Dans un contexte d'éco-conception, les efforts d'innovation amènent de nouveaux matériaux dits bio-sourcés qui participent à réduire l'impact des produits sur l'environnement. S'agissant de nouveaux matériaux, l'innovation porte également sur l'amélioration de la qualité perçue par le consommateur. Le challenge est donc de concevoir des produits respectueux de l'environnement à l'aide de nouveaux matériaux écologiques tout en garantissant une qualité perçue au moins identique à celle des matériaux synthétiques classiques. Le design sensoriel, par l'utilisation de l'évaluation sensorielle, est l'une des disciplines qui permet de prendre en compte le ressenti sensoriel des consommateurs. Cependant, dans la littérature, peu de travaux portent sur l'application des méthodes d'évaluation sensorielle à des matériaux bio-sourcés. Face à ce constat, nos travaux se proposent d'étudier la possibilité d'évaluer, avec des méthodes d'analyse sensorielle, un matériau bio-sourcé à base de fibres de lin de la même manière qu'un synthétique à base de fibres de verre. Plus précisément, nos travaux proposent une approche basée sur une évaluation sensorielle tactile et une évaluation instrumentale objective de la surface de ces deux matériaux. Nos résultats ont permis de valider l'application des méthodes d'évaluation sensorielle tactile sur un matériau bio-sourcé. Nos travaux ont permis la définition de profils sensoriels pour le toucher concernant le matériau à base de fibres de lin. Les résultats obtenus ont aussi permis de valider la possibilité de corréler certains indicateurs tactiles subjectifs avec des mesures instrumentales objectives. L'ensemble des connaissances développées dans le cadre de ces travaux offre aux concepteurs une aide précieuse dans le choix des matériaux bio-sourcés en éco-conception et plus généralement en conception de produits.

