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Dernière mise à jour : Mai 2021

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GDR Sciences du Bois

PhD position ESB/INRA

keyword: biorefinery, modelling, environment, social assesment

Context of the PhD grant

The PhD scholarship is a part of the EU project Flexibi for the design of innovative biorefinery models for the treatment of multi-biomass feedstocks waste from urban and peri-urban areas, using modelling and experimental approaches. Under the coordination of INRA Nantes, six major players (Hamburg University, Hamburg University of Technology, Ecole Supérieure du Bois, University of Helsinki and KU Leuven) will develop a flexible and predictable process able to manage various feedstocks biomass (Small-scale Flexi-feed Biorefineries, SFB) with the support of an Advisory Board. The scale of biorefinery production units and the manufacturing process will be investigated through the assessment of scenarios and numerical simulations. Multi-criteria decision analysis will be performed to account for technological and production aspects but also for important dimensions of the socio-economic and ecological environment. Three pilot regions (Hamburg, Flanders and Nantes) will provide the necessary experimental data and samples for the project.

Problem statement

Depletion of the petrochemical sources and growing carbon dioxide emission bring many countries to set up policies to promote the shift to bio-based alternatives toward the bio-economy. The biorefinery concept is a core element of this economy, it implies the conversion of biomass into a range of products, biofuels, energy and chemicals, so to maximize the value derived from the feedstock. Designing a proper biorefinery system is challenging: first biorefinery processes are numerous and have to be adapted to the feedstocks and the products to select, second the impact of a biorefinery system in a complex socio-economic and ecologic system is difficult to anticipate. In this context, it is essential to assess various biorefinery system configurations with respect to the local context in order to generate useful information for policy making and stakeholders (biomass producers, biorefinery industrial, end users). This includes in particular the scale of the production unit, small-scale vs large-scale, and the spatial organisation of the facilities, centralized or distributed. Thus large-scale facilities system co-located with downstream productions may have higher yields, but the integration of  urban flows might favour the small-scale facilities system in peri-urban areas. This analysis involves many different aspects, raw materials supplies, social aspects, logistics, local policy, legislative context and then several stakeholders.

Main objective and methodology

The main objective of this PhD thesis is to develop a  collaborative method to support decision regarding biorefinery system configuration in a socio-ecological context.  The research will consist in the assessment of the potential  impact of the setting of biorefinery facilities in three pilot  regions (Nantes, Hamburg, Flanders) and involved the members of the advisory board, domain experts and local stakeholders. The research will involve the building of conceptual models using inputs from various sources of knowledge (experts, literature or project findings). The models will provide a comprehensive holistic view of the causal
dependencies related to the suitable configuration of the waste biorefinery scale, integrating the technical, environment and socio-economic facets, and support scenarios assessed through a computational procedure. The main methodology steps are:

1.    Knowledge acquisition, a group of experts whose knowledge covers the relevant domains of activity will be formed

2.    Conceptual modelling, knowledge will be captured in causal models

3.    Analysis of the knowledge models, the goal is to identify the key variables involved in small-scale biorefinery activity and aid in assessment of the likelihood of success. This step requires quantitative modelling.

The study will require the integration of knowledge from different disciplines (a meta-discipline called Integrated Assessment Modelling): environmental science and agronomy, geoscience, biotechnology and bioengineering, it will also involve computer modelling and analytical tools. We are looking for candidate with a master degree in one of these fields, interested by modelling in interaction with stakeholders and by sustainability assessment. Must be proficient in English and preferably in French as well.

Salary : 25k€

Contact: franck.michaud@ecoledubois.fr or kamal.kansou@inra.fr

Localization: Inra, Nantes (FRANCE)   http://www.angers-nantes.inra.fr/

Deadline 06/04/2018