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Using the bottom-up inventory method cadastre_NH3 to assess the efficiency of mitigation techniques to reduce ammonia emissions in France
No full textUsing the bottom-up inventory method cadastre_NH3 to assess the efficiency of mitigation techniques to reduce ammonia emissions in France. 20th N Workshop and Side even
Les principales techniques de captage du CO2 : opportunités et difficultés
No full textInternational audienceLe plus gros émetteur mondial de CO2 est actuellement la Chine (près de 11 Gt CO2/an en 2016), suivie par les États-Unis (plus de 5 Gt CO2/an) et l’Europe (3,6 Gt CO2/an) (MTES 2016,Connaissance des Energies 2016). Les émissions mondiales de CO2 sont stabilisées depuis 2014 au niveau de 36 Gt CO2 par an alors qu’auparavant, elles avaient augmenté d’environ 60% entre 1990 et 2014. Le rapport spécifique, publié en 2005 par le Groupe d'experts Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat (GIEC 2005), a attiré l'attention sur le rôle que peut jouer la filière CSC (Captage et Stockage du CO2) pour réduire nos émissions de CO2. Toutefois, alors que selon le GIEC, 99 % du CO2 injecté pourrait être ainsi stocké à long terme, la quantité totale actuellement stockée dans le sous-sol reste extrêmement limitée (<0,1 Gt/an). Bien que le site offshore de Sleipner (Norvège) en ait démontré avec succès la faisabilité depuis 1996, il faut reconnaître que la filière CSC a eu un développement bien moins rapide qu'espéré. Elle a même connu plusieurs déconvenues : en Europe des projets importants n'ont pas abouti, tels Longannet et Whiterose au Royaume-Uni, Barendrecht aux Pays-Bas ou ULCOS en France. Malgré tout, cette technologie a eu une série de succès en 2016 avec la mise en oeuvre concrète de projets industriels d’envergure aux États-Unis (Decatur dans l'Illinois), au Canada (Aquistore au Saskatchewan) ainsi qu’au Japon (site pilote de Tomakomai). Et cela, sans compter l’injection de CO2 à des fins de récupération assistée d'hydrocarbures (Enhanced Oil Recovery ou EOR), comme par exemple à Weyburn au Canada où entre 4 et 5 Mt par an sont actuellement stockées en aquifère..
Historique et panorama des stockages souterrains actuels en France et dans le monde
No full textInternational audienceLes réservoirs d’hydrocarbures liquides et de gaz naturel construits pour un stockage aérien ou semi-enterré, tels les gazomètres des anciennes usines à gaz ou les réservoirs d’un port pétrolier, ont des volumes unitaires maximaux de l’ordre de 200 000 m3. Cela permet de moduler la consommation locale ou régionale sur quelques jours. En France, il existe ainsi 133 sites de stockage souterrain2 dont la capacité ne dépasse généralement pas le million de m3 avec toutefois un maximum de 4 millions de m3 à Fos-sur-Mer, dans les Bouches-du-Rhône (INERIS, 2016). L’Allemagne dispose de près du double de sites de stockage souterrain d’hydrocarbures et de gaz naturel et les États-Unis en ont près de dix fois plus. En ce qui concerne le gaz naturel, on estime que 327 milliards de m3, soit 12% de la consommation mondiale annuelle,sont ainsi stockés en permanence dans plus de 600 réservoirs souterrains dans le monde (de Laguérie, 2014). Depuis les chocs pétroliers de 1973 et 1979, la loi française a imposé la création de stockages stratégiques de produits pétroliers permettant de faire face à 3 mois de consommation. Le volume ainsi nécessaire représentait en 2013 environ 44 Mm3 de produits pétroliers (MEDE, 2013) (Fig. 1). Comme on le verra au chapitre 3, il s’agit surtout de pétrole brut mais également de produits raffinés, sous forme liquide (essence, gazole, naphta…), liquéfiée (propane ou méthane3) ou gazeuse (gaz naturel, plus rarement d’autres gaz comme l’éthylène, le propylène, l’éthane…). Bien que l’essentiel des produits pétroliers stockés en France se trouve dans des dépôts aériens ou semienterrés, la voie la plus sure pour stocker d’importantes quantités d’hydrocarbures sur plusieurs mois, en termes de sécurité et d’impact environnemental, est le stockage souterrain (Bérest et Brouard, 2001). Sous terre, les hydrocarbures sont en effet isolés de l’oxygène de l’air, nécessaire à la combustion, par plusieurs centaines de mètres de roche.Cette barrière les protège également d’un incendie d’origine externe, d’un acte de malveillance ou encore d’une chute d’aéronef. À des profondeurs généralement comprises entre 200 et 2000 m, le stockage de gaz peut s’effectuer à haute pression, ce qui ne présente pas de problème majeur car on est alors dans l’état de pression naturel des fluides présents. Enfin, le stockage souterrain est extrêmement économique en termes d’emprise au sol..
