À l'heure où toute décision stratégique doit être conforme aux principes de la durabilité, l'évaluation des conséquences environnementales, économiques et sociales d'un choix d'ingénierie s'avère nécessaire. Parmi les outils d'évaluation des systèmes et de leurs conséquences, l'analyse de cycle de vie (ACV) dérivée de la pensée cycle de vie s'est imposée comme la méthode la plus adaptée à un tel niveau de décision. Historiquement focalisée sur les impacts environnementaux, l'ACV a naturellement étendue son champ d'évaluation aux aspects économiques, sociaux et d'ingénierie pour devenir une analyse de la durabilité (AdCV) des systèmes. L'AdCV est ainsi en train d'émerger et nécessite des propositions d'améliorations méthodologiques et des applications concrètes pour devenir robuste et applicable. Cette étude présente l'évaluation de la durabilité d'un système dans le contexte de l'agro-industrie oléicole. À cet effet, elle propose une approche intégrée d’évaluation de la durabilité basée sur l’AdCV couplée à la modélisation des processus et des procédés et, l'analyse multicritère pour l'aide à la décision. Une première partie traite des concepts de durabilité, d'ingénierie et d'agro-industrie oléicole à travers une analyse de la littérature scientifique. Dans la deuxième partie, l'approche d'évaluation de la durabilité proposée est décrite, formalisée et implémentée dans la solution logicielle « EcOlive » à l'aide d'outils empruntés à la modélisation des systèmes. Enfin, la troisième partie présente les résultats de l’application de l’approche à l’agro-industrie oléicole en s’appuyant sur un ensemble de données terrain récoltées dans le cadre du projet européen OiLCA. / Nowadays, any strategic decision must be in accordance with the sustainability principles. Therefore, companies need to evaluate the consequences of their activities and products onto environment, economy and society. Life cycle assessment (LCA) from Life cycle thinking (LCT) is one of the major environmental impact evaluation methods for product, process or service and the trends is to integrate economic and social aspects to become a life cycle sustainability assessment (LCSA). However, LCSA is still in its infancy and needs methodological proposals to be applicable. This study presents sustainability assessment in the olive oil agro-industrial context. In doing so, a systemic approach based on the coupling between LCSA, enterprise modeling, chemical process modeling and multicriteria analysis is proposed. The approach is then validated by the development of the software solution “ Ecolive ” for sustainability assessment of olive oil production. This application relies on field data collected under the European OiLCA project.

Le domaine abordé dans notre travail se situe autour de l'aide à la décision multi-critère. Nous avons tout d'abord étudié les risques bancaires au travers d'une revue de la littérature très large. Nous avons ensuite élaboré un modèle théorique regroupant quatre catégories différentes composées de dix-neuf cas de risques financiers. Au travers de ce modèle théorique, nous avons mené une validation expérimentale avec un cas réel : La caisse d'épargne du Midi-Pyrénées. Cette validation expérimentale nous a permis un approfondissement des analyses des pratiques pour la gestion des risques financières. Dans cette thèse, nous cherchons à apporter une contribution à la gestion des risques dans le domaine du secteur financier et plus particulièrement pour la sécurité de système d'information et plus précisément au niveau de la caisse d'épargne. Ces analyses s'appuient donc sur des faits observés, recueillis et mesurés, des expérimentations réelles, résultant de la politique de sécurité des systèmes d'information et voulant offrir une approche pragmatique de la présentation de l'analyse de risques financiers grâce à des méthodes d'aide multicritère à la décision. L'élaboration de ce modèle permet de représenter certains aspects spécifiques des risques financiers. Nos recherches ont donné lieu à la réalisation d'un résultat concret : un système d'aide à la décision pour les besoins du responsable du système d'information de la caisse d'épargne. Il s'agit d'un système efficace présentant les résultats sous forme de figures relatives pour les valeurs des critères attribués par le responsable de système de sécurité d'informations (RSSI). / We are working on multicriteria decision analysis. We started with the study of risk typology through a huge review of literature. We have developed a theoretical model grouping four different categories of nineteen financial risk cases. Through this theoretical model, we have applied them to the "Caisse d'Epargne Midi-Pyrénées". In this thesis, we seek to make a contribution to the security management of information systems at the level of the savings bank. These analyzes are based on facts observed, collected and measured with real experiments resulting in its information system security policy and want to offer a pragmatic approach to the presentation of financial risk analysis through methods supporting. multicriteria decision analysis. The development of this model makes it possible to represent certain specific aspects of the financial risks that have often occurred in their activities. Our research led to the achievement of a concrete result in relation to the needs of the information system manager of the savings bank. It is an effective decision support system by constructing relative figures for the values of the criteria assigned by the RSSI.

