Transcript Impacts

Introduction à l’Eco-conception
S. CAILLOL
QUIZZ…!!!
Quel est le carburant le plus « vert »
?
Le diesel
Le bioéthanol
Le gaz naturel
Le biodiesel
S. CAILLOL
QUIZZ…!!!
Quel est le polymère le plus « vert »
?
Le polylactide
Le PET
L’amidon
La cellulose
S. CAILLOL
QUIZZ…!!!
Quelle est la production la moins
polluante ?
L’aluminium
Le chrome
Le papier
Le maïs
S. CAILLOL
Evolution
Limitations des ressources fossiles
Objectifs de limiter les pollutions
Poids de la réglementation
(directives européennes, règlement Reach…)
Marché chez les consommateurs
S. CAILLOL
LE CONCEPT ECOCONCEPTION
S. CAILLOL
Définitions
Ecoconception :
Prise en compte de l’environnement dans la conception des produits et
procédés.
On se situe en amont des décisions, dans une démarche préventive, pour
réduire à la source les futurs impacts sur l’environnement, au niveau
local et global.
Intégration dans la conception d’un produit / service
Attente clients
Faisabilité technique
Maîtrise des coûts
Environnement
S. CAILLOL
Caractérisation
Processus multi-étape
Utilisation
Fin de vie
Distribution
Matières 1ères, énergie
Transport
Fabrication
Processus multi-critère
Consommation d’énergie et de matière première
Rejets dans l’eau, l’air, les sols…
Transformation du milieu naturel (eutrophisation..)
et du cadre de vie (bruit..)
S. CAILLOL
S. CAILLOL
S. CAILLOL
S. CAILLOL
S. CAILLOL
Définition
“ L’ACV est un outil d’évaluation des impacts sur
l’environnement d’un système incluant l’ensemble des activités
liées à un produit ou à un service depuis l’extraction des matières
premières jusqu’au dépôt et traitement des déchets. ” ISO 14040
S. CAILLOL
Quatre phases dans l’ACV
Exigences et lignes directrices
Iso 14040
Iso 14044
Evaluation
des impacts
Iso 14042
Définition
et champ
de l’étude
Interprétation
Analyse de l’inventaire
Iso 14043
Iso 14041
S. CAILLOL
Evaluer, calculer…. pour éco-concevoir et pour communiquer
• Utilisation des ACV pour communiquer :
• Les normes ISO 14040 et 44 fixent les exigences pour
réaliser ces calculs d’ACV,
• La norme ISO 14025 détermine comment « résumer » une
ACV pour communiquer.
• Revue d’ACV par experts et parties prenantes,
• Validation indépendante de la déclaration environnementale.
S. CAILLOL
Données
sur le site
d’exploitation
Analyse du
risque
Analyse de
l’impact sur
le site
Evaluation
de la
performance
environnementale
Application de l’impact
réel
Cadre de travail de l’ACV
Définition
et champ
d’étude
Analyse de
l’impact
Données sur
le système
d’exploitation
Amélioration
du produit
Aide à la
prise de
décision
Analyse de
l’inventaire
Quantifier les aspects
environnementaux
Interprétation
Evaluer les aspects
environnementaux
Application de
l’impact potentiel
S. CAILLOL
Fin 1960 début 1970
L’idée d’une ACV
environnementale est
conçue aux USA
La communauté scientifique
réalise la complexité des
évaluations
environnementales. Les
chercheurs US développent
le « Resource and
Environment Profile
Analysis » (REPA) modèle.
L’aspect analytique est
développé par le manager
de Coca-Cola pour le
conditionnement de la
boisson.
Dans le même temps Les chercheurs anglais, Ils développent eux-aussi
suédois et suisse étudient
aussi les bilans matière et des modèles concernant les
bilans matière et énergie
énergie.
S. CAILLOL
1972
Pendant les deux crises des
années 1970.
Fin des années 1980
1990 Premier workshop de la
SETAC sur les ACV (Society of
Environmental Toxicology and
Chemistry)
Interprétation des données du
point de vue environnemental et
de
la
santé
humaine.Les
chercheurs essaient d’élaborer
des indices de pondération.
On s’intéresse surtout à l’efficience
énergétique des systèmes et
l’intérêt pour les ACV décroît .
Nouvel intérêt pour les ACV lié à la
problématique
des
déchets
solides. Utilisation des inventaires
matière et énergies à des fins
marketing.
On rajoute la phase d’évaluation
de l’impact dans les ACV (LCIA)
S. CAILLOL
Depuis 1990
Le but est de conduire une évaluation de
l’impact du cycle de vie explicite (Life Cycle
Impact Assessment)
1992 workshop de la SETAC
Le but : élaborer un cadre pour la phase
d’évaluation de l’impact et unifier le
développement de cette phase par plusieurs
concepts de base.
