ANALYSE DU CYCLE DE VIE ET...

30/03/2020

ANALYSE DU CYCLE DE VIE

ET ECO-CONCEPTION

Dr Wael EL ZEREY [email protected]

DR WAEL EL ZEREY [email protected] 1

I. LES IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX DES ACTIVITES INDUSTRIELLES

L’activité industrielle est une source de nombreux rejets dans les différents milieux de

l’environnement. Elle produit des déchets, parfois hautement toxiques et est à l’origine de

risques technologiques.

Tableau .1. Les impacts environnementaux des activités industrielles

Activité Aspect

environnemental

Impact

environnemental

Impact

potentiel Importance

Production Consommation

d’électricité Energie

Epuisement de

la ressource Forte

Production

Gestion des déchets

rebus, cartons,

bureautique

(cartouche,

papier…..)

Sol, eau

Contamination

de l’eau

Augmentation

de déchets

Forte

Nettoyage

rinçage

Utilisation de

produit chimique Eau

Génération

d’effluent

chargé

Moyenne à

Forte

Production

préparation de

besoins

Utilisation de la

ressource d’eau Eau

Epuisement de

la ressource Importante

Livraison -

chargement

Nuisance, risque

d’accident Bruit, air

Atteinte aux

personnes

Moyenne à

Forte

Transport –

emballage

Emission de gaz à

effet serre Air, énergie

Réchauffement

climatique Importante

Matière

première

Utilisation de la

ressource et

transport

Air, énergie, Sol,

eau

Epuisement de

la ressource

augmentation

de l’effet serre

Importante


Tableau .2. Effets cumulatifs des émissions industrielles

Composition environnementales Effets cumulatif local

Systèmes atmosphériques Les émissions provenant de cheminées

d’usine se combinent avec les émissions des

unités de proximité.

Eau de surface Les eaux de surface de l’enceinte avec les

eaux d’assainissement du projet constituent

un cumul, plus les eaux d’assainissement des

différentes unités de production..

Sol et Terrains La perte continue du sol.

Végétation Disparition de certaines espèces dans la

région au fur et à mesure à cause des terres

en diminution.

Faune Modification de l’habitat et de la présence de

certaines espèces par le passage de projet

dans la région.

Utilisation des ressources Les activités qui utilisent les sols modifient

les possibilités en différentes matières.


II. LES ECOBILANS OU « ANALYSE DU CYCLE DE VIE » (ACV)

Les principales méthodes et les principaux outils fréquemment utilisés en management

environnemental sont:

la charte environnementale ;

l’audit de conformité à la réglementation ;

l’écobilan de site ;

l’écobilan de produit (ou analyse du cycle de vie du produit) ;

l’éco design ;

l’analyse du contenu en énergie ;

l’évaluation simplifiée qualitative du cycle de vie ;

la démarche d’éco conception.

Définition : On appelle « écobilan » une démarche générale d’évaluation qui dresse un bilan

des impacts environnementaux liés à la mise en œuvre d’un procédé, d’un produit, d’une

activité ou d’un service. Les écobilans (écobilan de site ou écobilan de produit) sont des outils

qui s’inscrivent dans la logique du développement durable. Dans le cadre de la démarche

environnementale d’une entreprise et de la mise en place d’un système de management de

l’environnement, l’écobilan est un outil fréquemment utilisé.

Ces écobilans sont des outils :

- d’évaluation, d’objectivation des externalités environnementales,

- d’aide à la décision.

On distingue l’écobilan de site et l’écobilan de produit ou « Analyse du Cycle de Vie » (ACV)

du produit.

