L'Analyse de Cycle de Vie (ACV) a été explicitement employée, dans le cadre législatif en Europe et aux Etats-Unis afin de quantifier les bénéfices de filières biocarburants vis-à-vis des objectifs de réduction d'émissions des gaz à effet de serre (GES) et d'indépendance énergétique. Nous investiguons, au cours de cette thèse, la concordance du développement des biocarburants avancés (éthanol lignocellulosique, Biomass to Liquids - BTL, EMHV/HVO à partir de microalgues) avec ces objectifs par le biais de deux travaux indépendants. Le premier est une méta-analyse (synthèse de littérature) des études ACV appliquées aux filières de biocarburants avancés. Dans cette partie de la thèse, en utilisant des méthodes économétriques, nous identifions et quantifions les facteurs qui impactent le plus les résultats d'émissions de GES au long du cycle de vie des produits étudiés et calculons l'intervalle de confiance pour ces résultats. Le deuxième travail est une ACV conséquentielle et prospective illustrée par une étude de cas concernant l'introduction du BTL en France. Nous avons adapté un modèle prospectif de type TIMES pour la réalisation d'évaluations environnementales. De cette façon, nous prenons en compte des mécanismes économiques à l'origine d'impacts sur d'autres systèmes de la production de biocarburants. Ainsi, nous contribuons aux développements méthodologiques autour de l'ACV conséquentielle et prospective avec des discussions sur la définition de l'unité fonctionnelle, la définition des frontières du système, l'inclusion d'aspects dynamiques dans la caractérisation d'impacts, l'utilisation de scénarios (différents contextes politiques et économiques) et la réalisation des analyses de sensibilité sur les frontières du système pour mettre en évidence les limites du modèle utilisé.

En analysant les évolutions récentes de l'industrie du médicament, cette thèse apporte de nouveaux éléments, théoriques et empiriques, sur les mécanismes de transformation des industries de hautes technologies. Nous cherchons à comprendre pourquoi l'introduction de discontinuités technologiques ne conduit pas forcément au changement de l'industrie, et comment la logique dominante peut être remise en question. Pour répondre à cette problématique, nous utilisons une approche qualitative. Nous interrogeons des experts de l'industrie du médicament, et analysons onze études de cas d'entreprises de biotechnologies et de bioinformatique. Notre première contribution théorique est de proposer le concept de logique dominante pour compléter les travaux sur le cycle de vie des industries. Nous argumentons que les discontinuités technologiques sont une condition nécessaire, mais pas suffisante, du changement de phase d'une industrie. Le concept de logique dominante permet de prendre en compte les schémas généraux de création et de capture de valeur qui contraignent la stratégie des firmes évoluant dans l'industrie. Notre seconde contribution théorique est d'identifier quatre mécanismes de remise en cause de la logique dominante d'une industrie :nouvelles propositions de valeur, alliances avec de grandes entreprises d'autres industries, orchestration de réseaux, et portefeuilles de business models. Notre troisième contribution est managériale. Nous proposons un outil de la conception de la stratégie d'entreprise afin d'articuler promesses et risques, moyen et long terme. Enfin, notre quatrième contribution s'adresse aux managers et dirigeants de l'industrie du médicament. Nous leur suggérons quatre pistes de réflexion pour concevoir la stratégie de leur entreprise.

Cette habilitation à diriger les recherches présente la synthèse des travaux contribuant au développement d'une méthodologie intégrée d'évaluation des impacts environnementaux pour les filières énergétiques. Dans un contexte d'échanges de biens de services à l'échelle mondiale, l'enjeu de l'évaluation de ces impacts environnementaux consiste à répondre aux questions suivantes : Quel impact environnemental ? pour quelle demande ou consommation ? en quel lieu géographique, à quel instant ou à quelle échelle de temps ? Mes travaux s'inscrivent dans une logique de définition d'un cadre conceptuel de référence adapté aux enjeux actuels et de sa mise en place progressive. L'intégration de la réalité spatio-temporelle dans cette méthodologie est un élément essentiel de la réflexion. Les éléments déterminants de ce cadre sont présentés au travers du concept DPSIR (demandes, pressions, états, impacts et réponses). Ils couvrent la compréhension des limites et de la pertinence de l'outil analyse de cycle de vie, et le développement d'une approche de calcul de performance environnementale géo-spatialisée pour une filière de production électrique. Les perspectives du développement de cette méthodologie intégrée d'évaluation sont décrites pour les filières énergétiques.

