Têtes chercheuses


  13 mars 2017

Scrollez et découvrez les chercheurs de notre pôle de recherche appliquée à travers une série de portraits. Notre motivation est de vous faire découvrir les expertises et la dynamique prospective dans laquelle nous nous inscrivons avec l’ambition de favoriser un transfert rapide vers des solutions opérationnelles pour les territoires et les entreprises.

#4 Portrait de Romain Gayral - à venir

#3 Portrait de Laurent Dumergues 

#2 Portrait de Florian Monlau

#1 Portrait de Louis Dupuy

 

 

 

 

#3 Portrait de Laurent Dumergues

Docteur Ingénieur en Sciences des procédés / Institut National Polytechnique de Toulouse (2003)

 Thèse ADEME

 Thématique : Impacts environnementaux  

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 « Mes activités portent en partie sur le développement et l’utilisation d’outils permettant d’évaluer et de diminuer les impacts environnementaux d’organisations, de procédés, voire de territoires »

Auteur d’une thèse intitulée « Inventaire des émissions naturelles en région méditerranéenne : application à l'établissement de cadastres détaillés de la zone Marseille-Berre dans le cadre du projet ESCOMPTE. Détermination sur sites de facteurs d'émission spécifiques à la zone d'étude » au sein du Laboratoire LCE/CATAR de l’ENSIACET/INRA, Laurent participe à un projet national visant à mettre en place un outil prévisionnel permettant d’anticiper les pics d’ozone (pollution photochimique) en basse atmosphère (troposphère). Ces pics d’ozone, dangereux pour la santé, sont initiés par différents facteurs tels que l’ensoleillement, la présence d’oxyde d’azote dans l’atmosphère, …ainsi que l’émission de COV- Composés Organiques Volatiles provenant des transports, de l’industrie … et surtout de la végétation !

Un des principaux enseignements de cette expérience est la complexité qui vise à déterminer avec précision les impacts environnementaux et la nécessité d’interdisciplinarité et de multicompétences (mesures sur le terrain associées à de la modélisation informatique (Big Data, SIG,…), collaborations scientifiques, …).

D’un autre côté, pour pouvoir être facilement utilisables et transposables, les méthodes et les outils qui évaluent les impacts environnementaux doivent être simplifiées ou, du moins, rendu accessibles.

Quels sont vos sujets d’exploration ?

Les activités de l’APESA touchent différents domaines en lien avec l’environnement. Afin de répondre au besoin client, une interdisciplinarité est nécessaire. Par le passé, j’ai travaillé sur la simplification d’outils pour les rendre accessibles tout en assurant une cohérence scientifique dans les domaines de :

  • La comptabilité carbone (ex : Projet Européen ENECO avec la mise en place d’un outil simplifié de « Bilan Carbone » à destination des PME française et espagnoles)
  • L’eau (ex : Projet « Bilan H20 » avec l’Agence de l’Eau Adour Garonne qui a consisté à créer un outil à destination des entreprises leur permettant de calculer leur empreinte « eau » et leurs impacts direct ou indirects sur cette ressource locale.
  • Les impacts environnementaux type « Analyse de cycle de vie » (ex : projet ADEME sur les achats responsables permettant à une vingtaine de PME de réaliser une analyse de cycle de vie simplifiée afin de limiter leurs impacts environnementaux par leur changement de pratiques)

"En parallèle, mon rôle est d’essayer de valoriser les résultats obtenus afin d’aboutir à une réduction effective des impacts environnementaux calculés."

Ainsi je participe à l’élaboration de plans d’action issus des analyses de cycles de vie, des Bilan carbone, des plans mobilités… qui touchent différents domaines (énergie, transport, utilisation de ressources, gestion de déchets, …). Co-construits avec différents collaborateurs de l'APESA et spécialistes externes, ces plans d’action sont adaptés et efficaces depart l'interdisciplinarité mobilisée.

Quelles sont les applications du cadre de recherche aux attentes des acteurs sur le terrain ?

