2. ANALYSE 3. Economies d'atomes · 2019. 4. 18. · CD-ROM - Chimie pour un Développement Durable®. file:///F|/CD%20ChDD/ressources/page2.htm[18/04/2019 15:59:19] Avantages de

CD-ROM - Chimie pour un Développement Durable®.

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1. Introduction

2. Analyse de cycle devie

3. Economies d'atomes

4. Réduction desquantités de produitsemployés

5. Solvants : éliminationou substitution

6. Intensification desprocédés

7. Les matièrespremières du futur : del'Or Noir à l'Or Vert

8. Risques etréglementations

9. La chimie face audéveloppement durableet aux enjeux de laplanète

10. L'usine du futur

Glossaire

Plan

2. ANALYSE DE CYCLE DE VIEDans le cadre d'un développement durable, la mise sur le marché de produits passe par uneconnaissance de plus en plus fine des impacts sur l'environnement et la santé humaine liés à lacomposition des produits, la fabrication, l'utilisation et la fin de vie des produits.

L'évaluation de ces impacts est appelée « Analyse du Cycle de Vie » ou ACV (LCA pour LifeCycle Analysis en anglais).

L'ACV peut concerner un procédé, une filière, un service ou plus généralement un système.

Outil normalisé et reconnu, l'ACV est la méthode la plus aboutie en terme d'évaluation globale etmulticritère. Elle résulte de l'interprétation du bilan quantifié des flux matières et énergies liés àchaque étape du cycle de vie des produits, exprimée en impacts potentiels sur l'environnement.

Le chapitre est composé de sept paragraphes : historique, définitions, objectifs, méthodologie,applications, limites, exemples.

Pensée relative au cycle de vie

« Les consommateurs sont de plus en plus intéressés au monde derrière les produits qu’ilsachètent. La pensée relative au cycle de vie implique que chacun dans le cycle de vie de lachaîne complète d’un produit, de bout en bout, a une responsabilité et un rôle à jouer, enprenant en considération tous les effets externes pertinents »

Définition de l'approche cycle de vieSource : UNEP/SETAC www.uneptie.org/sustain/lcinitiative

Démarche qui intègre l’ensemble des stratégies de consommation et de production existantes,par opposition à une démarche fragmentaire.

Ainsi il s’agit de répondre à des fonctions- telles que se nourrir, se loger,et se déplacer- par dessystèmes de consommation et de production optimisés qui n’excèdent pas la capacité del’écosystème.

Représentation du cycle de vie d'un produit

Le cycle de vie d’un produit peut être représenté par un arbre procédé constitué de flux entrantet sortant ayant des impacts environnementaux et économiques.

Impact Environnemental Économique

Fluxentrant Matières premières et énergie

Produits et semi produits issus de l’étapen-1 ou énergie

Fluxsortant

Émissions dans l’air, l’eau, lessols, déchets Produit et semi produit ou énergie

Représentation schématique du cycle de vie d'unproduitSource : ADEME

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Avantages de l'approche cycle de vieSource : PNUE/SETAC

Éviter de déplacer les problèmes d’une étape du cycle de vie à une autreou d’un milieu à un autre (air, eau, sol, etc.…)Assurer des bénéfices environnementaux globaux qui prennent également encompte les aspects sociaux et économiques,Créer une plate-forme de dialogue multi-acteurs et sensibiliser les acteurs toutau long du cycle de vie des produits et servicesFavoriser l’adoption de modes de consommation et de production durables.

Notion d'Analyse de Cycle de Vie ou ACVSource : ADEME

L'Analyse du Cycle de Vie ou ACV est un outil d'aide à la décision. Elle recense etquantifie, tout au long du cycle de vie des produits, les flux physiques de matière etd'énergie associés aux activités humaines, en évalue les impacts potentiels puis interprète lesrésultats obtenus en fonction de ses objectifs initiaux.

Le terme "produit" est à entendre au sens large : il désigne un produit au sens strict ou unservice. Dans certains cas, l’analyse peut se limiter à un procédé ou à une filière de traitementparticulière.

Documents normatifs relatifs à l'ACV

L'ACV est un outil qui fait l’objet de normes internationales.



Définitions normatives de l'ACV

NORME NF EN ISO 14040 2006 Principe et cadre :

« Méthode qui étudie les aspects environnementaux et les impacts potentiels tout au long de lavie d’un produit (c’est-à-dire du berceau à la tombe), de l’acquisition de la matière premièreà sa production, son utilisation et sa disposition »

NORME AFNOR 2004 :

« Représentation et analyse quantifiées des entrées et sorties de matière et d’énergie d’unsystème représentatif du cycle de vie d’un produit, d’une technologie ou d’unservice ».

ACV Outil de gestion environnementalSource : PNUE 1996

L’ACV fait partie des outils de gestion environnementale.

