Thème: DÉVELOPPEMENT D’UNE MÉTHODOLOGIE …lgei.mines-ales.fr/sites/mines-ales.fr/files/u178/presentation... · institut mines-télécom prÉsentation n°1: avancement bibliographique

Institut Mines-Télécom

PRÉSENTATION N°1:

AVANCEMENT BIBLIOGRAPHIQUE

1

KOUADIO ASSEMIEN F. YAO

04 Déc 2014

Thème: DÉVELOPPEMENT D’UNE MÉTHODOLOGIE POUR LA

GESTION OPTIMALE DES IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX DE

L’INDUSTRIE EXTRACTIVE

Impacts

Direct

Indirect

Cumulatif

Résiduel

Etendue

Durée

Intensité

Global Local

Indicateur Effet

Analyse de risque

Analyse de cycle de vie

Ecologie industrielle Analyse de flux de

substance

Impacts

Territoire

Importance

Synergique

Absolu Relatif

Background

Foreground

Seuil

Industrie

Eco-industrie

Eco-conception

Eco-produit

Incertitude

Fréquence

Ecosystème

biotope

Faune/flore

Résilience

Ecosystème service

Eaux surf

Air

Environnement

Eaux sout

biocénose Mitigation

Sol/S . sol

Vulnérabilité

Biodégradabilité

Infrastructures

urbanisation

Réseau routier

POPULATION

Mine Carrière

Pyrométallurgie

Développement

Résidus miniers

Exploration

Tailing

Exploitation

Exhaure

Industrie extractive (système)

Bassin décantation

Stockage hydrocarbure/ explosif

Clôture

Après-mine

Projet

Evaluation

Traitement physique

Traitement

Hydrométallurgie

Probabilité

Danger

gravité

Acceptable

Enjeu

Aléa

Réseau ferroviaire

SIG Risque

2

SIG

Projet de thèse

Etude d’impacts environnementaux


3

Environnement

Infrastructures

Impacts

Projet de thèse

Risques

Industries

S

Industries extractives

p

Site d’extraction & alentours Avec activités connexes

Foreground

Impacts locaux (déforestation, perte de biodiversité, instabilités, déplétion des minéraux*, création d’emplois---) Impacts globaux (pollution des eaux , de l’air, changement climatique---)

Background

Territoire

Territoire

* Azapagic, 2003

Digue à stériles

Process de traitement

Chargement

Générés par le foregroud et le background


4

Environnement

Infrastructures

Impacts

Projet de thèse

Risques Industries

SIG


pop

Mine Carrière

Pyrométallurgie

Développement

Résidus miniers

Exploration

Tailing

Exploitation

Exhaure

Industrie extractive (système)

Bassin décantation

Stockage hydrocarbure/ explosif

Clôture

Après-mine

Projet

Evaluation

Traitements physiques Hydrométallurgie

Traitement

6 grandes étapes • Exploration • Aménagement ou développement • Exploitation Ciel ouvert/en souterrain • Traitement • Clôture et abandon • Après-mine

génération de nombreux impacts (positifs ou négatifs)

Industrie extractive

Aménagement de routes

Construction des installations

Découverture

Présentateur

Commentaires de présentation

MCO ou TMS, la méthode choisie dépend d'une variété de facteurs, y compris la nature et l'emplacement du dépôt, et de la taille, la profondeur et la teneur du gisement. l’après mine peut regrouper l’ensemble des préoccupations qui naissent après la fermeture complète de la mine et de tous les problèmes que cette dernière pourrait causer sur l’environnement et les populations vivant aux alentours.

Institut Mines-Télécom 5

Environnement

Ecosystème

biotope

Faune/flore

Résilience

Ecosystème service

Eaux surface

Air

Environnement

Eaux souterraines

biocénose Mitigation

Sol/S . sol

Vulnérabilité

Infrastructures

Impacts

Projet de thèse

Risques

Industries

SIG


pop

Environnement

Environnement Environnement, un terme polysémique

La notion d'environnement s'intéresse à la nature au regard des activités humaines, et aux interactions entre l'homme et la nature.

