Le Cycle de Vie du Matériel Informatique - ecoinfo.cnrs.fr · 2 • Concept du « cycle de vie » • Méthodologie d’analyse du cycle de vie • Résultats d’ACV pour du matériel

Le Cycle de Vie du

Matériel

Informatique

ANF 2012 "Informatique verte : du mythe à la réalité

de terrain – 19 Décembre 2012

Marianne PARRY &

Carole CHARBUILLET-

Arts et Métiers ParisTech

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• Concept du « cycle de vie »

• Méthodologie d’analyse du cycle de vie

• Résultats d’ACV pour du matériel informatique

• Limites des ACV

• ACV et démarches d’éco-conception

ANF 2012 « informatique verte : du mythe à la réalité de terrain » - M. PARRY – 19/12/2012

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1. Concept du « cycle de vie »

Source : pourquoi l’approche du cycle de

vie ? PNUE, 2004

ISBN: 92-807-24500-9


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Cycle de vie = système qui

comprend plusieurs étapes

Source : http://www.enviedecrire.com/quel-est-limpact-

environnemental-du-livre/

http://www.enviedecrire.com/quel-est-limpact-environnemental-du-livre/












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Exemple : cycle de vie d’un produit électronique (Franz,

2010)

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Approche du Cycle de Vie = mode de pensée qui

- consiste à reconnaître en quoi nos décisions déterminent ce qui se passe à

chacune de ces étapes pour pouvoir trouver des compromis valables

- couvre les possibilités et les risques liés à un produit ou à une technologie sur

toute la chaîne qui va de l’extraction des matières premières à l’élimination du

produit en fin de vie utile

Nos choix ne constituent pas un acte isolé mais se répercutent sur un système

plus vaste.

Faire des choix pour le long terme en tenant compte des problématiques

environnementales et sociales

Améliorer des systèmes entiers et non des parties de systèmes : éviter le

transfert des problèmes d’une étape du cycle de vie à une autres

Vision holistique

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Approche du Cycle de Vie = mode de pensée

Outils d’évaluation quantitatifs et qualitatifs de cartographie

des cycles de vie et de mesure des impacts

Source : IUT de Poitiers

Source : Résélec

Source :

http://cerig.efpg.inpg.fr/memoire

/2012/recyclage-

biocomposite.htm

http://cerig.efpg.inpg.fr/memoire/2012/recyclage-biocomposite.htm






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Exemple d’outil simple : Matrice matériaux Energy Toxicité

Développement durable et

innovation : par où commencer ?

Démarches d’éco-conception

Par Corinne Gendron et

Jean-Pierre Revéret

Les Cahiers de la CRSDD collection

recherche N

02-2010

http://www.crsdd.uqam.ca/Pages/docs/

02-10.pdf

http://www.crsdd.uqam.ca/Pages/docs/02-10.pdf







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Exemple d’outil : bilan environnemental d’un téléphone portable

Source : ADEME

http://www.ademe.fr/inter

net/telephone-

portable/Site-

web/index.html

http://www.ademe.fr/internet/telephone-portable/Site-web/index.html








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Concept du « cycle de vie »


Un outil plus complexe : l’analyse du cycle de vie

Méthode permettant d’évaluer les impacts

environnementaux potentiels d’un produit

Prise en compte de l’ensemble du cycle

de vie du produit : « du berceau à la

tombe »

Approche multicritères de

l’environnement : prise en compte des

consommations et différentes classes

d’impacts

Méthode rigoureuse, complexe donnant

priorité à une approche scientifique et qui fait

l’objet de nombreux travaux : un cadre

méthodologique normalisé

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Historique


Période Phase évènements Exemple d’action

1960-1980 Approche bilans matière, bilans énergétiques

Chocs pétroliers, accidents technologiques, crise industrielle, mise en place de la réglementation environnementale

