Evaluation environnementale de la production de granulats en exploitation de carrières - Indicateurs, Modèles et Outils.

67 lecture(s)

Domaine: Sciences de l'Univers
Les granulats, seconde matière première consommée en France, sont élaborés à partir de roche, ressource non renouvelable. La prise de conscience de l'importance de la protection de l'environnement et des impacts associés à l'élaboration de produits manufacturés, favorise le développement de méthodes destinées à mieux approcher les impacts de leur production. Dans ce contexte, ce travail concerne l'évaluation environnementale d'exploitations industrielles en carrière. Il s'appuie sur une collecte de données de sites utiles à cette évaluation suivie de la réalisation d'un modèle d'évaluation globale des consommations d'énergie, rejets atmosphériques et émissions sonores générées lors de l'élaboration de granulats. Ce modèle, basé sur des indicateurs, est conçu pour être paramètrable selon la nature pétrographique du site (roche meuble ou massive). La mise au point d'un outils d'évaluation, nommé CADUR (CArrière DURable) permet i) d'obtenir des données environnementales relative à la production de granulats naturels ; ii) de mettre en évidence que le paramètre prépondérant de l'évaluation en carrière est la configuration elle-même de l'exploitation considérée ; iii) de suivre, pour l'exploitant, l'évolution de ces performances, d'en comprendre les raisons et de quantifier l'effet d'éventuelles modifications. Vis-àvis des données de sites collectées, les résultats fournis pour CADUR offrenet une relative bonne précision. Ils montrent des écarts, avec les données réelles, inférieurs à 10% pour les consommations énergétiques et à 5% concernant les niveaux sonores.

lire la suite replier

Commenter Intégrer Stats et infos du document Retour en haut de page
sciences_de_l-univers
publié par

s'abonner

Vous aimerez aussi

tel-00412080, version 1 - 31 Aug 2009

tel-00412080, version 1 - 31 Aug 2009
tel-00412080, version 1 - 31 Aug 2009
tel-00412080, version 1 - 31 Aug 2009REMERCIEMENTS



