Le cycle de vie du logiciel regroupe plusieurs activités comme l'analyse, la conception, la production, le test et le déploiement. Cette dernière activité est un procédé complexe composé de sous activités comme la configuration, l'installation ou la mise à jour. La complexité et l'importance du déploiement a augmenté récemment avec l'évolution des réseaux et la construction d'applications à base de composants. Il est maintenant envisageable d'imaginer des solutions permettant le déploiement automatisé de logiciels en assurant que chaque utilisateur recevra la version du logiciel la plus cohérente et la mieux adaptée à ses besoins et à son environnement tout en respectant les stratégies de déploiement de l'entreprise. Il existe de nombreuses approches et outils de déploiement, mais très peu permettent de couvrir entièrement le cycle de vie du déploiement ou alors en imposant des contraintes fortes. <br /><br />Cette thèse propose un environnement de déploiement nommé ORYA, c'est à dire une plate-forme offrant un support automatisé aux activités du cycle de vie du déploiement. ORYA est basé sur la réutilisation et l'intégration des outils de déploiement existants. Pour cela, nous proposons une abstraction des différents acteurs et entités du déploiement, ainsi qu'une infrastructure permettant de faire interopérer des outils hétérogènes et ne se connaissant pas. Ce travail traite plus particulièrement de l'activité de sélection avec l'utilisation d'un modèle de composant générique et la mise en place d'un framework basé sur un système d'annotations et de règles. La deuxième activité étudiée en détail est celle de l'installation qui est basée sur un langage de procédés permettant la description et la réalisation des procédés dans le monde réel.<br /><br />Une implémentation d'ORYA a été réalisée afin de valider notre approche dans le cadre d'une expérimentation industrielle en vraie grandeur..

Le travail de recherche présenté dans ce mémoire de thèse est de gérer la variabilité géométrique durant le cycle de vie du produit et ses conséquences sur la performance du produit. Le modèle des déviations géométriques du produit exposé dans ce mémoire permet de modéliser les déviations géométriques générées de l'étape de fabrication à l'étape d'assemblage de son cycle de vie. La méthode de simulation Monte-Carlo est utilisée pour générer une image des produits fabriqués. A partir de ces résultats, les déviations géométriques sont intégrées dans la simulation de la performance du produit afin d'établir la relation entre la performance et les paramètres des sources de variation. Une image de la performance réelle du produit fabriqué est générée par l'utilisation de résultat de simulation des déviations géométriques. Les paramètres de sources de variation influençant la performance du produit sont ensuite identifiés et classifiés par rapport au leur niveau d'impact. La variance de la variation de la performance est établie s'en appuyant sur cette relation. Finalement, la solution de la conception robuste est trouvée par la minimisation de la variance de la performance du produit.

