Le remanufacturing est considéré comme une des stratégies clés pour le développement durable des produits industriels. Le but du remanufacturing est de récupérer la valeur du produit lorsque celui-ci ne répond plus aux besoins des utilisateurs. Ce processus complexe, qui comporte de nombreuses incertitudes, nécessite d’être pris en compte au tout début de la phase de conception pour que le produit remanufacturé soit adapté aux processus et aux futurs systèmes de remanufacturing.Un autre aspect essentiel pour aboutir à un remanufacturing durable est de bien planifier et coordonner sur le long terme, le système global de remanufacturing. La présence de nombreux outils et de méthodes académiques pour faciliter les processus de remanufacturing pourrait permettre de surmonter les défis posés et d’améliorer les qualités et quantités des produits intégrant le processus de remanufacturing. Malheureusement, ces outils et méthodes sont rarement utilisés par les acteurs du domaine de remanufacturing, probablement à cause du manque de plateformes pour faciliter leurs usages.L'objectif de cette thèse est donc d’aider les concepteurs et les fabricants à:1. Caractériser les produits et les processus remanufacturés, en lien avec le développement durable2. Classifier et aider au choix des outils ou des méthodes de remanufacturing pour améliorer le remanufacturing durablePour atteindre ces objectifs, un cadre à deux Dimensions (a Two Dimensional Framework for Remanufacturing - 2DFR), est proposé. Il combine les perspectives liées au développement durable et celles liées au système de remanufacturing. Une liste des contraintes liées au remanufacturing est ainsi proposée dans la première partie de la thèse selon ces deux perspectives. Elle a été validée comme un guide de conception pour le remanufacturing lors d’un atelier dans le cadre du projet européen ERN (H2020). Le 2DFR est ensuite utilisé dans la deuxième partie de la thèse pour développer la classification des outils et des méthodes de remanufacturing. Enfin, une méthode pour guider l’utilisateur dans le choix des outils et méthodes de remanufacturing est proposée. Elle est créée à partir de la liste des caractéristiques du remanufacturing apparues dans la première proposition et de la méthode de classification mentionnée précédemment. Un démonstrateur qui fonctionne comme une interface pour les deux méthodes de classification et de choix des outils est développée. Des études de cas permettent d’illustrer son utilisation.Les caractéristiques pour des produits et processus de remanufacturing durables définies dans la première proposition offrent ainsi aux utilisateurs un guide complet lors de la conception et de la prise de décisions. La deuxième proposition, quant à elle, encourage l'utilisation par l'industrie des outils et méthodes académiques existants liés au remanufacturing. / Remanufacturing is believed to be among the key strategies for sustainable development of industrial products. The aim of remanufacturing is to retrieve the product’s inherent value when it no longer fulfils the user’s needs. However, it is a non-linear process that poses many uncertainties. Therefore, integrating remanufacturing concerns during the early design phase is necessary to adapt products to the future remanufacturing processes and to the future remanufacturing system.Another crucial aspect in achievingsustainable remanufacturing activity is to plan and coordinate remanufacturing system in a sustainable way. The presence of various academic tools and methods to facilitate remanufacturing activities might overcome the challenges observed and enhance both the quality and quantity. Unfortunately, these tools/methods are rarely used by remanufacturing stakeholders, probably due to the lack of platform for them to facilitate the usage.The objective of this dissertation is to help the designers and remanufacturers to:• Characterize remanufactured products and processes in relation to sustainable development,• Classify and choose remanufacturing tools ormethods to improve sustainable remanufacturing.To achieve these objectives, a Two Dimensional Framework for Remanufacturing (2DFR) is proposed. It combines the sustainable development and remanufacturing system perspectives. A list of remanufacturing constraints from both perspectives is proposed in the first part of this dissertation. It was validated as a design for remanufacturing guideline during a remanufacturing workshop event in the framework of the European project ERN (H2020). The 2DFR is used again in the second part of this dissertation to develop a method to classify remanufacturing tools/methods. A method to guide and facilitate user in choosing remanufacturing tools/methods is proposed using the list of remanufacturing characteristics listed in the first proposition and the previous classification method. A configurator that functions as an interface for both the classification method and the choosing method is developed. Illustrated case studies are presented to validate its usage.The characteristics of sustainable remanufacturing products and processes defined in the first proposition offer to the users a comprehensive checklist when designing and making decisions. Meanwhile the second proposition encourages the usage by the industry of the existing academics tools/methods related to remanufacturing.

