Sinh thái công nghiệp (2)

Ecole Nationale Supérieure de Génie civil Département de Technologie de l’Environnement Cours de ECOLOGIE INDUSTRIELLE UNG THI THUY HA Hanoi, 2020 3/13/20 Chapitre 1: Les concepts généraux 1.1 Ecologie, écosystèmes Ecologie industrielle Environnement et énergie Les concepts de la pollution Toxicologie et toxicologie écologique 1.6 Risques, incidents environnementaux et évaluation des impacts 3/13/20 Chapitre 1: Le concept général 1.1 Ecologie, écosystèmes 1.1.1 Ecologie - L'écologie est la science de la synthèse des relations mutuelles entre les organismes et l'environnement et entre les organismes - L'écologie est la base scientifique pour la protection des ressources naturelles et de l'environnement 3/13/20 1.1.2 Les écosystèmes Ecosystems L’écosystème est un système qui comprend les communautés (organismes vivants) et de leurs habitats (composants abiotiques) a Les écosystèmes naturels: le développment de l’écosystème sans l’intervention de l’homme 3/13/20 b Écosystème artificiel: le développement des écosystèmes avec l'intervention de l’homme 1.1.2 LES ECOSYSTEMS c L’écosystème ouvert: l'écosystème avec le passage des lignes énergétiques avec entrée et sortie, sans la conservation de l'énergie d L’écosystème fermé est l'écosystème recevant la ligne énergtique pour compenser la perte de la ligne énergétique perdue en raison de l'échange énergétique dans le système (principalement les écosystèmes naturels) 3/13/20 S¬ đồSchộma hệ sinh tự nhiên d'unthái ộcosystốme naturel Exothermique Tỏa nhiệt Tỏa nhiệt Mặt Soleil trời Les Câyvộgộtaux xanh (P) (P) Động Animaux vậtvật ăn thực Động ăn vËt (CvËt herbivores 1) (C1) thùc Nutrition Nguån dinh dìng Tỏa nhiệt Động ăn động Les vật animaux vật (C2les ) mangent animaux: Carnivores (C2) Động vật ăn(C thịt) Carnivores n-1 (Cn-1) T§C Eau Níc Táa nhiƯt Déchets après ChÊt thải sau traitement đà XL 3/13/20 Các HĐ Xói mòn ẫrosion Phân bón Engrais HSV phân hủy (D) Dộcomposeurs (D) La structure de l'écosystème Producer (P) Environnement (E) Ecosystem Consommateur (C) Décomposeurs (D) 3/13/20 ateur m m o Cons re primai Co n se som co m nd at eu re rs s Producteurs (P) - Les producteurs bactéries comprennent les issues de la synthèse chimique et des arbres, y sont compris les organismes capables de synthétiser des matières organiques grâce l'énergie solaire -Les producteurs sont les autotrophes solaires 3/13/20 Consommateur (C) * Les consommateurs comprennent les animaux se servant des matières organiques provenant directement ou indirectement des producteurs (P) * Les consommateurs sont des organismes hétérotrophes - Les consommateurs sont divisés en catégories: Les Consommateurs primaires: les animaux herbivores 3/13/20 Les Consommateurs secondaires: les animaux carnivores et herbivores Décomposateurs (D) Les microorganismes décomposateurs (D), comprennent les bactéries et les fungis Ils décomposent les produits d'exécrétion (déchets) et les cadavres de Producteurs (P) et Consommateur (C) 3/13/20 10 1.3 L’environnement et l’énergie * Dans un écosystème naturel, le flux d'énergie se produit simultanément avec le cycle matériel dans les écosystèmes + Le cycle de matériel est maintenu par trois groupes d'organismes: la producBon, la consommaBon, la désagrégaBon + L’énergie fournie au foncBonnement des écosystèmes est l'énergie solaire * Les sources d'énergie principales comprennent: + Les sources d'énergie minières: charbon, pétrole, gaz naturel + L’énergie nucléaire + Les énergies recyclables : - L'énergie du sol (géothermie), - L'énergie solaire : directe (chaleur et lumière); indirecte (biomasse, déchets, énergie éolienne ), - L'énergie mariBme : l'énergie marémotrice, l’énergie des 3/13/20 courants d’eau 23 * Les principaux types d'énergie: L’énergie de rayonnement Énergie de liaison chimique L'énergie électrique L'énergie mécanique L'énergie thermique L'énergie physique → Les caractéris=ques de l'énergie dans la vie et dans les ac=vités économiques : l'énergie peut être transformée d'une forme une autre et contrairement 3/13/20 24 * Le métabolisme industriel (MI): - MI est la transforma.on du flux de ma.ères et d'énergie depuis leur produc.on par.r des ressources, ensuite la transforma.on industriellle au service des consommateurs et, finalement, l’élimina.on du produit - MI avance des concepts de base des processus métaboliques dans le système de produc.on et de consomma.on des produits dans le sens du développement durable - MI crée les bases d'analyse des flux de ma.ères, l'iden.fica.on et l'évalua.on des sources d'émissions, ainsi que leur impact sur l'environnement 3/13/20 25 Métabolisme industriel 3/13/20 26 Le processus BioMetabolish (BioM) * BioM est les processus biochimiques qui se produisent alternativement dans les molécules biologiques et dans tout le corps de l'être vivant * La similitude entre le MI et BioM: + Ils disposent tous de deux groupes de processus: anabolique et catabolisme + La base du processus de métabolisme est les cellules vivantes et les installations de production, les usines du système éco-industriel, ou séparément 3/13/20 27 La difrence entre les organismes vivants et les installations de production, les usines Les organismes vivants Être susceptibles de reproduction Avoir leurs Les installations de production, les usines Ne créer que des produits et des services propres Pouvoir changer les produits ainsi caractéristiques que des services commerciaux d'une inchangebles sauf grâce forme une autre Métabolisme de une évolution et un long matières (combustible et énergie) → développement adapté 