Les déplacements de personnes et de marchandises sont responsables d'une part importante des impacts environnementaux à l'échelle de la ville. Cette thèse part des hypothèses que, les impacts environnementaux des phases situées en amont ou en aval de la phase d'usage ne sont pas négligeables et que l'étude différenciée des besoins de mobilité peut apporter un éclairage nouveau aux méthodes traditionnelles d'évaluation. La façon de répondre à chaque besoin induit, a priori, des impacts environnementaux différents. Ces derniers sont calculés à l'aide de la méthode d'Analyse de Cycle de Vie. La méthodologie a été développée sur un cas d'application : les émissions de GES de l'Agglomération de Saint-Etienne afin de se confronter à la réalité du terrain et de se procurer des données spécifiques. Ce cas d'application a donné une première série de résultats, confirmant à la fois la part non négligeable d'impacts hors phase d'usage et la disparité des émissions pour une personne.kilomètre selon le besoin de déplacement. Ensuite, une proposition de typologies urbaines a été faite en réalisant une Analyse en Composantes Principales, couplée à une Classification Ascendante Hiérarchique, sur les grandes aires urbaines de France, sur des variables influentes pour la mobilité. Trois classes d'aires urbaines ont été étudiées. La méthodologie a été appliquée aux données des Enquêtes Ménages Déplacements de Bordeaux, Toulon et Valenciennes. Des disparités sont observées pour certains motifs et il est possible de calculer des marges de progression pour chaque agglomération. Enfin, l'utilisation de l'ACV, multicritère a également révélé la nécessité de travailler avec plusieurs indicateurs.

Depuis 1974, date de l'apparition des exigences thermiques sur les bâtiments en France, les réglementations thermiques n’ont cessé d'évoluer pour rendre les bâtiments de plus en plus performants énergétiquement. Aujourd'hui, il apparaît nécessaire d'introduire d'autres indicateurs que la seule consommation d'énergie comme critère de performance d'un bâtiment.L'évaluation environnementale des bâtiments se base sur l'analyse de cycle de vie (ACV). A l'heure actuelle, il existe différents logiciels dédiés à l'ACV bâtiment avec leurs données, leurs méthodologies et leurs indicateurs propres.Par ailleurs, le développement des bâtiments producteurs d'énergie et des systèmes de gestion de la demande électrique soulève de nouvelles problématiques. En effet, l'approche actuelle en ACV tend à utiliser des résultats de simulations thermiques agrégés à l'année alors que pour évaluer les avantages et inconvénients de tels systèmes une granulométrie temporelle plus fine est plus adaptée.Les travaux de cette thèse portent plus particulièrement sur le calcul des impacts environnementaux de la consommation d'énergie en phase d'utilisation et visent à répondre aux problématiques suivantes :Comment, à partir d'un bilan énergétique exhaustif, peut-on récupérer l'information nécessaire à l'évaluation de l'énergie utilisée tout au long du cycle de vie d'un bâtiment ?Par la suite, quelles données environnementales pertinentes peut-on lui affecter ?Comment exprimer et afficher les résultats des impacts liés à cette utilisation d'énergie ?Ainsi, pour les bâtiments producteurs d'énergie, l'échelle de temps à laquelle doit être effectué le bilan énergétique (calcul import/export/autoconsommation) pour évaluer de manière correcte les impacts environnementaux liés à l'usage d'énergie est identifiée. De plus, un bâtiment peut utiliser des énergies renouvelables en profitant de la synergie que peut créer un ensemble de bâtiments, (mutualisation des productions en utilisant les meilleurs emplacements, foisonnement des consommations qui permet une éventuelle meilleure autoconsommation de la production). La manière dont le bilan import/export doit être effectué dans ce cas est déterminée.Les variabilités temporelles et spatiales des mix énergétiques utilisés dans le bâtiment à court et moyen terme sont caractérisées pour mettre en évidence leur influence sur les impacts environnementaux. Puis, l'utilisation de facteurs de caractérisation dynamique sur des cas d'études permet de mieux cerner les potentialités de l'ACV dynamique dans le bâtiment.Enfin, les différences dues aux méthodologies de prise en compte de l'énergie produite localement sur l'expression des résultats d’ACV sont présentées. Par ailleurs, la sensibilité des résultats d'ACV et des valeurs de référence à la variabilité de la donnée environnementale du mix électrique est exposée. / In France, since 1974 when the first thermal regulation on buildings appeared, thermal regulations have never stopped evolving in order to make more and more energy efficient