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La gestion des sites et matériaux délaissés (friches, déchets inertes ou organiques) présente de forts impacts sur l’environnement. Leur utilisation en construction de sol (LORVER), pour cultiver de la biomasse non alimentaire (fibres, énergie), peut en réduire le volume et accroître le recours à des ressources renouvelables sans concurrence avec l’agriculture alimentaire ou la protection de la biodiversité. Cette thèse évalue la durabilité de telles filières grâce à l’Analyse de Cycle de Vie. Elle propose des indicateurs complémentaires de ceux couramment utilisés, notamment pour mieux prendre en compte les spécificités des sites délaissés. Elle préconise de prioriser les impacts à l’aune des frontières planétaires (i.e. le niveau d’impact maximal admissible pour ne pas compromettre les écosystèmes), des impacts moyens sur la zone géographique d’implantation des filières étudiées et de leur création de valeur. La grande diversité des matériaux et de leurs débouchés alternatifs, les paramètres les plus importants sont identifiés en combinant des outils d’analyse des incertitudes et d’analyse de données. Il est démontré que les capacités du sol construit à stabiliser durablement les polluants et le carbone sont des composantes essentielles de sa durabilité. Pour les autres impacts (services écosystémiques, qualité de l’air, ressources), la pertinence de LORVER décroît lorsque la distance parcourue par les matériaux pour construire le sol augmente, mais plus encore si d’autres usages de ces matériaux peuvent réduire la demande en commodités dont la production est polluante. Ces résultats donnent les conditions de la durabilité d’une filière de type LORVER / Marginal materials and lands (brownfields, byproducts, inert wastes), the management of which causes significant environmental impacts, can be valorized through soil construction in order to grow nonfood biomass (e.g. fiber, energy). This may reduce their volume and increase use of renewable resources without direct or indirect competition with food crops or biodiversity. This thesis assesses the sustainability of such supply chains with Life Cycle Assessment (LCA), considered one of the most pertinent existing methods. This thesis introduces indicators complementary to current use, in order to improve LCA’s exhaustivity and its taking into account of marginal lands’ specificities. It prioritizes impacts with respect to planetary boundaries (i.e. maximum impacts levels acceptable to avoid ecosystem disruption), average impacts in studied geographic context and added value of the supply chains. Most of these suggestions are applied to the study of a soil construction process using inert and organic wastes (LORVER). The high diversity of materials and alternative management strategies and the most certain tradeoffs and critical parameters are assessed combining uncertainty and multidimensional analysis tools. Constructed soil’s ability to stabilize carbon and pollutants is demonstrated to be its major condition for sustainability. For other impacts (ecosystem services, air quality, resources), LORVER is even less pertinent when the need for material transportation increases, and more importantly if those materials could have otherwise been used to replace commodities polluting to produce. These results highlight when LORVER can be seen as sustainable

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.

