Évaluation des impacts

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ce qui nécessite l’utilisation de la fonction “si” sur des variables, ce qui n’est pas possible en programmation linéaire.

Une fois la structure et les variables du problème définies, il est nécessaire de déterminer de quelle façon les impacts seront calculés, ce qui est décrit dans la section5.2.2. De plus, comme le montre la table5.1, le problème à résoudre ici est mixte avec des variables continues, entières et binaires. Cela va impacter le choix de la méthode d’optimisation, comme décrit dans la section5.3.4.

5.2.2 Évaluation des impacts

La superstructure définie ci-avant a identifié les variables sur lesquelles il est possible de jouer pour optimiser la gestion de la ressource. L’objectif ici est maintenant de caractériser les différents impacts inhérents à son utilisation en fonction de choix de gestion opérés.

Compte tenu des problématiques concernant la raréfaction du cuivre et la volonté de s’inscrire dans le contexte du développement durable, six enjeux principaux ont été retenus :

– la minimisation des coûts,

– la minimisation des impacts sur l’environnement, – la minimisation de la consommation énergétique, – la minimisation des pertes de ressource,

– la minimisation des importations de cuivre raffiné, – la minimisation des importations d’alliages de cuivre.

Le premier critère, la minimisation du coût, peut être considéré comme in- évitable car la mise en place d’une solution de gestion ne peut se faire que si elle est viable économiquement. La minimisation des impacts environnemen- taux s’inscrit dans une logique de développement durable, et permet, couplée à l’optimisation économique, de proposer une solution viable, comme nous l’avons vu dans le chapitre 1. Le critère de minimisation de la consommation énergétique a été retenu car l’industrie métallurgique est fortement consom- matrice d’énergies fossiles, et en fonction notamment des choix de procédés de recyclage et donc du type d’énergie consommée, une consommation d’éner- gie plus faible n’est pas forcément synonyme d’une diminution des impacts sur l’environnement ni des coûts. Enfin les trois derniers critères visent tous à lutter contre l’épuisement de la ressource.

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Cette partie présente donc les hypothèses retenues pour l’évaluation de ces critères.

5.2.2.1 Calcul des impacts environnementaux

Les impacts environnementaux liés à la gestion d’une ressource sont nom- breux et leur évaluation peut s’avérer complexe. Ici, en première approxima- tion, seules les émissions de gaz à effet de serre ont été considérées. Les résultats sont donc exprimés en kgeqCo2/an. Afin de les évaluer, une approche basée sur

la méthode d’analyse du cycle de vie a été mise en œuvre : les facteurs d’im- pacts issus de la base de donnée EcoInvent© ont été intégrés au modèle et les impacts de tous les flux du cycle du cuivre ont été calculés.

Afin de pouvoir par la suite mener une étude plus fine des résultats, les sources d’impacts ont été découpées en cinq catégories principales : les im- pacts liés aux procédés de production de cuivre raffiné, à la collecte des dé- chets, à l’élimination des déchets, au processus de tri permettant d’extraire les débris des déchets et enfin aux importations et exportations. Les impacts sur l’environnement (EI) totaux sont donc calculés selon l’expression suivante (5.1) :

EIT otaux =EIrecyclage+ EIcollecte+ EI´elimination

+ EItri+ EII_−E (5.1)

avec :

– EIT otaux : impacts totaux sur l’environnement exprimés en équivalent

CO2;

– EIrecyclage: impacts exclusivement liés aux procédés de recyclage, calculés

à partir de la consommation énergétique et de matière des procédés et en utilisant des facteurs d’impacts de la base de données EcoInvent (Classen et al., 2007) (extraits du logiciel SimaPro) ;

– EIcollecte : impacts liés à la collecte des déchets (sélective ou non) ;

– EIelimination´ : impacts liés à l’élimination des déchets (enfouissement ou

incinération) ;

– EItri : impacts liés au tri des déchets pour en extraire les débris ;

– EII−E : impacts imputés aux importations et exportations (de cuivre, de

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Il est à noter qu’en ce qui concerne les importations et exportations, les impacts sont non seulement dus au transport des produits importés, mais également à leur production. En effet, afin de ne pas pénaliser le cuivre recyclé en France par rapport à du cuivre primaire produit à l’étranger, un impact équivalent à l’impact que le produit importé aurait eu s’il avait été produit en France a été imputé aux semi-produits ou produits de cuivre . Les facteurs d’impacts utilisés sont présentés dans l’annexe E.2.

