Assessment of the environmental benefits provided by closed-loop strategies for industrial products

par Jorge Luis Amaya Rivas

Thèse de doctorat en Génie industriel conception et production

Sous la direction de Peggy Zwolinski.

Le président du jury était Emmanuel Caillaud.

Le jury était composé de Peggy Zwolinski, Eric Freyburger.

Les rapporteurs étaient Dominique Millet, Bernard Yannou.

  • Titre traduit

    Evaluation des bénéfices environnementaux liés à des cycles de vie de produits en flux bouclés


  • Résumé

    Les produits avec des phases d'usage multiple sont de plus en plus pris en considération a du fait des pressionséconomiques et environnementales. Ces produits aux cycles de vie complexes, utilisent des process tels que leremanufacturing. Ces process doivent être modélisés et évaluée par des équipes de conception. Cette thèse montrecomment représenter, modéliser et évaluer des produits en cycle de vie à boucle fermées. L'étude montre commentétablir des évaluations environnementales pour ces produits et les comparer aux évaluations environnementales decycles de vie classiques.Les modèles ont été développés sur des travaux antérieurs, tels que la méthodologie de Gehin et al. basée sur leconcept du brique du cycle de vie produit. La première approche proposée sert pour évaluer les bénéficesenvironnementaux des opérations et des activités autour du cycle de vie de produit en boucle fermée(remanufacturing scénario de fin de vie et systèmes de produit-service comme stratégie de vente des services).L'introduction de systèmes produit-service vise à réduire les impacts environnementaux de produits parl'intensification de l'utilisation. Ainsi, la thèse propose un modèle pour évaluer les éléments de systèmes produitsserviceet leur cycle de vie du point de vue environnemental. La thèse se concentre sur l'élaboration d'un modèle quiintègre le cycle de vie d’un produit-service système et ses paramètres, en tenant en compte des éléments physiques,ainsi que de l'infrastructures, la conception des unités de services, les acteurs dans la logistique et leurs interactions.Les modèles permettent d’identifier et de distinguer les différentes phases du cycle de vie du produit et de réajuster ladécision des concepteurs dans le processus de conception du produit. De plus, le modèle cherche l'intégration desparamètres du process de remanufacturing et des systèmes produit-service dans l'ensemble du cycle de vie duproduit. Les modèles visent à aider la conception de produits et de processus, ainsi que les acteurs de la chaîneapprovisionnement et les personnes chargées de la prise de décision sur la conception du produit et deschangements dans le système.Les résultats peuvent être utilisés, afin d'évaluer la performance environnementale des différents scénarios de fin devie des produits, fournissant un outil pour les concepteurs qui permet de quantifier les avantages environnementauxliés à l'utilisation des produits en cycle de vie en boucle fermée.


  • Résumé

    Products with multiple use phases have to be considered regarding new economic and environmental pressures.Therefore, the related complex life cycles of (re)manufactured products have to be modeled and assessed by designteams for a better understanding of their performance. This thesis presents methodologies to represent, model andassess closed-loop product lifecycle (focused on remanufacturing strategies). The study shows how to establishenvironmental assessments for remanufactured products life cycles and how to compare them to environmentalassessments for classical life cycles.The present study shows how to establish the models and how to compare the environmental assessments ofremanufactured products life cycles vs. classical life cycle scenarios. The objective is to provide easy to use methodsand tools for designers to allow them quantifying the environmental benefits related to the use of a closed loopstrategy. In this project, a life cycle assessment, life cycle bricks, and a parametric model of the products are used toevaluate and compare the environmental benefits provided by the remanufacturing. The methodologies and modelshave been developed based on previous works, such as the the life cycle bricks concept developed by Gehin et al.[2007].On the other hand, the thesis proposes a model to assess the product-service systems elements and their respectivelife cycle from an environmental point of view. Here, the thesis focuses on the development of a model whichintegrates the product lifecycle within those parameters by a product-service system strategy, taking into accountphysical elements, as well as the infrastructures network, unit services design, supply chain actors and theirinteractions.Finally, a model has been developed to assess from an environmental point of view the data of the operations andactivities around product life cycle of the products with final non classic disposition scenarios (remanufacturing asend-of-life scenario and multiple uses by the disposition of the service offers system as a business strategy). Themethodologies and models proposed allow identifying and distinguishing impacts between the different product lifecycle stages and readjust the designers’ decision at the product design stage. The results can be further used insimulation, to evaluate the environmental performance of different product life cycle end-of-life scenarios.


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