• Langue : Anglais
• Discipline : Mécanique, énergétique, génie des procédés, génie civil
• Identifiant : 2025ULILN049
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 04/12/2025

Résumé en langue originale

L'augmentation mondiale de la production et de la consommation de vêtements, conjuguée à la diminution de leur durée de vie moyenne, a entraîné d'importants enjeux de soutenabilité pour le secteur textile. Compte tenu de leur potentiel, l'allongement de la durée de vie couplé à la réduction de la consommation d'eau et d'énergie dans les pratiques d'entretien et des vêtements sont reconnues comme des stratégies d'écoconception efficaces. Cependant, s'il existe bien que des études relatives sur les impacts environnementaux des habitudes de lavage existent, elles sont rarement systématiques et n'intègrent pas l'influence des pratiques de lavage sur la durée de vie des vêtements.Cette thèse aborde ainsi les défis liés à l'optimisation des pratiques de lavage afin de soutenir une consommation plus durable. Elle propose une méthode de paramétrage de la durée de vie dans l'analyse du cycle de vie (ACV) des vêtements et ce à partir de leurs propriétés. En associant la méthodologie des surfaces de réponse (RSM), pour concevoir et optimiser les processus de lavage, et l'ACV pour évaluer les impacts environnementaux, cette recherche analyse de manière systématique l'effet des paramètres de lavage sur la durée de vie des vêtements et sur leurs impacts environnementaux, permettant d'élaborer des stratégies optimisées dépassant les scénarios isolés.L'étude de l'influence des paramètres de lavage sur les propriétés de lavage a permis de développer des modèles prédictifs et une optimisation multi-objectifs, révélant des possibilités de réduire les dommages aux vêtements tout en maintenant une efficacité de lavage adéquate. L'évaluation de la durée de vie, exprimée en cycles de lavage, a confirmé le potentiel d'allongement de la durée de vie, notamment pour les t-shirts en coton et en coton/polyester, sensibles aux paramètres de lavage.Les ACV « cradle-to-grave » sur trois types de t-shirts puis celles « gate-to-gate » ciblant la phase d'usage ont permis de caractériser l'impact direct du lavage et l'impact indirect lié à la durée de vie influencée par différentes pratiques. La contribution de la phase d'usage variait fortement, le volume lavé étant le facteur dominant, suivi de la température. En considérant la consommation et l'utilisation annuelle de t-shirts, la réduction de la durée de vie peut dépasser les impacts directs du lavage, soulignant la nécessité d'intégrer la durée de vie dans les évaluations de durabilité.Les scénarios d'optimisation ont montré qu'il est possible d'obtenir des compromis équilibrés entre efficacité de lavage, durée de vie et impact environnemental. Lorsqu'un niveau moyen d'efficacité de lavage est requis, des conditions optimisées peuvent réduire les impacts de 80 % par rapport à un processus à efficacité de lavage élevée et de 60 % par rapport à un processus à faible impact, soulignant l'importance de choisir des paramètres adaptés. Les résultats montrent aussi que prolonger la durée de vie ne garantit pas toujours une réduction des impacts, car des pratiques de lavage intensives en ressources peuvent en annuler les bénéfices. Le lavage à basse température et à charge élevée constitue la stratégie la plus efficace, notamment dans les régions où le changement climatique, l'eutrophisation, le rayonnement ionisant et l'utilisation des ressources sont des enjeux majeurs.Cette recherche renforce la durabilité de la phase d'usage des vêtements grâce à une optimisation multi-objectifs intégrant l'efficacité de lavage, la durée de vie et plusieurs catégories d'impact environnemental. Les résultats fournissent des recommandations fondées sur des données probantes pour les consommateurs, les décideurs et les fabricants, en mettant en avant des stratégies offrant des bénéfices environnementaux notables et prolongeant la durée de vie sans compromettre les performances de lavage souhaitées.

Résumé traduit

The increasing global production and consumption of clothing, along with the decrease in average clothing lifespan, have generated significant sustainability issues in the textile sector. Reducing water and energy consumption in care practices and extending clothing lifespan are widely recognized as effective strategies, given their potential to prevent waste and reduce resource consumption. However, the environmental burden is rarely examined systematically from the effect of washing practices to clothing lifespan, clothing use phase, and overall environmental impacts from consumption and use, thereby offering strategies in combination.This thesis addresses the challenges in optimizing washing practices during the clothing use phase to support sustainable clothing consumption and use. It proposes a method that parameterizes lifespan within clothing Life Cycle Assessments (LCA) based on clothing properties, enabling a holistic examination of overall environmental impacts under various washing practices. Additionally, integrating Response Surface Methodology (RSM) to design and optimize washing processes, with LCA to evaluate the environmental impacts of clothing life cycle, this research systematically examines the effect of washing parameters on clothing lifespan and environmental impacts, enabling optimized strategies beyond isolated scenario analysis.Through investigating the effect of consumer-oriented washing parameters on the washing properties, predictive models and multi-objective optimization were developed, revealing opportunities to reduce clothing damage while maintaining washing efficiency. Lifespan evaluation, expressed as the number of washing cycles, confirmed the potential to extend clothing lifespan, particularly for Cotton and Cotton/Polyester T-shirts, which are highly sensitive to washing parameters.Cradle-to-grave LCA on three types of T-shirts and gate-to-gate LCA targeting the clothing use phase characterized the direct impact of washing and the indirect impact associated with the lifespan shaped by various washing practices. The contribution of the use phase varied widely, with washing load being the dominant factor, followed by temperature. When considering yearly T-shirt consumption and use, shortened clothing lifespans could outweigh the direct impacts of washing, underscoring the need to account for clothing lifespan when assessing sustainability.Optimization scenarios demonstrated that achieving balanced trade-offs among washing efficiency, clothing lifespan, and environmental impact is feasible. When a middle level of washing efficiency is required, optimized washing conditions could reduce environmental impacts by an average of 80% compared to a high washing efficiency-oriented washing process, and by an average of 60% compared to a low environmental impact-oriented washing process, highlighting the importance of selecting suitable washing parameters based on desired washing efficiency. Results also indicate that extending clothing lifespan alone may not always guarantee lower impacts, as resource-intensive washing practices can offset the benefits. Instead, optimized washing strategies identified in this study consistently yield the most favorable outcomes. Washing at relatively low temperatures and high loads can consistently deliver the most effective strategies, especially in regions where climate change, eutrophication, ionising radiation, and resource use are critical concerns.This research contributes to the sustainability of the clothing use phase through multi-objective optimization, incorporating washing efficiency, clothing lifespan, alongside multiple environmental impact categories to deliver effective strategies. The findings provide evidence-based recommendations for consumers, policymakers and manufacturers, highlighting optimized strategies that offer substantial environmental benefits and extend clothing lifespan without sacrificing consumer-desired washing performance.