1
tel-00412080, version 1 - 31 Aug 2009




















2
tel-00412080, version 1 - 31 Aug 2009SOMMAIRE
PREAMBULE..............................................................................................................9
INTRODUCTION GENERALE ..................................................................................11
Contexte de la thèse................................................................................................................ 11
Positionnement de la thèse..................................................................................................... 11
Démarche adoptée dans le cadre de la thèse........................................................................ 13
CHAPITRE I - ÉTAT DE L’ART EN MATIERE DE RESSOURCES EN
GRANULATS ET DE METHODES D’EVALUATION ENVIRONNEMENTALE........15
I- Introduction ........................................................................................................................ 17
II- Ressources en granulats naturels .................................................................................... 17
II.1- Les usages des granulats naturels................................................................................. 17
II.2- Les différents natures de granulats naturels ................................................................. 18
II.3- L’élaboration des granulats naturels en carrière .......................................................... 19
II.3.1- L’extraction ........................................................................................................... 19
II.3.2- Le chargement et le transport ................................................................................ 22
II.3.3- Le traitement ......................................................................................................... 23
II.4- Le suivi de la production et de la gestion du site ......................................................... 26
II.5- La réglementation relative aux exploitations de carrière ............................................. 27
II.5.1- L’historique ........................................................................................................... 27
II.5.2- La réglementation en vigueur et conditions d’exploitation à l’échelle temporelle28
II.5.3- Les conditions d’exploitation à l’échelle du territoire : Schémas Départementaux
de Carrières ...................................................................................................................... 29
II.5.4- L’étude d’impact ................................................................................................... 31
II.6- Les étapes de la vie d’une carrière ............................................................................... 31
II.6.1- Du projet à l’ouverture du site............................................................................... 32
II.6.2- La phase d’exploitation ......................................................................................... 32
II.6.3- La fin de l’exploitation et la remise en état........................................................... 32
II.6.4- L’après carrière ..................................................................................................... 33
III- Méthodes d’évaluation environnementale - Indicateurs ............................................. 35
III.1- Les méthodes et outils de l’évaluation environnementale .......................................... 35
III.1.1- L’Évaluation des Performances Environnementales (EPE) ................................ 36
III.1.2- L’Analyse de Cycle de Vie (ACV)...................................................................... 38
III.2- Les indicateurs de développement durable ................................................................. 45
IV- Discussion ......................................................................................................................... 49
IV.1 – Intérêts et limites des méthodes d’évaluation environnementale.............................. 49
IV.1.1- Méthode EPE ....................................................................................................... 49
IV.1.2- Méthodologie ACV ............................................................................................. 50
IV.1.3- Synthèse en vue d’applications à des sites industriels......................................... 50
IV.2- Mise en place, portée et limites d’indicateurs ............................................................ 51
IV.2.1- Mise en place ....................................................................................................... 51
3
tel-00412080, version 1 - 31 Aug 2009IV.2.2- La portée et les limites des indicateurs ................................................................ 52
V- Conclusion.......................................................................................................................... 54
CHAPITRE II - ÉTUDES DE SITES DE PRODUCTION EN CARRIERE SUR LE
TERRITOIRE FRANÇAIS .........................................................................................55
I- Introduction ........................................................................................................................ 57
II- Démarche d’études des sites............................................................................................. 57
II.1- Recherche d’une échelle géographique d’étude pertinente.......................................... 58
II.2- Recherche de critères d’études de sites de carrière pertinents ..................................... 63
III- Présentation des sites étudiés ......................................................................................... 64
III.1 -Site d’étude n°1 : carrière de roches massives............................................................ 64
III.1.1- Implantation et autorisation d’exploiter............................................................... 64
III.1.2- Nature et utilisation des matériaux ...................................................................... 65
III.1.3- Organisation de la production.............................................................................. 66
III.1.4- Collectes de données relatives au site n°1 ........................................................... 70
III.2 -site d’étude n°2 : carrière de roches alluvionnaires .................................................... 75
III.2.1- Implantation et autorisation d’exploiter............................................................... 75
III.2.2- Nature et utilisation des matériaux ...................................................................... 75
III.2.3- Organisation de la production.............................................................................. 76
III.2.4- Collectes de données relatives au site n°2 ........................................................... 81
III.3- Site d’étude n°3 : carrière de roches alluvionnaires.................................................... 86
III.3.1- Implantation et autorisation d’exploiter............................................................... 86
III.3.2- Nature et utilisation des matériaux ...................................................................... 86
III.3.3- Organisation de la production.............................................................................. 87
III.3.4- Collectes des données relatives au site n°3.......................................................... 89
IV- Discussion ......................................................................................................................... 95
V- Conclusion.......................................................................................................................... 98
CHAPITRE III - MODELISATION ENVIRONNEMENTALE DE LA PRODUCTION
DE GRANULATS NATURELS : DEVELOPPEMENT DE L'OUTIL CADUR
(CARRIERE DURABLE)...........................................................................................99
I- Introduction ...................................................................................................................... 101
II- Démarche de modélisation ............................................................................................. 101
II.1- Modèle global des sites de carrières........................................................................... 101
II.2- Cahier des charges de l’outil d’évaluation environnementale CADUR .................... 102
