Final report of packages 2 & 3 of ODEVAL project: Fully revised methodology of odor indicator from packages 2 and 3 and its application through a case study
Livrable final des lots 2 & 3 du projet ODEVAL - Description de la méthodologie développée et améliorée via les lots 2 et 3 et sa mise en application via une étude de cas dans le lot 3
Résumé
The project ODEVAL aims the characterisation of odorous compounds when dealing with organic waste treatment, in particular composting. The chemistry and the phenomena behind odours are still in an exploratory status and not well understood. The objectives of the project are to understand the odorous phenomena during composting and to develop a odour potential indicator following the life cycle assessment (LCA) methodology. This report focuses on the final methodology to characterise the odour potential of waste treatment following the LCA methodology. The odour potential was conceived following the impact chain which is represented by the fate, the exposure and the effect of the emitted compound. The dispersion physics were used to modeled the fate of the emitted compound thanks to atmospheric data. First based on concentrations ratio, the fate factor (FF) was then modeled within the fuzzy logic by analyzing the maximum concentration and distance describing the dispersion. The distance variable was also used as parameter to define the exposure area along with inhabitant data. By the integration of wind direction, the exposure factor (XF) has gained accuracy. Combining the values of FF and XF gives the intake fraction, iF. The third factor to be combined with FF and XF to define the characterization factor is the effect factor (EF). The latter has been developed from the olfactory threshold of the emitted compounds. The CF of the odour potential method is site-specific thanks to FF and XF. An interactive map and a calculator have been programed in order to allow the LCA user to easily find the targeted CF. A shapefile containing the spatialized data of FF and XF has been generated to be implemented in the OpenLCA software, although it required specific knowledge of the emission location. Therefore a deeper investigation of spatial aggregation would improve the accessibility of the odour potential indicator. The odour potential indicator was used to study the impact of composting from biowastes, green wastes and pig manure. French composting sites were used to model the various location. The case study showed that the type of waste is an important variable to the odour potential, as well as the location of the composting sites. Questions regarding the adaptability of the odour potential method in the OpenLCA software have also been raised.
Le projet ODEVAL vise la caractérisation des odeurs dans un contexte de traitement des déchets organiques, notamment par la voie du compostage. La volonté derrière ce projet vient du fait que les odeurs sont encore mal caractérisées et que le phénomène de nuisance associé engendre encore beaucoup de questions. Les objectifs du projet ODEVAL se concentrent donc sur la caractérisation du phénomène odorant lors du compostage et sur l'élaboration d'un indicateur d'odeur potentielle selon la méthodologie analyse du cycle de vie (ACV). Ce livrable final délivre la méthodologie aboutie permettant d'évaluer les odeurs dans un contexte de traitement des déchets selon la méthodologie de l'ACV. L'indicateur odeur développé dans le projet ODEVAL suit la chaîne de causalité d'un impact, c'est-à-dire le devenir, l'exposition et l'effet du composé émis. Le devenir d'un composé odorant a été modélisé en spatialisant le phénomène de dispersion atmosphérique, qui est mathématiquement représentée par sa concentration, grâce à des données météorologiques à l'échelle mondiale. D'abord défini par un ratio de concentrations, le facteur du devenir (FF) a été repensé avec le principe de logique floue qui a permis d'intégrer la notion de distance corrélée à la concentration. Les valeurs de FF ainsi obtenues reflètent la science physique de la dispersion avec plus de cohérence. C'est également sur des paramètres de distance combinés aux données de population que le facteur d'exposition (XF) a été élaboré. Après avoir été définie selon un périmètre, la zone d'exposition a été affinée en prenant en compte les directions de vents moyens. Les valeurs de FF et XF ont été combinées afin de déterminer la fraction d'absorption spatialisée, intake fraction (iF). Le dernier facteur de la chaîne de causalité est le facteur d'effet (EF) qui a été conceptualisé à partir des seuils olfactifs des composés odorants. La combinaison de iF et de EF permet de calculer le facteur de caractérisation (CF) d'un composé odorant émis à un endroit donné. Pour rendre accessible les CF, une carte interactive et un outil calculatoire de scénario ont été développés par programmation informatique sous le langage Java. Un fichier géocodé contenant les données de iF spatialisés (shapefile) a aussi été généré pour l'utilisation de l'indicateur odeur dans le logiciel d'ACV OpenLCA. Cependant, le praticien doit connaître l'emplacement exact de l'émission. Il subsiste donc des points non résolus dont l'agrégation spatiale ou l'archétypages des facteurs spatiaux FF et XF permettant une utilisation plus généralisée de cet indicateur odeur. L'application de l'indicateur odeur a été effectuée via une étude de cas concernant le compostage de biodéchets, déchets verts et lisier porcin dans les unités de compostage référencées en France. Elle a montré que le type de substrat avait une importance sur la gêne olfactive potentielle. De plus, l'intérêt de la spatialisation du devenir et de l'exposition a pu être démontré à travers cette étude. La mise en application de l'indicateur a aussi permis d'illustrer l'enjeu d'adaptabilité de la méthode dans un logiciel ACV.