Soutenance de thèse de Hélène CERVO

Depuis plus de 20 ans, la symbiose industrielle retient l’attention des chercheurs et des industriels. Les symbioses industrielles permettent de créer de nouvelles collaborations entre différentes entités (industrielles ou non) d’un même territoire afin d’échanger des ressources telles que des matières premières, de l’énergie, de l’information et des déchets, et d’intensifier les mutualisations de services et d’infrastructures. Ces nouveaux échanges ont pour but d’augmenter la circularité et l'efficacité globale du système industriel. Ces dernières années, l’économie circulaire est devenue un enjeu politique et de société inscrit au cœur de la vision stratégique à long terme de l’Union Européenne en vue de parvenir à une "économie prospère, moderne, compétitive et neutre pour le climat" d’ici à 2050. De nombreuses mesures ont ainsi été prises, favorisant et encourageant les initiatives telles que les symbioses industrielles. Néanmoins, de nombreuses problématiques perdurent encore quant à la mise en place et à la démocratisation de ces symbioses. Cette thèse, effectuée dans un contexte industriel, aborde le sujet de la symbiose industrielle du point de vue du génie chimique. Elle se concentre sur une des problématiques principales de la symbiose industrielle : le manque de partage des informations. En effet, l’échange d’information est au cœur de la symbiose industrielle car c’est par celui-ci que peuvent s’initier les premiers échanges mais aussi qu’ils peuvent perdurer. Néanmoins, il n’existe pas à ce jour de base de données ou de méthodes permettant à des industriels, provenant de secteurs similaires ou différents, de s’échanger facilement des informations sans se heurter à des problèmes de confidentialité. Les travaux de recherche s’articulent donc autour de la problématique suivante : Comment formaliser l’échange d’informations entre partenaires industriels dans le but de faciliter la détection et l’évaluation des symbioses industrielles ? Le concept de blueprint est développé et proposé comme solution facilitant l’échange de données entre partenaires industriels souhaitant participer à une ou plusieurs symbioses. Le blueprint est une représentation générique d’un procédé industriel donné, contenant quatre profils distincts (thermique, électrique, matière et services), chacun étant constitué par des flux bien définis et profitant d’une représentation adaptée. Une méthodologie détaillée, décrivant la construction du blueprint, la définition des flux qu’il contient, ainsi que la visualisation des profils le constituant, est également présentée. Celle-ci est appliquée à un système industriel de grande envergure : une raffinerie, démontrant sa faisabilité. Enfin, plusieurs exemples d’utilisation du blueprint dans un contexte de symbiose industrielle sont développés. Ils permettent de comprendre dans quel cadre les blueprints de différents secteurs de l’industrie peuvent être combinés, et mettent en évidence la pertinence de la méthode. Les limites de leur utilisation sont également discutées, soulignant le rôle crucial du facilitateur dans la mise en place et la réussite des symbioses industrielles.

For the last 20 years, the field of industrial symbiosis has raised interest among academics and industries. Industrial symbiosis consists of dissimilar entities sharing and valorising underutilised resources such as materials, energy, information, services, or technologies in view of increasing the industrial system’s circularity. In the meantime, the European Union has put the concept of circularity at the heart of its strategy for transitioning towards a low-carbon economy and measures have been taken in order to promote industrial symbiosis. However, despite all efforts and benefits brought by industrial symbiosis, barriers hindering a wide outreach of industrial symbiosis remain unsolved. This thesis was carried in an industrial context and adopts a chemical engineering point of view. It targets one of the main barriers to industrial symbiosis: the lack of information sharing. Indeed, the exchange of information is at the heart of industrial symbiosis as it enables the initiation and creation of new symbiotic links and ensures their sustainability. However, methodologies and tools facilitating the exchange of information between industrial entities, are still lacking. Therefore, the main research question of this thesis can be expressed as follow: How to formalise and systematise the exchange of information between industrial partners to facilitate the identification and the assessment of new industrial symbiosis opportunities? The concept of blueprint}is developed as a solution for the industry to enable different process sectors to overcome the burden of data confidentially and the challenge of sharing information. A blueprint is constituted of a series of profiles providing insights into key inputs and outputs of a given industry in terms of thermal and electrical energy, materials, and services. A methodology is presented, describing a step-by-step approach for defining the type of data required and for building the plant profiles. To demonstrate the feasibility of the method, it is applied to a typical refinery. Finally, a number of examples is given, demonstrating how blueprints of different process sectors can be combined and evidencing their ability to detect industrial symbiosis. Likewise, considerations are made on their limitations, in particular on the context for use of the blueprints and the role of facilitators to drive industrial symbiosis across process industry sectors.