Environnement englobe l'étude des milieux naturels donc l’écosystème, les sols/s.sol..., continuellement affectés par les conséquences dommageables des activités humaines

Pour lesquelles il faudra mettre en place des dispositions et mesures pour réduire/atténuer les effets sur l’env: la mitigation (Fearnside, 2001)

Résilience: capacité d’un objet à retrouver son état initial après un choc ou une pression continue (Mathieu, 1991) donc à rebondir et à récupérer de sa perturbation

http://lebiogeographe.centerblog.net

Présentateur


a notion d'environnement s'intéresse à la nature au regard des activités humaines, et aux interactions entre l'homme et la nature. Ecosystème Unité écologique fonctionnelle formée par le biotope et la biocénose, en constante interaction Mitigation Atténuation d’une atteinte à l’environnement obtenue par la mise en œuvre de dispositions et de mesures appropriées. Mesure compensatoire Mesure en faveur de l'environnement permettant de contrebalancer les dommages qui lui sont causés par un projet et qui n'ont pu être évités ou limités par d'autres moyens. les fonctions écologiques sont les processus naturels de fonctionnement et de maintien des écosystèmes, alors que les services sont le résultat de ces fonctions. Ces services sont par exemple la production de l'oxygène de l'air, l'épuration naturelle des eaux, la séquestration naturelle de carbone dans le bois, les sols, les mers et le sous-sol, ou encore le recyclage permanent des nutriments et de la nécromasse par les animaux, champignons, bactéries


Environnement

Infrastructures

Projet de thèse

Risques Industries

SIG


pop

Impacts

Direct

Indirect

Cumulatif

Résiduel

Etendue

Durée

Intensité

Global Local

Indicateur

Effet

Impacts

Importance

Synergique

Seuil

Incertitude

Fréquence

Impacts

Impacts Plusieurs caractéristiques de l’impact

o Importance f(étendue, Intensité, durée, fréquence,

incertitude) ( Fectau,1997; André et al, 1999)

o Qualification de l'impact

direct indirect cumulatif résiduel

6

Sontag et al, 1999

Absolu Relatif

secondaire

o Effets Effets itératifs Effets à retardement Effets à distance Effets combinés Effets indirects

Sontag et al, 1999

Présentateur


Effets combinés Effets synergiques provenant des sources multiples qui agissent sur un même milieu environnemental Un indicateur est un outil d'évaluation et d'aide à la décision . L'indicateur (qualitatif ou quantitatif) décrit généralement un état, une pression et/ou une réponse ne pouvant être appréhendés directement. Les effets synergétiques impliquent une interaction entre les différents effets pour aboutir à un effet plus grand (effet "cocktail" de substances par exemple). La définition exacte des effets de synergie serait des "effets qui interagissent entre eux pour produire un effet total plus grand que la somme des effets individuels".��Alors que les effets cumulatifs s'ajoutent simplement dans le temps et l'espace : ils résultent d'actions mineures individuellement, mais collectivement significatives qui se déroulent sur une période de temps (ils sont ajoutés aux effets d'actions passées, présentes et futures).��Concernant les effets secondaires, ils sont la conséquence d'un effet primaire (je lui associerai le terme "indirect").�Les effets induits sont un type particulier d'effets indirects : ils résultent par exemple d'un travail de développement rendu possible par la réalisation d'un projet précis, parfois avec un décalage de plusieurs années entre le projet initial et sous-projets qui en découlent. Ce terme là serait à clarifier/généraliser.�

Institut Mines-Télécom 7/30

Environnement

Infrastructures

Projet de thèse

Industries SIG


pop

Impacts

Risques

Risque: Aléa x enjeu

ANALYSE DE RISQUES

Probabilité

Danger

gravité Acceptable

Aléa

Risque

Enjeu

Processus de gestion des risques

Niveau de risques = f (Aléas, Enjeux) ; potentiel d’exposition sur les cibles

7

Environnement sociaux économique et réglementaire

Système étudié: pays, organisation, site

Identification des sources de danger

Identification des risques (internes, externes) et des cibles

Estimation des risques (probabilité et gravité)

Risque non acceptable

Maîtrise du risque (prévention, protection)

Risque acceptable

Réduction du risque

Analyse de risque

Evaluation du risque

Présentateur


Précaution Principe selon lequel l’éventualité d’un dommage susceptible d’affecter l’environnement de manière grave et irréversible appelle, malgré l’absence de certitudes scientifiques sur les risques encourus, la mise en œuvre de procédures d’évaluation des risques et l’adoption de mesures provisoires et proportionnées au dommage envisagé. Principe de prévention Principe selon lequel il est nécessaire d’éviter ou de réduire les dommages liés aux risques avérés d’atteinte à l’environnement, en agissant en priorité à la source et en recourant au meilleures techniques disponibles.