- 1ère étude en 1969 pouvant s’apparenter à un «inventaire du cycle de vie» est réalisée par Coca-Cola (bouteille alu ou verre ?) - publication en 1972 du rapport du Club de Rome, Halte à la croissance?, qui introduit le concept de limite au développement, basée sur la disponibilité restreinte des ressources

1981-1990 Phase d’initiation

Réglementations sectorielles

1er bureaux d’études spécialisés en ACV 1ère base de données publique de données d’ACV (BUWAL, Suisse)

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1991-1995 Phase d’apprentissage

Directive européenne sur les déchets d’emballages (exigences pour la conception) Ecolabels - Apparition du « marketing vert » et 1ère controverses

- Lancement des ACV dans certains secteurs industriels (énergie, acier/aluminium, papier/plastique) - début du processus de normalisation (SETAC) - développement des logiciels d’ACV et des bases de données «génériques» - des fabricants ont recours à l’ACV pour convaincre l’opinion

1995-2000 Phase de normalisation

Certification ISO 14001 – EMAS Rapports environnements

Groupes de travail ISO sur les normes ISO 14040 (ACV) Utilisation de l’ACV en appui technique pré-réglementaire

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>2000 Période d’usage banalisé

- Directives ROHS et WEEE - Comptabilité effet de serre - IPP et directive EuP (écoconception) Déclaration de Malmö (2000) : appel lancé par les gouvernements en faveur d’une économie fondée sur le cycle de vie http://www.unep.org/malmo/French.htm

- Sommet mondial sur le développement durable de Johannesburg (2002) : d’encouragement aux modèles de consommation et de production durables http://www.un.org/french/events/wssd/

- Lancement de l’Initiative pour le Cycle de vie du (PNUE) en collaboration avec la SETAC - amélioration des méthodes et bases de données - Recherche de méthodes d’ACV simplifiées - Déclarations environnementales

Aujourd’hui : un cadre cohérent avec des marges de progression possibles…

http://www.unep.org/malmo/French.htm

http://www.un.org/french/events/wssd/

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• Limites des ACV



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2. Méthodologie ACV

L'ACV est une méthode d'évaluation environnementale qui permet de quantifier

les impacts d'un produit (qu'il s'agisse d'un bien, d'un service voire d'un procédé)

sur l'ensemble de son cycle de vie.

C’est une méthode :

1) Multi-étapes

2) Multi-critères


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Une approche monocritère peut conduire à …

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Une approche mono-étape peut conduire à :

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Cadre méthodologique


• ISO 14040 : 2006 - Management

environnemental - Analyse du

cycle de vie (ACV) - Principes et

cadre

• ISO 14044 : 2006

Management Environnemental -

Analyse du cycle de vie (ACV) -

Exigences et lignes directrices.

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Objectifs et champ de l’étude


• L’objectif d’une ACV doit indiquer :

l’application envisagée

les raisons conduisant à réaliser l’étude

le public concerné : les personnes auxquelles il est envisagé de communiquer

les résultats de l’étude

• Le champ de l’étude d’une ACV doit indiquer :

la couverture temporelle

la couverture géographique

la couverture technologique

la couverture des processus (limites du système)

la couverture des interventions environnementaux (extractions et émissions)

la couverture des impacts

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Exemple de champ d’étude retenu pour une ACV d’un ordinateur (Choi,

2006)

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Exemple de champ

d’étude retenu pour une

ACV d’écran à tube

cathodique

(Socolof, 2005)

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• L’Unité Fonctionnelle (UF) :

quantifie la fonction du système de produits étudié

permet de comparer différents systèmes remplissant la même fonction

La quantité de produit nécessaire pour remplir la fonction est le Flux de

Référence.