Cette thèse est consacrée à l'étude des législations environnementales et leurs effets sur la chaîne d'approvisionnement. Plus précisément, nous nous intéressons à la législation basée sur le recyclage du produit mais aussi sur les normes de conformité (ROHS). Nous étudions le potentiel de réutilisation ainsi que les aspects environnementaux et économiques de différents systèmes de législation. La solution se présente sous forme d'une combinaison de politiques de récupération qui mène à de meilleurs résultats sur le plan écologique ainsi que sur le plan économique.Dans la deuxième partie de la thèse, Nous étudions la performance comparative des régimes à base sur la législation de récupération avec des problématiques d'innovation et de conception de produits. La politique de réutilisation des produits peut aggraver l’environnement si le cadre de la régulation n'est pas bien défini. Dans la dernière partie, une étude est menée sur le choix des produits dans une chaine d’approvisionnement avec des législations basées sur la récupération et sur la conformité des produits. Nous intégrons les effets de l'incertitude associée à la demande du marché et les paramètres de coût de récupération. Une méthode d'optimisation robuste pour la sélection et distribution des produits est présentée. / Climate change and global temperature rise has made environmental legislations a focal point of discussion. This dissertation is devoted to the study of environmental legislations and their effect on supply chain practices. More precisely, our center of interest is the product recovery based legislation along with compliance based regulations. We explore the reuse potential and the environmental and economical aspects of different product recovery based legislation schemes by modeling a stackelberg game between a social welfare maximizing policy maker and a profit maximizing monopolistic firm and find that a combination of existing recovery policies i.e., a recovery target in combination with incentive structure such as taxation/subsidy may lead to better outcomesnot only from environmental perspective but also from economical aspects. In Chapter 2, we extend the discussion comparative performance of the recovery legislation based schemes in presence of innovation and product design issues and show how unintended environmental outcomes may appear if the policy framework is not adequately designed. In Chapter 3, wecapture the effect of recovery legislation and compliance based legislation on product selection when a firm serves a number of markets. We incorporate the effects of uncertainty associated with market demands and recovery cost parameters and present a robust optimization based method for product selection and allocation decisions.

Les effets négatifs des changements climatiques et des vulnérabilités auxquels font face les pays en voie de développement imposent des stratégies d’adaptation. Incidemment, les débats sur les changements climatiques n’ont pas épargné le Togo, petit pays situé en Afrique occidentale, avec peu de saisons variées. Sa vulnérabilité a donc poussé les décideurs à promulguer des lois dans le but d’atténuer les effets de ces changements climatiques et permettre au pays de respecter les documents nationaux et les accords internationaux, notamment la Convention-cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques (CCNUCC). Ce mémoire a pour mission d’évaluer la capacité du Togo à atteindre ses objectifs dans le domaine spécifique de l’agriculture. / The negative effects of climate change and the vulnerabilities faced by developing countries require adaptation strategies. Incidentally, the debates on climate change have not spared Togo, a small country located in West Africa, with few varied seasons. Its vulnerability has therefore prompted decision makers to enact laws with the aim of mitigating the effects of these climate changes and enabling the country to comply with national documents and international agreements, in particular the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC). This dissertation aims to assess the capacity of Togo to achieve its objectives in the specific field of agriculture.

Le contexte de crise dans lequel évolue notre monde représente une question fondamentale et incontournable. Les récentes catastrophes dans l’ensemble des continents sont la preuve du bouleversement de nos sociétés et de la biodiversité. Cette crise a plusieurs dimensions : économique, sociale, politique, juridique et environnemental. Nous avons centré notre recherche sur la crise des déchets, crise représentative de l’ensemble de ces facteurs. Ce problème affecte l’ensemble de nos civilisations et ses effets sur le système naturel sont irréversibles. De plus, cette crise nécessite une réponse immédiate et durable car il y va de l'avenir de l’ensemble de la planète. Si tous les pays sont concernés par cette problématique, elle se décline différemment dans une même zone géographique. Elle est à la fois anthropique et naturelle. Elle implique toutes les parties prenantes au niveau local et international. La revue de littérature révèle un manque de données chiffrées au niveau de l'Afrique et l'échec de certains projets non adaptés aux critères locaux. Nous souhaitons prendre pour base théorique la théorie de l'économie circulaire et celle des externalités. Cela permet de mettre en évidence à la fois des externalités positives et négatives, mais aussi de s'inscrire dans une démarche résolument positive. Cette dernière voie consiste à considérer le déchet comme une source de valeur. Cette conception du déchet permet de répondre aux besoins présents et de modifier la vision généralement négative de ce concept. Il s’agit de transformer le problème de déchets en un gisement durable face aux besoins énergétiques croissants, la dégradation des ressources naturelles, la préservation des sols et la modification de nos modes de consommation de masse vers une stratégie zéro déchet ainsi que la valorisation d’une agriculture respectueuse du développement durable. Notre travail de recherche met également en évidence la place incontournable du secteur informel en Afrique, la nécessité de coordonner le travail des acteurs sur le terrain et le développement des emplois verts. Cette démarche positive est possible en associant l’ensemble des stratégies à une communication innovante et l’implication des populations locales aux projets. / The crisis context in which our world is evolving is a fundamental and inescapable question. Recent disasters all over the continents are the proof of this dramatic concern for our world and its biodiversity. It is variable: it is either economic, political, legal and environmental. That is why our work is about waste crisis. This problem affects all our civilizations and its results are irreversible for our natural system. Furthermore, it needs immediate and sustainable responses because it is linked with the future of our planet. All countries are concerned about this problematic. However, it shows different faces even in the same geographical area. This crisis is anthropogenic and natural. It involves all national and international stakeholders. Literature reviews reveal a lack of data in Africa and the failure of projects not unsuited to local contexts. We develop several theories: circular economics, negative and positive externalities and the theory of social and supporting economy. Our work is about the importance of informal sectors in Africa, the coordination of actors in the field and the development of green jobs. This positive way is possible with innovative communication strategies and the involvement of population in local projects.

