Écologie industrielle – Wikipédia -Ecologie, science


étude de la matière et des flux d’énergie dans les systèmes industriels

Écologie industrielle (C’EST À DIRE) est l’étude des flux de matières et d’énergie à travers les systèmes industriels. L’économie industrielle mondiale peut être modélisée comme un réseau de processus industriels qui extraient des ressources de la Terre et transforment ces ressources en produits qui peuvent être achetés et vendus pour répondre aux besoins de l’humanité. L’écologie industrielle cherche à quantifier les flux de matières et à documenter les processus industriels qui font fonctionner la société moderne. Les écologistes industriels sont souvent préoccupés par les impacts des activités industrielles sur l’environnement, par l’utilisation de l’approvisionnement de la planète en ressources naturelles et par les problèmes d’élimination des déchets. L’écologie industrielle est un domaine de recherche multidisciplinaire jeune mais en pleine croissance qui combine des aspects de l’ingénierie, de l’économie, de la sociologie, de la toxicologie et des sciences naturelles.

L’écologie industrielle a été définie comme «un discours multidisciplinaire basé sur des systèmes qui cherche à comprendre le comportement émergent de systèmes complexes humains / naturels intégrés».[1] Le domaine aborde les questions de durabilité en examinant les problèmes sous de multiples perspectives, impliquant généralement des aspects de la sociologie, de l’environnement, de l’économie et de la technologie. Le nom vient de l’idée que l’analogie des systèmes naturels devrait être utilisée pour aider à comprendre comment concevoir des systèmes industriels durables.[2]

Aperçu[[Éditer]

L’écologie industrielle concerne le passage du processus industriel de systèmes linéaires (en boucle ouverte), dans lesquels les investissements en ressources et en capital se déplacent à travers le système pour devenir des déchets, à un système en boucle fermée où les déchets peuvent devenir des intrants pour de nouveaux processus.

Une grande partie de la recherche se concentre sur les domaines suivants:[3]

L’écologie industrielle cherche à comprendre la manière dont les systèmes industriels (par exemple une usine, une écorégion ou une économie nationale ou mondiale) interagissent avec la biosphère. Les écosystèmes naturels fournissent une métaphore pour comprendre comment différentes parties des systèmes industriels interagissent les unes avec les autres, dans un «écosystème» basé sur les ressources et le capital infrastructurel plutôt que sur le capital naturel. Il cherche à exploiter l’idée que les systèmes naturels ne contiennent pas de déchets pour inspirer une conception durable.

Outre des objectifs plus généraux de conservation de l’énergie et de conservation des matériaux, et la redéfinition des marchés des produits de base et des relations d’intendance des produits strictement comme une économie de services, l’écologie industrielle est l’un des quatre objectifs du capitalisme naturel. Cette stratégie décourage les formes d’achat amoral résultant de l’ignorance de ce qui se passe à distance et implique une économie politique qui valorise fortement le capital naturel et repose sur plus de capital pédagogique pour concevoir et maintenir chaque écologie industrielle unique.

Histoire[[Éditer]

L’écologie industrielle a été popularisée en 1989 dans un Américain scientifique article de Robert Frosch et Nicholas E. Gallopoulos.[[citation requise] La vision de Frosch et Gallopoulos était « pourquoi notre système industriel ne se comporterait-il pas comme un écosystème, où les déchets d’une espèce pourraient être une ressource pour une autre espèce? Pourquoi les produits d’une industrie ne seraient-ils pas les intrants d’une autre, réduisant ainsi l’utilisation de matières premières? matériaux, pollution et économies sur le traitement des déchets? « [2] Un exemple notable réside dans un parc industriel danois de la ville de Kalundborg. Ici, plusieurs liens de sous-produits et de chaleur résiduelle peuvent être trouvés entre de nombreuses entités telles qu’une grande centrale électrique, une raffinerie de pétrole, une usine pharmaceutique, une usine de plaques de plâtre, un fabricant d’enzymes, une entreprise de gestion des déchets et la ville elle-même.[4] Un autre exemple est le Rantasalmi EIP à Rantasalmi, en Finlande. Bien que ce pays ait déjà eu des PEI de forme organique, le parc de Rantasalmi est le premier PEI planifié en Finlande.