• Niveau de détail attendu : hypothèses, limitations, qualité des données

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Utiliser un ordinateur Pentium IV 1.7 GHz, 128MB

RAM, 6 heures par jour et 4 h en mode veille par

jour pendant 4 ans

Faire fonctionner un Ecran plasma de

42 pouces (107 cm) 4h par jour

Pendant 6 ans

100 impressions couleur format A4 par jour, l’appareil étant

sous tension 8 heures par jour et hors tension 16 heures par

jour, 20 jours par mois, pendant 3 ans

Exemples d’unité

fonctionnelle Trouver une

adresse internet

Transmettre un

document de 15

Mo à 1 personne Utiliser le téléphone pendant 25 minutes

par jour pendant 2 ans

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Inventaire des flux entrant et sortant


• Bilan matière énergie

Nécessite une importante et fastidieuse collecte de données

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Exemple de diagramme

de flux retenu pour une

ACV d’écran LCD

(Socolof, 2005)

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Evaluation de l’impact


• Flux classés par catégorie d’impact

Les catégories orientées dommages :

- L'épuisement des ressources

- L'impact sur la santé humaine

- Les impacts écologiques

- Le changement climatique

Les catégories orientées problèmes :

- Le réchauffement climatique

- Destruction de l'ozone stratosphérique

- Acidification

- Eutrophisation

- Formation d'agents photo-oxydants (smog)

- Atteinte des ressources abiotiques

- Atteinte des ressources biotiques

- Utilisation des terres

- Impact éco-toxicologique

- Impact toxicologique (chez l'humain)

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• Flux caractérisés en impact grâce à des indicateurs

-Effet de Serre :

Indicateur = Somme du Potentiel Global

de réchauffement (PRG) de chaque

composé

- Acidification:

Indicateur = Somme du Potentiel

d’Acidification (PA) de chaque composé

….

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Étape 3 : évaluation, passage des flux aux impacts

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• Éléments facultatifs

Normalisation :

Chaque évaluation est ramené à une valeur de référence, par exemple

aux impacts d'un habitant par an en France.

Pondération : on affecte un poids à chaque catégorie d’impact

Agrégation d’impacts : par exemple on regroupe tous les impacts qui

ont des effets sur l’homme

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interprétation


ACV de 3 produits détergents (spray,

lingettes et liquide) – AFISE, 2004

Analyse de Cycle de Vie comparative des

emballages de Tetra Pak, BIOIS, 2008

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interprétation


Il s’agit :

- d’analyser les résultats

- d’expliquer les limites des étapes précédentes : inventaire et/ou

évaluation des impacts

- De fournir des recommandations de manière la plus transparente

possible.

Les questions au stade de l’interprétation :

- Quels sont les principaux contributeurs d’impact ?

- Quelle est la sensibilité des résultats ? C’est-à-dire : si les

hypothèses changent, est-ce que le résultat varie ?

- Les systèmes modélisés sont-ils complets (complétude, par

exemple sur l’ensemble du cycle de vie) ?

- Sont-ils cohérents ? (entre produits comparés, par exemple)

L’interprétation est fonction des hypothèses de départ et de la

qualité des données

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• Limites des ACV



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3. Résultats ACV

ordinateur


PC pentium IV fixe construit et utilisé

principalement en Chine, recyclé en fin

de vie (Duan, 2009) + écran (50% CRT

ou 50% LCD)

Actif 4,2h/jour, en veille pendant 2,6h/jour

pendant 6 ans

Logiciel SimaPro 7.0

Méthode Eco-indicator’99

Base de données Ecoinvent 1.3

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3. Résultats ACV

ordinateur


- Phases de fabrication et d’utilisation

prépondérantes

- Pour la fabrication 40% des impacts

sont liés à la consommation de

ressources (dont un peu plus de 25%

de ressources fossiles) contre 27%

pour la phase d’utilisation

- Malgré 10% d’exportation la

distribution représente moins de 1%

des impacts

- Les impacts pendant la phase

d’utilisation sont essentiellement dus à

la consommation électrique pendant

toute la durée de vie (mix énergétique

chinois)

- Recyclage dans les règles de l’art :

bénéfices

40% 27%

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3. Résultats ACV

ordinateur


- Unité centrale plus impactante que les écrans

Impacts essentiellement attribuables à la carte mère (54%)