Dans plusieurs territoires agricoles, les débits des rivières pendant l’étiage sont régulièrement inférieurs aux normes, signant des situations de « déséquilibre structurel » entre offre et demande en eau. Les différents acteurs du territoire peinent à s’accorder sur les changements à engager, d’autant que les impacts de ces changements sont incertains. Que valent alors les différentes propositions avancées pour résoudre le déséquilibre hydrique ? Je réponds à cette question en concevant une démarche d’évaluation multicritère multi-acteur que je déploie sur le territoire de l’Aveyron aval – Lère (Sud-Ouest de la France). Quatre scénarios - trois visant à réduire l’irrigation et un à améliorer le stockage de l’eau - sont comparés au travers de simulations informatiques (modèle MAELIA) et de jugements d’acteurs (outil KERBABEL DST). Les scénarios se différencient en termes d’intensité et de diversité des impacts simulés, d’intérêts ou préjudices perçus par les acteurs, et de capacité à produire du consensus ou de la discorde. Les connaissances développées à l’issue de cette thèse sont d’ordres agronomique, socioéconomique et méthodologique. / In many agricultural landscapes, river flows during the low-water period regularly fall below regulatory thresholds, indicating situations of structural imbalance between the water offer and demand. The various stakeholders disagree on the changes to implement, especially since the impacts of these changes are uncertain. In this context, how valuable are the different proposals to solve the water imbalance? I answer this question by designing a multi-actor multicriteria evaluation method, which I adapt to the downstream Aveyron watershed (South-Western France). Four scenarios – three aiming to reduce irrigation withdrawals and one improving water storage – are compared based on computer simulations (MAELIA model) and stakeholder judgments (KERBABEL deliberation support tool). Scenarios differ from each other in terms of magnitude and diversity of the simulated impacts, perceived advantages and weaknesses, and capability to generate consensus or discord among stakeholders. Agronomic, socioeconomic and methodological knowledge is derived from this thesis.

Ce mémoire présente un cadre d’évaluation des performances économique, environnementale et sociale dans les chaînes logistiques. Nous avons proposé un modèle de caractérisation de la performance « globale », intégrant les trois performances liées au développement durable (économique, environnementale et sociale) dans les chaînes logistiques. Ce modèle nous a permis d’analyser les impacts des pratiques de gestion des chaînes logistiques sur un ensemble d’enjeux durables, matérialisés par la Matrice de Performance Globale des Chaînes Logistiques (MPGCL). Un modèle analytique permet ensuite d’évaluer ces impacts sous une forme agrégée par un triplet : . Trois instanciations de la MPGCL ont été réalisées : académique (basée sur l’analyse de la littérature), industrielle (basé sur des référentiels industriels) et empirique (suite à une enquête de terrain). Une approche multicritère d’aide à la décision pour le choix des pratiques à mettre en œuvre (CAMPLID) a été proposée. Son application sur les instances de MPGCL permet un classement de bonnes pratiques des chaînes logistiques basé sur l’amélioration simultanée, et selon différentes stratégies, des trois performances économique, environnementale et sociale. Une étude plus spécifique selon une approche par simulation de l’impact des pratiques d’approvisionnement (approvisionnement individuel / mutualisé, différentes règles de réapprovisionnement) sur des enjeux durables complète ce travail. / This thesis presents a framework for assessing economic, environmental and social performances in supply chains. We propose a characterization model for "global" performance, integrating the three performances related to sustainable development (economic, environmental and social) in supply chains. This model allows us to analyze the impacts of management practices in supply chains on a set of sustainability fields, materialized by the Global Performance Matrix of Supply Chain (MPGCL). An analytical model is used to evaluate these impacts in aggregate form by a triplet. Three instantiations of MPGCL are carried out: academic, industrial and empirical. A multicriteria decision-making approach for selecting practices to implement (CAMPLID) is proposed. Its application to MPGCL instances allows a ranking of supply chains best practices, based on the simultaneous improvement of the economic, environmental and social performances. A more specific study in a simulation of the supply practices (individual/shared supply, different rules replenishment) impacts on sustainability fields complete this work.