Pour l’APESA, il s’agit de répondre aux multiples besoins des client en effectuant une recherche « spécifique » qui se concrétise par des expertises. Les sujets d’explorations sont donc divers et se déclinent sous différentes formes comme le montrent quelques exemples réalisés ces dernières années :

  •  Pour le compte de l’ANVAR (Pau), validation d’une technique de traitement de l’air intérieur par photocatalyse en vue de commercialisation.
  •  Pour le compte du syndicat Mixte de Traitement de Déchet (Pau), expertise dans la Commission d’achat de nez électroniques (zone Cap Ecologia - Lescar)
  •  Pour le compte de l’ADEME (Angers), évaluation d’un projet national présenté dans le cadre de l’Appel à Manifestation d’Intérêt «Captage, stockage et la valorisation du CO2»
  •  Pour le compte du CIRED (Paris), animation d’Atelier de réflexion sur la transition énergétique en lien avec le territoire en vue de positionnement national pour la COP 21 de Paris 2015.
  •  Pour le compte de l’ADEME (Angers), expertise des facteurs d’émissions proposés pour être intégrés dans la Base Carbone®.

Quel(s) sont les transfert(s) amorcé(s) ?

Actuellement, deux sujets sont menés avec des attentes concrètes :

  • Le Projet CYCLALG est un projet R&D Poctefa Interreg qui a pour objectif de développer et valider des procédés technologiques qui permettent d’améliorer la rentabilité et la soutenabilité environnementale du procédé d’obtention de biodiesel à travers la cultures de microalgues. Il fédère un réseau de centres technologiques pour développer une bioraffinerie autour des algues. Il a pour objectif d’identifier les voies « rentables » de valorisation des coproduits issus de la transformation d’algues en biodiesel. Les résultats des différentes Analyses de Cycles de Vie (=mesure des impacts environnementaux) menées par l’APESA permettront de donner des pistes d’optimisation (notamment en intégrant des producteurs et des consommateurs locaux).
  • Le projet MODEXT (ADEME) qui consiste à monétariser le différentiel d’impacts environnementaux entre 1 produit de référence et 1 produit amélioré (éco-conçu). Cette étude interdisciplinaire pourrait aboutir à des préconisations visant à instaurer une « TVA circulaire »

Contact : Laurent Dumergues

 

#2 Portrait de Florian Monlau

Docteur en Génie des procédés de l’université de Montpellier (2012)

Thèse cofinancée LBE (Laboratoire de Biotechnologie de l’Environnement) / ADEME

Thématiques : traitement des déchets - bioprocédés

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« Mes activités de recherche se focalisent autour du développement de bioprocédés innovants ou de l’amélioration des procédés existants (méthanisation/compostage) pour que le déchet ne soit plus uniquement une fatalité que l’on essaye de traiter, mais un sous-produit de l’activité agricole ou humaine pensé comme une ressource capable de créer de la valeur territoriale »

Auteur d’une thèse intitulée « Application de prétraitements pour augmenter la production de biohydrogène et/ou méthane à partir de résidus lignocellulosiques : lien entre performances et paramètres structuraux et compositionnels » au sein du Laboratoire de Biotechnologie de l’Environnement, Florian Monlau a par la suite poursuivi sur divers post-doctorats (au sein du programme Star Agroenergy, Université de Foggia, Italie puis su projet ANR Hi-Solids au sein de l’INRA-IATE de Montpellier). Florian Monlau explore aujourd’hui au sein de l’APESA la possibilité de transformer les sources de déchets en énergie/et ou produits à valeur ajoutée avec un focus sur le procédé de méthanisation.

« La méthanisation est un véritable vecteur de la transition énergétique permettant la conversion des déchets organiques par des micro-organismes en biogaz, valorisable en injection dans le réseau de gaz (après épuration en biométhane) mais aussi en chaleur et l’électricité ».

La méthanisation applique aussi le principe de l’économie circulaire avec la production d’un digestat : matière organique stabilisé riche en carbone et nutriments servant d’organo-fertilisant.

Quels sont vos sujets d’exploration ?

Actuellement, en poste au sein de l’APESA en tant que Chargé de recherche, mes activités R&D se focalisent principalement autour de sujets liés à la valorisation déchets en énergie/matière. Nous avons notamment mis en place une forte synergie entre nos activités de prestations des services et bureau d’étude afin d’adapter au mieux nos programmes R&D au besoin client et à la réalité terrain. Je suis actuellement parti prenante dans divers programmes R&D impliquant une collaboration forte avec des acteurs de la sphère industrielle et privée.  Les principaux sujets d’exploration tournent autour de la filière méthanisation et de son amélioration. Nos thématiques de R&D autour de la filière méthanisation reposent sur quatre axes majoritaires :

  1. Prétraitement de la biomasse et incorporation de biomasses nouvelles (algues ; bioplastiques...)
  2. Amélioration du suivi de la filière par des outils innovants
  3. Valorisation des digestats en agronomie ou filière alternative
  4. Etude des impacts économiques, sociétaux et environnementaux (en collaboration avec les activités de l’Apesa autour de l’innovation).