II.3- Collecte de données nécessaires aux différents modèles de l’outil CADUR............. 104
III- Modélisation par domaine ............................................................................................ 104
III.1- Consommations énergétiques ................................................................................... 105
III.1.1- Modélisation des consommations d’énergie électrique ..................................... 105
III.1.2- Modélisation des consommations d’énergie fossile .......................................... 108
III.2- Émissions atmosphériques ........................................................................................ 109
III.2.1- Émissions générées lors des tirs d’abattage ....................................................... 109
4
tel-00412080, version 1 - 31 Aug 2009III.2.2- Émissions générées par la combustion de carburant.......................................... 110
III.3- Approches théoriques des émissions sonores ........................................................... 113
III.3.1- Propagation du bruit........................................................................................... 113
III.3.2- Le modèle CADUR............................................................................................ 119
IV- L’outil CADUR.............................................................................................................. 125
IV.1- Principes fonctionnels de l’outil ............................................................................... 126
IV.2- Fonctionnalités de l’outil d’évaluation CADUR ...................................................... 127
IV.2.1- Le modèle Énergie,............................................................................................ 127
IV.2.2- Le modèle Rejets atmosphériques, .................................................................... 128
IV.2.3- Le modèle Bruit, ................................................................................................ 129
V- Conclusion........................................................................................................................ 129
CHAPITRE IV - MODELISATION ENVIRONNEMENTALE DES
CONSOMMATIONS, REJETS ATMOSPHERIQUES ET EMISSIONS SONORES DE
LA PRODUCTION DE GRANULATS EN CARRIERE............................................131
Introduction .......................................................................................................................... 133
I- Modélisation des sites avec l’outil CADUR.................................................................... 133
I.1 – Etapes de paramétrage du modèle pour un site.......................................................... 133
I.2 – Modélisation de la configuration de l’usine du site n°1 ............................................ 134
I.2.1- Définition des lignes de production pour le site n°1 ............................................ 134
I.2.2- Description de la configuration de production pour le site n°1............................ 135
I.3- Modélisation de la configuration de l’usine du site n°2 .............................................. 135
I.3.1- Définition des lignes de production pour le site n°2 ............................................ 135
I.3.2- Test des différentes configurations de production pour le site n°2 ...................... 136
I.4- Modélisation de la configuration de l’usine du site n° 3 ............................................. 137
I.4.1- Définition des lignes de production pour le site n°3 ............................................ 137
I.4.2- Test des différentes configurations de production pour le site n°3 ...................... 138
I.5- Bilan sur la saisie des lignes de production et de leur configuration .......................... 138
II- Simulations avec le modèle Energie .............................................................................. 139
II.1- Résultats des consommations énergétiques pour le site n°3 ...................................... 139
II.2- Résultats des consommations énergétiques pour le site n°1 ...................................... 141
II.3- Résultats des consommations énergétiques pour le site n°2 ...................................... 142
II.4- Synthèse des simulations de consommation d’énergie pour les trois sites ................ 145
III- Simulations avec le modèle rejets atmosphériques .................................................... 145
III.1- Simulations des émissions atmosphériques sur le site n°1 ....................................... 145
III.1.1- Calculs des rejets dus à l’utilisation des engins ................................................. 145
III.1.2- Calculs des rejets dus à l’utilisation des explosifs............................................. 146
III.2 – Simulation des émissions atmosphériques sur le site n°2 ....................................... 147
III.3- Simulations des émissions atmosphériques sur le site n°3 ....................................... 148
III.4- Analyse des émissions de gaz à effet de serre par engin pour les sites .................... 149
IV- Simulations avec le modèle Bruit ................................................................................. 152
IV.1 – Prédictions des émissions sonores sur le site n°3 ................................................... 152
IV.2 – Prédictions des émissions sonores sur le site n°1 ................................................... 152
IV.3 – Prédictions des émissions sonores sur le site n°2 ................................................... 154
5
tel-00412080, version 1 - 31 Aug 2009V- Discussion......................................................................................................................... 155
V.1- Synthèse des caractéristiques énergétiques des sites étudiés..................................... 155
V.1.1- Comparaison des CESP avec les données de la littérature ................................. 155
V.1.2- Comparaison des valeurs de CESP entre les sites............................................... 156
V.2- Synthèse des prédictions des rejets atmosphériques des sites étudiés ....................... 157
V.3- Synthèse des prédictions de bruit des sites étudiés.................................................... 158
VI- Conclusion...................................................................................................................... 158
CONCLUSION GENERALE....................................................................................161
Contexte du travail de thèse ................................................................................................ 161
Rappel de la démarche......................................................................................................... 161
Principaux résultats obtenus............................................................................................... 162
Perspectives d’amélioration du modèle.............................................................................. 163
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES...................................................................165
ANNEXES ...............................................................................................................173
-Annexe 1- Questionnaire « Siège » .................................................................................... 175
-Annexe 2- Questionnaire « Site »....................................................................................... 179
- Annexe 3 - modélisation des lignes de production .......................................................... 191
-Annexe 4 - Configurations d‘affectation testées pour les différents sites ...................... 197
- Annexe 5 - Valeurs d’intensité des moteurs électriques présents sur le site n°2.......... 199
- Annexe 6 - Autres types de rejets atmosphériques ......................................................... 201
GLOSSAIRE ...........................................................................................................207
LISTE DES FIGURES.............................................................................................209
LISTE DES TABLEAUX .........................................................................................211
RESUME .................................................................ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

6
tel-00412080, version 1 - 31 Aug 2009

Soyez le premier à déposer un commentaire !

17/1000 caractères maximum.