1995
publication de l’USEPA (US Environmental
Protection Agency) et des guides
scandinaves qui renforcent les efforts de la
SETAC
Depuis 1995
Couplage de l‘ACV et des outils d’évaluation
des risques, de l’ACV et des outils
d’évaluation économique (input- output
analysis), ACV et SIG (syst info géog)
S. CAILLOL
S. CAILLOL
Définition : identifie l’intérêt de l’étude et ses applications. Pourquoi l’étude
est menée et comment les résultats seront utilisés
Champ : définit les frontières et limites du système étudié. Définit quels
activités et impacts sont inclus ou exclus de l’étude et pourquoi
L’unité fonctionnelle : unité utilisée pour définir l’opération d’un système
(une lessive)
La durée de vie du système
S. CAILLOL
Définition
Cycle de vie : phases consécutives d’un système de produits, de
l’acquisition des matières premières ou de la génération des ressources
naturelles à l’élimination finale
Champ : définit les frontières et limites du système étudié. Définit quels
activités et impacts sont inclus ou exclus de l’étude et pourquoi
L’unité fonctionnelle : unité utilisée pour définir l’opération d’un système
(une lessive)
La durée de vie du système
S. CAILLOL
Exemple d’une liste d’inventaire
Facteurs d’Impact
Compartiments
Environnementaux
Etapes de l’ACV
Unité
Rejets de Sulphates
Eau
Sous-systèmes 1,2
Masse
émissions de CO2
émissions de Nox
Consommation énergétique
Air
Air
Energie
Masse
Masse
TEP
Consommation de fuel
Déchets
Bruit
Odeurs
Matière
Homme
Homme
Homme
Sous-système 2
Sous-système 2
Sous-systèmes
1,2,3
Sous-systèmes 2,3
1,2,3
1,2,3
1,2,3
Masse
Masse
Niveau sonore
Echelle numéraique
de classification
Analyse de l’inventaire : présente la liste des données et les procédures
de calcul qui ont pour but de quantifier les intrants et sortants des flux
matière et énergie du système défini
S. CAILLOL
Évaluation de l’impact : consiste à évaluer les impacts
Environnementaux sur la base des résultats
provenant de
l’Inventaire du cycle de vie
Évaluation de l’impact
Classification
Caractérisation
Pertinence environnementale
Interprétation : Conclusion des trois étapes précédentes
S. CAILLOL
Classification des Impacts : une liste des catégories d’impact est dressée et pour
chaque catégorie d’impact l’ensemble des flux répertoriés dans l’inventaire
est identifié de manière qualitative.
Classe d’ impact
Sous-classe
Echelle géographique de
l’impact
Qualité de l’eau
Eutrophisation,
Acidification,
Contamination par les
hydrocarbures et métaux lourds
Locale
Régionale, locale
locale
Facteur d’impact clairement
identifié
Physico-chimie des solsde l’impact
Acidification,
Contamination par
locale
Caractérisation
: quantification
des facteurs d’impact. La description
les hydrocarbures et métaux
locale
lourds
qualitative et /ou quantitative
de l’impact est traduite par des indicateurs d’impact
ou des indices opérationnels. Un des buts des chercheurs est de développer ces
indicateurs.Tous
les facteurs d’impacts sont
ramenés à l’unité CO2,
fonctionnelle.
Effet de serre
globale
CH4, N2O, CFC, O3,
NOx, COV,
Pertinence
: degré de relation
entre l’indicateur
catégorie
et
Dégradation de laenvironnementale
couche
globale
Composésde
chlorés
et bromés,
d’ozone
CH4, NO2
l’impact final par catégorie .
Epuisement des réserves
naturelles
Nuisances
Globale or régionale
Bruit, odeurs, etc….
locale
S. CAILLOL
Impacts et cycle de vie
S. CAILLOL
Impacts
1. Impact direct
Action
Cible
Source
Système
Système
anthropique (A)
environnemental (E)
Événement caractérisé par la réalisation d’une action
maîtrisée et ses effets sur une ou plusieurs cibles
• Notion relative par rapport à un état initial
Impact sur E = état de E à t – état de E à t0
• L’impact direct est fonction de :
 l’action : intensité, durée
 la conséquence de l’action : effet sur E, durée
S. CAILLOL
Impacts
1. Impact direct
Source
Action
Action (qualité et quantité)
Cible
Conséquence
Extraction de
matières premières
Epuisement des
ressources naturelles
Rejet de matière et d’énergie
dans les systèmes
environnementaux
• Effet sur le milieu physique
 D concentration
• Effet sur le milieu vivant
 Ecotoxicité
• Effet sur l’écosystème
 déplacement
équilibre écologique
S. CAILLOL
Impacts
1. Impact direct
2. Cascade d’effets
SO2

Emission/
dispersion
Impact initial
Pluies
acides

Facteur
Acidification
d’impact des lacs  Acidification de l'air
 Acidification des sols
Mortalité des poissons  Toxicité de l'homme 
Altération de la flore
Perte
Perte
Perte
Perte
Perte



 productivité
biodiversité
qualité vie
productivité
qualité vie
agricole
Impossible de déterminer l’impact global de SO2
S. CAILLOL
Impact potentiel
Événement possible et caractérisé par la réalisation d’une
action et ses effets potentiels sur une ou plusieurs cibles
• Notion probabilité
Source
x
p'
Cible
p"
Effet
p' : probabilité que x atteigne sa cible
p" : probabilité que x ait un effet négatif sur la cible
On ne sait pas quel sera l'impact réel
S. CAILLOL
Impacts environnementaux
Classe
Epuisement des
ressources naturelles
Sous-classe
Echelle géographique
• R renouvelable
• R non renouvelable
Globale ou régionale
Globale
Effet de serre
Dégradation de la couche d’ozone
Globale
Toxicité et écotoxicité • Toxicité : homme/écosyst.
