Eco-innovation dans le domaine des technologies d'épandage : cas de l'épandeur PROLOG

par Mahmoud Chakroun

Thèse de doctorat en Génie Mécanique

Sous la direction de Grigore Gogu.

Soutenue le 05-05-2011

à Clermont-Ferrand 2 , dans le cadre de École doctorale sciences pour l'ingénieur (Clermont-Ferrand) , en partenariat avec Laboratoire de Mécanique et Ingénieries (équipe de recherche) .

Le président du jury était Serge Tichkiewith.

Le jury était composé de Marc Sartor, Jean-Pierre Nadeau, Frédéric Chapelle.

Les rapporteurs étaient Marc Sartor, Jean-Pierre Nadeau.


  • Résumé

    Ce travail de thèse s’inscrit dans la problématique générale du projet ECODEFI - ECOconception et Développement de méthodologies de Fabrication Innovante de machines d’épandage financé par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR) dans le cadre du PRogramme ECOtechnologies et Développement Durable (PRECODD). Le projet ECODEFI porte sur l’écoconception et l’éco-innovation appliquées aux technologies de l’épandage, pour répondre à deux enjeux majeurs : (i) le recyclage des effluents organiques issus de l’industrie et de l’épuration des eaux et (ii) réduire à la source les risques de pollution des agro-écosystèmes. Face au besoin de prise en compte de l’environnement dans le développement des machines d’épandage, nous avons proposé une démarche d’éco-innovation qui permet d’aboutir à des véritables percées technologiques. Cette approche présente une synergie entre l’Analyse du Cycle de Vie (ACV), la matrice de non-qualité, la Théorie de Résolution des Problèmes Inventifs (TRIZ), l’analyse morphologique et le Processus d’Analyse Hiérarchique (Analytical Hierarchy Process – AHP). Dans l’enchaînement de ces outils, l’ACV évalue les impacts environnementaux générés par le système. Puis, pour une meilleure prise en considération des aspects écologiques, nous avons développé un nouvel outil, la matrice de non-qualité, qui définit, à partir des résultats de l’ACV, le problème à résoudre en priorité du point de vue environnemental. La méthode TRIZ permet la génération de nouveaux concepts et la résolution des contradictions. Ensuite, l’analyse morphologique offre la possibilité d’étendre l’espace de recherche des solutions d’un problème de conception de manière systématique. Enfin l’AHP identifie la ou les solution(s) prometteuse(s) en fournissant une logique claire pour les choix réalisés. Dans notre étude, nous nous sommes principalement intéressés aux problèmes rencontrés sur la machine PROLOG lors de la phase d’épandage des produits compostés. En effet, l'épandage du compost se développe fortement et l'entreprise SIRTEC souhaite pouvoir réaliser cette tâche avec leurs machines conçues initialement pour des matériaux granulaires. L’approche a été appliquée pour résoudre le problème d’extraction de ces produits suite à la formation de voûtes à l’intérieur de la trémie de l’épandeur.


  • Résumé

    This thesis is part of the ECODEFI project (ECOconception et DEveloppement de méthodologies de Fabrication Innovante de machines d’épandage – Ecodesign and development of innovative production methods of spreading machines) funded by the French National Research Agency within the framework of Eco-technologies and sustainable development programme (PRECODD) The ECODEFI project focuses on ecodesign and eco-innovation applied to spreading technologies, to address two major issues : (i) recycling of organic waste from industry and sewage and (ii) reducing the source of pollution risk of agro-ecosystems. Facing the need to take into account the environment in developing spreading machines, we proposed an eco-innovation design approach that can lead to real breakthroughs. This approach provides a synergy between the LCA, the non-quality matrix, TRIZ method, the morphological analysis and the AHP. In the sequence of these tools, LCA (Life Cycle Assessment) assesses the environmental impacts generated by the system. Then, for a better consideration of environmental aspects, we developed a new tool, the non-quality matrix, which defines the problem requiring solving first from an environmental point of view, from the LCA results. The TRIZ method allows the generation of new concepts and contradiction resolution. Then, the morphological analysis offers the possibility of extending the search space of solutions of a design problem in a systematic way. Finally, the AHP (Analytical Hierarchy Process) identifies the promising solution(s) by providing a clear logic for the choice made. In our study, we are mainly interested in problems on the PROLOG machine during the phase of composted products application. Indeed, compost application is strongly growing and the SIRTEC Company hopes to accomplish this task with their machines which were initially designed for granular materials. The approach has been applied to solve the problem of extraction of these products due to the formation of arches inside the spreader hopper.


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