Mon parcours professionnel m’a permis de me perfectionner dans divers domaines et d’avoir une vision large des procédés de traitements existants et des concepts terrains, ce qui est un véritable atout lors de l’assemblage de diverses briques technologiques pour rendre les procédés plus performants et respectueux de l’environnement.

Le pôle valorisation de l’APESA est aujourd’hui partie prenante dans six projets Européens et Nationaux en collaboration avec des acteurs privés, publics dans divers pays (Espagne, Italie, Grèce, Tunisie, Turquie, Maroc...).

Quelles sont les applications du cadre de recherche aux attentes des acteurs sur le terrain ?

Si le procédé en lui-même est aujourd’hui bien maitrisé et éprouvé, il n’en reste pas moins que celui-ci nécessite une amélioration continue via des programmes R&D pour pouvoir en obtenir toute sa quintessence. L’intégration de la méthanisation dans un concept plus global de bioraffinerie intégrant une réflexion sur la préparation de la matière (prétraitement, extraction de molécules...), les nouveaux intrants (algues, bioplastiques...) ainsi que  la valorisation des digestats notamment sont des pistes à exploiter pour améliorer la rentabilité de la filière. L’interaction forte avec le bureau d’étude permet de cibler les préoccupations terrains et d’orienter au mieux nos actions R&D. Le développement de la méthanisation au sein d’un territoire passera par une collaboration accrue entre la sphère publique et privée. Dans ce scenario, le Pôle Valorisation de l’APESA constitue un vrai vecteur de transition technologique. 

Quelques exemples concrets d’apport pour la filière :

  • L’application de prétraitement pour améliorer la dégradation des déchets ligneux. L’APESA à une expérience reconnue dans ce domaine avec plusieurs essais à son actif (essai labo mais aussi démonstratif, (cf. essai réalisé avec la société italienne Biobang chez divers exploitants). Nos actions R&D se focalisent sur l’intérêt énergétique et économique de ces filières de prétraitement mais nous gardons un regard critique sur la qualité agronomique et l’altération du digestat qui peut en résulter.
  • L’incorporation de biomasses nouvelles au sein des méthaniseurs. Le développement de la méthanisation a aussi un revers de la médaille, à savoir la course vers les gisements, nécessitant de trouver de nouvelles sources (algues, CIVEs...)
  • Le développement d’outils de suivi de la filière. L’APESA travaille depuis quelques années sur l’utilisation de la Spectroscopie Proche Infrarouge (SPIR) pour le suivi d’indicateurs de la filière de méthanisation à différents niveaux (intrants, process, digestats).
  • La valorisation des digestats qui est une problématique réelle et peu influer sur la rentabilité d’une installation. Si les plans d’épandage sont la solution privilégiée aujourd’hui, certaines problématiques environnementales (lessivage, émissions d’ammoniaque...) et logistiques pourraient nous amener à repenser dans un futur proche leur valorisation en produit à plus forte valeur ajoutée destiné au secteur agricole.

Quel(s) sont les transfert(s)/projets amorcé(s) ?

Pour l’APESA, il s’agit de trouver des solutions innovantes pour améliorer la filière méthanisation de demain. Nous sommes acteurs de divers projets Européens et Nationaux sur les thématiques décrites ci-dessus :

Prétraitement et incorporation de nouveaux intrants : COMPIC (ADEME-Graine): Compostage et méthanisation de couches culottes usagées (2017-2020); BIOPLAST (INTERREG): Développement d’une filière bioplastiques dédiés au secteur agricole (2017-2020); PLASTIMETHA (Financement Région Nouvelle Aquitaine): Valorisation de capsules de café biodégradables en méthanisation (2017-2020) ; CYCLALG (INTERREG): Intégration de la production de biodiesel algale dans un concept de bioraffinerie (2016-2019).