Locale
• Acidification
Régionale
• Eutrophisation
Locale
Nuisances
• Bruit
Locale
• Odeur
Locale
• Visuel
Locale
Altération physique
• Désertification
Locale ou régionale
des écosystèmes
• Déforestation
Locale ou régionale
•  Biodiversité
Régionale ou globale
PERTURBATIONS
S. CAILLOL
Toxicité et écotoxicité
Notion générale
Tout ce qui peut se révéler toxique pour l'environnement
(homme, faune, flore, écosystèmes)
Evaluation
Facteur d'exposition :
 Quantité et concentration du rejet
 Caractéristiques du milieu d'émission
 Dispersion de la substance
 Dégradation de la substance dans le milieu
 Voies d'exposition
Facteur d'effet :
 Toxicité aiguë et chronique
 Cancérogénèse et mutagénèse
 Toxicité sur la reproduction et la tératogénèse
 Effets allergènes
 Irritations
S. CAILLOL
Toxicité et écotoxicité
Pollution chimique
Pollution photochimique
Ozone
 Affectation de la fonction respiratoire
 Doses admissibles à ne pas dépasser :
• Atmosphère non polluée : 40 µg/m3
• Atmosphère polluée > 60 µg/m3 (moyenne sur 8 heures)
• Atmosphère polluée > 150 µg/m3 (moyenne horaire)
Ozone et autres photos oxydants
Effet sur les plantes : attaque de la cuticule des feuilles
 Feuilles non protégées, évaporation excessive, baisse activité
photosynthétique, baisse résistance aux micro- organismes
Pollution photochimique
Dégradation de certains matériaux et des monuments
S. CAILLOL
Toxicité et écotoxicité
Acidification
Précurseurs
SO2
NOx
(HCl et NH3)
H2O
Polluants
H2SO4
HNO3
Pluies acides
Effets
• Diminution du pH  mortalité de certains organismes sensibles
• Baisse de la teneur en nutriments
• Augmentation de la teneur en éléments potentiellement toxiques
• Déséquilibre du rapport calcium/aluminium (vitalité des plantes)
• Dégradation monuments et bâtiments
S. CAILLOL
Toxicité et écotoxicité
Eutrophisation
Définition
 Apport excessif de nutriments dans un milieu (eau, sol, sédiments)
 Déséquilibre des cycles biogéochimiques
 Croissance importante de certaines espèces au détriment des autres
Catégories
Eutrophisation des écosystèmes terrestres :
 Apport d'azote
 Croissance biomasse
 Déséquilibre nutritionnel
Eutrophisation des écosystèmes aquatiques :
 Apports d'azote et de phosphore régulent production de biomasse
 Azote : facteur limitant des systèmes marins
 Phosphore : facteur limitant des systèmes limniques
S. CAILLOL
Nuisances
Bruit
Onde sonore, perception fonction de la
situation et de la personne
Odeur
Fonction : • de la dispersion
• de la dégradation chimique
• des conditions météorologiques
• de la distance source – cible potentielle
Impact visuel
Très difficile à évaluer
S. CAILLOL
Nuisances
Bruit
Echelle de bruit
Effet
120 dB
Traumatisme
Danger
100 dB
80 dB
Fatigue
60 dB
Inconfort
< 40 dB
Confort
Solutions
• Techniques
• Réglementaires
• Urbanistiques
Effets
• Pas de trace apparente
• Surdités du travail
• Perturbations sommeil
• Maladies nerveuses, cardiovasculaires et psychosomatiques
Réduction :• à la source
• à la réception
En France : loi du 31/12/1992  moyens préventifs
S. CAILLOL
Altération des écosystèmes
On doit tenir compte de :
• la quantité consommée
• la rareté des différentes catégories d'écosystèmes
• la valeur écologique relative de l'écosystème : biodiversité
S. CAILLOL
Epuisement des ressources
Ressources : Énergie et matière dont un écosystème a besoin
pour assurer son développement et son
fonctionnement (physiologique)
anthroposystème
Socio-économique et culturel
Épuisement des ressources fonction de :
• quantités consommées par le système
• état des réserves
• renouvelabilité des ressources
Ensemble des sites connus et exploitables
économiquement ou technologiquement
Réserves + autres gisements non exploitables à ce jour
S. CAILLOL
Epuisement des ressources
Ressources : Énergie et matière dont un écosystème a besoin
pour assurer son développement et son
fonctionnement (physiologique)
anthroposystème
Socio-économique et culturel
Épuisement des ressources fonction de :
• quantités consommées par le système
• état des réserves
• renouvelabilité des ressources