La performance environnementale des produits influence largement la performance des systèmes. De plus, les systèmes présentent encore un potentiel d'économie d'énergie inexploité pour la performance environnementale globale, comparé aux produits individuels qui les composent.L'objectif de ce travail est de proposer une approche pour l'évaluation de performance énergétique de systèmes, en tenant compte d'information / de données livrées par les politiques européennes de produits (Directives Eco-conception et Étiquetage énergétique, Verdissement des marchés publics, Ecolabel Européen). L'hypothèse considérée ici est que les politiques environnementales des produits, qui ont été très utiles pour faciliter un système de notation homogène sur le marché européen des produits, peuvent également être avantageusement utilisées dans une démarche visant pour évaluer la performance énergétique des systèmes.Ce travail de recherche propose une méthode simplifiée pour soutenir la conception de systèmes de chauffage performants en utilisant les données des politiques environnentales de produits de l'Union Européenne, disponibles en phase de conception. Tout d'abord, une modélisation du système avec une approche "top-down" est utilisée pour prendre en compte les aspects système (conditions géographiques, caractéristiques du bâtiment, etc.). Deuxièmement, la performance énergétique du système est calculée à partir d'une approche "bottom-up", à partir de la performance des produits et des sous-systèmes composant le système. La méthode comporte 5 étapes divisées en deux phases principales: diagnostic du système initial et amélioration. La méthode est supportée par un outil de calcul original qui détermine les paramètres énergétiques (demande d'énergie, consommation d'énergie et rendement énergétique) au niveau du système en utilisant les données de performance telles que documentées par les politiques produits de l'Union Européenne. La méthode permet d'évaluer la performance d'un système de chauffage en définissant les systèmes les plus mauvais et les meilleurs possibles. La méthode est flexible et permet d'évaluer différentes configurations de produits et peut donc soutenir les activités de conception des systèmes de chauffage de bâtiment.La méthode est testée sur une étude de cas, la re-conception conception d'un système de chauffage existant d'une habitation dans le nord de l'Italie, incluant un système d'eau chaude sanitaire solaire et un système de chauffage des locaux. L'étude de cas démontre le potentiel d'amélioration du système de chauffage basé sur les résultats produits par la méthode, en aidant à sélectionner les produits actuellement disponibles sur le marché. En outre, sur la base de l'évaluation, plusieurs variantes de re-conception peuvent être proposées combinant différentes performances des produits qui composent les systèmes de chauffage. La thèse analyse également l'évolution des différentes approches adoptées par les politiques de produits de l'Union Européenne (approche produit, approche produit étendu et approche système). En particulier, le concept de "package" (ou produits combinés) défini dans les réglementations d'étiquetage énergétique des systèmes de chauffage est étudié en détail. L'étiquette du "package" du règlement 811/2013 est mise en œuvre dans la même étude de cas, de sorte que les résultats puissent être comparés à ceux des sections précédentes. Il est démontré que le concept de "package" peut également soutenir les décisions prises dans la phase de conception du système de chauffage, en particulier dans la sélection des composants appropriés en fonction de l'estimation de la performance du système. En outre, le chapitre 6, composé essentiellement d'un article publié dans un journal scientifique, analyse le lien entre les politiques publiques européennes relatives aux produits du bâtiment et celles liées à la performance énergétique des bâtiments: il est conclu qu'elles pourraient être mieux alignées. / Environmental performances of products largely influence performances of systems. Moreover, systems have still an untapped energy-saving potential concerning environmental performances at system level rather than at the level of the individual products of which they are composed.The objective of this work is to propose an approach to deal with energy performance assessments at system level considering information/data from European product policies (Ecodesign, Energy Labels, Green Public Procurement and EU Ecolabel). The hypothesis here is that environmental product policies, that have been very useful in facilitating a homogeneous rating scheme in the EU market for individual products, can also be advantageously used in a method to assess the energy performance of systems.This research work proposes a simplified method for supporting the design of good performing heating systems using data from EU product policies, which is available during the design stage. Firstly, a system modelling with a top-down approach is used so that system aspects (geographical conditions, building characteristics, etc.) are regarded. Secondly, the system energy performance is calculated from a bottom-up approach so that, from the performance of the products and sub-systems composing the system. The method has 5 steps divided in two main phases: diagnostic of the initial system and improvement. The method is supported by an original calculation tool which determines the energy parameters (energy demand, energy losses, energy consumption and low-emission energy efficiency) at system level using performance figures from EU product policies. It helps assessing how good a heating system is by setting worst, benchmark and best possible systems. The method is flexible, and allows different product configurations to be assessed and can hence support the design activities of heating systems.The method is tested on a real case study, the re-design of existing heating systems of a dwelling in north Italy, including a solar hot water system and a space heating system. The case study demonstrates the potential of improvement of the heating systems based on the results produced by the method, by helping selecting products currently available in the market. In addition, based on the assessment, several improved design alternatives can be proposed combining different performances of the products which compose the heating systems.The dissertation also analyses the evolution of the different approaches of EU product policies (product, extended product and system). In particular, the package concept set in the energy labelling regulations of heating systems is studied in detail. The package label of Regulation 811/2013 is implemented on the same prior case study so that results can be compared with the ones of previous sections. It is shown that the package concept can also support decisions made in the building design phase especially in the choice of appropriate components based on estimation of system performances. In addition, the peer-reviewed paper analyses the link of building-related product policies with the Energy Performance of Buildings Directive, and it is concluded that they should be somehow better aligned.

Ce mémoire d'Habilitation à Diriger des Recherches, propose des réflexions sur l'Analyse de Cycle de Vie comme méthode systémique, destinée à quantifier, analyser et agir sur les interactions entre la technosphère (sphère des activités technologiques) et l'envirosphère (définie comme la sphère des phénomène naturels non organisés par l'Homme). Le présent mémoire retrace un cheminement de recherche autour de l'Analyse de Cycle de Vie appliquée aux objets du génie civil, en replaçant le cadre méthodologique dans son contexte plus général d'approche systémique. Des réflexions issues de ces recherches portent sur la notion d'utilité de l'ACV pour la décision, et de ses relations avec le concept du développement durable.