Le domaine scientifique de l’écologie industrielle s’est développé rapidement ces dernières années. Le Journal of Industrial Ecology (depuis 1997), l’International Society for Industrial Ecology (depuis 2001) et la revue Progress in Industrial Ecology (depuis 2004) confèrent à Industrial Ecology une position forte et dynamique dans la communauté scientifique internationale. Les principes de l’écologie industrielle émergent également dans divers domaines politiques tels que le concept d’économie circulaire qui est promu en Chine. Bien que la définition de l’économie circulaire n’ait pas encore été formalisée, l’accent est généralement mis sur des stratégies telles que la création d’un flux circulaire de matières et les flux d’énergie en cascade. Un exemple de ceci serait l’utilisation de la chaleur perdue d’un processus pour exécuter un autre processus qui nécessite une température plus basse. On espère qu’une telle stratégie créera une économie plus efficace avec moins de polluants et d’autres sous-produits indésirables.[5]

Des principes[[Éditer]

L’un des principes centraux de l’écologie industrielle est l’idée que les systèmes sociétaux et technologiques sont limités à l’intérieur de la biosphère et n’existent pas en dehors de celle-ci. L’écologie est utilisée comme métaphore en raison de l’observation que les systèmes naturels réutilisent les matériaux et ont un cycle en boucle largement fermée des nutriments. L’écologie industrielle aborde les problèmes avec l’hypothèse qu’en utilisant des principes similaires systèmes naturels, systèmes industriels peuvent être améliorées pour réduire également leur impact sur l’environnement naturel. Le tableau montre la métaphore générale.

IE examine les problèmes de société et leur relation avec les systèmes techniques et l’environnement. À travers cela vision holistique , IE reconnaît que la résolution de problèmes doit impliquer la compréhension des connexions qui existent entre ces systèmes, divers aspects ne peuvent être considérés isolément. Souvent, des modifications dans une partie du système global peuvent se propager et provoquer des modifications dans une autre partie. Ainsi, vous ne pouvez comprendre un problème que si vous regardez ses parties par rapport au tout. Sur la base de ce cadre, IE examine les problèmes environnementaux avec un pensée systémique approcher. Un bon exemple d’EI avec ces impacts sociétaux peut être trouvé au Blue Lagoon en Islande. Le lagon utilise l’eau surchauffée d’une centrale géothermique locale pour remplir des bassins riches en minéraux qui sont devenus des centres de guérison récréatifs. En ce sens, le processus industriel de production d’énergie utilise ses eaux usées pour fournir une ressource cruciale pour l’industrie récréative dépendante.

Prenons une ville par exemple. Une ville peut être divisée en zones commerciales, zones résidentielles, bureaux, services, infrastructures, etc. Ce sont tous des sous-systèmes du système des «grandes villes». Des problèmes peuvent surgir dans un sous-système, mais la solution doit être mondiale. Disons que le prix du logement augmente considérablement parce que la demande de logement est trop élevée. Une solution serait de construire de nouvelles maisons, mais cela conduira à plus de personnes vivant dans la ville, conduisant au besoin de plus d’infrastructures comme des routes, des écoles, plus de supermarchés, etc. Ce système est une interprétation simplifiée de la réalité dont les comportements peuvent être «prédit».

Dans de nombreux cas, les systèmes avec lesquels IE traite sont des systèmes complexes. La complexité rend difficile la compréhension du comportement du système et peut entraîner des effets de rebond. En raison d’un changement de comportement imprévu des utilisateurs ou des consommateurs, une mesure prise pour améliorer les performances environnementales n’entraîne aucune amélioration ou peut même aggraver la situation.

En outre, réflexion sur le cycle de vie est également un principe très important en écologie industrielle. Cela implique que tous les impacts environnementaux causés par un produit, un système ou un projet au cours de son cycle de vie sont pris en compte. Dans ce contexte, le cycle de vie comprend

Le transport nécessaire entre ces étapes est également pris en compte ainsi que, le cas échéant, des étapes supplémentaires telles que la réutilisation, la remise à neuf et le recyclage.
L’adoption d’une approche basée sur le cycle de vie est essentielle pour éviter de déplacer les impacts environnementaux d’une étape du cycle de vie à une autre. Ceci est communément appelé déplacement de problème. Par exemple, lors de la refonte d’un produit, on peut choisir de réduire son poids, diminuant ainsi l’utilisation des ressources. Il est possible que les matériaux plus légers utilisés dans le nouveau produit soient plus difficiles à éliminer. Les impacts environnementaux du produit acquis lors de la phase d’extraction sont déplacés vers la phase d’élimination. Les améliorations environnementales globales sont donc nulles.

