotechnology. Using waste as a resource for biomolecule production would thus be an interesting approach to reducing waste in the environment and producing renewable materials. Under specific conditions, detrital biomass can be converted into biomolecules of interest by microorganisms. Anaerobic fermentation techniques represent promising engineering processes for accomplishing the dual goals of waste reduction and renewable biomolecule production for biofuel and green chemistry markets. On the other hand, innovative fermentation processes are necessary for the strong, successful, cost-effective and eco-friendly production of bulk chemicals from renewable resources. In this context, AFYREN company was thought and founded to answer this world challenge through its “all in one” technology, AFYNERIE, which is inspired from the nature and sciences. The first objective of this thesis, heart of the AFYNERIE process, was to study the performances of anaerobic microorganisms, in the form of pure strains or of consortia for the valorization of more or less complex substrata via a process of failed methanogenesis. For that purpose, it was necessary to consider, already at the laboratory scale, a projection in the industrial world. Then, we demonstrated the capacities of the microbial diversity to produce platform molecules from real agro-industrial by-products in sterile and then non sterile mode. This study leaned in parallel on the characterization and the dynamics of involved microbial populations. Then, the accumulation of metabolites, which are at the same time inhibitory and of interest, in fermentative media in batch mode and with competitive yields, resulted in the necessity of surpassing these limitations by the passage in a continuous mode. To do this, a process consisted of a biocompatible extraction of synthons stemming from the operation of fermentation was implemented according to different mode of realizations. This coupling of single operations, in the form of extractive fermentation, delivered promising results while builds in a frame of biorefinery and industrial ecology which tightens towards a “zero waste”. Finally, contrary to the other emergent technologies, to take place in a drop-in approach, biology and chemistry were associated. The purpose was to illustrate the versatility of volatile fatty acids (VFAs) in terms of industrial applications and to realize the proof of concept of the transformation of the non-food biomass in biomolecules of energy and chemical interest. These works allowed to underline key points of the scale-up of AFYNERIE process and to glimpse perspectives fundamental as well as applied perspectives. This technological brick, due to its multi-inputs / multi-products philosophy, coupling fermentation-extraction-synthesis, allows to introduce the transition to the pilot stage of an innovative process compatible with a future biobased economy.

Au sein des discours accompagnant les volontés de transition énergétique, apparaît de manière grandissante une promotion de circulations d’énergie à des échelles infra-urbaines entre des activités diverses. Des acteurs locaux, nationaux ou transnationaux proposent par exemple de valoriser la chaleur dite « fatale », produite par de multiples activités (industries, data centers, eaux usées …). Parallèlement, on promeut le partage de productions d’énergie décentralisées entre différentes fonctions (résidentiel, tertiaire, commercial …) à des échelles allant de l’îlot au quartier. En somme, des formes de connexion entre activités urbaines pour échanger de l’énergie sont promues et les exemples de mise en œuvre se multiplient.Cette thèse propose de saisir ces connexions comme des nouvelles formes de réseaux urbains, qui se substituent ou se superposent à un modèle de grand réseau centralisé plus que centenaire, fondé sur l’efficacité technico-économique, la solidarisation du territoire et la croissance des consommations. Elle vise à comprendre ce que change l’émergence de ces circulations locales à la co-construction de la ville et des réseaux d’énergie.Pour saisir ces transformations, la thèse combine les apports de deux ensembles de travaux. D’un côté, les recherches urbaines et sociotechniques sur les réseaux permettent de saisir les reconfigurations de ces