Renouvelable = à l’échelle des temps de
l’espèce humaine
Non renouvelable • matières fossiles
Non recyclables
• matières fissiles
• matières minérales Recyclables
S. CAILLOL
Epuisement des ressources
Ressources : Énergie et matière dont un écosystème a besoin
pour assurer son développement et son
fonctionnement (physiologique)
anthroposystème
Socio-économique et culturel
Épuisement des ressources fonction de :
• quantités consommées par le système
• état des réserves
• renouvelabilité des ressources
Vitesse de consommation > vitesse de « production »
S. CAILLOL
Système environnemental
Inputs :
Consommation
de ressource,
d’énergie et de
surface
Système
anthropique
Outputs :
Émissions dans l’air,
l’eau, et sol
+ nuisances
Frontières du Système
S. CAILLOL
INVENTAIRE du CYCLE de VIE
Inputs
Energie
Acquisition de matières
premières
Transformation, processus et
formulation
Distribution et transport
Matières
premières
Utilisation/ Réutilisation/
Maintenance
Recyclage
Gestion des déchets
Frontières du Système
Outputs
Rejets dans
l’eau
Emissions
À l’atmosphère
Déchets
Solides
Autres rejets
Produits
finis
S. CAILLOL
S. CAILLOL
Étapes du cycle de vie
Énergie, Ressources
Réutilisation
Recyclage
Acquisition
Transport
des matières
premières
Fabrication
Utilisation
Élimination
Impacts potentiels
Toutes les images : Ian Britton | Freefoto.com
S. CAILLOL
A quoi ça sert?
Identifier les principales sources d’impacts environnementaux et éviter ou, le
cas échéant, arbitrer les déplacements de pollutions liés aux différentes
alternatives envisagées
S. CAILLOL
Données au cas par
cas ou dans base de
données type
Ecoinvent
Inputs :
Consommation
de ressource,
d’énergie et de
surface
Système environnemental
Système
anthropique
Frontières du Système
Outputs :
Émissions dans
l’air,
l’eau, et sol
+ nuisances
Evaluation des Impacts
S. CAILLOL
INVENTAIRE du CYCLE de VIE
Inputs
Energie
Acquisition de matières
premières
Transformation, processus et
formulation
Distribution et transport
Matières
premières
Utilisation/ Réutilisation/
Maintenance
Recyclage
Gestion des déchets
Frontières du Système
Outputs
Rejets dans
l’eau
Emissions
À l’atmosphère
Déchets
Solides
Autres rejets
Produits
finis
S. CAILLOL
ACV 1kg lessive soude
S. CAILLOL
Inventaire
S. CAILLOL
Impacts
S. CAILLOL
Impacts environnementaux
Classe
Epuisement des
ressources naturelles
Sous-classe
Echelle géographique
• R renouvelable
• R non renouvelable
Globale ou régionale
Globale
Effet de serre
Dégradation de la couche d’ozone
Globale
Toxicité et écotoxicité • Toxicité : homme/écosyst.
Locale
• Acidification
Régionale
• Eutrophisation
Locale
Nuisances
• Bruit
Locale
• Odeur
Locale
• Visuel
Locale
Altération physique
• Désertification
Locale ou régionale
des écosystèmes
• Déforestation
Locale ou régionale
•  Biodiversité
Régionale ou globale
PERTURBATIONS
S. CAILLOL
La fin de vie
Ex : filière papetière
Systèmes non comparables car ils ne rendent pas le même service !!!
S. CAILLOL
S. CAILLOL
S. CAILLOL
S. CAILLOL
S. CAILLOL
S. CAILLOL
Province de Québec
S. CAILLOL
S. CAILLOL
S. CAILLOL
S. CAILLOL
S. CAILLOL
S. CAILLOL
S. CAILLOL
Limites
• Eléments varient selon les situations et font varier le calcul des impacts
environnementaux et de l'utilisation de matières premières : donc rien
d’absolu, mais du comparatif, sur un système donné
• Qualité des données utilisées. Soit théoriques, soit empiriques, mais trop
souvent le fruit d'une mesure à un moment donné et non pas d'une
mesure en continu
• L'étape de collecte des données peut être très coûteuse et très longue, et
peut faire en sorte que l'ACV est abandonnée ou inadéquate à cause de
l'inconstance des données réunies
• Impacts calculés sont des impacts potentiels; ils ne représentent
forcément pas la réalité locale :
• déduits à partir des émissions du système dont on pense qu'elles
ont tels ou tels effets (exemple / l'effet de serre)
• Ils sont calculés sur des périodes choisies de 100, 500 voire 1000
ans. Qu'en est-il à court terme pour la population locale ou même
plus long terme encore pour la population globale ?