« Le développement du tri et de la collecte des bio déchets à la source sur notre territoire, ouvre un nouvel essor pour la filière méthanisation. Les collectivités et industrielles réfléchissent en parallèle au développement de supports biopastiques biodégradables (sacs de collecte, capsules de café, barquette alimentaire...) qui pourraient être compostés et/ou méthanisés en même temps que les biodéchets. A travers les projets BIOPLAST et PLASTIMETHA, nous nous intéresserons à la fin de vie de ces bioplastiques par compostage et/ou méthanisation. »

Amélioration du suivi de la filière méthanisation : SPIRALE (ADEME-Graine): Suivi de la filière méthanisation par SPIR (2018-2020)

« Le suivi d’indicateurs de stabilité et de performances tout au long de la chaine méthanisation est primordiale dans le pilotage d’une unité. Le projet SPIRALE financé par l’ADEME entend mettre en place un outil d’analyse rapide (laboratoire ou sur site) qui permettra de prédire divers paramètres (intrants, process, digestats) tout au long de l’année donnant une sorte de carte d’identité du méthaniseur. Ce projet se fera en collaboration avec Green Tropism et l’INSA de Toulouse (CRITT GPTE) »

Valorisation des digestats : NoAW (H2020): No agricultural wastes: Turn agricultural wastes in ecological assets (2016-2020); PYRODIGEST (ANR-ERANETMED): Valorisation des effluents oléicoles par un couplage méthanisation et pyrolyse (2018-2021)

« Le projet Eranetmed PYRODIGEST est un excellent exemple de collaboration transfrontalière. Financé par l’ANR, ce projet va regrouper différents jeunes chercheurs du contour Méditerranées pour améliorer les pratiques agricoles. L’APESA travaillera notamment sur tester de nouveaux produits issus de la valorisation des digestats de méthanisation (microalgues, biochar...) en agronomie."

Contact : Florian Monlau

 

#1 Portrait de Louis Dupuy

Docteur en sciences économiques de l’université de Bordeaux (2014)

Thématiques : soutenabilité - territoires résilients

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« J’essaie de « réparer l’économie » pour qu’elle prenne en compte les nombreux effets indirects, potentiels et non intentionnels des actions des différents acteurs (externalités). »

Auteur d’une thèse intitulée « International trade and sustainability » (Commerce international et DD), Louis Dupuy explore la possibilité d’établir un système d’allocation des ressources qui permette à chacun d’avoir accès à des opportunités d’usage de ces ressources dans le respect des contraintes imposées par l’environnement et plus généralement le monde physique.

Quels sont vos sujets d’exploration ?

Mes travaux de thèse m’ont conduit à la conclusion, qu’en théorie, le cadre économique conventionnel, basé sur la gestion de divers actifs (capital humain, capital produit) et élargi à la notion de capital naturel, peut réussir à placer les économies du monde dans une situation soutenable, tout en gardant un haut niveau de commerce international.

En pratique cependant, de nombreuses décisions peuvent être prises qui favorisent l’insoutenabilité des modèles de développement : choisir une mauvaise spécialisation internationale (tous les pays du monde qui essaieraient en même temps d’exporter des voitures), sur-consommer les gains du commerce international, ne pas tenir compte des économies d’échelles, etc. 

Un autre problème clef est celui de la substituabilité entre les ressources : le système marche tant que les pays sont prêts à échanger les uns avec les autres et qu’ils sont techniquement capables de mobiliser des ressources substituables dans la production (par exemple s’il faut produire quelque chose qui demande du cuir et qu’il n’y a pas du tout de cuir, cela pose rapidement problème).

Du coup, tout en gardant le cadre théorique qui est plutôt robuste, il faut réfléchir à des solutions pour optimiser le fonctionnement des marchés en tenant compte des véritables limites physiques (imposées par l’environnement) et techniques (imposées par les connaissances humaines). Il faut également tenir compte des limites qui se posent à la capacité des sociétés de s’adapter rapidement, que ce soit dans la demande moyenne de biens (arrêter d’acheter des voitures) ou dans la capacité d’organisation (travailler 60 heures par semaine). 

Quelles sont les applications du cadre de recherche aux attentes des acteurs sur le terrain ?

Sur la base de ces premiers travaux, j'ai intégré l’APESA en janvier 2016 avec notamment l’ambition d’approfondir la méthode TERVAL, qui est en fait l’application de cette théorie au cas d’une entreprise. De la même façon qu’un pays doit limiter son impact sur le capital naturel et éviter de laisser se dégrader son capital produit (machines + infrastructures), une entreprise doit avoir un impact au moins positif sur son stock de capital global. 