Le secteur du bâtiment est l’un secteur des plus énergivore, sa consommation énergétique importante découle d’une part de la dégradation des matériaux propre à leur vieillissement et d’autre part, au manque d’un cadre réglementaire énergétique plus strict accompagnant la conception. Enfin cette consommation énergétique est due à la présence des usagers. Ceci est d’autant plus vrai pour le secteur tertiaire au travers leurs activités, leurs comportements et leur degré d’appartenance que les usagers donnent à ces types de bâtiments. En effet, même si tout le monde les utilise, personne ne se sent responsable de leur maintenance. Le travail présenté ici met en avant la relation entre la consommation énergétique dans les campus universitaires et le comportement des usagers. Les résultats sont analysés dans un contexte climatique comparable (paramètre clé les Degrés Jours Unifiés - DJU), avec indicateurs d’évaluation partageables (ce qui ont été judicieusement choisis à partir d’une comparaison entre différents systèmes d’évaluation) et traduit dans une méthodologie d’évaluation (basée sur les méthodes multicritères). Celle-ci tient compte de la multiplicité d’usages, d’usagers et d’attentes énergétiques, environnementales et de confort présents dans ce type de secteur tertiaire. L’objectif principal de cette étude a été d’élaborer une démarche d’amélioration environnementale et énergétique pour l’exploitation des bâtiments tertiaires, pour aller vers la réhabilitation thermique et énergétique, en considérant d’une part, la satisfaction des usagers et d’autre part les performances énergétiques et environnementales améliorées des bâtiments analysés. Ce mémoire de thèse est construit autour la logique suivante : une mise en situation des problématiques énergétiques internationales et nationales (France et du Chili). Un focus sur l’énergie dans le secteur tertiaire, permet de s’imprégner des différents dispositifs mis en place pour atteindre l’objectif de réduction de la consommation d’énergie et des émissions de CO2. Une grille de comparaison qui va nous permettre de réaliser les analyses de consommations énergétiques à différentes périodes de l’année avec un seul paramètre climatologique le DJU, est mise en avant. Ensuite les différents campus et sites universitaires sur lesquels nous appuyons la réflexion sont présentés. Dans ceux-ci, nous analysons à différentes échelles spatio-temporelles et avec différents types d’analyses qualitatives et quantitatives, les variables discriminantes qui seront essentielles pour parvenir à une amélioration énergétique au fil du temps. Par la suite, une ligne de base de critères et indicateurs qui vont nous permettre d’évaluer avec la même échelle d’évaluation, la performance énergétique et environnementale des bâtiments dans leur état actuel est crée. Pour, ensuite, les comparer dans un état optimisé lorsque les améliorations énergétiques ont été mises en place. Enfin nous proposons une méthodologie d’évaluation et d’amélioration environnementale pour l’exploitation des bâtiments tertiaires qui va mettre en relation de façon originale les besoins énergétiques, environnementaux, économiques et de confort des gestionnaires et des usagers universitaires. Une modélisation thermique de solutions de réhabilitation et un modèle économique, assez simple, sont proposés pour illustrer l’application de la méthodologie. / The buildings sector is one of the largest energy consuming sectors, its high energy consumption stems to construction materials degradation on the one hand and to the lack of a stricter regulatory context in design step on the other hand. Finally, this energy consumption is due to the presence of users. This is especially true for the service sector through its activities, its behavior and the sense of belonging of users to this type of buildings. Even if everyone uses them, nobody feels responsible for their maintenance.The work presented here highlights the relationship between energy consumption in university campuses and user’s behavior. The results are analyzed in a comparable climatic context (the key parameter Unified Degree Days - UDD) with sharable assessment indicators (which have been carefully selected from a comparison between different assessment systems). Then, the results are translated into an evaluation methodology (based on multicriterio analysis). The methodology takes into account the multiplicity of uses, users and energy resources, environment and comfort requirements expected in this service sector.This study aims to develop an environmental and energy improvement approach for the operation of tertiary buildings, to move towards a thermal and energy rehabilitation, considering on the one hand, user satisfaction and on the other hand the energy and environmental