S. CAILLOL
Limites
• Tous les impacts ne sont pas mesurés, entre autres, les nuisances
sonores, l'enlaidissement du paysage, l'utilisation des sols, les risques
environnementaux,….
• Pas une recette parfaite qui désigne le bon moyen de faire… Souvent les
résultats n'avantagent pas nettement un produit par rapport à un autre.
Cela devient donc un choix politique (au sens "public" du terme) ou un
choix de société L'arbitrage entre le poids à donner aux différentes
catégories d'impacts est donc basé sur un choix de valeurs qui dépend des
priorités de chacun, et aucun accord n'existe parmi les experts pour
guider cet arbitrage.
• Si une analyse est mal faite ou mal interprétée, elle peut aboutir à une
injustice pour les fabricants de ce matériau (avec son cortège de faillites
et de licenciements) mais aussi à une augmentation des problèmes
environnementaux de par la création de monopoles.
S. CAILLOL
Exemple Arkema
Aujourd’hui, la notion « Bio-Plastiques » correspond à
deux types de plastiques :
- Les Plastiques Biodégradables
- Les Plastiques issus de ressources renouvelables
« biomass based ou bio-based »
Plastics Europe & European Plastics
Converters European BioPlastics
Une
ressource
renouvelable
est
une
ressource naturelle dont le stock peut se
reconstituer sur une période courte à l'échelle
humaine.
C'est
le
cas
des
ressources
animales (élevage par exemple) ou végétales
(forêts).
il faut aussi que le stock puisse se renouveler aussi vite qu'il est consommé.
S. CAILLOL
« Ressources renouvelables », une caractéristique mesurable et comparable
Travaux du Pr. Narayan (Conference Chicago 2006)
Fin de vie
ASTM D6866 : Le cycle du carbone organique
<1 an
>1 to ~50 ans
Energie solaire
INCINERATION
RECYCLES
BIODEGRADATION
COMPOSTABLE
SI COLLECTE
Emissions CO2
Equilibrer le cycle du C
+ H2O
CO2
(CH2O)x + O
2
Biomasse/Bio-organiques
1 to 50 ans
Plastiques,
Intermédiaires
Carburants…
Bio-based
Products
> 106 ans
Ressources fossiles
(Pétrole, gaz naturel)
transport,
Industrie chimique,
Transformation,..,distribution
Et usage finale
Dimension temps d’utilisation : la durabilité est aussi bénéfique
S. CAILLOL
RILSAN® B, polymère de haute performance
Performance
environnementale
mesurée et
comparée
Flexibilité élevée dry(Mpa)
175
with pasticizer
Potentiel de rechauffement
climatique 100ans
4,2
9,1
PA6
Exemples d’avantages au
thermique
cours d’une éco-conception Bonne résistance
(°C)
Utilisation de
Ressources
Renouvelables
1.9%
3200
Résistance chimique
(ZnCl2)
Intensification
Des procédés
Faible reprise en eau (%)
1350
Densité
faible
Haute résistance
à l’impact
Réduction
De taille
9.5%
PA11
1.13
3.5
1.03
Faible densité
15
Résistance au choc entaillé
Charpy à -40°C(kJ/m2)
Pièce
Plus légère
Performance
Environnementale
EMS 14001
S. CAILLOL
ARIEL ACTIF A FROID: ECONOMIES D’ENERGIE
75% de l’énergie totale est
utilisée chez le consommateur
par la machine à laver
Ingredients
Distribution
Formulation
Machine à laver
Emballage
Déchets
S. CAILLOL
Sources : A Database for the Life-Cycle Assessment of Procter & Gamble Laundry
Detergents, Erwan Saouter and Gert van Hoof, Int J LCA, 2001, 6,
S. CAILLOL
Sources : A Database for the Life-Cycle Assessment of Procter & Gamble Laundry
Detergents, Erwan Saouter and Gert van Hoof, Int J LCA, 2001, 6,
S. CAILLOL
ACV – PRINCIPAUX RESULTATS
Laundry detergent - France - Environmental fingerprint
Ariel 1998
Ariel 2001
Energie
primaire
Primary Energy
(total)
Actif à froid
200%
Aquaticaquatique
eco-toxicity (CM L1992)
Eco-toxicité
Aquatic eco-toxicity (USES 2.0 - freshwater)
Eco-toxicité aquatique
Eutrophication (CM L2000)
180%
160%
140%
120%
100%
80%
60%
40%
20%
0%
Consommation d’eau
Water consumption (total)
Solid
Waste (total)
Production
de déchets
