Circular economy and conception of an optimization tool for the strategy of deconstruction waste management

L’augmentation constante de la population urbaine et la pression foncière conduisent à un renouvellement accéléré des biens immobiliers. Parmi les travaux de génie civil, la déconstruction de bâtiments ne cesse de croître. De telles activités génèrent chaque année environ 39,2 millions de tonnes de déchets en France. Or les chiffres les plus récents attestent que seulement 45 % de ces déchets sont valorisés en matière, loin de l’objectif des 70 % portés par les lois européennes et françaises. Dans l’objectif d’améliorer la gestion des déchets, cette thèse s’est portée sur deux thèmes. Le premier thème porte sur une meilleure évaluation environnementale d’une stratégie de déconstruction. Pour répondre à cet enjeu, une double approche a été proposée, se basant sur le bilan de Gaz à Effet de Serre (GES) et sur l’Analyse de cycle de vie (ACV). Dans ce travail, en raison de leur interdépendance, la gestion des déchets et l’acte en lui-même de la déconstruction sont considérés conjointement, alors que la plupart des outils existants séparent ces deux aspects. Le deuxième thème consiste en l’optimisation des stratégies de déconstruction en tenant compte des objectifs opérationnels (coût et délais) et environnementaux (taux de valorisation matière et impacts via émissions de GES ou ACV). Un modèle d’optimisation multi-objectif a été proposé, permettant une résolution par une métaheuristique adaptée. L’application du modèle sur plusieurs cas d’études a démontré la capacité du modèle à offrir des stratégies qui concilient efficacement les différents objectifs et qui sont applicables directement sur le chantier de déconstruction.Constant growth of urban population and property pressure tend to speed up real properties renewal. In building and civil engineering, buildings deconstruction is increasing. It produces 39.2 million tons of waste per year in France. However, only 45 % of waste are recovered. The European and French objective of 70 % recovery rate is not reached. In order to improve deconstruction waste management, this thesis studied two subjects. The first subject was for a better environmental assessment of a deconstruction strategy. To resolve this issue, we propose a double approach, with greenhouse gases (GHG) emission and life cycle analysis (LCA). It is relevant to consider waste management and deconstruction works together, because of their complementarity, whereas other existing tools often study only one of these two sides. The second subject was for deconstruction strategies optimization with operational (cost and delays) and environmental (recovery rate and impacts by GHG emissions or LCA) objectives. A Multi-Objective Optimization model is suggested with a metaheuristic resolution. The model application on study cases showed the model capacity to offer strategies that are well balanced between the objectives and that can be directly applied