improved performance of the studied buildings.This manuscript of thesis is built around the following logic: an overview of national and international energy issues (France and Chile). A specific reference to energy in the tertiary sector emphasizes the different mechanisms put in place to achieve the reduction target of energy consumption and CO2 emissions. A comparison grid is built to analyze energy consumptions at different times of the year with a single climate parameter: the DDU (Unified Degree Days). Then, the different campuses and universities supported by the reflection are presented. In these study cases, we analyzed at different spatio-temporal scales and with different types of qualitative and quantitative analysis, the discrimination of critical variables to achieve energy improvements over time. Subsequently, a baseline of criteria and indicators is developed to evaluate the energy and environmental performance of buildings in their current state with the same rating scale. Then energy improvements are implemented to compare them in an optimized state. Finally, we propose an evaluation methodology and environmental improvements for the operation of tertiary buildings which will bring together in an original way the energy, environmental, economic and comfort managers and users universities needs. Thermal modeling solutions and economic rehabilitation rather simple model are provided to illustrate the application of the methodology. / El sector de la construcción es uno de los sectores que más energía consume, este consumo se debe en parte a la degradación de sus materiales, propia al paso del tiempo, a la falta de un marco legal energético más estricto que regule su diseño-concepción y por otra a la presencia de sus usuarios. Este fenómeno se vuelve más recurrente en el sector terciario debido a sus actividades, sus comportamientos y el grado de pertenencia que los usuarios le dan a este tipo de edificios. De hecho, si es cierto que todo el mundo los puede utilizar, no todos se sienten responsables de su cuidado.El trabajo que aquí se ha desarrollado presenta la relación entre el consumo energético de los campus universitarios y el comportamiento de sus usuarios. Los resultados se han analizado bajo un contexto climático comparable (parámetro clave los Grados Días Unificados - GDU), indicadores de evaluación adaptables (que han sido cuidadosamente seleccionados a partir de una comparación entre distintos sistemas de evaluación - certificaciones) y que se han traducido a través de una metodología de evaluación (basada en métodos de multicriterio). Esta metodología considera la multiplicidad de usos, de usuarios y de requerimientos energéticos, medioambientales y de confort presentes en este tipo de sector terciario.El objetivo principal de este estudio ha sido desarrollar una metodología de mejora energética y medioambiental para la operación de edificios terciarios, que permitirá además de considerar una rehabilitación térmica y energética, teniendo en cuenta, por una parte, la satisfacción de los usuarios y por otra el desempeño energético y medioambiental mejorado de los edificios analizados.La memoria de la tesis ha sido construida bajo la siguiente lógica: la presentación de las problemáticas energéticas internacionales y nacionales (de Francia y de Chile). Una visión de la energía en el sector terciario, permite ahondar sobre los diferentes mecanismos establecidos para lograr el objetivo de reducir el consumo energético y las emisiones de CO2. Un sistema de comparación nos permite analizar el consumo energético en diferentes periodos del año, a través de un único parámetro climático, el GDU. A continuación se presentan los diferentes campus y sitios universitarios en los que nos apoyamos para el análisis. En ellos, analizamos a diferentes escalas espacio-temporales y con diferentes tipos de análisis cualitativos y cuantitativos, las variables discriminantes que serán fundamentales para lograr la mejora de la eficiencia energética a través del tiempo. Posteriormente, construimos una línea de base de criterios e indicadores que nos permitirá evaluar a través de una misma escala de evaluación, el desempeño energético y medioambiental de los edificios en su estado actual, para luego compararlos en un estado óptimo cuando diferentes mejoras energéticas se han implementado. Por último, proponemos una metodología de evaluación y de mejoras energéticas para la operación de edificios terciarios, dicha metodología relaciona de manera original las necesidades energéticas, medioambientales, económicas y de confort de gestores y de usuarios universitarios. Finalmente, proponemos para ilustrar la aplicación de la metodología, un modelo térmico de soluciones de rehabilitación y un modelo económico simplificados.

