Dans le cadre du développement durable, des nouvelles matières sont exploitées, des nouveaux procédés sont élaborés et des nouvelles stratégies sont appliquées. Cependant, il est important de vérifier si l’amélioration recherchée est atteinte ce qui revient à comparer plusieurs alternatives de conception en considérant simultanément tous les impacts. Nos travaux de recherche ont contribué à formuler quelques voies de réponses à ce questionnement. L’analyse de la filière textile nous a en particulier amené à opter pour une approche systémique et multicritère qui prend en compte l’ensemble des étapes du cycle de vie des produits et permet de quantifier simultanément plusieurs impacts à savoir l’Analyse du Cycle de Vie (ACV). L’interprétation des résultats de l’ACV des scénarios possibles pour un même produit textile n’est pas une tâche facile. En effet, en addition au grand nombre de scénarios, le manque de connaissances écologiques notamment concernant l’importance relative à chaque impact environnemental et les incertitudes et imprécisions des données de l’inventaire du cycle de vie ne permet pas d’établir un classement raisonné des scénarios par rapport à leurs profils écologiques. Notre proposition consiste en la définition d’un modèle de décision globale multicritère spécifique à la filière textile à partir d’une méthode existante d’aide multicritère à la décision. Les études de cas ont explicité la complexité liée d’une part à la filière textile et d’autre part à la méthodologie d’ACV. Un paramètre prépondérant dans l’ACV textile a aussi été démontré à savoir la durée de vie qui est directement liée à la qualité. L’application de la proposition méthodologique a conduit à des résultats probants en termes d’impacts environnementaux. En outre, la diversité des scénarios, a montré que l’analyse des résultats de l’ACV textile constitue un contexte décisionnel conflictuel et complexe. En effet, le nombre de scénarios possibles pouvant être très grand et la quantité de données à traiter pouvant être proche de l’infini, la prise en compte par un cerveau humain nécessite l’utilisation d’un outil d’aide multicritère à la décision. / In the context of sustainable development, new materials are used, new processes are developed and new strategies are implemented. However, it is important to check whether the desired improvement is achieved. This consists in comparing multiple design alternatives considering all impacts simultaneously. Our research has contributed to formulate some way of answers to these questions. The analysis of the textile industry in particular has led us to adopt a systemic and multicriteria approach which is the Life Cycle Assessment (LCA). This method takes into account all stages of the life cycle of products and quantifies different environmental impacts. However, the interpretation of LCA results of different scenarios for the same textile product is not an easy task. Indeed, in addition to the large number of scenarios, including lack of ecological knowledge about the relative importance of each environmental impact and the uncertainties in the lifecycle inventory data do not let to establish rational classification scenarios in relation to their ecological profiles. Our proposal consists in defining a comprehensive multicriteria decision model specific to the textile field from an existing method of multicriteria analysis. The case studies have explained the complexity related to the textile sector on the one hand and to the LCA methodology on the other hand. An important parameter in the textile LCA has also been shown which is the lifetime of textile products. The application of the proposed methodology has led to significant results in terms of environmental impacts. In addition, the variety of scenarios showed that the analysis of textile LCA results is a conflictual and complex decision-making context. Indeed, the number of possible scenarios can be very large and the amount of data to be processed can be close to infinity for human brain which requires the use of a multicriteria decision support system.

Les méthodes d'évaluation du développement durable dans le cadre bâti visent entre autres le bâtiment, ses composantes et le quartier. Elles évaluent ces systèmes au regard de principes environnementaux et du développement durable et permettent aux concepteurs, aménageurs et autres acteurs d'intervenir de manière durable dans le cadre bâti. Ce document explore les méthodes d'évaluation du développement durable et en particulier celles qui visent les bâtiments, dont la popularité croissante se traduit par leur influence considérable sur le bâtiment durable et le milieu de la construction. Il vise à améliorer l'évaluation du bâtiment durable en explorant sa mécanique, en extrayant ses axes constitutifs et en présentant ses pistes d'évolution.