solides
Changement
climatique
Climate
change (CM
L2000)
Contribution à l’eutrophisation
Acidification (CM L2000)
Acidification atmosphérique
Human
toxicity (USES 2.0)
Toxicité
humaine
Diminution
deozone
la couche
d’ozone
Depletion
of the
layer (CM
L2000)
Photochemical
formation
(CM L2000)
Création deoxidant
brouillard
photochimique
S. CAILLOL
UN PLAN MARKETING EN 4 PHASES
PHASE 1 (avr-sep’05)
Des blancs éclatants, même en eau froide
PHASE 2 (oct’05-Fev’06)
Pour vous,
économies d’énergie et d’argent
PHASE 3 (Mar-Juin’06)
Pour tous, un bon geste pour
l’environnement
PHASE 4 (Oct’06-Jan’07)
Pour vous,
économies d’énergie et d’argent
S. CAILLOL
Exemple d’ACV
Ordinateur de table vs ordinateur portable
S. CAILLOL
Références
présentation préparée par Louiselle Sioui, été 2006
L’étude de cas est prise dans le livre :
Analyse du cycle de vie
Comprendre et réaliser un écobilan
O. JOLLIET, M. SAADÉ, P. CRETTAZ
Collection gérer l’environnement
Presses Polytechniques et universitaires romandes, 2005
S. CAILLOL
4.1 Définition : objectifs et système
• Cible
• Ordinateur de table : CRT, écran à tube cathodique
• Ordinateur portable : LCD, écran à cristaux liquides
• Utilisation de l’étude
Développement d’un ordinateur « durable » respectueux de
l’environnement
S. CAILLOL
4.1 Définition : objectifs et système
• Unité fonctionnelle : 10 000 h d’utilisation
• Hypothèses:
• Ordinateurs fonctions comparables, on ignore la
transportabilité du portable
• Infrastructures pour fabrication pas prises en comptes
• Batterie PC portable (fab + élimination) pas prise en compte
S. CAILLOL
4.1 Définition : unité fonctionnelle et flux de
référence
Produit
Fonction
Scénario 1
Scénario 2
PC de table
PC portable
Traitement de l'information, texte,
calcul, dessin, etc.
Unité de fonction
1 PC 200 Mhz, utilisation moyenne
Durée de service
2000 h/an sur 5 ans
Flux de référence
Paramètre
environnemental clé
1 PC de table,
écran cathodique
60 + 100 W
1 PC portable
écran LCD
Durée de vie
d'utilisation
Consommation
S. CAILLOL
4.1 Définition : limites du système
S. CAILLOL
4.2
Ressources
Énergie primaire
non renouvelable
Émissions dans
l'eau
Pb
Résumé des analyses : Inventaire des
émissions
PC table
(26 kg) [MJ]
PC portable
(3 kg) [MJ]
23000
8500
[kg]
[kg]
0,00018
7,0E-06
S. CAILLOL
4.2
Émissions dans l'air
Résumé des analyses : Inventaire des
émissions
[kg]
[kg]
CO2
860
322
CH4
1,9
0,7
HC
1,5
0,6
Nox
2,0
0,7
SO2
5,0
2,1
Pb
0,00011
0,000039
S. CAILLOL
4.2
Résumé des analyses : Consommation
énergétique
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4.2 Consommation énergétique primaire pour la
production
Moniteurs - Écran
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Production
matériaux
Composants
électroniques
PC Table
(CRT)
Portable
(LCD)
Assemblage
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4.2 Consommation énergétique primaire pour la
production
Circuits imprimés
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Production
matériaux
Composants
électroniques
PC Table
(CRT)
Portable
(LCD)
Assemblage
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4.3 Évaluation de l’impact environnemental
Analyse de l'impact par la méthode des surfacestemps critiques (CST 95)
Dommage écosystème
Portable
Dommage santé humaine
Effet de serre
PC table
Énergie
0
20
40
60
80 100
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4.4 Conclusions et recommandations
• PC table plus d’impact  toutes catégories
• Écran plus de 50% de l’impact
• Portable ≈ 40% de l’impact du PC table
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4.4 Conclusions et recommandations
• Batterie portable pas prise en compte
• Modification des impacts sur santé humaine?
• À inclure dans une prochaine étude?