infrastructures. D’un autre, le champ de l’écologie industrielle et territoriale analyse les dynamiques qui mènent à des échanges de flux matériels entre activités humaines. La combinaison de leurs résultats permet ainsi de saisir l’objet considéré dans ses dimensions sociale, technique et métabolique, c’est-à-dire dans une perspective sociomatérielle.L’analyse se fonde principalement sur trois études de cas dont on s’attache à comprendre l’émergence, le fonctionnement et l’évolution : l’approvisionnement du réseau de chaleur de Dunkerque par une source de chaleur industrielle, la récupération de chaleur sur un data center pour approvisionner un quartier de Marne-la-Vallée et la mutualisation des productions d’énergie dans le quartier de La Confluence à Lyon. Plus largement, un regard est porté sur les reconfigurations concrètes ou proposées de l’organisation de la chaîne d’approvisionnement énergétique à la ville.Les résultats de la thèse sont de trois ordres. En premier lieu, ces mises en réseau ne sont plus motivées par la seule efficacité technico-économique de la forme réticulaire pour l’approvisionnement du territoire. Les intérêts des différents acteurs impliqués ont tous à voir avec un objectif d’optimisation de l’usage des flux : on passe ainsi d’une recherche d’efficacité technico-économique à celle d’une efficacité métabolique. En second lieu, les réseaux qui émergent de ces échanges sont instables, tout particulièrement en raison des incertitudes quant à l’évolution à court et à long terme des flux disponibles. Ainsi, ils ne reproduisent pas l’effet solidarisant permis par la stabilité des grands réseaux conventionnels. Enfin, face à ces instabilités, les acteurs proposent des évolutions qui visent à réduire les dépendances à des flux incertains. Ces évolutions ont pour caractéristique de s’appuyer sur une croissance du réseau qui ne suit plus un objectif d’universalisation. Au contraire, une forte sélection spatiale de l’extension du réseau est opérée, en fonction de la matérialité des flux perçue par les acteurs. Plutôt que d’engendrer de nouvelles consommations dans une logique d’offre, il s’agit ainsi d’intégrer de nouveaux flux déjà présents sur le territoire.En somme, la thèse montre un certain « tournant métabolique » dans le processus de mise en réseau de la ville par l’énergie. Alors que l’extension des infrastructures est pendant longtemps restée au centre des problématiques de construction des réseaux, les flux produits et consommés qui préexistent sur le territoire peuvent à présent être la motivation première de la création de connexions / Within the framework of the ongoing energy transition objectives, energy circulations at the infra-urban level are increasingly promoted. For instance, local, national and transnational stakeholders suggest the reuse of heat currently being wasted by diverse human activities (industries, data centres, wastewaters …). Alternatively, distributed energy sharing between different urban functions (residential, services, retail …) at the urban block or district scale is promoted. In short, several forms of connections through energy exchange between urban activities are encouraged and examples of those are multiplying.The thesis offers to capture those connections as new forms of urban networks that supersede or overlap a century-old network model based on techno-economic efficiency, socio-economic and socio-spatial solidarity and consumptions growth. It aims at understanding what these local circulations change to the co-construction of cities and energy networks.To do so, the approach combines the results of two different strands of work. On the one side, urban and sociotechnical studies of networked infrastructures allow to understand the reconfigurations of those systems. On the other side, industrial ecology works analyse the dynamics that lead to material circulations between human activities. The articulation of their results makes it possible to grasp the considered object in its social, technical and metabolic dimensions, that is, in a sociomaterial perspective.The analysis is mainly based on three French case studies of which the emergence, running and evolution are investigated: industrial waste heat reuse in the heat network of the city of Dunkirk, heat extraction from a