Le secteur du bâtiment contribue grandement aux impacts environnementaux occasionnés par les activités anthropiques. Pour tenter de réduire ces impacts, divers systèmes de certification pour le bâtiment ont été développés. Toutefois, ces certifications ont tendance à se concentrer principalement sur la consommation énergétique durant la phase d’exploitation du bâtiment. Par conséquent, leur application pour un bâtiment qui consomme de l’énergie occasionnant de faibles impacts sur l’environnement peut parfois mener à des effets indésirables sur les impacts environnementaux des bâtiments. Tandis que certaines certifications ne se concentrent que sur quelques aspects du bâtiment, comme Passive House qui est axé principalement sur la consommation énergétique, d’autres, comme LEED v4, qui est la plus présente en Amérique du Nord, ont une portée plus large. Néanmoins, LEED v4 accorde une plus grande importance à la consommation énergétique qu’à la sélection de matériaux. Basé sur une étude d’un bâtiment à bureaux situé au Québec (Canada), l’objectif de ce projet de recherche est de comparer les effets des matériaux sur les impacts environnementaux du cycle de vie d’un bâtiment en fonction de la considération de ces matériaux dans LEED v4. Ici, le terme matériaux est utilisé à des fins de simplification et signifie matériaux de construction utilisés pour construire le bâtiment. Les effets des matériaux sont évalués en analysant la contribution de ces derniers aux impacts environnementaux du bâtiment à l’étude ainsi qu’en déterminant leur potentiel de faire varier ces impacts par le changement de certaines configurations de matériaux de ce bâtiment. Les impacts environnementaux sont évalués par une analyse du cycle de vie (ACV) attributionnelle à l’aide du logiciel SimaPro 8.2, la base de données ecoinvent 3.1 et la méthode d’évaluation des impacts du cycle de vie (EICV) IMPACT 2002+. Les résultats montrent que les matériaux contribuent de façon importante aux impacts environnementaux du bâtiment (> 50 %) et que la sélection de différentes configurations alternatives de matériaux peut faire varier considérablement ces impacts (de 0 % à plus de 50 %). Par ces résultats, il est montré que LEED v4 ne semble pas bien capturer ces effets des matériaux sur les impacts environnementaux sur le cycle de vie des bâtiments par son système de pointage dans le cas où le bâtiment consomme exclusivement de l’énergie provenant du réseau électrique du Québec (où l’électricité produite est principalement de source hydraulique). Effectivement, le pointage accordé aux matériaux dans LEED v4 est de 13 points (ou 30 %) en comparaison à la consommation énergétique, qui est de 33 points (ou 70 %). Les résultats de ce projet de recherche permettent donc d’amener les diverses parties prenantes du secteur de la construction vers une réflexion plus éclairée sur le rôle à jouer de la sélection des matériaux et des certifications dans l’amélioration environnementale des bâtiments dans le cas où l’énergie consommée par les bâtiments occasionne de faibles impacts sur l’environnement, ainsi que sur la complémentarité de l’ACV avec les certifications. / Abstract : Buildings being one of the highest contributors to environmental impacts globally, various Green Building Rating Systems (GBRS) have been proposed in support to reduce their impacts. Primarily oriented towards energy consumption from use stage, their application in low impact energy contexts can result in some undesirable side effects. While some GBRS focus only on few aspects of the building, like Passive House, others like LEED v4, the most present in North America, have a broader scope. However, this GBRS grants more importance to energy consumption than material selection. Based on a office building case study in Quebec (Canada), the aim of this study is to compare the material effects on building LCA impacts and their considerations in LEED v4. Here, the term material is used, for simplicity purpose, to mean construction material used to build the building. Thus, the material effects can be reflected by the material contribution on building LCA impact and their potential to vary these impacts from the adoption of different material configurations. The environmental impacts are evaluated using the attributional LCA approach with SimaPro 8.2 software, ecoinvent 3.1 database and IMPACT 2002+ method. Building LCA results indicate the high environmental impact contribution from materials (> 50 %) and their good potential to vary LCA impacts (0 % to more than 50 %). By comparison, the LEED v4 rating system did not seem to be as effective in capturing the effects of materials in low impact energy context like the one of Quebec (where the electricity generation is hydro-based). As a matter of fact, material selection represents 13 points (or 30%) by comparison with 33 points (or 70%) for energy consumption. Conclusions drawn from this research project will help stakeholders from the building sector in their efforts to improve building environmental profiles providing answers about the implication of material selection and GBRS to this end and the complementarity between LCA and GBRS.