3/13/20 produits, rebuts et déchets 28 Le métabolisme industriel * Le processus de métabolisme industriel est le concept particulièrement important sur la notion du métabolisme industriel Il permet d'évaluer le niveau et la capacité de liaison écologie du système industriel écologique * Au cours du métabolisme biologique, la capacité d'auto-régulation se réalise travers des mécanismes biologiques et de la lutte pour la survie entre les organismes * Un écosystème industriel est également un système d'autorégulation, mais le mécanisme exact est la loi économique de l'offre - la demande du marché 3/13/20 29 Les caractéristiques des processus métaboliques des écosystèmes naturels et de l’écosystème industriel concentré moderne Caractéristique Les écosystèmes naturels Unité de base Flux de matières Réutilisation Matériels Créature Système fermé Presque entièrement Avoir tendance se condenser, exemple le CO2 dans l'air est transformé en biomasse par la photosynthèse Processus de Capacité reproduire renouvellement 3/13/20 Les écosystème industriel concentré moderne Usines sens unique moins probable - Être gaspillés pour produire d'autres matériaux, les matériaux sont trop dilués pour se réutiliser, mais assez condensés pour causer la pollution de l'environnement - Créer des produits et des services est l’objectif principal du système industriel, mais la reproduction n’est pas la nature du système industriel 30 Le management et le traitement des déchets ont une relation spéciale avec l'énergie: * La production des rebuts aux chantiers exploite des ressources, le transport et l'utilisation : les déchets miniers, la boue, le soufre du gaz naturel * La consommation d'énergie nécessite la collecte, le tri, le traitement des déchets, la réparation mécanique * La possibilité d'utiliser l'énergie (dans le cas des matières en plastique et en biomasse) 3/13/20 31 1.4 Les concepts des pollutions * La pollution est le trouble du fonctionnement normal du cycle biogéochimique que nous pouvons identifier, mesurer, observer différents niveaux dans l'environnement de la solidarité * La pollution peut être évaluée par un des paramètres qualitatifs ou quantitatifs (changements des concentrations d'éléments chimiques dans l'eau ou dans l'air ) 3/13/20 32 * La pollution chronique globale: c’est la perturbation long terme dans le fonctionnement de la planète causée par l'impact de nombreuses pollutions différentes Leurs conséquences sont observées seulement après une longue période Par exemple, les pluies acides, le trou dans la couche d'ozone, effet de serre * Les pollutions accidentelles: ce sont les pollutions qu’on ne peut anticiper Par exemple, la pollution causée par les tremblements de terre, les volcans ou contaminés par des incidents industriels 3/13/20 33 1.5 Toxicologie et écotoxicologie - La toxicologie par définition est des substances nocives ou des produits susceptibles de nuire l'homme - Le concept de dose: le poids des substances peut empoisonner un objet particulier La dose est exprimée en mg / kg de poids - La notion de concentration: la quantité de substance dans une unité la contenant (eau, air, sol ) - La toxicologie étudie les toxines environnementales, déterminer les effets qualitatifs et quantitatifs et les impacts des agents biologies, physiques et chimique aux systèmes biologiques des organismes vivants - L'objectif principal de la toxicologie écologique est de créer les bons outils pour établir les normes de qualité environnementale, évaluer et prédire les concentrations de polluants dans l'environnement, évaluer le risque pour la population naturelle (y compris les humains) fortement impactés par la pollution environnementale 3/13/20 34 1.6 Risques, incidents environnementaux et évalueation des l'impact * Le risque est la probabilité d'un impact négatif sur les personnes et l'environnement lorsqu'ils sont exposés au danger * Les incidents environnementaux signifient des événements ou des accidents se produisant lors de l'activité humaine ou des changements anormaux de la nature provoquant une grave dégradation de l'environnement * L'évaluation des risques est une méthode efficace pour organiser et présenter des informations en rapport avec les problèmes potentiels de la santé humaine de l'exposition aux produits chimiques dans l'environnement * L'objectif de l'évaluation des risques est de: + Travailler et vivre en toute sécurité avec des produits chimiques + Établir des limites d'exposition sécurisée + Comparer les règlements ou leurs propres choix sur la place 3/13/20 35 Propriétés générales des systèmes et exemple du système industriel La « systémique » étudie les propriétés générales des systèmes travers leur : 1- Finalité 2- OrganisaAon 3- RégulaAon 4- Echanges avec l’extérieur 5- Stabilité, équilibre 6- AdaptaAon, évoluAon 7- RéplicaAon, reproducAon • etc 3/13/20 Exemple : Entreprise industrielle 1- Domaine d’acAvité 2- CentralisaAon, services, BU, etc 3- Management, gesAon 4- Offre / demande, maAères premières, énergie, réglementaAon 5- CompéAAon, bourse, trésorerie, etc 6MarkeAng, stratégie industrielle 7- CréaAon d’autres entreprises, essaimage, diversificaAon, etc • etc 36 3/13/20 37 ... énergétique dans le système (principalement les ộcosystốmes naturels) 3/13/20 Sơ đồSchộma hệ sinh tự nhiên d'unthái ộcosystốme naturel Exothermique Tỏa nhiệt Tỏa nhiệt Mặt Soleil trời Les Câyvộgộtaux... industriel comprennent: (1) L’établissement de produc6on des matériaux et de l'énergie ini6ale; (2) Usine de transforma6on des matériaux; (3) Usine de traitement / recyclage des déchets; (4) La