• Durée de vie posée à 5 ans
• Réalité : durée de vie portable plus courte que PC table (plus
de manipulation, transport…)
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EXEMPLE ACV SACS DE CAISSES
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Résumé de l’étude
Identification, quantification et comparaison des impacts environnementaux
de 4 types de sacs de caisse du Groupe Carrefour :
Sac polyéthylène « jetable » de 14L
Cabas polyéthylène « réutilisable » 37L
Sac papier « jetable » 20L
Sac « biodégradable » 25L
Méthodologie ACV par Ecobilan
Données Carrefour + BDD Ecobilan
Huit indicateurs :
Consommation ressources énergétiques non renouvelables
Consommation eau
Emission GES
Acidification atmosphérique
Formation oxydants photochimiques
Contribution eutrophisation
Production déchets solides résiduels
+ Risque relatif par abandon
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Méthodologie
Unité fonctionnelle :
« emballer 9000L de marchandises dans les magasins du Groupe »
On ne compare pas un sac directement à un autre….mais un service rendu
Hypothèses 9000L :
 45 visites par an au magasin, 200L d’articles par visite (80% chariot)
SAC PE
JETABLE
CABAS PE
SAC PAPIER
SAC
BIODÉGRADABLE
Nature matériaux
PEHD vierge
PEBD vierge
Papier recyclé
50% amidon, 50%
polycaprolactone
Masse unitaire (g)
6,04
44
52
17
16microns
70microns
90g/m2
27microns
14
37
20,5
25
Non
Oui
Non
Non
Description :
Epaisseur
Volume utile (L)
Réutilisable
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Méthodologie
Volume
unitaire
Nb de
sacs / an
Masse de
matière par
an
Nb moyen de
sac par visite
Sac PE jetable
14
643
3,9
14,3
Cabas PE 1 utilisation
37
243
11
6,6
Cabas PE 2 utilisations
37
122
5,4
3,3
Cabas PE 3 utilisations
37
81
3,6
2,2
Cabas PE 4 utilisations
37
61
2,7
1,6
Cabas PE 20 utilisations
37
12
0,5
0,3
20,5
439
23
10
25
360
6,1
8
Quantité de sacs / UF :
Sac papier
Sac biodégradable
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Cycle de vie sac PEHD jetable
Production PEHD, pigments…
Exploitation pétrolière
et raffinage
Production
TiO2
Production granulés
PEHD
Production
CaCO3
Production
LLDPE
Production d’encre
T
Production de colle
Fabrication sacs
Fabrication des sacs PEHD par extrusion et
impression
Production d’électricite
Transport
T
Entrepôts Carrefour
43% Incinération avec
récupération d’énergie
-
Production
d’électricité
T
Magasins Carrefour
Incinération sans 6%
récupération d’énergie
Production de vapeur avec
charbon/fuel lourd /gaz naturel
Mise en décharge
51%
Fin de vie
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Méthodologie
Frontières du système :
Prise en compte de la production et du transport de chaque réactif, fabrication
des sacs et impression, transports des sacs, utilisation et fin de vies
Il existe un seuil d’inclusion de 5%
Etapes exclues du cycle de vie :
Construction des bâtiments des sites industriels
Fabrication des machines outils
(En effet, en fonctionnement stabilisé, l’amortissement s’effectue sur toute la
durée de vie de ces équipements – donc négligeable dans cycle de vie étudié)
Transport sacs pleins vers domicile
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Flux et impacts environnementaux
Flux environnementaux :
Ressources naturelles : consommation pétrole, charbon, gaz naturel, uranium, eau
Emissions air : CO2, CH4, N2O, NOx, SOx, COV
Emissions eau : rejets azote, phosphore et substances oxydables (DCO)
Production déchets totaux
Avec calcul des consommations des énergies primaire, combustible, matière,
renouvelable et non renouvelable
Energie primaire totale
= énergie non renouvelable + énergie renouvelable
= énergie combustible + énergie matière
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Flux et impacts environnementaux
Indicateurs d’impacts environnementaux :
Indicateur
Effet de serre à 100ans (kg éq CO2)
Milieu
Méthode
Air
IPCC 98
Air
ETH 95
Air
WMO 91
Eau
CML 92
Emissions de CO2 fossile, N2O (fuel, gaz), CH4 (fermentation).
Mais pas des émission de CO2 biomasse (combustion).