Une méthode d'évaluation environnementale de tronçons routiers, modulaire, basée sur l'Analyse de Cycle de Vie et développée au LCPC, a été étendue aux calculs d'impacts et aux matériaux alternatifs. L'objet de cette thèse était de comparer des variantes d'autoroutes interurbaines utilisant des matériaux naturels et alternatifs et d'étendre l'outil associé au milieu urbain, tout en menant une réflexion sur l'accessibilité de l'outil par des non-spécialistes de l'environnement. Les spécificités de conception urbaine ont été implémentées sur une base de dimensionnement classique. L'extension aux matériaux alternatifs a été traitée pour des laitiers de hauts fourneaux. Plusieurs applications à des cas types de chaussées ainsi que des études d'ouvrages sont présentées. Une enquête sous forme d'entretiens et de questionnaires a été réalisée auprès de différents acteurs de la profession, permettant de dégager la place des critères environnementaux au sein du processus décisionnel.

Cette recherche s'inscrit dans un double contexte. Premièrement le risque de sous-investissement relié au cycle de vie des immeubles et des infrastructures publiques est devenu un enjeu de développement durable. Deuxièmement, le mode PPP (en opposition aux modes de gestion et de financement public traditionnel) apparaît comme un outil de gestion de projet qui suit une logique d'efficacité microéconomique afin de maximiser la valeur pour le contribuable. Devant ce constat, l'objectif de ce mémoire vise à mieux cerner et documenter les avantages et les enjeux du mode PPP concernant l'intégration des stratégies et des incitatifs reliés au cycle de vie des immeubles et des infrastructures. Basée sur les définitions de cycle de vie défendues par l'UNEP (2004; 2007); l'ISO 15686-1 à 11 (2011), le British Standards lnstitute (2008), Clift (2003) et Landolfo, Cascini et Portioli (2011), cette recherche repose sur une analyse de la littérature qui permet d'observer comment est intégré le concept de cycle de vie aux projets réalisé en mode PPP. À l'intérieur de cette perspective est développée une étude du cas de la Maison symphonique de Montréal qui permet de mettre en lumière les perceptions d'experts du domaine de l'immobilier et des PPP et celles d'exécutants qui ont été impliqués dans ce projet. Les résultats de la recherche montrent que le mode PPP, en plus de responsabiliser les contractants sur la durée de vie de l'entente par l'intégration des phases de conception, de construction et d'opération et d'aligner les intérêts du constructeur et de l'opérateur, offre d'autres avantages. 1) Il contribue à réduire l'asymétrie d'information entre le secteur public et privé par une meilleure estimation des coûts du cycle de vie et analyse de risques dans le cadre de l'évaluation préalable. 2) Il favorise l'état d'avancement du projet en période de propositions par l'intégration d'un double dialogue compétitif entre le donneur d'ouvrage et les soumissionnaires et le concepteur, le constructeur et l'opérateur. 3) Il contribue à la durée de vie du bâtiment par l'intégration d'un mode de paiement différé indexé à des critères de performance et de qualité dans le cadre du contrat de partenariat. 4) Il favorise une approche plus rationnelle du transfert et du partage des risques de projet entre les partenaires, incluant les risques opérationnels, environnementaux, sociaux, politiques, éthiques et de gouvernance. Cependant, comme le développement et la gestion des PPP soulèvent plusieurs enjeux d'ordre financier, technique et contractuel, ces avantages seront mis en perspective avec les enjeux révélés dans chacun des domaines d'application étudiés. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Projet immobilier, partenariat public-privé, cycle de vie, gestion des risques, mesures de performance.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2019-2020 / Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2019-2020 / Le secteur du bâtiment émet jusqu’à 30% des émissions de gaz à effet de serre (GES) mondiales. Au Canada, il émet 12% des émissions de GES directes et subira une croissance importante d’ici 2030. Accroître l’utilisation des produits du bois pourrait diminuer les impacts climatiques attribués au secteur du bâtiment, ce qui contribuerait à l’atteinte des cibles nationales de réduction des émissions de GES. En stimulant un aménagement forestier durable, cela limiterait aussi les émissions de GES en forêt, en diminuant par exemple les risques de perturbations