Une approche floue d'analyse des risques de sûreté/cybersécurité pour des systèmes industriels plus sûrs et sécurisés
No full textNational audienceThe introduction of digital technology in process industries creates new cyber-security concerns that can affect the safety of industrial systems. Moreover, many risk experts highlight that safety and security should not be analyzed separately. In previous studies, the authors have proposed a risk analysis method that considers safety and security together during industrial risk analysis. The proposed cyber bow-tie uses a qualitative likelihood analysis methodology to define the level of risks. However, this approach may underestimate risks due to data uncertainty. For this reason, this research aims to replace the qualitative methodology by a more effective fuzzy semi-quantitative approach in order to define the level of safety/security risks under input data uncertainty. The effectiveness of the fuzzy approach is demonstrated using a real case study.L'introduction de la technologie numérique dans les industries crée de nouvelles menaces de cybersécurité qui affecte la sûreté des systèmes industriels. De plus, nombreux experts du risque soulignent que la sûreté et la sécurité ne doivent pas être analysées séparément. Dans des études antérieures, les auteurs ont proposé une méthode d'analyse des risques qui considère la sûreté et la sécurité ensemble au cours de l'analyse des risques industriels. Le cyber-noeud proposé utilise une méthodologie qualitative d'analyse de la probabilité pour définir le niveau de risque. Cependant, cette approche peut sous-estimer les risques en raison de l'incertitude des données. Pour cette raison, cette recherche vise à remplacer la méthodologie qualitative par une approche semi-quantitative floue pour traiter cette incertitude
Risques et bénéfices relatifs des alternatives aux produits phytopharmaceutiques comportant des néonicotinoïdes: Tome 1 – Rapport du groupe de travail Identification des alternatives aux usages autorisés des néonicotinoïdes
No full textRisques et bénéfices relatifs des alternatives aux produits phytopharmaceutiques comportant des néonicotinoïdes. Tome 1 – Rapport du groupe de travail Identification des alternatives aux usages autorisés des néonicotinoïde
Étude de la qualité des milieux aquatiques : caractérisation des impacts écotoxiques
No full text[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]BELCA [ADD1_IRSTEA]Systèmes aquatiques soumis à des pressions multiplesNational audienc
Modeling organic aerosol concentrations and properties during winter 2014 in the northwestern Mediterranean region
No full textInternational audienceOrganic aerosols are measured at a remote site (Ersa) on the cape of Corsica in the northwestern Mediter-ranean basin during the winter campaign of 2014 of the CHemistry and AeRosols Mediterranean EXperiment (CharMEx), when high organic concentrations from anthro-pogenic origins are observed. This work aims to represent the observed organic aerosol concentrations and properties (ox-idation state) using the air-quality model Polyphemus with a surrogate approach for secondary organic aerosol (SOA) formation. Because intermediate and semi-volatile organic compounds (I/S-VOCs) are the main precursors of SOAs at Ersa during winter 2014, different parameterizations to represent the emission and aging of I/S-VOCs were implemented in the chemistry-transport model of Polyphemus (dif-ferent volatility distribution emissions and single-step oxidation vs multi-step oxidation within a volatility basis set-VBS-framework, inclusion of non-traditional volatile organic compounds-NTVOCs). Simulations using the different parameterizations are compared to each other and to the measurements (concentration and oxidation state). The highly observed organic concentrations are well reproduced in all the parameterizations. They are slightly underestimated in most parameterizations. The volatility distribution at emissions influences the concentrations more strongly than the choice of the parameterization that may be used for aging (single-step oxidation vs multi-step oxidation), stressing the importance of an accurate characterization of emissions. Assuming the volatility distribution of sectors other than residential heating to be the same as residential heating may lead to a strong underestimation of organic concentrations. The observed organic oxidation and oxygenation states are strongly underestimated in all simulations, even when multi-generational aging of I/S-VOCs from all sectors is modeled. This suggests that uncertainties in the emissions and aging of I/S-VOC emissions remain to be elucidated, with a potential role of formation of organic nitrate and low-volatility highly oxygenated organic molecules
Etude de deux modalités de phytomanagement testées sur un terrain de gestion de sédiments contaminés par des métaux et métalloïdes