buildings. Today, it is necessary to add new indicators, and not only energy, to describe building performance.Life Cycle Assessment (LCA) is the basis for buildings environmental assessment. Several building LCA software currently exist; they have their own methodologies and indicators.Besides, the development of buildings producing energy and of electrical load management systems raises new questions. Indeed, the current LCA practice use results from dynamic energy simulation at yearly level whereas assessing benefits and drawbacks of such systems has to be done with a smaller time step.This thesis is particularly focused on the calculation of the environmental impacts from energy consumption during the building use phase and aims to answer the following questions:From a complete energy balance, how can we extract information necessary to the assessment of energy consumption during the building life cycle?Then, which environmental data are relevant and should be assigned?How can you express and display impacts linked to energy use?Thus, for buildings producing energy, the time step that should be used for the energy balance (i.e. differentiation between energy consumed on site, exported and imported) in order to assess properly environmental impacts of energy consumption is identified. Moreover, a building can benefit from renewable energy sharing and thus, the way to realize the energy balance for building block is determined.Temporal (short and long term) and spatial variations of energy mixes used in a building are characterized in order to show their influence on the environmental impacts. Then, the use of dynamic characterisation factors on case studies allows to better understand the potentials of dynamic LCA for buildings.Last but not least, the differences between methodologies to handle onsite energy production on the results are presented. Besides, the sensibility of the LCA results and reference values to the variation of the electricity mix environmental data is displayed.

Les oxazolidinones sont des composés prometteurs pour des applications industrielles, mais aucune méthode ne convient à ce jour pour les produire à large échelle, à cause de l'utilisation de réactifs et de catalyseurs métalliques nocifs pour la santé et l'environnement. Une nouvelle méthode de synthèse de ces composés a donc été élaborée en utilisant des aminoalcools et du carbonate de diéthyle. Cette réaction est catalysée par un hydrogénocarbonate d'imidazolium biosourcé qui est produit par voie électrochimique afin de réduire son impact sur l'environnement.Cette méthode de synthèse d'oxazolidinones a ensuite été appliquée à la synthèse d'une oxazolidinone biosourcée. Pour cela, la synthèse d'un aminoalcool a été réalisée, et sa structure a été établie à partir de réactifs pouvant être issus de ressources renouvelables. La voie de synthèse a fait l'objet de modifications pour permettre la production de l'aminoalcool à plus grande échelle dans des conditions plus sûres.La seconde thématique de ces travaux porte sur les liquides ioniques, des sels liquides très peu volatils, couramment utilisés comme solvants. Ces composés sont généralement chers, ainsi, plutôt que de les éliminer à la fin de leur utilisation, il est plus intéressant de les recycler. Mais leur faible volatilité empêche leur recyclage par distillation, contrairement aux solvants organiques usuels. Il a ainsi été développé une première méthode électrochimique, économe en énergie, qui permet le recyclage de liquides ioniques biosourcés par la formation d'un hydrogénocarbonate d'imidazolium intermédiaire. Cette méthode a été comparée à d'autres procédés de recyclage grâce à une étude préliminaire du cycle de vie.Mots clés : oxazolidinone, aminoalcool, imidazolium, liquide ionique, biosourcé, recyclage, électrochimie, développement durable, écoconception, cycle de vie / Oxazolidinones are promising compounds for industrial applications, but nowadays there is not convenient method to produce them on large scale, because of the use of reactants and metallic catalysts harmful for health and environment. A new synthesis method of these compounds was thus elaborated using aminoalcohols and diethyl carbonate. This reaction is catalysed by a biobased imidazolium hydrogen carbonate which is produced by an electrochemical pathway in order to reduce its impact on the environment.This oxazolidinones synthesis method was then applied to the synthesis of a biobased oxazolidinone. To achieve this, an aminoalcohol synthesis was realised, and its structure was established from reactants that can come from renewable resources. The synthesis pathway was the object of modifications to permit the production of the aminoalcohol