naturelles. Une gestion intégrée stimulant les secteurs du bâtiment, de la forêt et des produits du bois générerait un maximum de bénéfices environnementaux (i) en maintenant ou augmentant les stocks de carbone en forêt; (ii) en augmentant le stockage temporaire dans les produits du bois; (iii) en encourageant la substitution de matériaux à plus haute empreinte carbone. Le potentiel réel des stratégies d’atténuation faisant intervenir les produits du bois est difficile à quantifier. L'analyse du cycle de vie (ACV) est un outil utilisé en génie environnemental pour déterminer les impacts environnementaux d'un produit ou d'un service sur son cycle de vie. Cependant, en ACV, il n'existe aucun consensus sur la modélisation du carbone issu de processus biologiques, le carbone biogénique. Les ACV traditionnelles (statiques) ne considèrent pas l’influence des aspects temporels; elles reposent souvent sur les hypothèses que le carbone biogénique est (1) carboneutre ou (2) entièrement émis à la récolte. Ceci est problématique car les impacts climatiques d’un GES sont liés aux variations de sa concentration atmosphérique dans le temps. Les méthodes statiques peuvent donc mener à d’importantes erreurs d’estimation. Par exemple, 57% du carbone séquestré dans les produits du bois canadiens entre 1990 et 2008 est encore stocké dans l’anthroposphère. Considérer ce carboneentièrement émis induit une erreur d’estimation de 675 Mt CO2, l’équivalent de 92% des émissions de GES canadiennes en 2014. Les méthodes dites dynamiques permettent de considérer l’influence d’aspects temporels en ACV. Elles permettent d’éviter les hypothèses simplificatrices (1) et (2). Cependant, ces méthodes sont relativement récentes. Il existe peu d’exemples de leur application dans la littérature, notamment dans le domaine de l’ACV du bâtiment, où leur complexité additionnelle en termes de ressources (temps, données) est un enjeu important. L’objectif de ce projet est de comparer les résultats des méthodes statique et dynamique pour l’évaluation des impacts climatiques des produits du bois en ACV du bâtiment. Plus spécifiquement, cet objectif implique d’identifier une méthode dynamique adaptée à l’ACV du bâtiment, puis de l’utiliser dans une étude de cas. Ces objectifs spécifiques sont couverts dans deux articles. Le premier article dresse une revue critique des méthodes de modélisation du carbone biogénique en ACV et identifie la méthode dynamique du potentiel de réchauffement global biogénique (PRGbio) comme bien adaptée à l’ACV du bâtiment. Celle-ci permet d’intégrer des aspects dynamiques à l’ACV du bâtiment sans trop complexifier la collecte de données d’inventaire du cycle de vie. Le second article décrit l’application de la méthode PRGbio à l’étude de cas des Habitations Trentino, un bâtiment en bois situé à Québec. Comparativement à une approche statique, l’approche dynamique entraîne une réduction des impacts climatiques liés à l’utilisation des produits du bois. Ce résultat suggère que les méthodes d’ACV actuelles surévaluent les impacts environnementaux du carbone biogénique, et que des politiques encourageant la construction en bois auraient un potentiel d’atténuation des changements climatiques prometteur. / Le secteur du bâtiment émet jusqu’à 30% des émissions de gaz à effet de serre (GES) mondiales. Au Canada, il émet 12% des émissions de GES directes et subira une croissance importante d’ici 2030. Accroître l’utilisation des produits du bois pourrait diminuer les impacts climatiques attribués au secteur du bâtiment, ce qui contribuerait à l’atteinte des cibles nationales de réduction des émissions de GES. En stimulant un aménagement forestier durable, cela limiterait aussi les émissions de GES en forêt, en diminuant par exemple les risques de perturbations naturelles. Une gestion intégrée stimulant les secteurs du bâtiment, de la forêt et des produits du bois générerait un maximum de bénéfices environnementaux (i) en maintenant ou augmentant les stocks de carbone en forêt; (ii) en augmentant le stockage temporaire dans les produits du bois; (iii) en encourageant la substitution de matériaux à plus haute empreinte carbone. Le potentiel réel des stratégies d’atténuation faisant intervenir les produits du bois est difficile à quantifier. L'analyse du cycle de vie (ACV) est un outil utilisé en génie environnemental pour déterminer les impacts environnementaux d'un produit ou d'un service sur son cycle de vie. Cependant, en ACV, il n'existe aucun consensus sur la modélisation