Front de Sciences : Ecologie Industrielle et Territoriale

Interview de Marianne Boix

L’écologie industrielle et territoriale ouvre la voie à une industrie responsable et respectueuse de l’environnement. Marianne Boix, maîtresse de conférences HDR (Habilitation à diriger des recherches) à l’ENSIACET et chercheuse au Laboratoire de Génie Chimique (LGC), pilote ce Front de Sciences. Elle développe des approches systémiques d’optimisation, de modélisation et d’aide à la décision pour repenser la conception des systèmes industriels et pour décarboner les zones d’activités économiques.

À quels grands enjeux ce Front de Sciences répond-t-il ?

L’écologie industrielle et territoriale propose une réponse systémique aux défis environnementaux dans un contexte où l’industrie représente 20 % des émissions nationales de gaz à effet de serre et où la Stratégie Nationale Bas-Carbone (SNBC) fixe des objectifs de réduction de 35 % d’ici à 2030 et de 81 % d’ici à 2050 (par rapport à 2015). Ces objectifs nécessitent une transformation profonde des systèmes industriels.

Notre approche s’inscrit dans une logique d’économie circulaire avec des écosystèmes industriels intégrés, capables de créer des synergies entre acteurs et d’optimiser l’utilisation des différentes ressources (réseaux, énergie, matières) à l’échelle territoriale. C’est ce que l’on appelle la symbiose industrielle où les déchets d’une activité deviennent les ressources d’une autre. L’objectif est de produire sans désindustrialiser.

Cette approche d'écologie industrielle et territoriale est-elle récente ?

Le nord de l’Europe, a été pionnier en la matière notamment au Danemark avec le projet emblématique de Kalundborg. Dès la fin des années 1960, ce parc industriel s’est construit autour de la symbiose entre grandes entreprises (raffinerie, centrale électrique, usine de matériaux de construction, biotechnologies) qui ont progressivement développé des échanges et instauré un système circulaire, les déchets rejetés par chacune d’elle deviennent des ressources ou de l’énergie pour d’autres.

En France, le démarrage de l’écologie industrielle et territoriale a été plus lent mais il s’accélère grâce au soutien de l’État au développement des Zones industrielles bas carbone (Zibac) ainsi qu’aux travaux de recherche. L’objectif étant de favoriser la confiance, l’efficacité et la coopération entre industriels, tous les acteurs ont besoin de modèles d’optimisation et d’aide à la décision. C’est ce sur quoi nous travaillons.

Quels sont les défis scientifiques prioritaires ?

La mise en œuvre de symbioses industrielles impose le recours à des modèles sophistiqués capables de simuler différents scénarios, développer des outils informatiques d’aide à la décision et des modèles d’optimisation multi-agents. Pour cela l’approche systémique nécessite de croiser des compétences pluridisciplinaires : génie des procédés, modélisation multi-agent, intelligence économique et analyse de cycle de vie.

La réussite de ces projets ne dépend pas uniquement d’indicateurs quantitatifs, mais aussi de facteurs qualitatifs comme la confiance entre les différentes entreprises entre elles et la confiance entre industriels et chercheurs. Cela nécessite une co-construction des référentiels et un partage transparent des données.

Concrètement comment se déploie la recherche en écologie industrielle et territoriale ?

De nombreuses thèses et travaux de recherche sont en cours. Membre du département Procédés et Systèmes Industriels (PSI) du Laboratoire de Génie Chimique (LGC), je fais partie du comité opérationnel du Programme et Équipements Prioritaires de Recherche (PEPR) Soutenir l’innovation pour développer de nouveaux procédés industriels largement décarbonés (SPLEEN) (CNRS-IFPEN) qui, pour transformer les procédés industriels, cible quatre axes principaux :

• Nouveaux outils de prédiction et monitoring,
• Intégration d’énergies bas-carbone,
• Décarbonation et intensification des procédés,
• Stockage et valorisation du CO2.

Pour ma part, je suis responsable de l’animation de l’Axe 1 du PEPR et je pilote le projet ACT4IE : Approche systémique et territoriale pour la décarbonation des zones d’activités par l’Écologie Industrielle. Dans ce projet ACT4IE, les cas d’études concernent deux sites très différents : une zone très industrielle au sud de Lyon avec des industries très émettrices et une zone plus rurale autour de Villefranche-de-Rouergue qui veut élaborer une symbiose industrielle pour réduire leur impact environnemental. Ce projet de recherche a été lancé pour la période 2023 - 2030 et quatre thèses sont financées dont deux sont déjà en cours.

Comment imaginez-vous l’évolution des formations de l’ENSIACET face à ces transformations ?

Les entreprises industrielles vont de plus en plus recruter des personnes chargées de mission d’écologie industrielle. Les champs d’application sont larges (écologie industrielle, chaines logistiques, réseaux d’eau et d’énergies) et la réindustrialisation impose de penser les filières et les territoires dans leur ensemble. Or les formations ne sont pas nombreuses.

À l’ENSIACET, grâce à ses laboratoires de recherche et notamment au LGC, l’enseignement intègre déjà une vision pluridisciplinaire et systémique des procédés industriels, préparant les futurs ingénieurs à appréhender la complexité des enjeux environnementaux, économiques et sociaux. En dernière année, ils peuvent suivre différentes formations comme « Ingénierie des Systèmes Industriels » dont je suis responsable ou « Efficacité et Logistique Energétique des Systèmes industriels », d’avantage ciblée sur l’efficacité énergétique des procédés. Les étudiants y apprennent à modéliser et optimiser des réseaux complexes, à réaliser des analyses de cycle de vie rigoureuses, et à utiliser des indicateurs environnementaux et sociaux pour évaluer la performance globale des systèmes industriels. Ces formations combinent approches quantitatives avancées et réflexion critique sur les enjeux de durabilité.

Je suis également membre du comité de pilotage du mastère transversal INP Eco-ingénierie (MSEI) qui prépare les ingénieurs de toute spécialité à l’ouverture interdisciplinaire. L’objectif est de former les cadres à appréhender les questions technologiques de manière systémique. L’intérêt manifesté par les étudiants témoigne de leur conscience aiguë de la nécessité d’apporter des solutions innovantes face aux défis de la décarbonation, du recyclage et de la gestion optimale des ressources.