L'environnement manufacturier moderne est face à un bouleversement de paradigmes nécessitant plus de changeabilité au niveau physique et logique. Un système manufacturier Changeable est défini comme un système de production ayant les capacités de faciliter les changements adéquats, permettant d'ajuster ses structures et ses processus en réponse aux différents besoins. Dans ce contexte, les systèmes manufacturiers doivent se doter d’un très haut niveau de reconfigurabilité, qui est considérée comme l’un des facteurs majeurs du concept de changeabilité. En effet, dans la vision de l'Usine du Futur, la reconfigurabilité est essentielle pour s'adapter efficacement à la complexité croissante des environnements manufacturiers. Elle assure une adaptation rapide, efficace et facile de ces systèmes tout en étant réactif, robuste et économiquement compétitif. L’objectif est de répondre aux nouvelles contraintes internes et externes telles que la globalisation, la variété des produits, la personnalisation de masse ou le raccourcissement des délais. À travers cette thèse, nous étudions la problématique de conception des systèmes manufacturiers reconfigurables (Reconfigurable Manufacturing System – RMS). L’objectif consiste à concevoir des systèmes réactifs en se basant sur leurs capacités en matière de reconfigurabilité. Nous avons étudié ce problème sur trois niveaux : (i) le niveau des composantes, relatif aux modules des machines reconfigurables, (ii) le niveau des machines et leurs interactions, ainsi que l’impact de ces interactions sur le système et (iii) le niveau de l'atelier, composé de l'ensemble des machines reconfigurables. Nous avons développé pour chaque niveau, des indicateurs de performance afin d’assurer les meilleures performances du système conçu, tels que l’indicateur de modularité, l’indicateur de flexibilité, l’indicateur de robustesse et l’effort d'évolution d'un système reconfigurable. Pour l'ensemble des problèmes étudiés, nous avons développé des modèles d’optimisation multicritère, résolus à travers des heuristiques ou des métaheuristiques multicritères (comme le recuit simulé multicritère (AMOSA) et les algorithmes génétiques multicritère (NSGA-II)). De nombreuses expériences numériques et analyses ont été réalisées afin de démontrer l’applicabilité de nos approches / The modern manufacturing environment is facing a paradigm shift that require more changeability at physical and logical levels. A Changeable Manufacturing System is defined as a production system that has the ability to facilitate the right changes, allowing the adjustment of its structures and processes in response to the different needs. In this context, manufacturing systems must have a very high level of reconfigurability, which is considered to be one of the major enablers of changeability. From the perspective of the “Factory of the future”, the reconfigurability is essential to effectively adapt to the ever-increasing complexity of manufacturing environments. It allows a rapid, efficient and easy adaptation of these systems while being responsive, robust and economically competitive. The objective is to respond to new internal and external constraints in terms of globalization, variety of products, mass customization, and shorter lead times. Through this thesis, we study the problem of design of reconfigurable manufacturing systems (RMS) that meets these requirements. The goal is to design responsive systems based on their key features of reconfigurability. We have studied the RMS design problem on three levels: (i) the level of the components, relating to the modules of the reconfigurable machines, (ii) the machine level and their interactions, as well as the impact of these interactions on the system and (iii) the workshop level composed of all the reconfigurable machines. We have developed for each level, performance indicators to ensure a better responsiveness and a high performance of the designed system, like the modularity index, the flexibility index, the robustness index and the layout evolution effort of a reconfigurable system. For each of the studied problems, we developed multicriteria optimization models, solved through heuristics or multicriteria metaheuristics (such as archived multi-objective simulated annealing (AMOSA) and multi-objective genetic algorithms (NSGA-II)). Numerous numerical experiments and analyzes have been performed to demonstrate the applicability of our approaches

L’étude dévoile un caractère pluridisciplinaire portant dans un premier temps sur l’économie du développement durable, l’économie de l’environnement et l’économie écologique.Dans un second temps, nous décryptons précisément, l’agencement en usage, des politiques publiques d’énergie sur une échelle continentale, nationale et territoriale d’analyse du sujet, en s’appuyant sur les données de politiques économiques de l’énergie pour l’Europe, la France et la région Corse. La Corse et ses dispositions particulières liées à son insularité sont appréhendées.Une simulation d’évaluation multicritère de scénarios d’avenir énergétiques conclue nos travaux. L’objectif ici est de déterminer les trajectoires pertinentes en matière de scénarios d’avenirs énergétiques pour la Corse.Elle comprend la construction des scénarios, une présentation de la typologie de recherche d’une évaluation multicritère, incluant un résumé de la littérature scientifique appliquée aux scénarios énergétiques dans le cadre d’une évaluation