Analyse des impacts environnementaux

mais ne posant pas de problème méthodologique majeur. L’élément central de cette phase est l’attention portée à la qualité des données recueillies, puisque cette dernière influe directement sur celle des résultats que l’on obtiendra. Plusieurs bases de données ont été constituées au cours des dernières années, notamment EcoInvent (Frischknecht and Rebitzer 2005), très bien documentée et comptant 4 396 procédés. La totalité des flux de ressources consommées et de substances émises est additionnée sur l’ensemble du cycle de vie du produit.

2.5 Analyse des impacts environnementaux

A la fin de la phase d’inventaire, le praticien a recueilli l’ensemble des extractions de ressources et d’émissions vers l’environnement associées à la réalisation de l’unité fonctionnelle. Lors de l’analyse des impacts environnementaux (« Life Cycle Impact Assessment » an anglais (LCIA), ces flux, dont le nombre peut atteindre plusieurs milliers, sont convertis en un nombre restreint d’indicateurs traduisant les impacts de l’unité fonctionnelle sur l’environnement (schématisés Figure 2-3 sur l’exemple de la combustion de carburant). Cette étape permet de rendre lisible les résultats d’inventaire et de les traduire dans des grandeurs exprimant des modifications potentielles de l’environnement.

Figure 2-3: Structure de l’analyse d’impact du cycle de vie et application à la combustion de carburant (illustration d’A. Benoist, inspirée de Jolliet et al. (2005)).

Ressources Santé humaine Environnement naturel et écosystèmes Epuisement des ressources Changement climatique Acidification Eutrophisation Toxicité humaine Destruction d'ozone Radiations ionisantes Ozone photochimique Eco-toxicité

Impacts type midpoint ou intermédiaires

Impacts type endpoint ou dommages Qualité de la communication

Incertitudes scientifiques

Utilisation d’espace

Chapitre 2 : Introduction à l’Analyse de Cycle de Vie (ACV)

28 Les grandes aires de protection environnementales couvertes par l’ACV sont l’environnement naturel, la santé humaine et les ressources naturelles, auxquelles peut éventuellement être ajouté l’environnement anthropique ou man-made environment (Udo de Haes et al. 1999). D’après le cadre méthodologique défini par les normes ISO, trois étapes sont essentielles dans l’analyse d’impact. Lorsque les résultats d’une ACV sont fournis à l’échelle de ces aires de protection, leur communication est grandement facilitée par un nombre restreint d’indicateurs (contrairement à la communication de résultats détaillant chaque catégorie d’impacts intermédiaires). Ceci est contrebalancée par davantages d’incertitudes, du fait de l’aggrégation des résultats des catégorie d’impacts vers les aires de protection.

La première est le choix des catégories d’impact et des indicateurs associés. D’après la norme (ISO 14044 2006), les principaux critères de sélection sont :

- la complétude : l’ensemble des impacts environnementaux pertinents vis à vis du système étudié doit être pris en compte.

- la non-redondance : les catégories d’impacts se doivent d’être les plus indépendantes possibles.

- la validité : les modèles de caractérisation des impacts doivent être acceptés et reconnus scientifiquement.

Une fois les catégories d’impact choisies, une deuxième étape consiste à catégoriser chaque donnée d’inventaire par catégories d’impacts. Par exemple, le méthane a des effets à la fois sur le changement climatique et sur la formation de molécules photo-oxydantes. Il faut donc tenir compte de l’ensemble de ces effets.

Enfin, une dernière étape a lieu : la caractérisation intermédiaire (dite midpoint). Au cours de cette étape, les émissions et extractions sont pondérées au sein de chaque catégorie intermédiaire auxquelles elles contribuent, grâce à des facteurs de caractérisation intermédiaires. Ces facteurs expriment l’importance relative des émissions (ou de l’extraction) de telle substance dans le contexte d’une catégorie intermédiaire spécifique d’impacts environnementaux. Ces facteurs sont modélisés d’une façon scientifiquement valide. Les quantités émises ou extraites sont multipliées par ces facteurs puis sommées dans chaque catégorie intermédiaire pour fournir un score d’impact intermédiaire :

Eq. 2-1 _{i s i, S} s

Chapitre 2 : Introduction à l’Analyse de Cycle de Vie (ACV)

29 avec SI_i le score de caractérisation intermédiaire pour la catégorie i, Fi_s,i le facteur de caractérisation intermédiaire de la substance s dans la catégorie intermédiaire i, M_s la masse émise ou extraite de la substance s (Jolliet et al. 2005). Par exemple, toutes les émissions de gaz à effet de serre peuvent être converties en une émission équivalente de CO2, grâce à des facteurs de caractérisation tenant compte du pouvoir radiatif de chacune des substances participant à l’effet de serre. Cet exemple est illustré Figure 2-4, ainsi que sur l’acidification et l’eutrophisation (avec des pouvoirs acidifiant et eutrophisant exprimés respectivement en équivalent SO2 et PO4).

Figure 2-4: Principe de la caractérisation dans l’analyse d’impact en ACV appliquée au changement climatique, l’acidification et l’eutrophisation

(illustration de P. Roux, inspirée de Jolliet et al. (2005)).