Un dernier principe important d’IE est son approche intégrée ou alors multidisciplinarité. L’IE prend en compte trois disciplines différentes: les sciences sociales (y compris l’économie), les sciences techniques et les sciences de l’environnement. Le défi est de les fusionner en une seule approche.

Exemples[[Éditer]

Le parc industriel de Kalundborg est situé au Danemark. Ce parc industriel est particulier car les entreprises réutilisent les déchets des autres (qui deviennent alors des sous-produits). Par exemple, la centrale électrique Energy E2 Asnæs produit du gypse comme sous-produit du processus de production d’électricité; ce gypse devient une ressource pour le BPB Gyproc A / S qui produit des plaques de plâtre.[4] Voici un exemple de système inspiré de la métaphore biosphère-technosphère: dans les écosystèmes, les déchets d’un organisme sont utilisés comme intrants pour d’autres organismes; dans les systèmes industriels, les déchets d’une entreprise sont utilisés comme ressource par d’autres.

Outre l’avantage direct d’incorporer des déchets dans la boucle, l’utilisation d’un parc éco-industriel peut être un moyen de rendre les centrales de production d’énergie renouvelable, comme le solaire PV, plus économiques et respectueuses de l’environnement. Essentiellement, cela contribue à la croissance de l’industrie des énergies renouvelables et aux avantages environnementaux qui découlent du remplacement des combustibles fossiles.[6]

Des exemples supplémentaires d’écologie industrielle comprennent:

  • Remplacer le sous-produit des cendres volantes des pratiques de combustion du charbon par le ciment dans la production de béton[7]
  • Utilisation de biocarburants de deuxième génération. Un exemple de ceci est la conversion de graisse ou d’huile de cuisson en biodiesels pour alimenter les véhicules.[8]
  • Le Centre national de production plus propre d’Afrique du Sud (CNPC) a été créé afin de rendre les industries de la région plus efficaces en termes de matériaux. Les résultats de l’utilisation de méthodes durables comprendront une réduction des coûts énergétiques et une meilleure gestion des déchets. Le programme évalue les entreprises existantes pour mettre en œuvre le changement.[9]

Directions futures[[Éditer]

La métaphore de l’écosystème popularisée par Frosch et Gallopoulos[2] a été un outil créatif précieux pour aider les chercheurs à rechercher de nouvelles solutions à des problèmes difficiles. Récemment, il a été souligné que cette métaphore est largement basée sur un modèle d’écologie classique, et que des progrès dans la compréhension de l’écologie basée sur la science de la complexité ont été réalisés par des chercheurs tels que C. S. Holling, James J. Kay,[10] et plus avancé en termes d’écologie contemporaine par d’autres.[11][12][13][14] Pour l’écologie industrielle, cela peut signifier un passage d’une vision plus mécaniste des systèmes à une vision où la durabilité est considérée comme une propriété émergente d’un système complexe.[15][16] Pour approfondir cette question, plusieurs chercheurs travaillent avec des techniques de modélisation basées sur des agents
.[17][18]

L’analyse exergétique est réalisée dans le domaine de l’écologie industrielle pour utiliser l’énergie plus efficacement.[19] Le terme exergie a été inventé par Zoran Rant en 1956, mais le concept a été développé par J. Willard Gibbs. Au cours des dernières décennies, l’utilisation de l’exergie s’est étendue en dehors de la physique et de l’ingénierie aux domaines de l’écologie industrielle, de l’économie écologique, de l’écologie des systèmes et de l’énergétique.

Autres exemples[[Éditer]

Le Burnside Cleaner Production Centre de Burnside, en Nouvelle-Écosse, est un autre excellent exemple d’écologie industrielle, tant dans la pratique que dans le potentiel. Ils jouent un rôle en facilitant l’écologisation de plus de 1 200 entreprises situées à Burnside, le plus grand parc industriel de l’est du Canada. La création d’une bourse des déchets est une grande partie de leur objectif, qui favorisera de solides relations d’écologie industrielle.[20]

Voir également[[Éditer]

Les références[[Éditer]