Une perspective de ce travail sera de réaliser une analyse du cycle de vie complète de la boucle de gestion du cuivre, ou au moins des procédés de recy- clage, afin d’évaluer tous les impacts environnementaux, d’étudier les compor- tements de ces différents impacts et de proposer une méthode pour les prendre tous en compte, tout en conservant des temps de calcul raisonnables.

5.2.2.2 Calcul des impacts économiques

L’évaluation du critère économique vise à calculer le coût annuel de la ges- tion de la ressource, il est donc exprimé en e/an. Les hypothèses retenues ici pour calculer ces coûts, présentées en annexeE.1, sont valables dans le contexte actuel, et peuvent donc être sujettes à des variations, ce qui n’est pas le cas des autres impacts.

De la même manière que pour les impacts sur l’environnement, les coûts (C) sont répartis dans cinq catégories et le coût total est calculé à l’aide de l’équation5.2 :

CT otal =Crecyclage+ Ccollecte+ Celimination´

+ Ctri+ CI−E (5.2)

avec :

– CT otal : coût total en unité monétaire ;

– Crecyclage : coût lié aux procédés de recyclage, calculé à partir de la

consommation énergétique et de matière des procédés mais sans prendre en compte les coûts d’investissement (infrastructure, etc.) ;

– Ccollecte : coût de la collecte des déchets (Andrup et al., 2011) ;

– Celimination´ : coût de l’élimination des déchets (enfouissement ou inciné-

ration) (Andrup et al.,2011) ;

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– CI−E : coût des importations et exportations.

Peu de données étant disponibles sur les coûts d’investissement, d’entretien des infrastructures, de démantèlement, etc., et considérant que sur la durée de vie de l’installation ces coûts sont minoritaires, il a été décidé de ne pas les prendre en compte pour cette première étude. Cependant, la mise en place d’une filière efficace de traitement des débris de moyenne et faible teneur en France nécessitera la construction de telles infrastructures et une suite de ce travail pourrait être de réaliser une étude plus fine incluant ces coûts. D’autre part, le coût des importations et exportations prend en compte le transport des déchets, mais aussi l’achat ou la vente des débris ayant une valeur commerciale. 5.2.2.3 Calcul de la consommation d’énergie

D’importantes quantités d’énergie sont nécessaires à la production de cuivre, mais il est également nécessaire d’apporter des matières telles que de l’eau, du silicium, etc. aux procédés de production et de recyclage du cuivre. Le cal- cul de la consommation énergétique intègre ces consommations de matières, qui peuvent être exprimées en kW h/an comme nous l’avons vu dans le para- graphe4.4.1.

Ainsi, de la même manière que précédemment, la consommation totale d’énergie (N RJ) a été calculée à l’aide de l’équation 5.3 :

N RJT otal =N RJrecyclage+ N RJcollecte+ N RJelimination´

+ N RJtri+ N RJI−E (5.3)

avec :

– N RJT otal : consommation énergétique totale ;

– N RJrecyclage : consommation énergétique (et de matières) des procédés ;

– N RJcollecte : consommation énergétique de la collecte des déchets (sélec-

tive ou non) ;

– N RJ´elimination : consommation énergétique de l’élimination des déchets ;

– N RJtri: consommation énergétique liée au tri des déchets pour en extraire

les débris ;

– N RJI−E : consommation énergétique imputée aux importations et expor-