Le traitement biologique des eaux usées urbaines et industrielles reste une activité ayant un impact négatif sur l’environnement et sur le changement climatique par l’émission des gaz à effet de serre (GES), notamment le CO2. Les changements innovants au niveau des procédés de traitement des eaux usées par l’intégration des flocs de microalgues-bactéries ont abouti à des procédés multitrophiques sans apport d’O2 et sans dégagement du CO2. Il s'agit d'une étude de faisabilité de ces flocs-MaB pour la photobioremédiation des polluants (organiques et minéraux) et pour la production de biomasse valorisable en bioénergie dans le cadre de l'économie circulaire. En présence de la lumière, les flocs-MaB ont été intégrés dans des photobioréacteurs à biomasse fixe afin d'assurer un traitement durable des eaux usées grâce aux échanges symbiotiques entre les micro-oragnismes en terme de nutriments et de gaz. L'encapsulation des flocs-MaB dans des billes de PVA-alginate a montré l'effet des conditions physico-chimiques et hydrodynamiques sur l'élimination des polluants et l'évolution multicellulaire des flocs au sein des réacteurs à multi-échelles. Par ailleurs, la biomasse multitrophique immobilisée sur des supports biodégradables d'olive (OPP) et sur des disques en PVC a assuré une meilleure performance des bioréacteurs à lit fluidisé et à disques rotatifs, respectivement, pour la bioremédiation des eaux usées. Les propriétés des supports (porosité, rugosité et structure) et les comportements hydrodynamiques ont été contrôlés pour favoriser l'attachement des biofilms multitrophiques. Le développement de biofilm montre l'effet des interactions multitrophiques entre les microalgues et les bactéries sur l'élimination des composés organiques (DCO) et nutriments (ammonium et phosphore). La biomasse des flocs-MaB a été récupérée et réutilisée pour le traitement du digestat liquide à l'issu du digesteur et pour améliorer la production de biométhane par une co-digestion anaérobie. Ce procédé multitrophique et intégré permet d'obtenir Zéro déchet à la sortie du processus / The biological treatment of urban and industrial wastewaters represents a process with a negative impact on the environment and on climate change through the emission of greenhouse gases (GHG), particularly CO2. In the presence of light, microalgae-bacteria flocs (MaB-flocs) have been integrated into photobioreactors with fixed biomass to ensure a sustainable wastewater treatment without O2 supply and CO2 release. The entrapment of flocs in PVA-alginate beads has shown the effect of physicochemical and hydrodynamic conditions on the elimination of pollutants and the multicellularity evolution within multi-scale bioreactors. In addition, the immobilization of biomass on biodegradable olive carriers and on PVC disks provided a better performance of fluidized bed and rotating discs bioreactors, respectively, for the bioremediation of wastewater. The properties of the supports (porosity, roughness, and structure) and the hydrodynamic behaviors have favored the attachment of multitrophic biofilms. Biofilm development shows the effect of multitrophic interactions between microalgae and bacteria on the organic compounds (COD) and nutrients (ammonium and phosphorus) removals. The MaB-flocs biomass was recovered and reused for the treatment of the digestate and to improve the production of biomethane by anaerobic co-digestion. This integrated multitrophic technology makes it possible to obtain zero wastes at the end of the process

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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.