on a larger scale in safer conditions.The second thematic of these works is based on ionic liquids, very low volatile liquid salts, commonly used as solvents. These compounds are usually expensive, so, rather than to eliminate them at the end of their use, it is more interesting to recycle them. But their low volatility prevents their recycling by distillation, unlike common organic solvents. So, a first electrochemical method was developed, low energy consuming, permitting the recycling of biobased ionic liquids by the formation of an imidazolium hydrogen carbonate as intermediate. This method was compared with other recycling processes through a preliminary life cycle study.Keywords: oxazolidinone, aminoalcohol, imidazolium, ionic liquid, biobased, recycling, electrochemistry, sustainable development, eco-design, life cycle

Dans un contexte réglementaire contraignant (REACh), ce projet a pour but de développer une méthode permettant d'évaluer, le plus amont possible du processus de conception, le risque chimique potentiellement présenté par un équipement aéronautique depuis sa livraison jusqu'à sa fin de vie. Le résultat s'intègre dans l'ensemble des paramètres gérés par les concepteurs, dans un but d'amélioration de la traçabilité des substances dangereuses et de maîtrise du risque chimique présenté par l'équipement. Le développement de la méthode s'appuie tant sur l'analyse des modes d'évaluation classiques de risques chimiques, pour différents périmètres, que sur celle des pratiques de conception aéronautiques. En parallèle, des tests in situ en Bureaux d'Etudes sont réalisés itérativement, permettant de définir des outils d'évaluation et d'aide à la décision adaptés aux besoins identifiés des concepteurs. Les travaux aboutissent à la proposition d'une méthode permettant au concepteur de répondre à la problématique risque chimique à partir des seules données issues du processus de conception, rendant cette nouvelle approche miscible à ses activités quotidiennes. / In a restrictive context (REACh regulation), this project aims at developping a method enabling one to evaluate, as soon as possible in the design process, the potential chemical risk related to any aeronautic equipment' s part during their different life cycle steps (from delivery to end of life). Assesment results is integrated among the numerous data that are by designers, in order to improve hazardous substances traceability and equipment's chemical risk control. The method's development lays on the analysis of different chemical risk assessments modes (different perimeters) and the understanding of aeronautical design practices. In situ tests (design offices) have been run in an iterative way, in order to define assessment ans decision making tools responding to designers identified needs. The work done leads to the proposal of a method which enables the designer to cope with chemical risk problematics, only from the data resulting from design process : this new approach can be considered as miscible in designer's daily activities.

Le développement durable est la conceptualisation de la transition imposée de la Société humaine vers un modede développement soutenable pour la planète, pour trouver une solution de sortie à la crise de l’Environnement. Acet égard, l’écoconception est l’une des solutions que le monde industriel et entrepreneurial se propose de mettreen application. Elle consiste à prendre en compte les impacts environnementaux sur l’ensemble du cycle de vied’un produit (bien ou service) lors de la conception de celui-ci. L’intégration de la dimension Environnementsoulève une triple complexité : (i) celle liée à la nature multicritère de la dimension Environnement, (ii) celle liéeà la compréhension de la dimension Environnement par les acteurs de la conception de produits dont la résistancepeut être un frein à une bonne intégration, et (iii) celle liée au processus de conception et d’innovation d’un produit,spécialement dans le cas des produits complexes. Or malgré la multitude d’outils d’écoconception qui a étédéveloppée, peu de sujets de recherche s’intéressent à la prise en compte à la fois des aspects techniques etorganisationnels, lors de l’intégration de la dimension Environnement en phase d’innovation d’un produitcomplexe. Cette thèse vise donc à expérimenter, chez un constructeur d’automobiles, une stratégie d’intégrationde l’évaluation environnementale d’innovations incrémentales nommée E3PICS (Methodology of an Evolutiveintegration of the Evaluation of the Environmental Performances of Innovative Complex Sub-systems). Mise enforme par des contraintes à la fois techniques et organisationnelles, la stratégie E3PICS emploie une démarcheprogressive d’intégration