Acidification atmosphérique (g éq H+)
Emissions NOx, SOx, HCl… > « pluies acides »
Formation d’oxydants photochimiques (g éq C2H4)
Formation d’ozone et de « smog » photochimique
Eutrophisation des eaux (g éq phosphates)
Introduction de nutriments azotés et phosphatés > prolifaration
d’algues > moins de lumière > appauvrissement en O2 et
étouffement du milieux
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Flux et impacts environnementaux
Indicateurs de risque relatif par abandon :
Chaque année : 15 milliards de sacs distribués en France (1)
120 millions de sacs sur les côtes françaises
60 à 95% des déchets fond des mers : emballages, sacs de caisse, bouteille (2)
Impact : Nuisance visuelle plus risque étouffement animaux
Evaluation du risque
• Volume sacs usagés à traiter
• Probabilité d’abandon
• Probabilité d’évasion par envol
• Persistance des sacs dans l’environnement
Sources :
1/ Fédération Commerce et Distribution
2/ Ifremer
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Cycle de vie cabas PEBD souples
Masse (g/sac)
Sac
Polyéthylène
, PEBD
vierge
44
Production
Epaisseur
(microns)
PEBD : moyenne européenne
des
70
producteurs
(2003)
Volume
(L/sac) APME – sources www.apme.org
37
27 sites PE
européens, 4.5Mt PEBD/an
soit Normandie
94% de la
Fabrication
Asie, Brésil,
prod Europe ouest
Distance de transport
fabrication PE -> fabrication
sac
20000km ou 7000km bateau
ou 400km camion
Production TiO2 : données
d’un
Encre issues
solvant (0,25)
Encre (g/sac)
solvant
50% acétate éthyle, 50% alcool isopropylique
site :industriel
Fabrication
sac
Composition : solvants 70%, résine polyuréthane 30%
Pigment (g/sac)
Colle (g/sac)
Emissions COV
Magasins desservis
Transport
des sacs
Distance transport
fabrication sac -> magasin
Transport sacs magasin ->
domicile
Utilisation
Fin de vie
TiO2 (1,3)
Fabrication des sacs : moyenne
Néant /sac soudé (0)
européennes APME
hypothèses : 15% des consommations de solvants
Desserte directe des magasins
Impression des sacs : émissions COV
500km
(camion)
prises
en compte
Phase imputée à 100% aux biens de consommations
Données ADEME : n utilisations par sac
88%
des déchets incinérés sont
valorisés
Collecte
30km,
75L/100, 12m3/camion
énergétiquement, 5% sous 51%
forme
de vapeur
vendue(88%
et des tonnages
décharge,
49% incinération
Traitement
incinérés font l'objet
d'une valorisation thermique ou
22% sous forme d’électricité
vendue
électrique)
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Modèles
Production électricité :
Selon origine pays de production du PEBD
Ex France :
Nucléaire 78%, Thermique (gaz, charbon, …) 11%, Renouvelable (hydraulique,
éolien, PV) 11%
Production vapeur :
Selon origine pays de production du PEBD
Ex France :
Fuel lourd 36%, Charbon 35%, Gaz naturel 29%
Gaz à effet de
serre, COV,
acidification…
Transport :
Conso réelle (L) = nb km parcourus*38/100*(2/3+1/3*charge réelle/charge utile +
taux retour à vide*2/3)
Camion 24t, 38L/100km – 1/3 de la conso dépend de la charge
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Exemple Inventaire ACV
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ACV : Consommation d’énergie non renouvelable
Par étape du cycle de vie, et pour chaque indicateur…
Exemple consommation énergie non renouvelable :
S. CAILLOL
Résultats : Consommation d’énergie non renouvelable
S. CAILLOL
Résultats : consommation d’eau
S. CAILLOL
Résultats : contribution effet de serre
S. CAILLOL
Résultats : contribution acidification atmosphère
S. CAILLOL
Résultats : contribution formation oxydants
photochimiques
S. CAILLOL
Résultats : contribution eutrophisation eaux surface
S. CAILLOL
Résultats : production totale déchets solides
S. CAILLOL
Résultats : risque relatif par abandon
S. CAILLOL
Résultats : conclusions
Phase de production prédomine en terme d’impact pour tous les sacs et la majorité
des impacts étudiés
 Toute réduction de la masse unitaire du sac ou toute réutilisation améliorent
les résultats
Transports : faible impact
Fabrication sacs : impacts plus faibles que la production de matière première
Au-delà d’un certain nb de réutilisations, et pour cette étude, le meilleur
compromis est le cabas PE souple
Revue critique organisée par l’ADEME (expert ACV, représentant UFC,
représentant WWF)
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ECOLABELS
S. CAILLOL
S. CAILLOL
S. CAILLOL
S. CAILLOL
S. CAILLOL
S. CAILLOL
S. CAILLOL
S. CAILLOL
S. CAILLOL
ACV à étudier
ETUDE
RÉALISÉ PAR
POUR
Nb
Etude des caractéristiques
environnementales du
Chanvre par ACV
INRA
Min Agr et Pêche
3-4
ACV des caisses en bois,
carton ondulé et
plastiques pour pommes
Ecobilan
Ademe
3-4
ACV Coques de l’Ecoprao
LTCP
EP Fédérale
Lausanne
3-4
Life cycle invenory of
biodiesel and petroleum
diesel for use in an urban
bus
Nat Ren En Lab
US Dpt of Agriculture
US Dpt of Energy
4-5
LCA of laundry detergents
P&G
P&G
2-3
LCA of Road – Inventory
analysis
IVL Swedish
Environ Research
Institute
Swedish national
Road Administration
4-5
S. CAILLOL