Dans certaines méthodes d’évaluation des impacts, comme ReCiPe (Goedkoop et al. 2009), une étape supplémentaire, schématisée sur la Figure 2-3, associe les catégories d’impacts (midpoint) à des catégories de dommages (endpoint). La caractérisation des dommages permet d’évaluer la contribution des catégories intermédiaires à une ou plusieurs catégories de dommages sur un sujet à protéger. Ceci permet de simplifier l’information fournie par les résultats de l’étude : au lieu de connaître les impacts du produit ou du service sur plus d’une dizaine de catégories, on connaît alors les impacts sur les trois aires de protection de l’ACV (santé humaine, qualité des écosystèmes et ressources naturelles). Pour cela, on quantifie les

Etapes du cycle de vie Inventaire du Cycle de Vie (exemple sur 3 catégories d’impact)

Tous les impacts, à tout moment, en tout lieu, tout au long du cycle de vie Recyclage ^Analyse d’impact du cycle de vie Facteurs de caractérisation Change-ment climatique Acidifi-cation Eutro-phisation

Chapitre 2 : Introduction à l’Analyse de Cycle de Vie (ACV)

30 dommages engendrés par unité des différentes substances de référence (facteurs de caractérisation des dommages) et on les multiplie par les scores d’impacts intermédiaires. On obtient alors par somme le score de caractérisation de dommages dans chaque catégorie de dommages :

Eq. 2-2 _{d i d, i}

i

SD =

∑

avec SDd le score de caractérisation de dommages pour la catégorie d, FDi,d facteur de caractérisation de dommages reliant la catégorie intermédiaire i à la catégorie de dommages d (Jolliet et al. 2005).

Un indicateur midpoint peut intervenir dans plusieurs indicateurs endpoint. Pour reprendre l’exemple du changement climatique, il intervient au niveau endpoint sur les aires de protection de la santé humaine et de la qualité des écosystèmes. La démarche suivie pour l’analyse de cet impact est schématisée Figure 2-5. On note que plus la chaîne d’effets est grande (i.e plus on se rapproche des catégories endpoint), plus la modélisation des effets sur l’environnement d’une émission ou d’une extraction comporte d’incertitudes.

Figure 2-5 : Démarche de l’évaluation des impacts sur l’exemple du changement climatique, d’après la norme (ISO 14044 2006). Données d’inventaire Catégorie(s) et indicateur(s) de dommage Catégorie d’impact Modèle de caractérisation Exemple Pb, Al, N₂O, CO₂, chaleur, N, P, K… Changement climatique

Émissions de gaz à effet de serre : N₂O, CO₂…

Forçage radiatif (en g CO₂eq.)

Santé humaine (en DALY)

Atteintes aux écosystèmes (perte d’espèces au cours d’une

année)

Assignation des données d’inventaire à une catégorie d’impact

Indicateur de catégorie

Chapitre 2 : Introduction à l’Analyse de Cycle de Vie (ACV)

31 A l’issue de la caractérisation des impacts, la norme prévoit une étape facultative de normalisation, où les résultats sont comparés à des valeurs d’impact de référence pour l’ensemble des activités d’une population. La normalisation permet ainsi de comparer les contributions respectives, pour chaque catégorie d’impacts, du produit étudié, aux impacts totaux à l’échelle d’un pays, d’un continent ou du monde sur un an (Jolliet et al. 2005). La normalisation peut ainsi être utile pour l’interprétation et la hiérarchisation des résultats d’une ACV.

Dans la pratique, il existe plusieurs méthodes opérationnelles fournissant des valeurs déjà calculées de facteurs de caractérisation et la plupart de ces méthodes peuvent être mises en œuvre à l’aide de logiciels dédiés à la réalisation d’ACV. Concrètement, les praticiens réalisant des ACV n’ont besoin que de choisir les catégories d’impact qu’ils vont évaluer et la méthode d’évaluation qui soit la plus pertinente pour leur cas d’étude. Les phases de détermination des facteurs de caractérisation sont de l’ordre du développement méthodologique et non de la mise en œuvre de l’ACV. Parmi les principales méthodes utilisées en Europe, on peut citer par ordre chronologique les méthodes CML (Guinée et al. 2001a), EcoIndicator99 (Goedkoop and Spriensma 2001), Impact2002+ (Jolliet et al. 2003). Plus récemment, des méthodes plus consensuelles ont vu le jour, telles que la méthode ReCiPe (Goedkoop et al. 2009), la méthode proposée par l’équipe de la commission européenne en charge de développer l’ACV (« International reference Life Cycle Data system », (ILCD 2011)) et LC-Impact (acronyme de « Life Cycle Impact assessment Methods for imProved sustAinability Characterisation of Technologies », méthode en cours d’élaboration dans le cadre d’un projet européen se déroulant de 2009 à 2013).

2.6 Interprétation

La dernière phase de l’ACV est l’interprétation des résultats, permettant d’évaluer les résultats obtenus et les conclusions qui en découlent. L’interprétation est structurée autour de trois grands axes : l’identification des enjeux significatifs, la vérification de l’étude et l’établissement des conclusions et des recommandations. On y estime aussi la robustesse, la qualité et l’incertitude des données utilisées et des résultats obtenus. Il ne s’agit pas uniquement de la phase finale d’interprétation et de discussion des résultats de l’évaluation. Elle intervient également à chacune des étapes de l’ACV, du fait du caractère itératif de cette méthode.

Chapitre 2 : Introduction à l’Analyse de Cycle de Vie (ACV)

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