multicritère, et une synthèse des problématiques multicritères, ainsi qu’un developement portant sur le choix de la méthode.Les résultats de l’évaluation indiquent une préférence forte pour le scénario du développement durable. Ils déterminent le meilleur compromis possible entre les différentes hypothèses de scénario selon les critères retenus. Le résultat obtenu indique que le développement durable offre des solutions aux problématiques locales. / The study reveals a multidisciplinary character concerning, in the first time, the economy of the sustainable development, economy of the environment and ecological economy.In the second time, we will study precisely, the way public policies on energy are carried out and regarded at, on a continental, national and territorial ladder, by leaning on the political data of the macroeconomics of energy politics for Europe, France and finally the Corsican region. The frame of the analysis was delimited by an applied formal perimeter, and inscribes itself in a continuum of integration of sustainable development as an aim. All the aspects of the particular situation of Corsica due to its insularity will be approached and studiedA multicriteria simulation and evaluation of different energy scenarios which will conclude our work. The objective here is to determine the best possible ways for Corsica to source its energy in the future.This includes the construction of scenarios, a presentation of the research typology of a multicriteria evaluation, including a summary of the scientific literature applied to energy scenarios as part of the multicriteria evaluation, and a synthesis of multicriteria problematic, as well as a development concerning the choice of the applied method.The results of our study point out a strong preference for the scenario of sustainable development. They determine the best possible compromise between the different hypothetical scenarios according to our chosen criteria. Our obtained result points out that sustainable development offers the best solutions to local given problems.

Dans cette thèse nous proposons un outil d’aide à la décision multicritère qui permet aux décideurs de sélectionner un scénario optimal dans un graphe de projet qui contient toutes les alternatives de choix de conception et de réalisation d’un nouveau système, tout en tenant compte des risques inhérents aux choix réalisés. Le modèle du graphe est construit en considérant toutes les décisions collaboratives des différents acteurs impliqués dans le projet. Cet outil d’aide à la décision est basé principalement sur les techniques de l’optimisation combinatoire. En effet, nous avons choisi de travailler avec la métaheuristique ACO (algorithme d’optimisation par colonies de fourmis) vu sa capacité à fournir des solutions optimales dans un temps raisonnable. Les objectifs à minimiser sont le coût global du projet, sa durée totale de réalisation et l’incertitude sur ces critères (coût, durée). La modélisation des incertitudes a été abordée suivant deux approches différentes. La première approche consiste à modéliser l’incertitude en utilisant des intervalles simples et en la considérant comme un objectif à part entière à optimiser avec le coût et la durée. Quant à la deuxième approche, elle permet de modéliser l’incertitude sur les objectifs du projet (coût, durée) sous formes de distributions de probabilités. L’outil d’optimisation proposé dans la thèse fait partie d’un processus intégré et plus global qui se base sur les standards industriels (processus d’ingénierie système et de management de projet) qui sont largement connus et utilisés dans les entreprises. Ainsi, le travail développé dans cette thèse constitue un vrai guide pour les industriels dans leurs processus de conception et de réalisation des systèmes complexes innovants dans le domaine d’ingénierie système. / In this thesis, we propose a multi-criteria decision making tool that allows decision-makers to select an optimal scenario in a project graph that includes all the alternative choices of a new system’s conception and realization, while taking into account the risks inherent to these choices. The model of the graph is constructed by considering all the collaborative decisions of the different actors involved in the project. This decision making tool is based mainly on the techniques of combinatorial optimization. Indeed, we have decided to work with the metaheuristic ACO (Ant Colony Optimization algorithm) for its ability to provide optimal solutions in a reasonable amount of time. The objectives to be minimized are the total cost of the project, its global duration and the uncertainties about these criteria (cost, duration). The uncertainties modeling is performed according to two different approaches. The first approach consists in using single intervals to model the uncertainty and it is considered as a third objective to optimize besides cost and duration. As for the second approach, the uncertainty about project objectives (cost, duration) is performed by using probabilities distributions. The optimization tool proposed in this thesis is a part of an integrated and more global process, based on industrial standards (the systems engineering process and the project management one) that are widely known and used in companies. Thus, the work developed in this thesis is a real guide for companies in their process of design and realization of innovative complex systems in the systems engineering field.