Historique de l'ACV

L’utilisation de l'ACV se généralise à la suite d'une longue histoire de définition et deconcertation.



Objectifs de l'ACV

Hiérarchiser les étapes du cycle de vie selon leur impact environnementalDéterminer les domaines où les impacts environnementaux sont les plus importants :santé humaine, changement climatique…Identifier les substances à l’origine des impacts environnementaux principauxÉviter les pollutions ou les transferts de pollution

Méthodologie de l'ACVSource : ADEME

La méthodologie de l'ACV est articulée en quatre étapes bien distinctes maisinterdépendantes car, tout au long de l'étude, de fréquents retours sont nécessaires, cequi rend la démarche générale itérative.Sa pratique est aujourd'hui normalisée par la série ISO 14040: 2006.

Norme ISO 14040:2006 Principe et CadreSource : Normes ISO

L'ISO 14040:2006 spécifie les principes et le cadre applicables à la réalisation d'ACV



comprenant les phases suivantes:la définition des objectifs et du champ de l’étude,l'inventaire du cycle de vie ou ICV,l'évaluation de l'impact du cycle de vie,l'interprétation du cycle de vie,la communication et la revue critique de l’ ACV,les limitations de l'ACV,la relation entre les phases de l'ACV et les conditions d'utilisation des choix devaleurs et des éléments facultatifs.

L'ISO 14040:2006 traite de l’ ACV et de l’ ICV. Elle ne décrit pas en détail la techniquede l‘ ACV, ni les méthodologies spécifiques de chacune de ses phases.L'application envisagée pour les résultats de l‘ ACV ou de l‘ ICV est prise enconsidération lors de la définition des objectifs et du champ de l’étude.En revanche, l'application en tant que telle se situe en dehors du domaine d'applicationde la présente Norme internationale.

ACV : Étape 1 - Définition des objectifs et duchamp de l'étudeSource :ADEME

Chaque ACV est construite pour répondre à des questions précises.

La définition des objectifs et du champ de l'étude conditionne donc les choix méthodologiquesde chaque étape (inventaire, évaluation des impacts, interprétation) et par voie de conséquenceles résultats : l'ACV est « goal-dependant ».

Cette première étape se précise de manière itérative au fur et à mesure de l'avancée del'analyse. On retrouvera, par exemple, la définition des frontières de l'étude, la définition desfonctions du (ou des) produit(s), l'exigence de la qualité des données nécessaires àl'analyse de l'inventaire les types des impacts et leurs indicateurs nécessaires àl'évaluation des impacts environnementaux.

ACV : Étape 2 - Analyse de l'inventaireSource :ADEME

Dans un premier temps, l'unité fonctionnelle est définie, unité à laquelle sera rapportél'ensemble des flux représentatifs de la fonction du produit ou service étudié. On détermine alorsles systèmes qui s'y rattachent ainsi que ses frontières. Les flux de matière et d'énergie entrantet sortant sont ensuite quantifiés. On constitue ainsi l'inventaire (anciennement appelé"écobilan"). L'inventaire constitue un véritable travail de comptabilité analytique des flux.

Les limites initialement fixées peuvent être élargies et la qualité des données redéfinies.

Le recueil et le traitement des données se font conformément à la définition des objectifscomme le précise la norme

ACV : Étape 3 - Évaluation des impacts surl'environnementSource :ADEME

La démarche ACV s'efforce de rendre l'évaluation aussi objective que possible en traduisant desflux quantifiables et mesurable. Cette étape a pour but de traduire les consommations et lesrejets recensés lors de l'inventaire en impacts environnementaux (effet de serre, trou dans lacouche d'ozone, smog, acidification, eutrophisation, toxicité …).

Pour cela, ces flux sont classés dans différentes catégories d'impact pour lesquels ilsparticipent.



Dans un deuxième temps, ces ensembles de flux sont caractérisés, à partir d'indicateurs, enimpacts environnementaux. Le choix des catégories d'impact et des indicateurs associés se fonten relation avec les objectifs et les systèmes étudiés.

Ces opérations (choix, classification et caractérisation) sont définies comme obligatoires par lanorme.

D'autres opérations facultatives peuvent être effectuées selon l'objectif poursuivi : lapondération (à chaque impact est affecté un poids, puis les différents impacts sont agrégés pourobtenir une note finale), la normalisation (résultats ramenés à des valeurs de référence, parexemple les impacts d'un habitant pendant un jour), …

ACV : Étape 4 - Interprétation

L'interprétation a pour objectif d'analyser les résultats et d'expliquer les limites del'inventaire et/ou de l'évaluation des impacts, afin de fournir des recommandations demanière la plus transparente possible.

