Eléonore Loiseau

Depuis l'entrée en vigueur de la directive européenne sur l'Evaluation Environnementale Stratégique (Directive 2001/42/CE), tous les plans et programmes en lien avec l'aménagement de territoires doivent être soumis à une évaluation environnementale ex ante. Cependant, il n'existe pas de démarche formalisée permettant de réaliser de telles évaluations. Ce travail de thèse propose donc d'élaborer une méthodologie d'évaluation environnementale d'un territoire dans son ensemble. Dans cet objectif, la première étape du travail de thèse a consisté à identifier et analyser les différents outils et méthodes mobilisables pour conduire une évaluation environnementale de territoires. Une comparaison approfondie de ces outils a permis de mettre en avant les potentialités de l'Analyse du Cycle de Vie (ACV). Toutefois, l'ACV est une approche dite « orientée produit », c'est-à-dire conçue pour évaluer l'impact d'un bien ou d'un service répondant à une fonction donnée, elle ne permet pas en tant que telle l'analyse d'un territoire dans son ensemble. Le cœur de la thèse s'articule donc autour de l'adaptation du cadre méthodologique de l'ACV pour mettre en œuvre des ACV dites « territoriales ». Quatre obstacles méthodologiques ont été identifiés et des propositions ont été formulées afin de les lever un à un, i.e. (i) définir l'unité fonctionnelle, (ii) déterminer les frontières du système, (iii) collecter les données et (iv) quantifier des indicateurs pertinents dans un contexte d'aide à la décision local. Une des principales adaptations proposée concerne la prise en compte du caractère multifonctionnel d'un territoire. Les diverses fonctions du territoire ne sont plus une donnée d'entrée du système étudié comme dans une ACV classique (à travers la définition de l'unité fonctionnelle), mais sont désormais le résultat d'un processus d'évaluation qui quantifie concomitamment des services rendus et des impacts environnementaux. Cette méthode d'analyse ayant été élaborée, nous l'avons appliquée à un cas d'étude, le territoire du Bassin de Thau, situé en France sur le littoral méditerranéen, afin d'analyser l'intérêt (méthode d'évaluation transversale, multicritère et globale), la faisabilité (en termes de collecte de données) et la robustesse (sensibilité à la méthode d'évaluation des impacts) d'une telle démarche.

This study aims to perform a comprehensive life cycle assessment (LCA) of nature-based solutions (NBS) for wastewater treatment (WWT), specifically focusing on a French vertical flow (VF) wetland. The LCA encompasses the construction phase, operational phase, and end-of-life management, with a particular emphasis on achieving a balanced mass flow for carbon, nitrogen, and phosphorus across air, water, and soil compartments. The VF wetland is evaluated for its environmental impacts and compared to a conventional activated sludge system. The key findings reveal that the VF wetland achieves substantial reductions in resource use, yet requires significantly more land and exhibits higher impacts on greenhouse gas emissions and in categories sensitive to water emissions. The results underline the importance of complete mass balances in LCA of NBS to accurately identify environmental hotspots. Recommendations for methodological improvements and system boundary definitions are provided to enhance the definition of mass balance within NBS.

L'irrigation est une des stratégies d’adaptation mise en avant face au changement climatique, mais elle repose sur des infrastructures qui peuvent générer des impacts environnementaux conséquents. L’analyse du cycle de vie territoriale (ACV-T) peut être mise en œuvre pour évaluer les performances environnementales de scénarios d'aménagement agricole en quantifiant leurs éco-efficience, c'est-à-dire des ratios entre services rendus et impacts générés. Une étude théorique sur une zone agricole en France montre l’intérêt de cette méthode pour apporter des éléments objectifs sur les performances environnementales de scénarios avec ou sans irrigation (en intégrant également les impacts de la production agricole). L’ACV-T permet d’identifier le scénario le plus performant et de potentiels transferts de pollution entre services rendus et impacts environnementaux. Pour aller plus loin, un couplage entre le modèle AquaCrop et l’ACV-T a été mis en œuvre pour analyser les effets du changement climatique sur les performances environnementales à moyen-long terme. Cette démarche d’évaluation prospective est nécessaire pour des décisions éclairées concernant les infrastructures à longue durée de vie.

Overexploitation in wild-capture fisheries is a principal driver of marine biodiversity loss. Currently, efforts are underway to improve the representation of marine damage indicators in Life Cycle Impact Assessment (LCIA) methods. The recently operationalised fisheries impact pathway has introduced fishing impacts on the marine system into the LCIA framework, and the current work seeks to further develop this complex pathway. In total, 5000+ Characterisation Factors for exploited marine organisms have been re-computed with updated fisheries production data (2018), exploring temporal effects on dynamic, biotic resource impacts. An estimation of discarded unwanted by-catch is incorporated into the characterisation. Regional to global scaling factors are tested for the representation of species-specific vulnerability. The temporal and spatial variations in impacts reflect the dynamic nature of real-world fisheries trends, global average impacts increased by 41% (2015–2018). Discarding as an additive, regional estimate increases impacts, most notably for lower impacted stocks. The retention of species-specific detail relating to species distributions is of particular relevance to fisheries when computing global-scale impacts. Updating CFs improves the relevance of the fisheries impact assessment, and continued periodic re-computation is recommended to maintain relevance with real-world trends. Data availability remains a challenge to large-scale marine impact assessment and the continued development of this emergent impact pathway is expected.