data center to be distributes the in a district of Marne-la-Vallée and energy sharing in the La Confluence district in Lyon. More broadly, suggested or implemented reconfigurations of the organisation of energy provision are reviewed.The results of the study are threefold. First, these new forms of urban network are not solely motivated by techno-economic efficiency. The interests of the stakeholders all come into alignment with an objective of optimization of energy flows uses: from techno-economic efficiency, the goal becomes metabolic efficiency. Second, the networks formed by those circulations are unstable, in particular because of the uncertainties that regard short and long term availability of energy flows. Hence, they do not reproduce the solidarities that emerge from conventional large and stable networks. Third, to reduce those instabilities, actors suggest evolutions that aim at reducing their dependencies on uncertain flows. These evolutions all result in the growth of the network, but do not follow an objective of universalisation. On the contrary, an important spatial selection is operated, according to the perceived materiality of flows by actors. Instead of leading to new consumptions in a supply rationale, the logic becomes one of existing flows integration.To sum up, the thesis shows a “metabolic turn” in the process of networking the urban through energy circulations. While infrastructures extension has long been at the centre of networks construction, pre-existing produced and consumed flows can now become the primary motivation of building connections

Depuis une vingtaine d'années, la valorisation des sous-produits industriels et des matières résiduelles dans les procédés productifs suscite beaucoup d'intérêt de la part des dirigeants industriels et politiques. Cet intérêt grandissant se justifie sans doute par le désir de nouvelles opportunités d'affaires et par l'urgence qu'il y a à mettre en œuvre les principes du développement durable aux échelles macroéconomique et microéconomique. Depuis lors, la valorisation résiduelle a fait l'objet de nombreuses recherches qui s'articulent autour du concept d'écologie industrielle. Celle-ci propose un cadre de référence à l'optimisation de l'usage des ressources dans les systèmes productifs. Les recherches ont été largement dominées par les approches scientifiques et d'ingénierie. Ces approches abordent l'écologie industrielle, en particulier la valorisation résiduelle, dans la perspective de l'analyse des flux de matière et d'énergie et du développement des technologies de réduction et de transformation des déchets, essentiellement au niveau global et interentreprises. Cependant, de telles approches ignorent largement le fonctionnement des pratiques de valorisation résiduelle au niveau intra-entreprise. Ainsi, en ce qui concerne la valorisation résiduelle, la vision technoscientifique pose le problème de l'écologie industrielle en termes de modélisation mathématique et de description des outils de mise en œuvre de l'écologie industrielle. La présente recherche aborde la problématique de la valorisation résiduelle dans une perspective différente. Elle se veut managériale. Elle s'attache à analyser les mécanismes de la valorisation résiduelle comme pratique d'écologie industrielle à l'échelle des différentes fonctions des entreprises industrielles canadiennes étudiées. Par cette analyse, la recherche vise à comprendre les enjeux de ces pratiques pour la gestion des ces entreprises ainsi que les difficultés auxquelles les gestionnaires de ces mêmes entreprises font face. Pour atteindre cet objectif, cette recherche repose sur une approche qualitative et empirique prenant la forme d'une étude de cas qui emprunte des éléments de la grounded theory. Pour mieux analyser la valorisation résiduelle dans la perspective managériale, le cadre conceptuel est forgé à partir d'une synthèse des courants de pensée en écologie industrielle identifiés dans la littérature. Le cadre conceptuel proposé repose ainsi sur les notions de reconnaissance d'opportunités, de transformation des sous-produits industriels et de gestion des processus d'affaires. C'est à partir de ces trois notions que les concepts fondamentaux de l'étude ont été définis. À partir des résultats portant sur les définitions