Cette recherche porte sur le développement d'une méthode d'estimation de la qualité environnementale afin d'assister l'éco-conception. Nous avons nommé cette méthode Éco-Profil. Nous nous sommes attachés plus singulièrement à développer un outil adapté aux particularités de la conception architecturale, l'objectif étant de favoriser une (re)mise en question environnementale le plus tôt possible dans le processus de conception. Après avoir exploré différentes approches et outils d'assistance environnementale, nous avons identifié les limites qui expliquent, en partie, les difficultés de ces outils à être intégrés dans la conception architecturale. Certaines phases de conception semblent ne bénéficier que de peu d'assistance, notamment les étapes préliminaires. Pourtant nous savons qu'elles sont essentielles à l'intégration des enjeux environnementaux. Nous proposons une méthode pour assister l'ensemble de la conception architecturale en réponse aux limites identifiées. Une approche estimative par référentiel est mise en place. Elle comporte la particularité d'être globale, qualitative, contextualisé et progressive et possède une instrumentation visuelle analysable. C'est notamment ces caractéristiques qui permettent l'utilisation de la méthode lors des phases de conception en proposant au concepteur le ou les profils environnementaux de son projet. Le développement d'une application prototype nous a conduits à une expérimentation d'Éco-profil. Différents tests ont largement confirmé les hypothèses formulées et la pertinence de la méthode proposée / This research concerns the development of a method to estimate the environmental quality to assist eco-design in architecture. We named this method « Éco-Profil ». We focused more particularly to develop o toot adapted the specificities of architectural design, the aim is to promote environmental challenge as early as possible in the design process. After exploring various approaches and tools for environmental assistance, we have identified some limitations that explain, in part, the difficulties of integration in architectural design. Some phases of design seem appear to get that bit of assistance, including the preliminary stages. Yet they appear to be essential to the integration of environmental issues. We propose a method to assist the overall architectural design in response to the identified limitations. A assessment method per referential is set up, which has the distinction of being comprehensive, qualitative, contextualized and progressive and which has a analysable visual instrumentation. This is particularly this features that allow the use of the method in the design phases and thus provide environmental profiles to the designer. The development of visual tools and an application led us to experiment « Éco-Profil ». These tests have largely confirmed the assumptions made and the relevance of the proposed method

Les produits étant à l'origine du phénomène de dégradation généralisé de l'environnement, l'éco-conception se trouve être, pour les entreprises, le processus "naturel" pour assumer leur rôle dans la préservation des ressources et de l'environnement. Or, l'état de l'art européen sur l'éco-conception dans les entreprises montre que la prise en compte des contraintes environnementales dans la conception des produits, bien que réalité industrielle, est encore un phénomène émergent. Les PME, en raison du volume de produits mis sur le marché qu'elles représentent, et de la difficulté qu'elles éprouvent à intégrer toute nouvelle contrainte qu'elles ne jugent pas stratégiques, constituent logiquement une cible prioritaire pour l'intégration de l'éco-conception. La problématique de l'intégration de l'éco-conception dans les entreprises trouve son origine, d'une part dans un déficit culturel environnemental, d'autre part dans le fait que, les outils d'éco-conception ayant été développés en dehors du monde industriel, les aspects organisationnels de l'intégration n'ont pas été considérés. Nous proposons donc dans ce travail de recherche une méthode d'intégration de l'éco-conception - la méthode MAIECO - permettant, par l'intermédiaire de processus d'apprentissage organisationnel, une gestion du changement dans l'entreprise, et visant l'appropriation par celle-ci de sa propre démarche. Cette méthode s'appuie notamment sur un outil original d'analyse environnementale des produits - l'outil ATEP - permettant l'apprentissage d'une base minimale de connaissances environnementales par les membres participants de l'entreprise, lors de la phase d'analyse du processus d'éco-conception.

L'éco-conception est aujourd'hui une démarche qui interpelle de plus en plus le monde industriel. C'est l'un des meilleurs moyens pour prendre en compte les impacts d'un produit sur l'environnement, i.e. les évaluer et les améliorer. Or intégrer l'éco-conception dans un processus de conception et pouvoir en faire dès l'avant-projet, s'avère extrêmement difficile lorsque les produits sont très complexes car soumis à de nombreuses contraintes (réglementaires, techniques, technologiques,...). C'est à cette problématique qu'ont été confrontés les concepteurs de DCNS, constructeur naval, et à laquelle, par le biais de cette thèse, nous avons essayé de répondre. En créant des briques de données, basées sur le modèle de briques technologiques auxquelles sont ajoutées les informations nécessaires à une évaluation environnementale, il devient possible d'intégrer le paramètre environnemental dans le processus de conception, en tant qu'outil d'aide à la décision. La méthodologie proposée permet alors s'affranchir des habituels points faibles d'une démarche d'évaluation environnementale (l'accès aux bases de données) et d'amélioration environnementale (le manque de connaissances métiers spécifiques aux produits). Ainsi, un outil d'éco-conception " complet ", l'OCEAN, basé sur l'ACV et dédié aux navires a été développé sur ce principe.