du carbone issu de processus biologiques, le carbone biogénique. Les ACV traditionnelles (statiques) ne considèrent pas l’influence des aspects temporels; elles reposent souvent sur les hypothèses que le carbone biogénique est (1) carboneutre ou (2) entièrement émis à la récolte. Ceci est problématique car les impacts climatiques d’un GES sont liés aux variations de sa concentration atmosphérique dans le temps. Les méthodes statiques peuvent donc mener à d’importantes erreurs d’estimation. Par exemple, 57% du carbone séquestré dans les produits du bois canadiens entre 1990 et 2008 est encore stocké dans l’anthroposphère. Considérer ce carboneentièrement émis induit une erreur d’estimation de 675 Mt CO2, l’équivalent de 92% des émissions de GES canadiennes en 2014. Les méthodes dites dynamiques permettent de considérer l’influence d’aspects temporels en ACV. Elles permettent d’éviter les hypothèses simplificatrices (1) et (2). Cependant, ces méthodes sont relativement récentes. Il existe peu d’exemples de leur application dans la littérature, notamment dans le domaine de l’ACV du bâtiment, où leur complexité additionnelle en termes de ressources (temps, données) est un enjeu important. L’objectif de ce projet est de comparer les résultats des méthodes statique et dynamique pour l’évaluation des impacts climatiques des produits du bois en ACV du bâtiment. Plus spécifiquement, cet objectif implique d’identifier une méthode dynamique adaptée à l’ACV du bâtiment, puis de l’utiliser dans une étude de cas. Ces objectifs spécifiques sont couverts dans deux articles. Le premier article dresse une revue critique des méthodes de modélisation du carbone biogénique en ACV et identifie la méthode dynamique du potentiel de réchauffement global biogénique (PRGbio) comme bien adaptée à l’ACV du bâtiment. Celle-ci permet d’intégrer des aspects dynamiques à l’ACV du bâtiment sans trop complexifier la collecte de données d’inventaire du cycle de vie. Le second article décrit l’application de la méthode PRGbio à l’étude de cas des Habitations Trentino, un bâtiment en bois situé à Québec. Comparativement à une approche statique, l’approche dynamique entraîne une réduction des impacts climatiques liés à l’utilisation des produits du bois. Ce résultat suggère que les méthodes d’ACV actuelles surévaluent les impacts environnementaux du carbone biogénique, et que des politiques encourageant la construction en bois auraient un potentiel d’atténuation des changements climatiques prometteur. / The building sector accounts for up to 30% of global GHG emissions. In Canada, it represents 12% of direct GHG emissions; these impacts are expected to significantly increase before 2030. Using more harvested wood products (HWP) in buildings could reduce the climate change impacts of the building sector and help reach the national mitigation goals set under the Paris Agreement. By encouraging sustainable forest management, this could also reduce forest carbon emissions, e.g. by reducing the risks and consequences of natural disturbances (fires, insects, etc.). Combining (i) sustainable forest management, (ii) temporary carbon storage and (iii) substitution benefits in integrated management approaches could provide large, necessary mitigation benefits. The potential benefits of integrated approaches including HWP are increasingly recognized, but assessing their actual climate impacts remains challenging. Life cycle assessment (LCA) is used in environmental engineering to assess the life cycle impacts products or services. However, there is currently no consensus in LCA on the assessment of carbon from biological processes, biogenic carbon. Traditional (static) practice disregards the influence of time considerations in LCA, and generally considers biogenic carbon (1) carbon neutral or (2) entirely emitted at the moment of harvest. This is a problem, since the climate change impacts of greenhouse gases (GHG) are a function of their atmospheric concentration over time. Disregarding time considerations can thus lead to estimation errors. In Canada, 57% of the biogenic carbon captured in wood products between 1990 and 2008 still remains in the anthroposphere. To consider it entirely emitted at harvest induces an estimation error of 675 Mt CO2, or approximately 92% of total Canadian GHG emissions in 2014. Dynamic approaches include time considerations in LCA and avoid simplifying assumptions (1) and (2). However, dynamic approaches are relatively recent. There are few available case