Environnement

Infrastructures

Projet de thèse

Risques

SIG


pop

Impacts

Industries

Industrie

Eco-industrie

Eco conception

Eco produit

Biodégradabilité

Ecologie industrielle

Biodiversité

8

L’écologie industrielle est une véritable composante opérationnelle du développement durable. Elle vise à rompre avec l’approche linéaire classique des activités économiques qui n’intègre ni la finitude des ressources, ni l’incapacité de la planète à absorber la totalité des déchets produits

* www.ceiaube.fr

Selon le CEIA, il faut interpréter « industrielle » comme étant un qualificatif représentant l’ensemble des activités économiques d’un territoire (industrie, agriculture, commerce, transport…). Ainsi, l’écologie industrielle prône une approche systémique des activités, inspirée des écosystèmes naturels. *

CEIA: Club d’Ecologie Industrielle de l’Aube

Présentateur


Eco-conception Prise en compte de l’environnement lors de la phase de conception ou d’amélioration d’un produit (bien ou service) (cours introd à l’ACV, JUNQUA, 2014) Eco-produit Tout produit qui entraîne moins d’impacts sur l’environnement, tout au long de son cycle de vie (de l’extraction des matériaux à la fin de vie du produit) et offrant un service comparable à ceux présents sur le marché : fonctionnalité, accessibilité, coûts, sécurité de fonctionnement Eco industrie c’est l’industrie qui propose des produits ou des prestations ayant pour objet d'améliorer ou de protéger l'environnement, ou qui utilise des procédés favorables à l'environnement. Biodiversité Diversité des organismes vivants, qui s’apprécie en considérant la diversité des espèces, celle des gènes au sein de chaque espèce, ainsi que l’organisation et la répartition des écosystèmes.


9

Fonctionnement linéaire des systèmes "industriels" classiques

Fonctionnement "circulaire" des systèmes éco-industriels

Le principal enjeu de l’écologie industrielle est donc l’augmentation de l’efficacité de l’exploitation et de la gestion des ressources afin d’aboutir à une situation « gagnant – gagnant » entre l’économie et l’environnement

Ecologie industrielle

Présentateur


La fig.1 illustre bien la démarche traditionnelle basée sur l’extraction et l’utilisation des ressources sans se soucier de leur caractère non renouvelable encore moins de l’incapacité de la planète de contenir les déchets La fig.2 montre la démarche circulaire des systèmes éco industriels qui tiennent donc de la finitude des ressources et de la gestion optimale des déchet. En d’autre mot tout le cycle de vie du produit et propose des solution de réemploi du produit


Environnement

Infrastructures

Projet de thèse

Risques Industries


pop

Impacts

SIG

SIG

Identification et quantification des sources d’impacts

ACV, Analyse de risque, EIE associées au SIG

Etape 2 : inventaire

Etape 3 : Evaluation

10

Evaluation des impacts

Résultats sous forme carto.

Etape 4 : résultats

Etape 1 : définition du Système


Etape 1 : définition du Système

Le système (industrie extractive) sera divisé en sous-systèmes représentant les différentes phases de vie de l’industrie extractive avec toutes les activités exécutées au cours de chaque phase

11

Ces sous-système sont représenté sous forme de diagramme

Exemple de définition d’un système sur un territoire donné


Flux Entrants/Sortants

Installations

Sol et sous-sol

Santé humaine

Ecosystème

Air

---

---

---

---

Eaux souterraine

Eaux de surface

Cible potentielles

Impacts potentiels

---

Epuisement des ressources non renouvelables

Pollution des eaux

Destruction de la couche d’ozone

Acidification de l’air

Perte de la biodiversité

Radiation ionisante

Destruction des sols

---

Changement climatique

Consommation d’hydrocarbure

Consommation d’eau

Consommation de Zinc

Consommation de Diamant

Emission de CO2

Emission de H2SO4

---

---

Emission de cyanure

Emission de SO2

---

Emission de nucléide

Envolement de poussière

---

12

Information en sortie du modèle

? ? ? ACV,RM2

?

Etape 3 : Evaluation des impacts

---

Indicateur unique

Indicateur unique

Etape 2 : Inventaire des impacts

ACV, Ecologie ind. ACV ACV

Identification et quantification des sources d’impacts


Etape 4: Résultats sous forme cartographique

ZAPATA B.