de la valorisation ainsi que sur les motivations favorisant des initiatives d'écologie industrielle dans les entreprises visitées, la recherche propose un modèle conceptuel de la valorisation résiduelle, modèle qui repose sur les concepts d'introduction, de transformation des résidus en produits à valeur commerciale, de réseau d'échange des sous-produits et de développement des marchés pour les produits élaborés à partir des résidus industriels (ITEM). Ce modèle conceptuel a permis d'examiner les structures et le fonctionnement des pratiques de valorisation dans les entreprises étudiées. Cet examen montre que l'utilisation des sous-produits industriels se fait aux trois échelles de la chaîne de production : à l'entrée, puis pendant le processus de conversion de ces résidus et, enfin, à la sortie des produits élaborés. Les différents modes d'utilisation des sous-produits définissent à leur tour quatre modes de valorisation résiduelle : la transformation des résidus en produits à valeur commerciale, la substitution des matières nobles par différents résidus, l'utilisation des matières résiduelles comme source énergétique et l'utilisation des matières résiduelles pour renforcer la qualité des produits finis. À partir de ces modes d'utilisation identifiés, la présente étude propose une typologie des pratiques de valorisation résiduelle. L'analyse de la gestion environnementale des pratiques de valorisation dans les cas étudiés montre que la valorisation résiduelle éco-efficiente constitue la forme la plus avancée des pratiques d'écologie industrielle, c'est-à-dire celle qui se rapproche le plus des principes écologiques d'optimisation de l'usage des ressources dans les procédés productifs (Frosch et Gallopoulos, 1989). L'intégration de l'écologie et de l'économie se traduit par un processus graduel, sous-jacent aux résultats économiques favorables de l'entreprise. La valorisation résiduelle soulève des problèmes majeurs par rapport à l'introduction de résidus dans les procédés, à la transformation de ceux-ci en produits commerciaux et au développement des marchés. L'intensité et l'extension de la plupart de ces problèmes font de la valorisation résiduelle un type particulier d'activité industrielle appelé ici « hyperflexible », en comparaison avec d'autres activités basées sur l'introduction des matières premières standardisées. Les résultats de la présente thèse montrent, d'abord, la pertinence de l'analyse des pratiques de valorisation résiduelle dans une perspective empirique et de gestion. Ce qui remet en cause deux choses : les approches physico-chimiques sont les seules qui offrent un cadre de référence, et les bases sur lesquelles devrait reposer l'écologie industrielle sont un moyen de mettre en œuvre les principes du développement durable. Plusieurs études théoriques ont tenté de soutenir cette tendance dans le développement actuel de l'écologie industrielle comme domaine d'étude et de recherche. La présente recherche contribue à montrer que la prise en compte de la dimension managériale ou les expériences de valorisation des sous-produits industriels dans les entreprises font partie intégrante des thèmes de l'écologie industrielle au même titre que les modélisations et les analyses physico-chimiques. Ce qui apporte une réponse au débat actuel portant sur le statut « positif » ou « normatif » de l'écologie industrielle. La présente thèse montre ainsi la nécessité d'incorporer l'approche managériale dans le développement de l'écologie industrielle. Ensuite, les résultats de la présente recherche donnent une consistance opérationnelle aux pratiques d'utilisation et de transformation des sous-produits et des matières résiduelles dans les procédés productifs. Les différents concepts construits et défendus dans cette étude précisent et délimitent les frontières de la valorisation résiduelle comme pratique d'écologie industrielle, ce qui contribue à consolider les concepts et à donner de la rigueur aux concepts et aux termes utilisés en écologie industrielle, et de façon plus précise, la valorisation résiduelle. Enfin, à partir des expériences concrètes du vécu des gestionnaires, la thèse contribue à montrer les difficultés opérationnelles de la valorisation résiduelle, comme pratique d'écologie industrielle dans l'entreprise.