No full textPhytomanagement is an emerging approach that includes plant biomass valorization for the management of polluted soils and sites. To evaluate the long-term performance of this strategy at field scale, two phytomanaged sites of 1 ha each (sites A and B) were implanted in Fresnes-sur-Escaut (Hauts-de-France) in 2011/2012 at a dredged-sediment disposal site contaminated with potentially toxic elements or PTE (Cd, Cu, Pb et Zn). The thesis work is based on the study of the two sites with the following objectives: (1) study the dynamics of selected plants (Deschampsia cespitosa, Skado and I-214 poplars, Tordis and Inger willows), colonizing plants and invaders, (2) study the efficiency of amendments (mycorrhizal fungi inoculum, basic mineral amendment) on sediment PTE mobility, on aerial plant parts PTE accumulation and on the microbial diversity in soils and tree roots.The efficiency of the grass D. cespitosa for phytomanagement at the site B has been highlighted. The plant was tolerant to the site conditions, had low concentrations of Cd, Cu and Pb in shoots and formed a dense and perennial plant cover. At the site A, the herbaceous plant cover formed by plant colonists was heterogenous with a dominance of the species Urtica dioïca.In amended and non-amended plots, U. dioïca showed higher concentrations of Cd, Cu, Pb and Zn than the same plants from uncontaminated soils. According to risk calculations based on Cd and Zn concentrations, there was no risk related to the ingestion of these herbaceous plants by herbivorous animals. Concerning poplars and willows dedicated to energy production, high Cd and Zn concentrations were found in their leaves regardless of the amendments. These leaves may pose a risk for herbivorous animals. Unlike poplars which were very tolerant to the site conditions, willows showed a reduction of growth and survival rate in the amended and non-amended plots sown with D. cespitosa, because of belowground competition with D. cespitosa. Ecotoxicological tests revealed that soil phytotoxicity was also responsible of the willow growth reduction. Besides, the biological and chemical amendments had no significant effect on PTE mobility and speciation in soils after 4 or 5 years of phytomanagement. Their effects on PTE transfers in plants varied depending on the species, levels of pollution and time. The study of microbial communities in tree roots revealed that the herbaceous cover and soil pollution had a significant impact on microbial composition whereas the amendments did not affect the microbial communities.Le phytomanagement est un mode de gestion de sites et sols pollués émergent qui inclut la valorisation de la biomasse produite. Pour alimenter les retours d’expérience en conditions réelles et sur le long terme, deux essais de phytomanagement de 1 ha chacun (sites A et B) ont été mis en place à Fresnes-sur-Escaut (Hauts-de-France) en 2011/2012 sur un terrain de gestion de sédiments de curage contaminés par des éléments potentiellement toxiques ou EPT (Cd, Cu, Pb et Zn). Dans ce contexte, les travaux de thèse réalisés sur ces sites avaient pour objectifs d’étudier : (1) la dynamique et la performance des espèces végétales sélectionnées (Deschampsia cespitosa, peupliers Skado et I-214, saule Tordis et Inger), des plantes colonisatrices et envahissantes, (2) l’effet des amendements (inoculum de champignons mycorhiziens, amendement minéral basique) sur la mobilité des EPT dans le sol, sur l’accumulation des EPT dans les parties aériennes des plantes et impact sur la diversité microbienne des sols et des racines ligneuses.L’efficacité de l’espèce herbacée D. cespitosa pour le phytomanagement du site B a été démontrée. Tolérante aux conditions du site, cette plante a présenté de faibles concentrations en Cd, Cu et Pb dans ses parties aériennes et a formé un couvert dense et pérenne. La végétalisation du site A par des plantes colonisatrices était hétérogène avec une dominance de l’espèce Urtica dioïca.Sur les parcelles amendées et non amendées, les concentrations mesurées chez U. dioïca étaient plus élevées en Cd, Pb, Cu et Zn comparées aux mêmes plantes issues de sols non contaminés. Selon les calculs préliminaires de risques basés sur les concentrations mesurées dans les plantes herbacées enrichies en Cd et Zn, les risques liés à leur ingestion par les herbivores se sont avérés négligeables.Concernant les saules et les peupliers dédiés à la production d’énergie, de fortes concentrations en Cd et en Zn ont été mesurées dans les feuilles quels que soient les amendements. Ces feuilles peuvent représenter un risque pour les herbivores. Contrairement aux peupliers très tolérants aux conditions du milieu, une réduction de la croissance et du taux de survie des saules a été mesurée sur les parcelles amendées et non amendées en présence de D. cespitosa, liée à une forte compétition souterraine avec D. cespitosa. L’utilisation de tests écotoxicologiques a permis d’identifier d’autres facteurs dont la phytotoxicité du sol. Par ailleurs, aucun effet des amendements biologiques et chimiques n’a été observé sur la mobilité et la spéciation des EPT après 4 ou 5 années de phytomanagement. Leur effet sur le transfert des EPT était très variable en fonction des espèces, des niveaux de pollution et du temps. L’étude des communautés microbiennes dans les racines ligneuses a révélé un impact de la végétation herbacée et de la pollution mais aucun effet lié aux amendements n’a été observé