La qualité des boues est directement liée à la qualité des étapes de traitement présentes au sein d’une station d’épuration. En termes de traitement et d’élimination des boues, nous observons de la part des acteurs locaux, une volonté d’abandon définitif et durable de la filière « dépôt en centre de stockage », étant donnée une règlementation et des plans régionaux (notamment le PREDIS de Corse), toujours plus exigeant en termes de valorisations des déchets industriels et spéciaux. Nous observons également un abandon progressif et programmé des pratiques relatives à l’épandage. En effet, l’épandage des boues d’épuration fait l’objet d’une vaste controverse qui met en avant les risques sanitaires et environnementaux qu’elle engendrerait sur les sols agricoles. Au sein de notre région, cette pratique est réalisée de manière non règlementaire. En Corse, les acteurs locaux semblent avoir optés pour la solution du compostage en vue de valoriser la production de boues d’épuration. En effet, près des 2/3 du tonnage annuel en MS de boues sont actuellement valorisés via cette filière. Le processus de compostage équivaut à une fermentation aérobie, faisant intervenir une multitude de micro-organismes. Cette filière de compostage, au même titre que l’épandage, a connu une forte expansion de son activité mais semble avoir des failles et des limites : problèmes de mauvaises odeurs ; règlementation de plus en plus exigeante ; et enfin surproduction de compost invendable aux vues de la demande. Une autre solution pourrait présenter des atouts supérieurs : la méthanisation avec production d’électricité et de chaleur par cogénération. Cette production d’énergies passe obligatoirement par la valorisation du biogaz produit par ce système. En effet, le biogaz est un mélange contenant principalement du méthane (50 à 70%) et du dioxyde de carbone Du fait d’une forte concentration en méthane, le biogaz est un bon fournisseur d’énergie (1m3 de biogaz a un pouvoir calorifique de 6 kWh soit l’équivalent de 0,6 l de fuel). Pour produire de l’électricité, le processus de méthanisation doit être couplé à un moteur à cogénération ou à plusieurs microturbines. EDF a alors l’obligation de racheter l’électricité produite à un prix se situant entre 11 et 14 centimes d’euros/kwh., Après 15 ans, le rachat du kwh produit se fait aux taux proposés par EDF. En Corse, seulement une station d’épuration est équipée d’un digesteur couplé en série à cinq microturbines, produisant de la chaleur et de l’électricité par cogénération : La station de traitement des eaux usées de Campo Dell’Oro à Ajaccio. Ce procédé de valorisation énergétique pourrait être amélioré via le remplacement à terme, des microtubines par un moteur à cogénération. Une AMCDP a notamment permis de surclasser cette technologie vis-à-vis des microturbines, beaucoup moins efficaces en termes de rendement mais aussi de fonctionnement. L’équipement des stations d’épuration de plus fortes capacités en Corse, de digesteurs associés à un moteur à cogénération pourrait être une solution durable à la problématique de la valorisation énergétique des boues. / Sludge quality is directly related to the quality of of these processing steps present in a water treatment plant. In terms of treatment and disposal of sludge, we observe on the part of local actors, a willingness to permanent and lasting abandonment of the sector 'deposit in storage centre'', given a regional plans and regulations (including the PREDIS Corsica), increasingly demanding in terms of valuations of industrial and special waste. We also observe a gradual and planned abandonment of practices for spreading. Indeed, the spreading of sewage sludge is the subject of widespread controversy which highlights the health and environmental risks it would lead to agricultural soils. In our region, this practice is not carried out regulatory manner. In Corsica, the local actors seem to have opted for the solution of compost to enhance the production of sewage sludge. Nearly 2/3 of the annual tonnage MS sludge is currently valued via this pathway. The composting process is equivalent to an aerobic fermentation involving a multitude of microorganisms. This composting stream, as well as spreading, experienced strong expansion of its business but seems to have flaws and limitations: problems with odors; regulatory increasingly demanding; and finally overproduction unsaleable compost to the views of the application.Another solution could present higher advantages: anaerobic digestion with production of electricity and heat from cogeneration. . This energy production go through the biogas produced by this system. Indeed, the biogas is a mixture containing mostly methane (50 – 70 %) and carbon dioxide. Due to a high concentration of methane, biogas is a good energy supplier (1m3 biogas has a calorific value 6 kWh equivalent to 0.6 liters of fuel). To generate electricity, the anaerobic digestion process must be coupled to an engine cogeneration or several microturbines. EDF has the obligation to purchase electricity at a price ranging between 11 and 14 euro cents/kwh. After 15 years, the redemption of the kwh produced is done at the rate offered by EDF.In Corsica, only a treatment plant is equipped with a digester coupled in series to five microturbines, producing heat and electricity cogeneration: The wastewater treatment plant at Campo Dell'Oro /Ajaccio. This energy recovery process could be improved with an eventual replacement of the microtubines by a cogeneration engine. An AMCDP allowed to outperform this technology towards microturbines, much less efficient in terms of performance.The equipment of the highest capacity treatment plants in Corsica, digesters associated with a cogeneration engine could be a lasting solution to the problem of energy recovery of sewage sludge.