studies and guidelines in the literature, notably in the field of building LCA, where the additional complexity and ressources (time, data) is a concern. The goal of this project is to compare the results of static and dynamic LCA approaches in the analysis of the climate change impacts of HWP in building LCA. More specifically, this goal implies identifying a dynamic approach well adapted to building LCA, and applying it in a case study. These objectives are covered in two articles. The first article is a critical review of biogenic carbon assessment methods in LCA. It identifies the biogenic global warming potential (GWPbio), a dynamic LCA approach, as well adapted for building LCA. The GWPbio approach can include time considerations in LCA, but is less resource-intensive than other approaches. The second article describes the use of GWPbio in the LCA of the Trentino building, a timber building located in Quebec City. Compared to static approaches, using GWPbio reduces the global warming impacts of HWP. This result suggests that current LCIA practice overestimates the impacts of biogenic carbon and HWP. Consequently, encouraging an increased use of HWP in the building sector could provide promising climate change mitigation benefits. / The building sector accounts for up to 30% of global GHG emissions. In Canada, it represents 12% of direct GHG emissions; these impacts are expected to significantly increase before 2030. Using more harvested wood products (HWP) in buildings could reduce the climate change impacts of the building sector and help reach the national mitigation goals set under the Paris Agreement. By encouraging sustainable forest management, this could also reduce forest carbon emissions, e.g. by reducing the risks and consequences of natural disturbances (fires, insects, etc.). Combining (i) sustainable forest management, (ii) temporary carbon storage and (iii) substitution benefits in integrated management approaches could provide large, necessary mitigation benefits. The potential benefits of integrated approaches including HWP are increasingly recognized, but assessing their actual climate impacts remains challenging. Life cycle assessment (LCA) is used in environmental engineering to assess the life cycle impacts products or services. However, there is currently no consensus in LCA on the assessment of carbon from biological processes, biogenic carbon. Traditional (static) practice disregards the influence of time considerations in LCA, and generally considers biogenic carbon (1) carbon neutral or (2) entirely emitted at the moment of harvest. This is a problem, since the climate change impacts of greenhouse gases (GHG) are a function of their atmospheric concentration over time. Disregarding time considerations can thus lead to estimation errors. In Canada, 57% of the biogenic carbon captured in wood products between 1990 and 2008 still remains in the anthroposphere. To consider it entirely emitted at harvest induces an estimation error of 675 Mt CO2, or approximately 92% of total Canadian GHG emissions in 2014. Dynamic approaches include time considerations in LCA and avoid simplifying assumptions (1) and (2). However, dynamic approaches are relatively recent. There are few available case studies and guidelines in the literature, notably in the field of building LCA, where the additional complexity and ressources (time, data) is a concern. The goal of this project is to compare the results of static and dynamic LCA approaches in the analysis of the climate change impacts of HWP in building LCA. More specifically, this goal implies identifying a dynamic approach well adapted to building LCA, and applying it in a case study. These objectives are covered in two articles. The first article is a critical review of biogenic carbon assessment methods in LCA. It identifies the biogenic global warming potential (GWPbio), a dynamic LCA approach, as well adapted for building LCA. The GWPbio approach can include time considerations in LCA, but is less resource-intensive than other approaches. The second article describes the use of GWPbio in the LCA of the Trentino building, a timber building located in Quebec City. Compared to static approaches, using GWPbio reduces the global warming impacts of HWP. This result suggests that current LCIA practice overestimates the impacts of biogenic carbon and HWP. Consequently, encouraging an increased use of HWP in the building sector could provide promising climate change mitigation benefits.