L'usage efficient de matières résiduaires devient essentiel lorsque les ressources se raréfient. Afin de répondre à cette problématique par une approche industrielle, des stratégies à adopter sont plus efficientes lorsqu'elles sont développées à des échelles systémiques, notamment par des symbioses industrielles territoriales (SIT), plutôt qu'à un niveau individuel ou isolé. Un projet de SIT invite ainsi différentes activités économiques présentes sur un territoire à s'engager de manière collective afin de modifier structurellement le métabolisme territorial. Ce type de projet peut être impulsé par des organisations ou individus légitimés par le réseau d'acteurs de la SIT en devenir. Une équipe facilitatrice peut initier la démarche en se basant sur la formulation d'une promesse plausible de bénéfices, progressivement adaptée avec la participation des acteurs qui concourent à la conception, puis l'implémentation des scénarios, dépendamment de leurs "modèles de décision", lesquels incluent entre autres des dimensions environnementales. Alors que l'évaluation environnementale de produits a fait l'objet d'intenses efforts de développements, la considération concrète de conséquences environnementales de projets de SIT reste très vaguement explorée et l'Analyse du cycle de vie (ACV) est présentée comme une méthode de choix pour l'évaluation environnementale de SIT. L'ACV n'intègre cependant ni le caractère subjectif de l'environnement pour appréhender le modèle de décision des acteurs, ni les changements structurels industriels pluriannuels induits par une SIT et leur effets sur l'environnement dans le temps. Partant de ces constats, et nous basant sur des recherches en sciences sociales, nous proposons une approche de conception anthropocentrée de l'environnement invitant à conceptualiser l'environnement comme un système de relations complexes sujet-objet, et pour lequel nous identifions des éléments clés de représentation de conséquences environnementales. L'identification de ces éléments clés nous a permis de constituer une base logique composée de trois environnements, permettant donc de couvrir la perception de --et donc de considérer conséquences sur-- l'environnement du point de vue des acteurs. Nous présentons une méthode participative qui intègre cette base logique et permet successivement 1) d'identifier les phénomènes environnementaux d'intérêt du projet de SIT, 2) de concevoir des indicateurs afférents au regard des connaissances relatives au territoire dans sa dimension biophysique et des mécanismes biophysiques mis en jeux, 3) d'estimer les conséquences environnementales du projet. Nous illustrons l'application de ces propositions méthodologiques pour un projet de gestion territorialisée de résidus organiques valorisés en agriculture à la Réunion. / Efficient use of by-products is essential as natural ressources are increasingly scarce. Industrial strategies to adress this issue are more efficient when they are developed on a system-based level, such as with regional industrial symbioses,rather then with individual or isolated approaches.Regional industrial symbiosis projects involve different industrial activities based on a territory and that are to be engaged collectively in order to make structural changes within the regional metabolism. This kind of project might be promoted by individuals or organisations legitimated by the whole of industrial symbiosis'actors. A facilitator group initiates the project, catalysing changes, based on a plausible promise of benefits. Those considered changes are gradually adapted and refined by the involved actors. In such a way, plausible benefits must match to their model of choice that comprises environmental, among others, dimensions.While methods and tools dedicated to environmental assessment of product were developped under strong research effort, the issue of environmental assessment fo regional industrial symbioses so far as has been weakly studied. For that purpose Life-cycle assessment (LCA) is presented as an ultimate environmental assessment method. However, LCA was not elaborated in oder to account for individual environmental perspective, nor to address structural system changes induced consequently to the implementation of a regional industrial sysbiosis nore its temporal effects on the environment, but instead LCA addresses global environmental issues related to a product. Starting from this analysis, and dealing with outcomes from social sciences, we propose to adopt an anthropocentric conception of the environment, as a system of complex subject-object relationships, for which we identify key elements of the perception of environemental consequences. Those key elements enable to build a logical basis composed of three environments that enable to cover, and thus to consider, actors' perception of environmental consequences related to the project. We present a participatory method that embeds this logical basis and suggests successively to 1) identify the environmental phenomena of interest related to the project, 2) design corresponding indicators considering concomitantly available data about the biophysical characteristics and scientific knowledge about the impact chains, 3) assess the environmental consequences. We illustrate the method and its epistemological foundations with a case study: a project that aims to recycle organic residues in agriculture in Réunion Island.