L’écobilan de site essaie de mesurer tous les inputs et tous les outputs d’un site (un atelier, une

usine, …) dans la perspective de mesurer (et de réduire !) l’impact de cet établissement sur

l’environnement. S’agissant d’écobilan de site, on parle aussi de « bilan vert » ou « bilan

écologique global ». L’écobilan de produit, ou ACV, essaie de mesurer tous les impacts sur

l’environnement liés à l’ensemble du cycle de vie d’un produit, « du berceau à la tombe ». C’est

la technique la plus classique et la plus avancée pour dresser un écobilan. Dans l’usage courant,

le concept d’ACV devient de plus en plus synonyme de celui d’écobilan, bien que ce dernier

terme fasse référence à une démarche générale d’évaluation alors que le premier désigne une


méthode d’évaluation bien précise. S’agissant d’écobilan de produit, on parle aussi de « bilan

écologique du cycle de vie du produit ».

1/ L’Écobilan de site

L’écobilan de site : L’écobilan de site est un tableau récapitulant l’ensemble des relations d’un

site d’implantation (un établissement, une usine, …) avec l’environnement naturel. Il s’agit

donc de mesurer l’ensemble des flux entrants (matière première, fluides, énergies, …) et

sortants (produits finis, rejets, déchets, pollutions, …, mais aussi bruits, odeurs, radiations, …).

Écobilan de site

ENTRANTS

SORTANTS

Matières premières non

renouvelables (hors énergie)

MN R1……

MN R2….

MN Ri

Matières premières

renouvelables

MR 1 …

MR 2 …

MR i

Consommation d’énergie

énergie 1

énergie 2

énergie i

Consommation d’eau

Produits consommables

P1 …

P2 …

Pi …

Déchets solides

D1 …

D2 …

Di ….

Rejets dans l’eau

R1 …

R2 …

Ri …

Emissions dans l’air

EA 1 …

EA 2 …

EA i …

Poids total entrants

Poids total sortants


Application n° 1

Eco bilan d’une usine fabriquant toutes sortes de papiers

ENTRANTS SORTANTS

1 – Matière premières renouvelables (en

tonnes)

11 – bois , chiffons

12 – vieux – papiers

14 – papiers d’emballage

16 – papiers recyclés

18 – carburants

2 – Matières premières non-renouvelables

(en tonnes)

22 – produits chimiques

– chlore,

– soude,

– lessive de bisulfite de calcium

– sodium

– magnésium

– anhydride sulfureux

– peroxyde d’hydrogène

– détergents

– huile pour les machines

23 – produits de couchage

24 – encre

– films plastiques

– colle

3 – Consommation d’eau (m2 tonne)

33 – dilution de la pâte

- lavage des machines,

- lavage de l’atelier

36 – eaux recyclées

4 – Consommation d’énergies (MJ/tonne)

Electricité 42 – transformation

43 – production

44 – emballage

46 – recyclage

Gaz naturel

Fuel 43 – production (séchage)

46 – pour incinération de déchets

5 – Emission dans l’air (tonne)

- poussières

- SO2 (dioxyde de souffre)

- NOX (oxyde d’azote)

6 – Rejets dans l’eau (tonne)

- DBOs - DCO - MES - Matières organiques - Huiles

7 – Déchets solides (tonnes)

71 – copeaux bois

73 – chutes de papiers

– boues d’encre

– bidons d’huile

75 – colle

76 – chutes de plastique

77 – papiers après utilisation

8 – Produits consommables (tonnes)

- papiers d’impression écrite - papiers « krafts » - papiers sanitaires et domestiques


L’Écobilan de produit

Définition : L’écobilan de produit est la mesure de l’impact d’un produit sur le milieu naturel

« du berceau à la tombe », c’est à dire depuis l’extraction de ses matières premières jusqu’à son

devenir comme déchet après consommation. C’est donc la comptabilisation des flux matières

et d’énergie utilisés pour sa fabrication et sa consommation.

L’ACV concerne tout le cycle de vie : sont pris en considération aussi bien l’extraction

et le traitement des matières premières, le processus de production, le transport et la distribution,

l’utilisation, la réutilisation, l’entretien, le recyclage et l’enlèvement final des déchets. La

réalisation d’une ACV suppose donc une approche « du berceau à la tombe ».

Origine : Cette approche a commencé à se développer dès 1969 aux USA sous le nom de

« Resources and environmental profil analysis » et a été boostée au début des années 1970 par

l’ensemble d’événements concomitants que furent le rapport Meadows (Halte à la croissance),

la conférence de Stockholm en 1972 (et la notion de développement durable) et le premier choc

pétrolier en 1973 (quadruplement du prix du pétrole). C’est à cette époque que des

consommateurs ont commencé à rechercher des « produits verts » et à s’interroger sur ce qui

pourrait fonder sérieusement des écolabels.

Mais ce n’est en fait qu’au début des années 1990 que cette méthode connaît un certain

essor. À la fin des années 1990, les conventions de calcul des ACV sont reprises par les normes

ISO 14040.

Méthode : La méthodologie de l’écobilan de produit est celle que l’on appelle aussi « analyse

du cycle de vie » (ACV) Le cadre méthodologique comprend quatre étapes :

a) Définition du but

Cette première étape consiste à :

– définir l’objectif de l’étude, par exemple, l’objectif peut être : trouver la meilleure

façon de fabriquer un produit donné, comparer entre eux des types de produits qui rendent le

même service ou encore distinguer un ou plusieurs produits parmi les autres en raison de la

qualité de leur bilan écologique et du service rendu (attribution d’un écolabel) ;

– déterminer l’étendue de l’étude (portée et degré de détail) ;


– déterminer l’unité fonctionnelle (unité qui permet de comparer les différents produits

rendant un service similaire) ;

– définir une procédure pour le contrôle de qualité et la critique des résultats.

b) Inventaire

Cette deuxième étape consiste à identifier et si possible quantifier tous les matériaux

utilisés, toutes les énergies consommées, et toutes les émissions (déchets et rejets) dans

l’environnement, du produit, du processus ou de l’activité étudiée et cela tout au long de son

cycle de vie.

Pendant la phase d’inventaire, le produit est décomposé en ses différents éléments,

chaque sous partie en ses différentes étapes. Ensuite, pour chaque étape du processus, le bilan

énergétique et le bilan des matériaux sont dressés, et les émissions dans l’environnement sont

répertoriées. Il s’agit de l’aspect méthodologique le plus complexe et le plus long à réaliser.

c) Analyse et évaluation de l’impact

Cette troisième étape est un processus technique, quantitatif et/ou qualitatif, au cours

duquel les impacts environnementaux négatifs identifiés lors de l’inventaire sont caractérisés,

évalués et chiffrés. Cette phase comporte elle-même trois étapes :

– La classification : groupement des données de l’inventaire selon un certain nombre de

catégories d’impacts. Sont retenus les problèmes environnementaux considérés actuellement

comme les plus importants : épuisement des ressources, santé de l’homme et de son

environnement.

– La caractérisation : analyse, quantification et (lorsque cela est possible) association

des impacts à l’intérieur des catégories d’impacts donnés, dans le but d’obtenir une liste

d’impacts associée avec le système étudié : le profil d’impact.

– L’évaluation : les différentes catégories d’impacts spécifiques sont comparées les unes

aux autres.


III. Les différents logiciels ACV et bases de données

LES BASES DE DONNEES :

Nom + Version Logo Transversale Secteur Expert ou

Simplifié

Disponible au

Centre de

Ressources

Nombre

de

données

Ecoinvent 2.1

X Expert X 6000

données

GaBi

databases

2014 (GaBi

Professional +

21 Extension

databases)

X Expert X 8000

données

Agri-balyse

Agriculture Simplifié 114

données

DEAM tm

Bâtiment et

Construction Simplifié

1000

données

EIME V9.0

Electrique et

électronique Simplifié

600

données

ELCD

X Expert 36

datasets

http://www.ecoinvent.ch/http://www.gabi-software.com/international/databases/gabi-databases/http://www.gabi-software.com/international/databases/gabi-databases/http://www.gabi-software.com/international/databases/gabi-databases/http://www.gabi-software.com/international/databases/gabi-databases/http://www.gabi-software.com/international/databases/gabi-databases/http://www.gabi-software.com/international/databases/gabi-databases/http://www.gabi-software.com/international/databases/gabi-databases/http://www2.ademe.fr/servlet/getDoc?cid=96&m=3&id=86483&p1=1&p2=1&ref=1http://ecobilan.pwc.fr/fr/boite-a-outils/deam.jhtmlhttp://www.codde.fr/http://elcd.jrc.ec.europa.eu/ELCD3/http://www.ecoinvent.ch/http://www.gabi-software.com/international/index/http://www2.ademe.fr/servlet/getDoc?cid=96&m=3&id=86483&p1=1&p2=1&ref=1http://www.codde.fr/http://elcd.jrc.ec.europa.eu/ELCD3/


LCA Food

Alimentaire Simplifié 40

datasets

Matériaux et

procédés

Water

DataBase

Empreinte

eau

World Food

LCA

Database

Alimentaire

LES LOGICIELS :

Nom +

Version Logo Transversal Secteur

Expert ou

Simplifié

Disponible

au Centre de

Ressources

Base de

données

spécifiques

BEE V3.1

Emballage Simplifié X X

Bilan

Produit

X Simplifié X

Cycle IT

System

V1.1

Industrie

mécanique et

électronique

Simplifié X X

e-LICCO

Bâtiment Simplifié X X

http://www.lcafood.dk/http://www.codde.fr/http://www.codde.fr/http://www.quantis-intl.com/microsites/waterdatabase.phphttp://www.quantis-intl.com/microsites/waterdatabase.phphttp://www.quantis-intl.com/microsites/wfldb/http://www.quantis-intl.com/microsites/wfldb/http://www.quantis-intl.com/microsites/wfldb/http://bee.ecoemballages.fr/http://www.ademe.fr/internet/bilan_produit/login.asphttp://www.ademe.fr/internet/bilan_produit/login.asphttp://www.pegasus.cycleco.eu/auth.phphttp://www.pegasus.cycleco.eu/auth.phphttp://www.pegasus.cycleco.eu/auth.phphttp://e-licco.cycleco.eu/http://www.codde.fr/http://bee.ecoemballages.fr/http://www.ademe.fr/internet/bilan_produit/login.asphttp://www.pegasus.cycleco.eu/auth.phphttp://e-licco.cycleco.eu/


EIME V5

Electrique et

électronique Expert X X

EQUER

(Pleiades +

COMFIE)

Bâtiment Expert X X

Food'Print

v-1

Agro-

Alimentaire Simplifié X X

GaBi 6.4

X Expert X X

Open LCA

1.2

X Expert X

SIEC 1.0

X Expert X

SimaPro

Analyst

7.3.3

X Expert X

SivéaACV

X Simplifié X

http://www.codde.fr/http://www.izuba.fr/logiciel/equerhttp://www.izuba.fr/logiciel/equerhttp://www.izuba.fr/logiciel/equerhttp://foodprint.cycleco.eu/http://foodprint.cycleco.eu/http://www.gabi-software.com/software/gabi-software/gabi-5/http://www.openlca.org/http://www.openlca.org/http://www.acv-siec.fr/acv/index.phphttp://www.pre-sustainability.com/simapro-lca-softwarehttp://www.pre-sustainability.com/simapro-lca-softwarehttp://www.pre-sustainability.com/simapro-lca-softwarehttp://www.codde.fr/http://www.izuba.fr/logiciel/equerhttp://foodprint.cycleco.eu/http://www.gabi-software.com/software/gabi-software/gabi/http://www.openlca.org/http://www.acv-siec.fr/acv/index.phphttp://www.pre-sustainability.com/simapro-lca-software


Spin'IT

V2.73

Textile Simplifié X X

Umberto

5.6

X Expert X

e>DEA

X Simplifié

Eco-Bat 4.0

Bâtiment et

construction Expert

ECO it 1.3

X Simplifié X

EGES

Agriculture Simplifié X

GEMIS

4.81

X Expert X

Lesosai 7.3

Bâtiment et

construction Expert

http://textile.cycleco.eu/auth.phphttp://textile.cycleco.eu/auth.phphttp://www.umberto.de/en/http://www.umberto.de/en/http://www.edea-software.com/fr/homehttp://www.eco-bat.ch/http://www.pre-sustainability.com/eco-ithttp://www.eges.arvalisinstitutduvegetal.fr/http://www.iinas.org/gemis-de.htmlhttp://www.iinas.org/gemis-de.htmlhttp://www.lesosai.com/indexfr.cfmhttp://textile.cycleco.eu/auth.phphttp://www.umberto.de/en/http://www.edea-software.com/fr/homehttp://www.eco-bat.ch/http://www.pre-sustainability.com/eco-ithttp://www.eges.arvalisinstitutduvegetal.fr/http://www.iinas.org/gemis-de.htmlhttp://www.lesosai.com/indexfr.cfm


d) Analyse d’amélioration

Durant cette dernière étape, les possibilités de réduire les impacts environnementaux

négatifs des systèmes étudiés sont identifiées et évaluées.

Applications : En ce qui concerne les lieux de réalisation et d’utilisation de cette méthode, on

retrouve des applications aux niveaux :

– de l’entreprise : optimalisation de processus, conception de produits moins polluants :

« éco-design » ;

– des pouvoirs publics : élaboration et optimalisation d’une gestion de produits favorable

à l’environnement (Normalisation, écotaxes, taxes énergétiques, écolabels) ;

– des consommateurs : directives et informations qualitatives en rapport avec les

conséquences environnementales des achats du consommateur».

Le cycle de vie d’un produit

(Product life cycle)


IV. L’EVALUATION SIMPLIFIEE QUALITATIVE DU CYCLE DE VIE (ESCV)

Cette méthode conserve l’esprit de l’ACV, mais elle l’applique avec beaucoup de

simplifications, sans pour autant être trop schématique. La mise en œuvre de cette méthode

consiste à remplir la grille ci-dessous qui ne retient que trois catégories d’impacts et cinq phases

dans la vie du produit.

On va ensuite quantifier les impacts (quantité de matières premières consommées,

quantité d’énergie consommée, …) et attribuer des notes selon une grille (très favorable,

favorable, défavorable, sans objet, absence de données).

Matrice ESCV

Pollutions et

déchets

Epuisement de

ressources

naturelles

Bruit, odeur,

atteinte à

l’esthétique

Extraction de

matière première

Production

Utilisation

Distribution

Traitement du

produit usagé


Exemple d’ESCV : l’escabeau aluminium

Pollutions et

déchets

Epuisement de

ressources

naturelles

Bruit, odeur,

atteinte à

l’esthétique

Extraction de

matière

première

P Aluminium

et plastique

P Aluminium et

plastique

?

Production P Traitement

de l’acier

P Energie et

aluminium

?

Distribution

P Housse de

protection

O

?

Utilisation O O O

Traitement du

produit usagé

P Plastique et

séparation

alu/acier

O

?

Transport P CO2, CO P Fuel P Transport

Légende : P : Problème à examiner ; ? : Absence de données ; O : Sans objet

Sources : d’après MALAVAL et VIGNERON, 2003.

« En se concentrant sur les aspects principaux, cette méthode permet des

améliorations rapides sur des produits existants.


Recherche sur un produit nouveau

L’analyse fonctionnelle, support d’intégration de toute la conception

Définition des objectifs du produit, analyse

de la concurrence, analyses des risques de

défaillances, critères qualité, grilles de

validation de performances ; structurations

de choix, …

Analyses de Faisabilité

Conception d’architectures Produits/ Services

Mise en production

Cahier des charges Fonctionnel

Evaluation et Choix

Prototypes

Préséries Séries

Outils globaux d’Analyse de Cycle de Vie (éco-indicateurs, ESCV, ques-tionnaires, ACV…)

Outils spécifiques d’Analyse de Cycle de Vie (ACV spécialisées, outils, toxicité, énergie, matériaux, ACV complète, …)

Outils d’évaluation

d’éco-aménagement

Ingénierie Simultanée

Outils Qualitatifs d’éco-conception Pour la définition des objectifs (listes, indices, questionnaires, ACV simplifiées

…


L’approche « question/concepts/exemples » du designer

Etape du

cycle de vie Questions

Stratégies

d’éco-conception /

Concept

Exemples innovants

Besoins,

fonction

Comment le

système du

produit remplit-il

actuellement les

besoins sociaux ?

Développement

d’un nouveau

concept :

Innovation par la

dématérialisation

usage partagé du

produit.

Photocopieur modulaire.

Flotte de véhicules en libre-

service Praxitèle.

Matériaux

Quelle quantité

d’énergie et quels

types de

matériaux sont

utilisés ?

Sélection de

matériaux

présentant peu

d’impact

(renouvelable,

recyclé, etc.)

Pull en fibre polaire

Patagonia fabriqué à partir

de bouteilles en PET.

Fabrication

Quels types de

procédés sont

utilisés ?

L’optimisation des

techniques de

production (moins

d’énergie et de

déchets, « énergie

verte »).

Exemples d’éco-procédés.

Transport

Quels types

d’emballages,

quels moyens de

transport sont

utilisés ?

Réduction

d’utilisation des

matériaux

d’emballage

(poids, volume,

rotations) et mode

de transport

efficient en énergie

Eco-recharges pour lessives

ou shampooings. Logistique

de 3 Suisses : camions au

GNV, transport combiné rail-

route.

Utilisation

Quelle quantité

d’énergie, quelle

maintenance, et

quels types de

consommables

sont requis pour

l’utilisation ?

Moins de

consommation

d’énergie,

« énergie verte »,

moins de

consommables

durabilité, structure

modulaire du

produit pour la

Radio à énergie manuelle

(manivelle) et solaire

Freeplay. Relations clients-

fournisseurs on répare le

produit au lieu de le jeter s’il

est défaillant


réparabilité et la

maintenabilité

Fin de vie

Que devient le

produit en fin de

vie (réutilisation,

recyclage, etc.) ?

Les matériaux et

substances sont-

ils identifiables ?

Réutilisation du

produit ou de

composants,

refabrication,

démontage,

recyclage des

matériaux,

incinération sûre.

Exemple de refabrication des

appareils photo de Kodak

Source : ABRASSART

Cette méthode itérative de questionnement et de redéfinition de fonction peut conduire plus loin

dans la reconception du produit, que l’ACV qui servira plutôt à arbitrer entre techniques

alternatives.

En conclusion sur l’éco-conception et l’éco-design : rappelons quelques points :

La diffusion des techniques d’éco conception et l’adoption de pratiques d’éco-

conception par les entreprises sont les deux conditions de toute avancée vers un mode

de développement durable des entreprises.

Il est urgent que les entreprises s’engagent à fond dans des démarches d’éco-conception,

sans quoi le développement durable restera un vain mot.

Ces démarches reposent toute sur trois étapes incontournables (plus ou moins

détaillées) :

− Inventorier et quantifier les flux liés aux différentes étapes de la vie du produit.

− Identifier et évaluer les impacts (réels ou potentiels) de ces flux et leur gravité.

− Proposer des choix de modification du produit ou de processus permettant de

réduire significativement les impacts les plus graves.


Bibliographie indicative :

JOLLIET O., Écobilans - Analyse du cycle de vie, Lausanne, Presse Universitaire Romande1999.

http://www.ecobalance.com/index.html.

RICHARD, Note de synthèse sur l’écobilan DESS GDD-UPMF.

ADEME, Conception de produits et environnement : 90 exemples d’éco-conception , Ademe

Édition, Paris, 1999.
http://www.ecobalance.com/index.html

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