La conception des véhicules automobiles est soumise à des contraintes fortes, liées à la gestion de la fin de vie des produits (réglementations, responsabilités sur l'augmentation des déchets, conséquences économiques de la raréfaction des ressources, image). Dans ce contexte, nous cherchons à déterminer quel système de mesure de la valorisabilité et du changement de valeur en fin de vie peut permettre une éco-conception efficace et une réduction des risques réglementaires. Un modèle est proposé, basé sur les trois objets fondamentaux 'Flux', 'Filière' et 'Arborescence'. Le Flux, brique élémentaire, décrit les performances et limites techniques (faisabilité, gisements disponibles, débouchés potentiels, stabilité, stade de développement, etc.) et économiques (valeur du produit d'entrée, coût de traitement, valeur du produit de sortie) des procédés de traitement d'un produit en fin de vie. L'agencement des Flux permet de construire des Filières, puis des Arborescences, représentatives de l'ensemble des possibilités de valorisation pour une pièce. Le modèle permet d'obtenir des "Règles génériques d'éco-conception" (applicables avant le début de la conception) et un "Outil d'évaluation de la valorisabilité" (utilisable en cours de conception), et s'appuie sur la mesure de la valorisabilité massique et de la rentabilité potentielle de valorisation. Plusieurs études de cas sont réalisées, sur des pièces automobiles en cours de conception : Pare-choc, Garniture de jupe, Panneau de porte, Pare-soleil. Nous proposons des pistes d'amélioration pour chacune des pièces étudiées, et dégageons des approches possibles de l'éco-conception. Ces approches permettent de positionner et d'améliorer la "performance éco-conception" d'une pièce. La méthode proposée peut être utilisée en dehors du secteur automobile.

Cette thèse se fixe comme objectif de mettre en évidence l’importance de la durée devie des bâtiments et de ses composants, durée de vie que nous apprécions à l’aune descontraintes qu’imposent les critères du développement soutenable, plus précisément dans lecadre de ses principales caractéristiques, à savoir, environnementale, économique et sociale.Après avoir analysé et présenté l’état des travaux qui concernent la durée de vie desbâtiments ainsi que ceux de l’approche du bâtiment en termes de développement soutenable,il s’agit de caractériser l’impact du premier sur le second. La méthode s’appuie sur deuxobjets principaux :- le premier est une unité de mur extérieur : celui-ci permet de définirprécisément la fonction d’usage et les réponses techniques envisageablespour cette fonction ;- le second objet est un bâtiment de logement type : la méthode reprend celledéveloppée pour l’unité de mur mais, en la systématisant, elle permet devérifier la neutralisation des comportements à l’usage et de produire d’autresrésultats plus facilement quantifiables.Nous nous sommes donc attachés à caractériser les comportements de l’unité de muret du bâtiment dans le cadre des contraintes imposées par le développement soutenable. Nouspouvons résumer ainsi le cadre dans lequel s’est déroulé notre recherche :- une première approche consiste à poser des hypothèses concernant la duréede vie des solutions techniques sur lesquelles reposent nos simulations.- dans un second temps, l’analyse prend en compte des durées de vie variablesavec comme finalité d’en analyser les conséquences.Afin de favoriser l’exploitation des connaissances produites et de mieux les situer ausein de la démarche de projet, nous précisons les étapes concernées et nous proposonsschématiquement une modification des outils actuels d’évaluation de performances.Enfin, nous précisons les perspectives de recherche qui s’ouvrent à nous, lesdifférentes pistes qui se dégagent de notre travail et des résultats obtenus / The purpose of this thesis is to highlight the importance of the lifespan of the buildingand its components and and as well as to see it in the light of constraints imposed bysustainable development criterias. The focuse of our paper is to characterize the behavior inthis approach, namely environmental, economic and social features.After presenting and analyzing the state of art concerning the lifespan of the building andapproach the building in terms of sustainable development, we characterize the impact of theformer on the latter. Our method is based on two objects of study :- The first is a wall unit outside. This allows us to define precisely the function of useand the technical solutions more specifically for this function;- The second study is a housing-type building. This method is based on that of the wallunit, but we can check behaviour of each technical solutions in the use stage. Thus, we caneasily produce results commensurate.The first approach involves assumptions of lifetimes of technical solutions with which wemake the simulations. In a second step, the analysis takes into account the lifespan as avariable and we analyze the consequences in terms of sustainable development.To promote the exploitation of knowledge produced and to situate them within theproject approach, we propose a schematic modification of current tools for assessingperformance