L'écologie industrielle comprend un ensemble de pratiques visant à réduire les rejets industriels polluants et se présente aujourd'hui comme une voie possible à la transition du système industriel vers un mode de fonctionnement plus durable, inspiré par des écosystèmes naturels. Sa mise en oeuvre peut aussi être à l'origine de dynamiques d'innovation favorables au développement et à la diversification des territoires, en particulier industriels. L'écologie industrielle est en effet généralement étudiée sous l'angle de son organisation industrielle (organisation des flux d'intrants et de produits, cadre institutionnel et organisation de la coopération entre entreprises) et des impacts environnementaux qu'elle entraîne (économie des matériaux, recyclage, etc.). Nous étudions dans cette thèse son potentiel en termes de développement économique territorial. Pour cela nous construisons un cadre théorique et conceptuel permettant de mettre en avant le rôle de l'écologie industrielle comme un moteur de développement et de diversification des territoires. Nous proposons un nouveau modèle d'analyse s'articulant autour du concept de milieu éco-innovateur. Ce concept, construit en croisant la littérature sur l'écologie industrielle et les théories de l'économie territoriale et de l'innovation, permet d'expliquer les mécanismes par lesquels l'écologie industrielle peut favoriser les dynamiques d'éco-innovation et d'attractivité. Il constitue le socle sur lequel reposent nos hypothèses. Ce modèle d'analyse est appliqué au cas du complexe industrialo-portuaire de Dunkerque, un territoire à forte spécialisation industrielle à la recherche de nouvelles voies de diversification des activités économiques. Nous cherchons à comprendre les atouts de l'écolodie industrielle pour la construction d'un milieu "éco-innovateur", au sein duquel les effets d'agglomération favorisent la génération et l'attractivité d'activités nouvelles contribuant ainsi à une diversification de l'économie territoriale. Pour cela, nous adoptons une méthodologie mixte basée sur l'analyse descriptive de deux bases de données d'entreprises et sur un ensemble d'entretiens semi-directifs auprès de 30 entreprises et institutions. L'étude empirique permet de constater que l'écologie industrielle contribue au développement des caractéristiques d'un milieu éco-innnovateur à Dunkerque. Pour autant, les dynamiques d'apprentissage collectif et d'éco-innovations restent modestes. De plus, une nouvelle dynamique de création d'entreprises s'est développée à Dunkerque depuis 2014. Ces entreprises sont reliées aux entreprises constitutives de la symbiose, soit par le secteur d'activitén soit par des synergies éco-industrielles. Cette dynamique ne concerne toutefois que quelques unités, mais tend à conforter notre schéma d'analyse. La dynamique de diversification fondée sur une variété reliée ici mise en évidence se heurte toutefois à de nombreuses difficultés. Celles-ci sont liées aux aspects opérationnels et organisationnels des synergies mais elles sont aussi spécifiques au territoire (fragilité économique et dépendance de sentier). La contribution de l'écologie industrielle à la diversification des territoires industriels dépend selon nous de la résolution de ces difficultés. Le développement d'activités de service et d'une gouvernance territoriale adaptée peut contribuer à la réduction de ces limites. Nous étudions les caractéristiques du secteur des services et de la gouvernance de la symbiose industrielle de Dunkerque. Nous aboutissons à un ensemble de recommandations qui peuvent être utiles tant aux politiques publiques qu'aux entreprises et institutions, afin de renforcer le milieu éco-innovateur et de favoriser les dynamiques d'innovation qu'il promet. / Industrial ecology includes a set of practices aimed at reducing polluting industrial discharges and stands today as a possible way for the transition of industrial system towards a more sustainable operating mode, inspired by natural ecosystems. Its implementation can also be at the origin of innovation dynamics favorable to the development and diversification of territories, especially industrial ones. Industrial ecology is generally studied from the view of its industrial organization (organization of input and output flows, institutional framework and organization of cooperation between companies) and the environmental impacts it entails (economy of materials, recycling, etc.). In this thesis, we study its potential in terms of territorial economic development. For this purpose, we build a theoretical and conceptual framework to highlight the role of industrial ecology as a driver for development and diversification of territories. We propose a new analytical model based on the concept of eco-innovative milieu. This concept, built by crossing the literature on industrial ecology and theories of territorial economy and innovation, explains the mechanisms by which industrial ecology can promote territorial attractiveness and eco-innovation dynamics. It is the foundation on which our hypotheses are based. This model of analysis is applied to the industrialo-port complex of