Premier essai de RM2 EMA, CESSEM (Zapata, 2012) (cas d’une extraction artisanale d’Or en Colombie)


Etat de l'art

Termes Occurrence dans le titre

Occurrence dans les mots clés

SIG/GIS 23 11

LCA 34 27

MINNING 31 16

TERRITORY 16 7

- Recherche : LCA, GIS, mining, territory, environnemental impacts ;

- Sources : Moteurs de recherche scientifiques : Google scholar, ScienceDirect, Springer, Elsevier,

- Revues scientifiques: Journal of Cleaner Production, Environnmental Impact Assessment Review, Biomass and Bioenergy

14

ENVIRONMENTAL IMPACTS

36 26


15 LCA Risk assessment EIA Industrial ecology

Territory, territorial

Environnmental impacts

Geographic Information System (GIS)

Minerals industry, mining

Geyer et al, 2010a Geyer et al, 2010b Gasol et al, 2011 Bengtsson et al,1998 Dresen et al, 2012 Lindner et al, 2008 Mutel et al, 2011 Wei et al, 2002 Azapagic, 2007

Gasol et al, 2011 Patrono, 1995 Gontier, 2010 Şahin et Kurum , 2002 Haklay et al, 1998 Joao et Fonseca, 1996 Gunasekera, 2004 Agrawal et Dikshit,2002 Gontier, 2006

Durucan et al, 2000 Norgate et al, 2010 Lindeijer, 2000 Suppen et al, 2006 Goralczyk et al,2005 Awuah-Offei et Adekpedjou,2011 Krishna et Krishnapuran, 2001 Sinding, 1999 Durucan etal,2000 Azapagic, 2003 Milà i Canals et al, 2007 REID et al, 2009

Sinding, 1999 McKillop et Brown,1999 Abuodha et al, 2002 Sandham et al, 2008 Ghose,2007 Noble et Bronson, 2005 Kuma et al, 2002 Hilson 2002 Mwalyosi , 2004 Esteves et Vanclay, 2009

Nittschem et al, 2014 Loiseau et al, 2012;2014 Bonard et al, 2009;2014 Dumoulin et al ,2014 Passarini et al, 2011 Chiabrando et al,2009

Pfister et al, 2009 Bojarskiet al, 2009 Miettinen et Hämäläinen,1997 Milà i Canals et al, 2006 Baumann et Tillman, 2004 Brentrup et al, 2004a;2004b Guinée 2002 De Vries et al, 2010 Curran,1996 Turkker et Jansen, 2006 Mendes et al, 2004

Petts – 2009 Glasson et al, 2013 Marttunen Hämäläinen, 1995 Noble, 2006 Wood , 2003 Green, 1992 Canter,1997

Begg, 2001 Suter II , 2006 Richard,2000 Grundy, 1999 Shield et al,2013

Li et al, 2006 Rockall et al, 1996 Castilhos et al,2006 Hornung et al, 1987 Rapant et al,2006 Lim et al, 2013 Xenidis et al,2003 Fell,1994 Shen et Zhang, 1994 Jasso et Espinosa, 2007 Radosavljevic et al, 2009 Abernathy et al,2003 Chapman et al, 1998

Liu et al, 2006 McMaster et al, 1997 Dale et al,1998 Verter et Kara, 2001 Buckingham et Shanee, 2009 Grêt-Regamey et Straub, 2006 Thumerer et al, 2000 Zandbergen,1998 Chen et al, 2003

Rowe et al, 2009 Payraudeau et Van der Werf, 2005 Wiedmann et al, 1998 Hunter, 2007 Brumm , 2004

Safe, 1994 Jones, 2001 Smith, 2013 Erickson, 1994 Robinson, 2009 Colvin, 2003 Sonnemann et al, 2004 Settele et al, 2005 Sears, 2001 Jolliet et al, 2003 Giesy et al,2000

Burström, 2001 Ayres, 2002 Bunker , 1996 Kay , 2004 Peters et Hertwich, 2009 Gille , 2000 Wells et Orasto, 2005

Basu, Van zyl, 2006 Ayres, 2002 Bunker , 1996 Richards , 1997 Wernick, Ausubel, 1995 Salmi, 2007 Frosch, 1995 Andrews, 1999 Manahan, 1999 Dunn,Steinemann,1998 Cohen-Rosenthal, 2004