« Concrètement, une entreprise doit polluer le moins possible et économiser les ressources pour éviter de dégrader le capital naturel, mais elle aura nécessairement un impact résiduel. »

À partir de là, il y a deux options :

- Hypothèse de soutenabilité forte : l’entreprise doit compenser par un investissement en capital environnemental au moins « équivalent » (étape « compenser » de la séquence Eviter - Réparer - Compenser) ou arrêter purement et simplement d’utiliser le stock de capital concerné. C’est là que ça coince généralement si on pense pétrole par exemple.

- Hypothèse de soutenabilité faible : l’entreprise doit compenser par un investissement au moins égal dans du capital social (formation, hausse des salaires ou création d’un fond de pension retraite) ou du capital économique (utiliser du pétrole pour installer des panneaux solaires, ou des machines-outils, si possible moins dispendieuses en énergie).

Nous avons appliqué cette méthodologie de calcul des stocks de capital à deux entreprises du Sud-Ouest. Notre devoir de confidentialité ne nous permet pas de les nommer, mais les deux ont un gros enjeu de gestion du capital naturel.

La faiblesse de cette méthode est que nous ne pouvons pas encore bien faire ressortir le caractère qualitatif de certains actifs : une main d’œuvre qualifiée n’est pas seulement plus chère et plus productive, elle permet aussi de produire des biens qui ne peuvent être produits sans ce travail qualifié.

De façon plus générale, ce travail est intéressant en termes de production d’informations, mais l’indicateur ne se décline pas facilement en plan d’action pour l’entreprise. Il est donc assez adapté à une communication globale (« notre situation nette en développement durable c’est XXX»), mais pas opérationnel.

Pour faire progresser la qualité de cet indicateur, Louis Dupuy travaille à relier ce type d’impact monétarisé à des indicateurs déjà utilisés et à des méthodes d’évaluation d’impact environnemental plus familières des entreprises.

« On intègre la notion de la monétarisation des ACV »

En 2015, je suis rentré en contact avec le Pr. Koji Tokimatsu de Tokyo Tech University. Associé à d’autres chercheurs japonais il a développé un modèle alliant méthodes d’ACV et modélisation macro-économique.

Nous avons finalisé le modèle ensemble et travaillé à l’interprétation des résultats (alliance économiste-ingénieur).

Nous avons co-rédigé un premier article qui estime l’épargne nette ajustée pour l’ensemble des régions du monde pour le siècle à venir : https://www.researchgate.net/publication/315701711_Using_Genuine_Savings_for_Climate_Policy_Evaluation_with_an_Integrated_Assessment_Model

Je me suis rendu au Japon en février-mars 2018 pour finaliser le second article, qui compare différentes façons de calculer cet indicateur et contribuer à un séminaire autour des liens entre sciences naturelles et sciences sociales.

De façon plus général, il y a une foule de questions techniques autour de la bonne façon de A) calculer des impacts environnementaux (par exemple par l’ACV), B) relier ces impacts à des services et des disservices[1] (l’eutrophisation[2] est l’impact, l’absence d’eau potable ou de zone de baignade est le disservice) et C) calculer la valeur monétaire à partir de A et B.

Une partie de ses recherches aujourd’hui consiste donc à étudier A, B et C.

Quel(s) sont les transfert(s) amorcé(s) ?

Pour l’APESA, il s’agit de monétariser ces services. On est donc en plein dans la séquence ABC.

Deux projets gravitent autour de ces questions : comment estimer les impacts environnementaux et sociaux ? Comment faire en sorte que les entreprises les prennent en compte ? Comment proposer une estimation monétaire cohérente de ces impacts ?

- TERFICA : le principe est de comprendre si les stratégies de filière et de territoire jouent un rôle dans l’adoption des comptabilités carbone dans la filière forêt bois. Il s’agira donc d’étudier les stratégies de filières, les stratégies de territoire autour du CO2 et du climat et d’interroger les entreprises sur le poids qu’elles pèsent dans leur propre usage des comptabilités carbone.

- BOUQUET : l’objectif du projet piloté par ITAVI (Institut Technique des filières AVIcole, cunicole et piscicole) est de proposer une estimation des services écosystémiques rendus par les parcours de volailles. Lire l’article complet


[1] Au sens de contraintes

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[2] Apport excessif d'éléments nutritifs dans les eaux, entraînant une prolifération végétale, un appauvrissement en oxygène et un déséquilibre de l'écosystème.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Voir aussi

Dossiers thématiques

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Projets de recherche

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