Dunkirk, a territory with strong industrial specialization in search of new ways of diversification of economic activities. We seek to understand the advantages of industrial ecology for the construction of an "eco-innovative" milieu, in which the effects of agglomeration favor the generation and the attractiveness of new activities thus contributing to a diversification of territorial economy. We adopt a mixed methodology based on the descriptive analysis of two databases of companies and a set of semi-structured interviews with 30 companies and institutions. The empirical study shows that industrial ecology contributes to the development of the characteristics of an eco-innovative milieu in Dunkirk. however, the dynamics of collective learning and eco-innovation specific to eco-innovative milieus remain modest. In addition, a nex dynamic of business creation has developed in Dunkirk since 2014. These new companies are linked to companies in the industrial symbiosis, either by the sector of activity, or by eco-industrial synergies. However, this dynamic only concerns a few units, but tends to validate our analysis. The diversification dynamic based on a related variety highlighted here faces, however, many difficulties. These are related to the operational and organizational aspects of the synergies nut they are also specific to the territory (economic fragility and path dependence). The contribution of industrial ecology to the diversification of industrial territories depends, in our opinion, on the resolution of these difficulties. The development of service activities and adapted territorial governance can contribute to the reduction of these limits. We study the characteristics of the service sector and the governance of the industrial symbiosis in Dunkirk. We end up with a set of recommendations that can be useful for public policies as well as for companies and institutions, in order to strengthen the eco-innovative milieu and foster the innovation dynamics that it promises.

Les politiques publiques encouragent le déploiement de l’économie circulaire (EC). Parmi les champs de mise en oeuvre qui constituent ce courant de pensée, l’écologie industrielle et territoriale (EIT) vise à améliorer les systèmes productifs en optimisant les boucles de matière. Or, des études ont montré que l’organisation des éléments d’un système influence les capacités holistes de ce système.L’objectif de cette thèse est d’explorer l’influence du développement des interconnexions entre entreprises dans un périmètre de proximité. Plus précisément, nous observons les mécanismes qui influent sur la durabilité systémique.Le système forestier des Landes de Gascogne est un écosystème industriel propice à l’étude d’innovations organisationnelles et d’aménagement du territoire. Notre territoire expérimental est au coeur de ce massif forestier, de fait, nous avons cartographié les flux de matériau Bois, dans le but de construire la structure des collaborations entre activités. Via une analyse comparative avec deux autres structures issues de scénarios, nous observons des indicateurs d’analyse de réseau relatifs à la robustesse, la flexibilité et la stabilité.La première contribution de la thèse est le réseau de création de valeurs élargi (RCVFE) comme cadre permettant d’observer l’ensemble des activités qui participent à la valorisation d’une ressource dans un territoire. La seconde contribution propose la communauté de communes comme périmètre adéquat pour comprendre la topologie des flux entre la ressource et la fin de vie des biens usagés.Il est nécessaire de reproduire notre étude sur d’autres territoires ou sur des jeux données expérimentales afin de perfectionner notre méthode et nos résultats. / Public policies stimulate the deployment of circular economy (EC). Among the application tools, industrial and territorial ecology aims is to improve productive systems by optimizing materials loops. However, studies have shown that elements organizations of a system influences the holistic capabilities of this system.The objective of this thesis is to exploring the influences of the network shapes of a companies set, on systemique durability of this set at local scale.The forest system of « Les Landes de Gascogne » is an appropriate industrial ecosystem to analyse innovative organization shapes and regional networking. Our experimental territorial unit is surrounded by forest and gives support to many companies, therefore we mapped the material wood flow, in order to build the collaborations structure between companies. Using comparative analysis we observed some network indicators related to robustness, flexibility and stability.The first contribution of this thesis is the extended created value network as a optimal framework to observe all activities involved in the value-creation of local resource. The second contribution is the proposition of the municipalities conurbation as adequate scales, to understand flux topology from local naturals ressources and the end-of-life goods.It is necessary to reproduce our study on other territories or on experimental data sets to improve our methods and results.