Elle met en avant les points forts et les points faibles d'un système et permet laconnaissance des paramètres et des étapes sensibles. Ceci ouvre des perspectives enmatière d'actions correctives et de diminutions des impacts.

Comme le précise la norme, cette étape s'appuie sur l'identification des points significatifs del'inventaire et de l'évaluation des impacts du cycle de vie accompagnée de différents contrôles :

contrôle de sensibilité des hypothèses retenues (indicateurs, frontière…)contrôle de la complétude et de la cohérence sur le cycle de vie ou entre plusieursoptions.

Applications de l'ACVSource : N. Bœglin & D. Veuillet / ADEME-2005

L'ACV permet de présenter une vision globale des impacts générés par les produits (biens,services ou procédés), déclinée selon différentes simulations, fournissant ainsi des éléments dedécision aux politiques :

industrielles (choix de conception et d’amélioration de produits, choix de procédés,décision d’investissement…)publiques (choix de filières de valorisation, critères d’éco-labellisation des produits).

Application de l'ACV à la conception d'un produit

Toutes les étapes du cycle de vie d'un produit (fabrication - distribution - utilisation -valorisation finale) sont examinées dans le but d’éviter les déplacements de pollutionsinhérents à telle ou telle alternative de conception.

A la recherche du meilleur compromis, le concepteur procède par sélection etcombinaison de solutions : choix des matériaux, production, emballage et logistique,utilisation, fin de vie...

Même si plusieurs mois ou années séparent parfois ces différentes étapes, le concepteur agitdès le premier jour sur tout le cycle de vie du produit. Les caractéristiques initiales duproduit détermineront, en grande partie, les possibilités de valorisation en fin de vie.

Exemple de potentiels de progrès tout au long ducycle de vie d’un produitSource : Arthur D. Little 2000



Face aux objectifs du développement durable, le plus grand potentiel de progrès sur les produitsse trouve au stade de la R&D.

Exemples de profils de cycle de vie

Profil de cycle vie pour un produit durable

Références d’ACV

CATEGORIE SUJET Année Client

Métaux

Acier bâtiment 1992 IndustrieAcier européen Industrie



MATERIAUX

Produits Aluminium 1994-96 Industrie

PlastiquesTraitement PEHD fin de vie 1994 Eco EmballageAPME CEFICTraitement fin de vie PET 1997 Industrie

Emballage PSE 1996 Industrie

Papier Activité papetière 1995-99Agence de l’eau,

industrieCarton Carton ondulé 1993 Industrie

Produitschimiques Dégraissants 1997 ECSA

Combustibles Diester de colza 1995 Industrie

Matériaux deconstruction

Ciment, béton, verre asphalte1992 ADEME, CSTB,CTBABois

Isolant laine minérale 1992 FILMMBois Popiliculture 1997 ADEME

ENERGIE Électricité

Centrales de production :construction exploitation 1997

EDFkWh 1996-2000

TRANSPORT RouteVéhicules électrique & diesel 1992 Industrie

Constituants des automobiles 1993-2000 Industrie

ACTIVITESServices Collecte et traitement des OM Eco Emballage

PropretéHuiles usagées, compostage 2000 ADEME

Stockage des déchets Industrie

PRODUITS

Agriculture Lait & vin 1992 ADEME Popiliculture 1997 ADEME Déchets de télécommunication 1994 Industrie

Gestion emballages ménagers 1993-1998Eco Emballage

ADEME Industrie Sacs de caisse 1992 Commerce Emballages Aluminium 1996 Industrie Base de données bois 1992

Palettes Écobilan palettes bois etplastiques 1999 ADEME

Électronique

Ecoconception prod élec. &électro. 2000 Industrie

Écrans cathodiques en fin devie 1996 FIEE- ADEME

Principaux indicateurs et impactsenvironnementaux

INDICATEURS IMPACTSENVIRONNEMENTAUX UNITES

RESSOURCESMatières premières tonnesCombustibles fossiles MJ ou TEPEau m3



REJETSATMOSPHERIQUES

Effet de serre kg équivalents CO2Acidification atmosphérique g équivalents SO2Smog photochimique g équivalents éthane C2H6Destruction de l’ozonestratosphérique

g équivalent trichlorofluorométhaneCFC-11

Métaux et particules g

REJETS AQUATIQUESToxicité aquatique Eutrophisation g équivalents phosphates PO4--Métaux g

DECHETS SOLIDESValorisés kgÉliminés kg

SANTE HUMAINE Risque toxique G équivalents dichlorobenzène ouarsenic AsECOSYSTEMES Risque écotoxique G équivalents dichlorobenzène

Profil environnemental au cours du cycle de vied’un clapet anti-retourSource : François. Barnabé Cetim - mars 2007

ACV d’un détergent lessiviel du « berceau à laporte de l’usine »Source : Procter & Gamble – Belgique - 2002