L'essor des services et des technologies de l'information et de la communication (TIC) est généralement considéré comme le marqueur d'une dématérialisation de l'économie – phénomène grandement attendu dans le cadre des discussions sur le développement durable. Nous nous plaçons dans le débat autour de cette hypothèse en questionnant la matérialité des TIC et des services à travers le cas des services informationnels – activités de génération d'information répondant à un besoin décisionnel. Nous examinons plus en détail les services d'optimisation basés sur les réseaux de capteurs – services offerts à l'aide d'informations collectées par des capteurs intégrés dans un réseau sans fil, permettant de surveiller un processus dans le but de l'optimiser, et par là-même de diminuer ses impacts. Nous proposons ainsi une méthode intégrée d'analyse environnementale et d'éco-conception des services d'optimisation basés sur les réseaux de capteurs. Celle-ci permet de déterminer la pertinence environnementale d'un service, c'est-à-dire sa capacité à générer moins d'impacts qu'il n'en évite, mais également de le concevoir avec cette pertinence en vue. Notre apport scientifique réside dans la proposition d'un modèle d'impact pour les services informationnels et d'un modèle de cycle de vie des réseaux de capteurs, ainsi que dans le développement d'un outil d'analyse basé sur la simulation réseau. L'application de la méthode proposée au cas d'un service d'optimisation de la collecte de déchets nous permet de conclure que, si des marges de manœuvres importantes sont identifiables, la pertinence environnementale de ces services ne doit pas être considérée comme acquise, tout comme le potentiel de dématérialisation des TIC et des services. / The increasing share of economic value created by information and communication technology (ICT) and by services is generally seen as a sign of dematerialization of the economy – a step towards sustainability. This thesis is a contribution to the ongoing debate about this hypothesis. It examines the impacts of ICT and services, particularly those of information services – activities which consist of generating information required in decision-making processes. It focuses specifically on optimization services that use wireless sensor networks (WSN): services aiming at optimizing a process (thus diminishing its environmental impact) and based on information generated by a WSN. We present an integrated method that helps to analyze the impacts and ecodesigning optimization services that use WSN. This method allows for determining the environmental relevance of a service, i.e. whether it generates a smaller impact than it is helps to avoid, and for designing the service with this relevance in mind. Our scientific contribution is to formalize an environmental impact model for information services and a life cycle model for WSN, so as to develop an assessment tool based on network simulation. An integral part of this method is the development of an environmental impact model for information services as well as a life cycle model for WSN, which constitute our main scientific contribution. We implemented these by means of an assessment tool based on network simulation. The application of the proposed method to a case of an optimization service for waste collection allowed us to conclude that there is significant room for ecodesign. However, the environmental relevance of those services should not been taken for granted, nor should the dematerialization potential of ICT and services.

Aujourd’hui les challenges portés par le développement durable nécessitent de développer de nouvelles offres et de nouveaux usages dans le cadre d’un processus d’éco-innovation intégrant les approches environnementales et sociétales.Cette thèse a pour objectif d’étudier l’intérêt d’utiliser des outils d’aide à la créativité afin d’instrumenter les phases de génération d’idées et de nouveaux concepts lors des processus d’éco-innovation.Cette adaptation est argumentée sur le plan conceptuel en montrant les affiliations théoriques entre les deux outils et sur le plan expérimental en présentant les résultats de nos différentes expérimentations. Nous montrons ainsi que l’outil EcoASIT présente un fort potentiel dans le processus d’éco-innovation en proposant de stimuler efficacement les phases d’idéation sur l’ensemble des axes du développement durable.A partir d’un état de l’art sur le concept d’éco-innovation et sur les outils d’aide à l’éco-innovation, nous montrons ainsi que, s’il existe de nombreux outils, peu d’entre eux sont précisément focalisés sur la phase de génération d’idées, ou idéation. De même, peu d’entre eux permette de stimuler l’ensemble des axes du développement durable.Pour répondre à cette lacune, nos recherches s'appuient sur une adaptation de l’outil de créativité ASIT en EcoASIT. / Today the challenges of sustainable development require new offers and new uses to be developed within the framework of an eco-innovation process, integrating environmental and societal approaches.The aim of this thesis is to study the advantages of using creativity tools to foster new concepts and ideas generation phases in eco-innovation processes.From a state of the art of the concept of eco-innovation and of the eco-innovation tools, we show that although there are many tools, few of them actually focus on the idea generation stage, or ideation, and few make it possible to stimulate all the axes of sustainable development.To fix this, our research relies on an adaptation of the creativity ASIT tool to EcoASIT. This adaptation is defended conceptually by showing the theoretical affiliations between the two methods, and experimentally by presenting the results of our different tests. We prove that the EcoASIT tool has great potential in terms of eco-innovation by efficiently stimulating the ideation stages with regard to all the aspects of sustainable development.