Caractérisation des inégalités environnementales liées aux Hydrocarbure Aromatique Polycyclique en France : développement de méthodes de traitement des données environnementales pour la spatialisation des indicateurs d'exposition aux substances HAP
No full textReducing environmental exposure inequalities has become a major focus of public health efforts in France, as evidenced by the French action plans for health and the environment. The aim of this thesis is to develop an integrated approach to characterize environmental inequalities and evaluate the spatialized exposure to PAH in France.The data produced as part of the monitoring quality networks of environmental media reflect the actual contamination of the environment and the overall exposure of the populations. However they do not always provide an adequate spatial resolution to characterize environmental exposures as they are usually not assembled for this specific purpose. Statistical methods are employed to process input databases (environmental concentrations in water, air and soil) in the objective of characterizing the exposure. A multimedia model interfaced with a GIS, allows the integration of environmental variables in order to yield exposure doses related to ingestion of food, water and soil as well as atmospheric contaminants' inhalation.The methodology was applied to three Polycyclic Aromatic Hydrocarbon substances, (benzo[a]pyrene, benzo[ghi]perylene and indeno[1,2,3-cd]pyrene), in France. The results obtained, allowed to map exposure indicators and to identify areas of overexposure and characterize environmental determinants. In the context of exposure characterization, the direct spatialization of available data from environmental measurement datasets poses a certain number of methodological questions which lead to uncertainties related to the sampling and the spatial and temporal representativeness of data. These could be reduced by acquiring additional data or by constructing predictive variables for the spatial and temporal phenomena considered.Data processing algorithms and calculation of exposure carried out in this work, will be integrated in the French coordinated integrated environment and health platform-PLAINE in order to be applied on other pollutants and prioritize preventative actions.La réduction des inégalités d’exposition environnementale constitue un axe majeur en santé publique en France comme en témoignent les priorités des différents Plan Nationaux Santé Environnement (PNSE). L’objectif de cette thèse est de développer une approche intégrée pour la caractérisation des inégalités environnementales et l’évaluation de l’exposition spatialisée de la population aux HAP en France.Les données produites dans le cadre des réseaux de surveillance de la qualités des milieux environnementaux sont le reflet de la contamination réelle des milieux et de l’exposition globale des populations. Toutefois, elles ne présentent généralement pas une représentativité spatiale suffisante pour caractériser finement les expositions environnementales, ces réseaux n’ayant pas été initialement conçus dans cet objectif. Des méthodes statistiques sont développées pour traiter les bases de données d’entrée (concentrations environnementales dans l’eau, l’air et le sol) et les rendre pertinentes vis à vis des objectifs définis de caractérisation de l’exposition. Un modèle multimédia d’exposition, interfacé avec un Système d’Information Géographique pour intégrer les variables environnementales, est développé pour estimer les doses d’exposition liées à l’ingestion d’aliments, d’eau de consommation, de sol et à l’inhalation de contaminants atmosphériques. La méthodologie a été appliquée pour trois Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (benzo[a]pyrène, benzo[ghi]pérylène et indéno[1,2,3-cd]pyrène) sur l’ensemble du territoire français. Les résultats permettent de cartographier des indicateurs d’exposition, d’identifier les zones de surexposition et de caractériser les déterminants environnementaux. Dans une logique de caractérisation de l’exposition, la spatialisation des données issues des mesures environnementales pose un certain nombre de questions méthodologiques qui confèrent aux cartes réalisées de nombreuses incertitudes et limites relatives à l’échantillonnage et aux représentativités spatiales et temporelles des données. Celles-ci peuvent être réduites par l’acquisition de données supplémentaires et par la construction de variables prédictives des phénomènes spatiaux et temporels considérés.Les outils de traitement statistique de données développés dans le cadre de ces travaux seront intégrés dans la plateforme PLAINE pour être déclinés sur d’autres polluants en vue de prioriser les mesures de gestion à mettre en œuvre