Le contexte dans lequel les ingénieurs évoluent a beaucoup changé au cours des deux dernières décennies. De nombreuses organisations désirent désormais orienter leurs activités pour s'inscrire dans un développement dit plus durable. En tant qu'employés de telles organisations, les ingénieurs sont appelés à modifier leurs pratiques professionnelles. Néanmoins, la prise en compte systématique des principes du développement durable en ingénierie est peu répandue et ce pour de nombreuses raisons. Le domaine du génie de l'environnement, auquel se rattache l'assainissement des eaux usées, occupe une position particulière face à l'ingénierie durable. Ce domaine est précurseur, car il se consacre à des problématiques environnementales spécifiques depuis plusieurs années. Toutefois, la considération d'une gamme variée d'enjeux de développement durable peut se voir entravée par un accent trop prononcé sur le volet environnemental. Au Québec, les infrastructures municipales d'assainissement des eaux usées ont en grande partie été construites au cours des années 1980 et 1990 et plusieurs de ces systèmes devront bientôt être modernisés ou remplacés. Il est donc pertinent, voire essentiel, de penser ces interventions pour maximiser leur contribution au développement urbain durable. De cette mise en contexte se dégagent les deux thèmes couverts dans la thèse, soit l'intégration des principes du développement durable à la pratique de l'ingénierie et la conception des systèmes municipaux d'assainissement des eaux usées (SMAEU) selon ces principes. Le premier thème a été traité par l'analyse des principes pour l'ingénierie durable ainsi que par la synthèse des concepts, modèles et théories abordant les phénomènes socio-environnementaux selon une approche systémique. II en a résulté une liste structurée de principes ainsi qu'un cadre conceptuel pour l'ingénierie durable. Les particularités de la conception durable, peu traitées dans la littérature, ont aussi été étudiées. Un processus intégré de conception durable pour l'ingénierie (P1CDI) a été ensuite élaboré. Les tâches du P1CDI couvrent six dimensions permettant de distinguer la conception durable de la conception conventionnelle. Pour le second thème, le PICDI a été appliqué au projet de modernisation du SMAEU de Deauville, suite à l'évaluation de celui-ci dans sa configuration existante à l'aide de critères techniques et de développement durable. L'évaluation du SMAEU existant et des options envisagées pour sa modernisation ont reposé sur de nombreux outils, notamment l'analyse environnementale sur le cycle de vie (AECV), l'analyse des coûts sur le cycle de vie (ACCV) et la consultation des parties prenantes. D'après la revue de littérature ces outils sont peu appliqués à des SMAEU desservant des petites communautés et aucune étude recensée ne porte sur les technologies mobilisées par le SMAEU de Deauville pour la collecte et l'épuration des eaux usées. D'après l'AECV et l'ACCV du système existant, les principaux impacts environnementaux et coûts du système existant sont associés au réseau de collecte. Ce dernier engendre aussi les principales lacunes sur le volet social. Des résultats similaires ont été obtenus lors de l'évaluation des options considérées pour la modernisation du SMAEU de Deauville. L'utilisation du PICDI pour ce projet a permis l'atteinte de teintes acceptables ou élevées pour la plupart des dimensions de la conception durable. Toutefois, aucune des options envisagées ne permet des gains majeurs selon les trois volets du développement durable. Ainsi, une contribution accrue des SMAEU au développement urbain durable passe probablement par une refonte d'envergure majeure, permettant notamment la valorisation de l'énergie et des nutriments présents dans les eaux usées.

Le véhicule électrique est aujourd’hui présenté comme l’une des solutions alternatives sérieuses au véhicule à moteur à combustion interne, visant à limiter la consommation d’énergies fossiles, ainsi que les émissions de polluants locaux et de gaz à effet de serre. L’évaluation des forces et faiblesses de cette technologie au regard de l’environnement est aujourd’hui limitée, compte tenu notamment du peu de retour d’expérience sur ce type de véhicules.L’objectif de ce travail de recherche est de proposer une approche combinant une connaissance fine du véhicule étudié (obtenu notamment par des essais expérimentaux et l’utilisation de modèles de consommation) et de la méthode d’évaluation environnementale Analyse de Cycle de Vie (ACV), pour identifier les paramètres clefs du bilan environnemental, et par différentes analyses de sensibilité, d’en proposer une analyse détaillée. Pour y parvenir, des essais expérimentaux ont été réalisés sur un véhicule électrique à usage essentiellement urbain et son équivalent thermique. Un modèle permet d’estimer les consommations de véhicules selon leurs spécificités (chimie et capacité de batterie, rendement de la chaîne de traction) et leurs conditions d’utilisation (trafic, usages d’auxiliaires). Des hypothèses et scénarios sont également établis sur la durée de vie des batteries qui équipent le véhicule. Les jeux de données obtenus sont mis en œuvre dans l’ACV d’un véhicule électrique, et les résultats obtenus interprétés puis comparés à ceux du véhicule thermique équivalent. Enfin, analyses de sensibilité et test de divers scénarios permettent l’identification des paramètres clefs du bilan environnemental. / Today, the electric vehicle is seen as a potent substitute to the internal combustion engine vehicle, aiming at reducing consumption of fossil fuels, and emissions of local pollutants and greenhouse gases. The assessment of strengths and weaknesses of this technology from the environmental viewpoint is currently limited, especially considering the lack of experiment feedbacks.The objective of this research is to offer an approach combining a deep understanding of the studied vehicle (through experiments and use of consumption patterns) and the environmental assessment method “Life Cycle Analysis” (LCA), to identify the key parameters of environmental appraisal, and relying on different sensitivity analysis, to propose a detailed analysis.To achieve this, experimental tests were carried out on an urban electric vehicle and its internal combustion engine equivalent. A model was built to estimate the consumption of electric vehicles according to their characteristics (chemistry and battery capacity, vehicle energy efficiency) and use (traffic, use of auxiliaries). Assumptions and scenarios are also made on the lifetimes of batteries in the vehicle. The data sets obtained are implemented in the life cycle analysis of an electric vehicle, and the results are interpreted and compared to its internal combustion engine equivalent vehicle. In the end, sensitivity analysis and test of various scenarios allow the identification of key parameters for the environmental assessment.