Kincaid Overcash, 2001 Singhal et Kapur, 2002 Nobel, Allen,2000 Martin et al, 1998 Grant et al, 2010 Massard, 2007 Fedra et Feoli, 1998 McCusker, Weiner, 2003 Özyurt, Realff , 2001

Allenby,Graedel ,1993 Hertwich, 2005 Tukker, Jansen ,2006 Wiedmann et al, 2007 Suh, 2004 Ehrenfeld,Gertler,1997 Shrivastava ,1995 Lifset,Graedel ,2002 Guinée, 2002 Van Berkel et al, 1997 Anastas , Lankey, 2000

Etat de l'art


Quelques articles lus

Auteurs

Titre

Revue/Origine

Baumann et Cowel, 1999

An evaluated framework for conceptual and analytical approaches in environnemental management

Finnveden et Moberg, 2005

Environmental systems analysis tools-an overview

Journal of cleaner Production

Collon P, 2003 DMA et qualités des eaux de l’après mine Thèse de doctorat

Schmitt,2003 Rapport qualité des eaux après-mine. Qualité des eaux après-mine

journal of environmental management Loiseau E, 2012 Environmental assessment of a territory: An overview of existing tools and methods

Langevin B. 2010 Prise en compte de la variabilité des émissions au champ dans l'Analyse de Cycle de Vie des systèmes agricoles : Application à l'épandage de lisier

Thèse de doctorat

Azapagic et al 2007 A life cycle methodology for mapping the flows of pollutants in the urban environment

Clean Technologie and Environnmental Policy

Azapagic et al 2003 Déveloping a framework for sustainable development indicators for the mining and minerals industry Journal of cleaner Production

ADEME Introduction à l’Analyse de Cycle de Vie (ACV) Note de synthèse externe

Norgate et Haque, 2009 Journal of Cleaner Production

Energy and greenhouse gas impacts of mining and mineral processing operations

Giurco et al, 2006 Decision making to support sustainability in the copper industry: technology selection

Department of Chemical Engineering University of Sydney

Chalmer University of Technology, Sweden/ University ofSurrey,Uk


Choix actuel : SIG support de Etude d’impact, Analyse de risques, ACV

Pourquoi ? La cible : les Industries extractives et les agences gouvernementales L’ étude d’impact environnementale, l’ACV, l’analyse de risques sont des méthodes d’évaluation environnementale basées sur plusieurs critères et avec des méthodologies séquentielles. La multitude de variables analysées peut rendre la compréhension difficile. Les SIG sont donc des outils efficaces afin de synthétiser l’information et faciliter la compréhension globale de l’étude. Les SIG sont particulièrement efficaces pour illustrer les étapes descriptives. De plus les SIG semblent compatibles aux différentes méthodologies. Comment ? A partir du progiciel qui sera développer et avec le soutien d’un logiciel SIG (Q-GIS par exemple) Les SIG peuvent être utilisés: - pour le recensement des composantes environnementales d’un milieu donné, - pour localiser l’ensemble des sites potentiellement sources d’impacts du fait de l’implantation d’un

projet. - en superposant ces deux variables à l’aide des SIG, il est alors beaucoup plus facile d’avoir une vue

d’ensemble des impacts du projet sur l’environnement et ainsi proposer des mesures compensatoires

- Pour réactualiser les résultats au cours de l’activité besoins ? Développer une méthodologie précise qui convient au cadre et au système; Disposer d’une base de données conséquentes; 15


Début de la thèse France

Fin séjour en CI

Fin 1ère phase en France

Fin de la thèse

10/2014 06/2015 12/2016 09/2017

Planning

Terrain+ application de la méthodologie à des cas

Biblio+ développement de la méthodologie

Finalisation de la méthode et Rédaction de la thèse

9 mois 9 mois 18 mois

Bibliographie Le développement de la méthodologie de façon globale et précise Mission R & D élève: essai de conception du progiciel par programmation sous python Test de la méthodologie (Gabi équivalent version libre, Matlab, Q-GIS, RM2, ….) avec un

système connu Validation en CI avec des étude de cas : entreprise extractive sur l’or dans un premier

temps, …


MERCI POUR VOTRE ATTENTION

Documents

Thème: DÉVELOPPEMENT D’UNE MÉTHODOLOGIE …lgei.mines-ales.fr/sites/mines-ales.fr/files/u178/presentation... · institut mines-télécom prÉsentation n°1: avancement bibliographique