  1. ^
    Allenby, Brad (2006). « Les ontologies de l’écologie industrielle » (PDF). Progrès en écologie industrielle. 3 (1/2): 28–40. est ce que je:10.1504 / PIE.2006.010039.[[lien mort permanent]
  2. ^ une b c Frosch, R.A .; Gallopoulos, N.E. (1989). « Stratégies de fabrication ». Américain scientifique. 261 (3): 144-152. Bibcode:1989SciAm.261c.144F. est ce que je:10.1038 / Scientificamerican0989-144.
  3. ^ « Société internationale d’écologie industrielle | Histoire ». Archivé de l’original le 10 juillet 2009. Récupéré 8 janvier 2009.
  4. ^ une b « Le centre de Kalundborg pour la symbiose industrielle ». Récupéré en 2007.
  5. ^ Yuan, Z .; Bi, J .; Moriguichi, Y. (2008). « L’économie circulaire: une nouvelle stratégie de développement en Chine ». Journal d’écologie industrielle. dix (1–2): 4–8. est ce que je:10.1162 / 108819806775545321.
  6. ^ Pearce, J. M. (2008). « Symbiose industrielle pour la fabrication photovoltaïque à très grande échelle ». Énergie renouvelable. 33 (5): 1101-1108. CiteSeerX 10.1.1.394.8892. est ce que je:10.1016 / j.renene.2007.07.002.
  7. ^ Thomas, Michael. « Optimiser l’utilisation des cendres volantes dans le béton. » Association du ciment Portland
  8. ^ « Huiles et graisses usagées et usagées pour le biodiesel – eXtension ». extension.org. Récupéré 7 avril 2018.
  9. ^ «NCPC – Énergie plus propre et réduite».
  10. ^ Kay, J.J. (2002). Kibert, C.; Sendzimir, J .; Guy, B. (éd.). « Sur la théorie de la complexité, l’exergie et l’écologie industrielle: quelques implications pour l’écologie de la construction » (PDF). Écologie de la construction: la nature comme base des bâtiments verts: 72–107. Archivé de l’original (PDF) le 6 janvier 2006.
  11. ^ Levine, S. H. (2003). « Comparaison des produits et de la production dans les systèmes écologiques et industriels ». Journal d’écologie industrielle. 7 (2): 33–42. est ce que je:10.1162 / 108819803322564334.
  12. ^ Nielsen, Søren Nors (2007). « Qu’est-ce que la théorie moderne des écosystèmes à offrir à la production plus propre, à l’écologie industrielle et à la société? Les points de vue d’un écologiste ». Journal de la production plus propre. 15 (17): 1639-1653. est ce que je:10.1016 / j.jclepro.2006.08.008.
  13. ^ Ashton, W. S. (2009). « La structure, la fonction et l’évolution d’un écosystème industriel régional ». Journal d’écologie industrielle. 13 (2): 228. doi:10.1111 / j.1530-9290.2009.00111.x.
  14. ^ Jensen, P. D. (2011). « Réinterpréter l’écologie industrielle ». Journal d’écologie industrielle. 15 (5): 680–692. est ce que je:10.1111 / j.1530-9290.2011.00377.x.
  15. ^ Ehrenfeld, John (2004). « L’écologie industrielle peut-elle être la science de la durabilité? ». Journal d’écologie industrielle. 8 (1–2): 1–3. est ce que je:10.1162 / 1088198041269364.
  16. ^ Ehrenfeld, John (2007). « L’écologie industrielle existerait-elle sans la durabilité en arrière-plan? ». Journal d’écologie industrielle. 11 (1): 73–84. est ce que je:10.1162 / jiec.2007.1177.
  17. ^ Axtell, R.L .; Andrews, C.J .; Petit, M.J. (2002). « Modélisation à base d’agents et écologie industrielle ». Journal d’écologie industrielle. 5 (4): 10–13. est ce que je:10.1162 / 10881980160084006.
  18. ^ Kraines, S.; Wallace, D. (2006). « Application de la simulation basée sur les agents en écologie industrielle ». Journal d’écologie industrielle. dix (1–2): 15–18. est ce que je:10.1162 / 108819806775545376.
  19. ^ Mur, Göran. « Exergy – un concept utile ».
  20. ^ « Écologie industrielle: de la théorie à la pratique ». newcity.ca. Archivé de l’original le 22 février 2006. Récupéré 7 avril 2018.

Lectures complémentaires[[Éditer]

Liens externes[[Éditer]

Articles et livres
Éducation
Matériel de recherche
Réseau


Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *