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Samuel CAUSSE, EVEA, Responsable pôle Chimie Agro-Ressources
[email protected], +33 6 32 58 28 86
Recommandations pratiques pour
l’Analyse de Cycle de Vie (ACV) de
produits chimiques biosourcés
Journée ACV
11 mars 2016
© EVEA_Recommandations pratiques pour l’ACV de produits chimiques biosourcés_11 mars 2016
Vocation et structure d’EVEA «.Fabrique de solutions durables.»
Créé en 2005, EVEA est un cabinet de conseil spécialisé
dans l’analyse du cycle de vie et l’éco-conception.
Notre mission est de contribuer au développement
durable par :
- l’accompagnement des organisations
- vers une offre de produits et services responsables,
- le transfert de nos outils et méthodes.
20 personnes basées à Lyon, Nantes et Troyes
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Evaluation
environnementale
Outils logiciels R&D Transfert de compétences Eco-conception Communication
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Vocation et structure du pôle Chimie Agro-Ressources
Apporter à nos clients nos compétences
en matière d’évaluation des performances
environnementales de substances
chimiques
Compétences en chimie Structures chimiques, réactions,
voies de synthèse…
+
Compétences en agronomie Production agricole,
transformation de la biomasse…
3 ingénieurs agronomes
dont 2 spécialisés en Chimie Verte
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Diversité des secteurs d’activité en lien avec la chimie
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Recommandations pratiques pour l’évaluation
environnementale de produits chimiques biosourcés
Un projet mandaté par l’Association Chimie Du Végétal
Réalisé par EVEA en collaboration avec :
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Contexte du projet
La chimie du végétal est une filière innovante qui représente une opportunité
pour le développement de nouvelles solutions à base de biomasse. Cette
filière représente l’un des piliers de la chimie verte.
L’association « Chimie du Végétal » est la première et la seule association
européenne qui regroupe tous les secteurs impliqués dans la chimie à base
de plantes (producteurs d’agro ressources, industriels de la chimie,
formulateurs, etc.).
Les industriels et institutionnels portent un intérêt de plus en plus fort sur la
valorisation du végétal du fait :
De la prise de conscience des enjeux environnementaux (notamment
changement climatique)
De la raréfaction des ressources non renouvelables et de la dépendance
aux imports de ressources fossils
La chimie du végétal n’a néanmoins pas pour ambition de remplacer la chimie
traditionnelle mais plutôt de lui être complémentaire.
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Enjeux
Afin de se developer sur leurs marchés, les produits biosourcés ont besoin de
prouver leur pertinence d’un point de vue :
Des propriétés techniques (équivalente aux produits pétrosourcés ou apportant de
nouvelles fonctionnalités)
De la compétitivité économique
De la performance environnementale et sociale
L’Analyse de Cycle de Vie (ACV) se positionne comme la méthode de référence pour
l’évaluation des impacts environnementaux des produits.
Cependant, l’évaluation du vivant et notamment des
matières premières issues de la biomasse pose un
certain nombre de problématiques spécifiques qui ne
sont pour l’instant pas résolues de manière consensuelle.
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Objectifs du projet
Proposer une méthodologie harmonisée pour l’ACV de
produits biosourcés afin :
de permettre la comparaison des performances environnementales de
produits (basé sur la même méthodologie)
de promouvoir l’évaluation environnementale des produits biosourcés
d’accompagner les praticiens d’ACV dans leurs choix méthodologiques
Le guide pratique issu du projet est basé sur 5 cas d’études industriels et se veut
pragmatique.
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Quelques mots à propos de l’ACV
L’ACV est la méthode de reference pour l’évaluation environnementale des
produits (biens ou services) cadrée par les normes ISO 14040 et ISO 14044.
Les deux grands principes de l’ACV sont :
Une analyse multi-critère… …tout au long du cycle de vie.
1 RAW MATERIAL
2 PRODUCTION
3 TRANSPORT4USE
5END OF LIFE
IncinerationLandfill
Recycling
Ind. 1
Ind. 2
Ind. 3
Ind. 4
Ind. 5
Ind. 6
Ind. 7
Ind. 8
Ind. 9
Ind. 10
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Exemple d’indicateurs d’impact
Changement
climatique
kg eq CO2
Oxidation
photochimique
kg eq C2H4
Acidification
kg SO2 eq
Eutrophisation
kg PO43- eq
Et beaucoup
d’autres
…
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La caractérisation des impacts et dommages en ACV
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Methodologie du projet
Analyse de l’état de l’art Analyse des pratiques industrielles
Identification des points non consensuels et
recommandations pour l’harmonisation
Discussion & validation
en comité de pilotage
Recommandations pratiques pour l’ACV des produits biosourcés
Consensus
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Livrables
Guide méthodologique complet Fiches de synthèse
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Problématiques méthodologiques abordées
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Cycle de Vie (n°1)
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Cycle de Vie pris en compte dans une analyse
Cradle-to-gate
Cradle-to-grave
Deux types de périmètre d’analyse peuvent être pris en compte dans une ACV :
Source : EVEA
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Cycle de Vie pris en compte dans une analyse
Cradle-to-gate
Cradle-to-grave
Comparaison de
produits identiques
mais avec un
sourcing différent
(ex : PE vs green PE)
Comparaison de
produits différents
mais remplissant une
fonction similaire
(ex : isolation thermique
laine de roche vs
chenevotte)
Cradle to grave
nécessaire lorsque : Cradle to gate
suffisant lorsque :
Comment choisir dans le cas de comparaisons de produits ?
Source : EVEA
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Cycle de Vie pris en compte dans une analyse
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Prise en compte du carbone biogénique :
stockage et décalage des émissions dans le temps
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Prise en compte du carbone biogénique et des
émissions différées de CO2 Deux problématiques méthodologiques à bien discerner
Inventaire Caractérisation
2 approches :
- Bilan neutre : prélèvement et émission
de CO2 non pris en compte
- Prise en compte stockage et émission de
CO2 en fin de vie
2 approches :
- Négligé
- Prise en compte d’un « crédit carbone »
à la phase d’utilisation dans le cas d’une
émission différée
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Prise en compte du carbone biogénique
Comment prendre en compte le bénéfice lié au
prélèvement initial de CO2 dans l’atmosphere par la plante?
Enjeux :
Contrairement aux matières premières fossiles,
le carbone de la biomasse (ou carbone
biogénique) provient d’une molécule de CO2
captée par la plante pendant sa croissance
(sur un cycle court), l’impact de son émission
étant donc compensé par le prélèvement initial
dans l’atmosphère.
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Prise en compte du carbone biogénique
Recommandation :
Il est nécessaire de prendre en compte le stockage de CO2 par la plante car cela
permet une comparaison pertinente entre des produits biosourcés et pétro-sources lors
d’une analyse sur un périmètre “cradle to gate” mais aussi dans une approche “cradle
to grave” lorsque le carbone n’est pas totalement réemis en fin de vie (e.g. mise en
décharge de produits non biodégradables) ou réemis sous d’autres formes (e.g. CH4,
CO, COV …).
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Problématiques liées à la prise en compte du
prélèvement de CO2 par la plante
Allocation
Gestion
déchets
Une allocation spécifique doit être réalisée pour répartir le flux de stockage de
carbone sur la base du contenu carbone des produits et co-produits (très
souvent différents de l’allocation massique, économique ou énergétique).
L’émission de CO2 liée à la gestion des déchets doit être pris en compte sur
la base du contenu carbone des déchets.
Si une de ces étapes est mal réalisée, il y a un gros risque de surestimer le stockage de carbone !
(risque important de critiques)
Il est donc recommandé de réaliser le calcul du stockage de CO2 biogénique au niveau du
produit étudié sur la base de son contenu carbone (cf exemple ci-après)
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Exemple de calcul du stockage de CO2
Exemple
Nom : Isosorbide
Formule : C6H10O4
Masse molaire : 146 g/mol
Structure :
Cacul du stockage de carbone
6 atomes de carbone biosourcés (12 g/mol) par molécule :
(6 x 12) / 146 = 0,493 kg Cbiogenic/kg isosorbide
Chaque atome de carbone biosourcé correspond à une
molécule de CO2 (44 g/mol) captée par la plante :
0,493 x 44 / 12 = 1,8 kg CO2eq/kg isosorbide
Recommandation pour la communication des résultats
Métadonnée nécessaire :
Résultat GWP « Cradle to
factory gate » incluant un
stockage de carbone de
0,49 kg biogenic C/kg de
produit
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Périmètre temporel pour la modélisation de la
production agricole (n°10)
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Périmètre temporel pour la modélisation de la
production agricole (n°10)
Le périmètre temporel est de la récolte de
la culture précedente à la récolte de la
culture étudiée
Pour les cultures pérènnes, le périmètre
temporel correspond à la durée globale de
la culture, de son établissement à sa
destruction en fin de vie.
Culture annuelle Culture pérènne
Pour obtenir des données representatives, l’inventaire doit être mené sur une année
représentative ou sur une moyenne sur plusieurs années du système de production.
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Emissions de l’amont agricole (n°12)
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Emissions de l’amont agricole (n°12)
Enjeux :
Les produits agricoles ne sont pas toujours disponibles dans les bases de données
d’ACV (e.g. ecoinvent, AGRIBALYSE® …) ou les données ne sont pas pertinentes
en termes de représentativité technologique ou temporelle. Dans ce cas le praticien
ACV est amené à créer sa propre donnée d’ICV spécifique à l’amont agricole de son
produit ; ce qui implique la quantification des émissions agricoles.
Par ailleurs, les substances émises à l’étape de production agricole contribuent de
manière significative sur de nombreux indicateurs d’impact.
Quelles émissions doivent être
quantifiées par le praticien ACV ?
Quels modèles utiliser pour le calcul
des émissions au champs ?
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Recommandations pratiques pour le calcul des
émissions au champs
Recommandation :
Les émissions qui doivent nécessairement être quantifiées dépendent des indicateurs
d’impacts suivis :
*: Emission
devant être
quantifiée pour le
calcul des
émissions
indirectes de N2O
** Effet indirect lié
à la formation de
particules
secondaires
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Une première estimation rapide des émissions de N2O peut être réalisée en appliquant le
modèle simplifié proposé dans le rapport du GIEC 2006 :
Recommandations pratiques pour le calcul des
émissions au champ
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Conclusions
Une part importante des impacts environnementaux des produits biosourcés provient
de l’étape amont agricole.
La performance environnementale des systèmes de production agricole est
donc un facteur clé de la performance des produits biosourcés. Les indicateurs
clés de performance environnementale des produits biosourcés pertinents sont par
exemple les consommations unitaires d’azote, de phosphore ou d’eau.
La méthodologie consolidée par l’Association Chimie Du Végétal permet une
harmonisation des pratiques industrielles, facilite la comparaison entre produits
et accompagne les praticiens ACV dans leurs choix méthodologiques.
Une étude qui fait référence pour la réalisation d’ACV de produits biosourcés !
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Conclusions
Même si l’ACV peut encore être améliorée (e.g. empreinte eau, écotoxicité,
biodiversité, …), la méthodologie est d’ores et déjà utilisable (pour des grands
groupes mais aussi pour des PME) et opérationelle pour l’éco-conception des
nouveaux produits biosourcés.
L’étude a d’ores et déjà été présentée à l’occasion des évènements suivants : Plant Based Summit : Paris, 9 avril 2015
Club ACVistes Plateforme [avniR] : Lens, 2 juillet 2015
LCM 2015 : Bordeaux, 1 septembre 2015
Conseil Economique Social et Environnemental (CESE) : Paris, 30 Septembre 2015
...
EVEA vous accompagne dans la réalisation d’ACV conformes aux recommandations
de l’Association Chimie Du Végétal : Réalisation d’ACV
Accompagnement
Revue critique
Vérification de la communication
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Vous souhaitez en savoir plus ?
L’ACDV organise une deuxième journée de formation
sur la mise en œuvre détaillée du guide !
Venez découvrir en détail les
recommandations de l’ACDV
Interagissez avec le formateur et les participants et repartez avec des outils clés en main !
Quand ?
Juin 2016, manifestez vous dès à présent !
Mise en œuvre sur un cas d’étude
dans la chimie du végétal
(fil rouge de la journée)
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Merci pour votre attention !
Pour plus d’informations, contactez-nous !
+33 (0)6 32 58 28 86