Impacts environnementaux pour 1000 lavagesd’une poudre super concentrée comparée à unepoudre non concentréeSource : Procter & Gamble - Pays Bas - 2002

ACV de trois caisses de pommes en bois, carton etpolypropylèneSource : ACV L045-S4 Ecobilan / ADEME octobre 2000

L’unité fonctionnelle est la suivante :Emballer et permettre le transport des pommes du producteur jusqu’à la grande distributionorganisée de manière à mettre à la disposition des consommateurs français 1000kg de pommes

Le périmètre de l’étude comprend les cinq étapes suivantes :

Production du matériau constitutif de la caisse (bois de peuplier/ papier pour carton/polypropylène)Fabrication de la caisse à partir du matériau de baseDistribution des pommes sur le marché françaisRéutilisation des emballages (hormis le cas des plateaux carton)Fin de vie de l’emballage

Les trois emballages étudiés (contenance 7 kg de pommes) sont les suivants :

Cagette un rang en bois de peuplier : 30% sont réutilisées une foisPlateau un rang en carton ondulé : aucune réutilisation



Caisse pliable en polypropylène : 150 réutilisations au maximum

ACV des caisses de pommes relative à l’effet deserreSource : ACV L045-S4 Ecobilan / ADEME octobre 2000

ACV des caisses de pommes relative à laconsommation d’énergie primaireSource : ACV L045-S4 Ecobilan / ADEME octobre 2000

Diagramme des flux du cycle de vie d’une dalle defaux plafond acoustiqueSource : Académie des Technologies - ACV



ACV d’une dalle de faux plafond acoustiqueSource : Académie des Technologies - ACV

Cycle de vie des véhicules ToyotaSource : Toyota, W. Tomboy, mars 2005

L'objectif de Toyota est de parvenir à disposer des données nécessaires à un bilancoût/avantage pour choisir les meilleures options techniques par l'ACV.



ACV véhicule Renault relative aux impactsenvironnementauxSource : Renault - mars 2006

Recommandations du Sénat sur l’ACV desvéhiculesSource : Rapport Sénat – mars 2005

Vos rapporteurs estiment que seule la démarche d'analyse du cycle de vie està même de permettre un véritable écobilan des véhicules.

Sa généralisation progressive au niveau industriel est indispensable en Franceet en Europe pour un management environnemental efficace.



Son objectif doit être aussi de guider l'achat d'un véhicule par un consommateur enlui fournissant une information fiable, exhaustive et facilementcompréhensible et comparable.

Vos rapporteurs soutiennent l'innovation que constitue la création d'une étiquetteénergie pour les voitures neuves en 2006 (cf. partie IV) mais la jugent insuffisante carelle ne concerne que les émissions de CO2.

Les consommateurs doivent pouvoir disposer d'informations synthétiques complètes pour guiderleur choix.

L'analyse du cycle de vie est à même, dans le futur, d'apporter ces informations à partir desdéclarations produits de type III.

C'est pourquoi vos rapporteurs proposent qu'en coordination avec lesconstructeurs, la France propose à la Commission européenne la création d'unindicateur synthétique à l'horizon 2010 pour les modèles de conceptionnouvelle mis sur le marché à partir de l'analyse du cycle de vie.

ACV des biocarburants relative à l’effet de serreSource : Laurent Grisel, Philippe Osset AFNOR - 2004

Inventaire de cycle de vie d’un kg de soude 50%Source : Club Matériaux Carma – avril 2005

ACV de la production d’un kg de soude 50%relative aux rejets



Source : Club Matériaux Carma – avril 2005

Impacts environnementaux d’une canalisation enPVCSource : Club Matériaux Carma – avril 2005

IMPACT ENVIRONNEMENTAL UNITE / UF VALEURÉnergie primaire (dont non renouvelable) MJ 1,57 (1,53)

Ressources non énergétiques kg Eau l 1,94

Déchets solides valorisés kg

Déchets solides éliminés totaux non radioactifsdont : dangereux / non dangereux / inertes kg

1,1 E-4 / 2,46 E-2 /

1,90 E-3Déchets solides éliminés radioactifs mm3 2,28

Acidification kg eq.SO2 4,3 E-4Effet de serre kg eq.CO2 5,1 E-2

Pollution de l’air m3 7,41 E+0Pollution de l’eau m3 2,0 E-2Destruction ozone Néant

Ozone atmosphérique kg eq. C2H4 2,4 E-5

Biodiversité Extraction pétrole etsel (NaCl)

Limites de l'ACV

Difficulté à comparer des impacts environnementaux différents.Non prise en compte des impacts relatifs à la fabrication des équipements et auxinfrastructures.Non intégration des impacts sociaux (des recherches sont en cours).

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