d’un référentiel évolutif d’écoconception dans les processus d’ingénierie avancéed’éléments innovants qui seront raccordés à des projets de développement des véhicules. La première étape estcelle de la conception itérative du référentiel évolutif d’écoconception avec l’équipe écoconception (au sein duservice Environnement) et les pilotes d’innovations, permettant ainsi un apprentissage croisé. La deuxième étapeest celle de l’accompagnement de l’ensemble des pilotes d’innovations dans l’utilisation systématique duréférentiel d’écoconception. La troisième étape consiste à développer un outil analytique d’évaluation de l’impactd’innovations sur la recyclabilité en fin de vie des véhicules. Elle nécessite la création de modèles de véhiculesafin de contourner le manque de données sur le système complet en cours de conception et de faire une projectioncet impact. La quatrième et dernière étape concerne le développement d’un deuxième outil analytique pourl’évaluation de l’impact d’innovations sur la performance environnementale sur le cycle de vie des véhicules. Dela même manière, cet outil nécessite une méthode de développement de modèles environnementaux de véhicules ;cependant, pour les impacts environnementaux calculés sur le cycle de vie, contrairement à la recyclabilité qui estcalculée sur le véhicule en fin de vie, ces modèles sont basés sur le traitement par classification ascendantehiérarchique de résultats d’analyse de cycle de vie de véhicules. Les expérimentations ont été réalisées chez PSAPeugeot Citroën. La stratégie E3PICS a permis d’intégrer dans les processus d’innovation, l’utilisation duréférentiel d’écoconception et de systématiser son utilisation, dans l’optique d’une amélioration continue pérennedes véhicules du constructeur. / Sustainable development is the conceptualization of transition imposed from human society towards a sustainableway of development for the world to find a solution to the crisis of the Environment. In this regard, ecodesign isone of the solutions that the industrial and business world proposes to implement. It consists of taking into accountthe environmental impacts throughout the life cycle of a product (good or service) in the design of it. Integratingthe Environment dimension raises a triple complexity: (i) the one related to the multi-criteria nature of theEnvironment dimension, (ii) the one related to understanding the Environment dimension by actors designingproducts who may resist and be a barrier to successful integration, and (iii) the one related to process design andinnovation of a product, especially in the case of complex products. But despite the multitude of ecodesign toolsthat has been developed, few research topics are interested in taking into account both technical and organizationalaspects, while integrating environment in the innovation phase of a complex product. Therefore this thesis aims toexperiment, by a car manufacturer, an integration strategy of the environmental evaluation of incrementalinnovations, named E3PICS (Methodology of an Evolutive integration of the Evaluation of the EnvironmentalPerformances of Innovative Complex Sub-systems). Framed by constraints on the technical and organizationalconstraints, E3PICS strategy employs a progressive approach to integrate a scalable ecodesign repository inadvanced process engineering of innovative features that are connected to development projects vehicles. The firststep is the iterative design of the scalable ecodesign repository with the ecodesign team (in the EnvironmentDepartment) and innovation leaders, allowing cross learning. The second step is to accompany all the innovationleaders in the systematic use of the ecodesign repository. The third step is to develop an analytical tool for assessingthe impact of innovations on the recycling end of life vehicles. It requires the creation of models of vehicles tobypass the lack of data on the complete system under design and project impact. The fourth and final step is thedevelopment of a second analytical tool for assessing the impact of innovations on environmental performanceover the life cycle of vehicles. Similarly, the tool requires a method of developing environmental models ofvehicles; however, for environmental impacts calculated on the life cycle, unlike recyclability which is calculatedon the vehicle end of life, these models are based on the treatment by hierarchical clustering of vehicle life cycleassessment results . The experiments were performed at PSA Peugeot Citroen. The E3PICS strategy has helped tointegrate the processes of innovation using the eco-design repository and systematize its use in the context of asustainable continuous improvement of vehicle manufacturer.