- impacts écrans CRT> impacts écrans LCD

CRT : Impacts essentiellement attribuables au tube cathodique, aux composants

électroniques et au boitier plastique

LCD : Impacts essentiellement attribuables au module LCD

40% 27%

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3. Résultats ACV

Limites des ACV des PC


40% 27%

ACV de modèles anciens et technologies dépassées: manque d’ACV de

PC récentes

Manque d’homogénéité dans la définition de l’UF (durée de vie, modes

d’usage)

Manque de disponibilité des données: localisation des sites de

fabrication

Difficultés à réaliser une ACV complète liés au nombre important de

composants électroniques

Certaines études ne modélisent pas tous les procédés de fabrication, ni

toutes les phases du cycle de vie

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3. Résultats ACV

Écrans LCD /CRT


40% 27%

Ecran CRT 17 pouces /LCD 15 pouces (Socolof, 2005)

4590h sur toute la durée de vie en mode actif, 8960h en

mode veille sur toute la durée de vie (4ans en première

vie, 2,5 an en deuxième vie)

Fabriqué au Japon, utilisation et fin de vie aux USA

Life Cycle Design Software Tool (USA)

LCD plus impactant

pour l’eutrophisation

et la toxicité

aquatique

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3. Résultats ACV

Écrans LCD /CRT


40% 27%

Phase de fabrication

: LCD plus impactant

pour 8 des catégories

d’impacts

- Production de LCD 9X moins énergivore que production CRT

- Pour les LCD, les impacts sur le réchauffement climatique sont plus important

lors de la fabrication que pendant l’utilisation (emploi de SF6 dans procédés

de fabrication)

- 64% des impacts des CRT liés au réchauffement climatique concernent les

émissions de CO2 relatives à l’électricité nécessaire à l’utilisation de l’écran)

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• Limites des ACV



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4. Limites des ACV

Forces


Actuellement la méthode la plus complète, le plus scientifique et la

plus objective

Cadre normalisé

Résultats quantitatifs

Reconnaissance mondiale (US EPA, ADEME, SETAC, …)

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4. Limites des ACV

Mais


Limites méthodologiques :

- Les résultats sont dépendants de la zone géographique d’où proviennent les

données.

- Les résultats sont dépendants des hypothèses de départ et les choix effectués

(peut manquer d’impartialité) : C'est pourquoi les normes ISO insistent sur la

transparence de la méthode (tous les choix doivent être écrits et justifiés).

Crédibilité renforcée si revue critique par tierce partie.

- Evaluation des impacts potentiels et non des impacts réels

- Pas de prise en compte des impacts économiques et sociaux ni de certaines

classes d’impacts (bruit, champ électromagnétiques, …)

- Risque de mauvaise interprétation, notamment par des acteurs externes à l’ACV

: rappeler les objectifs définis au départ et afficher clairement les limites

méthodologiques de l’ACV réalisée

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4. Limites des ACV

Mais


Limites scientifiques :

Quels indicateurs choisir, quelle méthode d’évaluation ACV ?

Pour chaque ACV, se poser la question :

- Quels sont les indicateurs pertinents ?

- Comment les calculer pour traduire des impacts potentiels sur

l’environnement ?

Diversité des méthodes d’évaluation

La validité scientifique peut être discutée

La méthode doit être actualisée (avancées scientifiques...)

Comparaison d’études ACV difficiles voire impossible

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4. Limites des ACV

Mais


Limites relatives aux données

-Accès aux données : bases de données privés, -Problèmes de représentativité, de complétude, -Problèmes d’obsolescence des données

Limites pour la conception des produits

- Besoin d’un grand nombre de données et de ressources

- Seuls des experts peuvent manipuler correctement les informations

et les outils afin d'interpréter les résultats de l'ACV de la façon la plus

juste.

- Outil lourd, peu lisible, couteux donc difficile d’utilisation pour la

conception et les PME

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