Les réseaux de chauffage urbain (DHN) sont un moyen efficace de fournir de l'énergie thermique aux consommateurs. L'état actuel de la technique montre que les DHN évoluent vers des réseaux thermiques intelligents dans des systèmes énergétiques intégrés alors que leur conception est basée sur les principes de durabilité. Sur cette base, cette thèse couvre deux domaines de recherche principaux : Fonctionnement et conception des systèmes de chauffage urbain. Dans la partie A de cette thèse, des méthodes avancées pour le fonctionnement de la DHN sont développées à l'aide d'analyses exergétiques et thermoéconomiques. Cela inclut la formulation de bilans de coûts exergétiques pour les modèles de réseau basés sur des graphiques. La partie intrinsèque est le déploiement d'une matrice algébrique, qui détermine les coûts exergétiques pour la modélisation dynamique du système. Une étude de cas d'un réseau réel prouve que la méthodologie proposée offre de nouvelles perspectives sur l'allocation individuelle des coûts, ce qui aide à évaluer la faisabilité de l'intégration par des tiers et l'intégration des sources d'énergie distribuées. Dans la partie B de cette thèse, un nouvel indicateur appelé «load deviation index (LDI)» est proposé pour lier les mesures de la demande (DSM) à la conception durable des systèmes DHN. Pour cela, un cadre de conception axé sur les affaires est proposé, qui prend en compte les influences critiques dans le DHN tout en évitant un trop grand détail. Le comportement du DSM est analysé du point de vue du système et son impact sur la conception du DHN est étudié dans deux études de cas. Alors que l'un se concentre sur les benchmarks pour différentes options de conception en utilisant une métrique de durabilité multicritères, un autre donne des indications détaillées sur l'utilité du cadre proposé pour la conception en évaluant l'impact de DSM sur les améliorations de conception possibles. / District heating networks (DHN) arean efficient way of providing thermal energy to consumers. Current state of the art shows that DHNs are developing towards smart thermal networks in integrated energy systems while their design is based upon the principles of sustainability. Based on that, this thesis covers two main research areas: Operation and design of district heating systems. In part A of this thesis, advanced methods for DHN operation are developed with the help of exergetic and thermoeconomic analysis. This includes the formulation of exergetic cost balances for graph-based network models. Intrinsic part is the deployment of an algebraic matrix, which determines the exergetic costs for dynamic system modeling. A case study of areal-existing network provides evidence that the proposed methodology offers new insights into individual allocation of costs which helps to assess the feasibility of third-party integration and the integration of distributed energy sources. In part B of this thesis, a new indicator called “load deviation index (LDI)” is proposed to link demand side measures (DSM) with the sustainable design of DHN systems. For that, abusiness-focused design frameworks proposed which takes the critical influences of DHN into account while avoiding a too high detail. DSM behavior is analyzed from a system perspective and its impact on DHN design is studied in two case studies. While one focuses on benchmarks for different design options using a multi-criteria sustainability metric, another gives detailed insights into the usefulness of the proposed framework for design purposes through assessing the impact of DSM on possible design improvements using a multi-objective optimization approach.