Le nettoyage en place des membranes en industrie agro-alimentaire est une opération cruciale qui, outre les exigences de sécurité sanitaire des installations et des produits traités doit permettre de restaurer les performances de la filtration (sélectivité, flux) en éliminant le colmatage formé pendant l'étape de production. Malheureusement cette étape repose encore sur des bases empiriques et non optimisées. A cause d'un manque de notions fondamentales, elle est encore pressentie comme un frein à l'utilisation massive des procédés membranaires. Une démarche originale a été menée dans le cadre de cette thèse incluant la réflexion sur l'incidence des paramètres hydrodynamiques des conditions de production sur la cohésion du dépôt colmatant et plus particulièrement de sa fraction irréversible, dont la nettoyabilité est étudiée. Pour fonder cette démarche, une étude comparée du colmatage et du nettoyage au flux limite et au flux critique a été réalisée en intégrant le rôle de la physico-chimie et de l'hydrodynamique pendant la phase de production. cette étude s'inscrit dans un cadre d'éco-conception de procédé, avec une analyse de cycle de vie réalisée afin d'estimer l'impact environnemental de l'étape de nettoyage via divers scénarii simplifiés. / The cleaning in place of membranes in food-processing industry is crucial operation which, besides the requirements of sanitary safety of the installations and the treated products allows to restore the performances of the filtration (flux, selectivity) by removing the fouling formed during the production step. Unfortunately, this cleaning step still rests on empirical and not optimized bases. Because of a lack of fundamental notions, it is still anticipated as a brake in the massive use of the membrane processes. An original approach is led within the framework of this thesis including the reflexion on the incidence of the hydrodynamics parameters of the conditions of production on the cohesion of the fouling deposit and more particularly its irreversible fraction which this cleanability is studied. To establish this approach, a study compared by the fouling and by the cleaning with the limiting flux and with the critical flux is realized by integrating the role of the physic-chemistry and the hydrodynamics during the production step. This study joins in a frame of eco-design of process, with an analysis of life cycle realized to estimate the environmental impact of the cleaning step by diverse scenarios.

Les travaux de cette thèse se focalisent sur l’élaboration du cadre méthodologique de l’Analyse du cycle de vie territoriale spatialisée (ACVTS), qui intègre la spatialisation dans le calcul des impacts environnementaux, et son application sur un territoire d’étude dans une optique d’aide à la décision. Elle s’organise autour de : (1) la construction du cadre méthodologique de l’ACVTS ; (2) la spatialisation des émissions azotées ; (3) le développement d’une méthode de caractérisation régionalisée de l’eutrophisation ; (4) la comparaison des résultats d’ACVTS et d’ACV. L’ACVTS permet une évaluation des impacts du territoire plus proches des impacts réels et permet de cartographier émissions et impacts pour l’aide à la décision. Gourmande en temps, données et expertise, elle nécessite de bien définir le questionnement de l’étude. / This thesis focuses on development of the spatialized territorial life cycle assessment (STLCA) method, which spatializes environmental-impact calculation, and on its application to a case study to help decision making. The thesis is organized into four main chapters: (1) building the STLCA framework, (2) spatializing nitrogen emissions, (3) developing regionalized characterization factors for eutrophication and (4) comparing STLCA and LCA results. STLCA can estimate environmental impacts of a territory that are more similar to real impacts and can map emissions and impacts to help decision making. However, STLCA requires time, data and expertise to be applied; thus, it is necessary to determine its suitability for the goals of a given study before using it.