Classification des flux élémentaires dans les catégories de consommation de

Une synthèse quantitative de la classification des flux élémentaires de la base Ecoinvent vers la base SLCA est présentée en annexe 19. Elle permet de visualiser le nombre de flux élémentaires directement associer aux flux de la nomenclature de SLCA, ceux qui ont nécessité une agrégation et enfin ceux qui n’ont pas été pris en compte. L’annexe 20 présente une synthèse quantitative de la classification des flux entrants (consommation de ressources) de la base Ecoinvent vers la base SLCA. L’annexe 21 présente une synthèse quantitative de la classification des flux sortants (émissions dans l’air, l’eau et le sol, production de déchets) de la base Ecoinvent vers la base SLCA.

La base de données Ecoinvent inventorie 16 flux de ressources énergétiques. L’annexe 22 présente les hypothèses de classification de ces flux de consommation de ressources énergétiques dans la base SLCA. Une remarque, à partir de ce tableau, concerne la méthodologie d’évaluation de l’énergie issue de la biomasse exprimée sous la forme de pouvoir calorifique. En effet, dans la méthodologie du calcul des FDES, le pouvoir calorifique inférieur (PCI) a été retenu tandis que dans les inventaires des données Ecoinvent, le pouvoir calorifique supérieur (PCS) a été considéré (Werner et al, 2007). Toutefois, le flux d’énergie biomasse (en MJ) à partir des inventaires Ecoinvent n’a pas été recalculé à l’aide des PCI retenu dans le calcul des FDES et a été agrégé au sein du flux d’énergie renouvelable. La sensibilité de cette différence méthodologique ne pourra donc pas être évaluée dans la base SLCA.

La base de données Ecoinvent inventorie 123 flux de ressources non énergétiques au total (cf. annexe 23). La quantification de ces ressources prend en compte à la fois l’élément en question

(par exemple l’aluminium) mais également son contexte d’extraction (minerai d’origine, gisement brut). Cette approche relativement précise permet notamment de quantifier les impacts amont derrière l’extraction d’un kilogramme d’un élément. Le tableau 9 présente un exemple de la nomenclature Ecoinvent. L’extraction d’un kilogramme d’aluminium (flux élémentaire dans la base Ecoinvent) entraîne la mobilisation de 4,17 kg de bauxite (minerai d’aluminium) et de 9,1 kg de gisement brut (impact amont sur les ressources). Cet exemple est repris à la figure 28.

Tableau 9. Exemple du flux élémentaire d’aluminium de la base Ecoinvent

Quantité _{de ressources dans la base Ecoinvent} Nomenclature des flux élémentaires Signification du flux

1 kg Aluminium, 24% in bauxite, 11% in _{crude ore, in ground} Extraction de 1 kg d’aluminium dans 4.2 kg de _{bauxite (Al}

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Le passage entre élément (par exemple Al) et minerai ou composé de l’élément (par exemple Al2O3)

doit se faire au moyen de coefficient de conversions basées sur les masses molaires des atomes de chaque ressource. Pour le passage du gisement brut au composé ou à l’élément, il y a lieu de connaître la concentration de l’élément dans le gisement ce que permet la nomenclature de l’inventaire Ecoinvent.

Figure 28. Inventaire des ressources non énergétiques et impacts amont : exemple de l’aluminium

Dans le cas où les flux de ressources de l’inventaire de la base SLCA sont définis uniquement à l’échelle de l’élément, le travail consiste à ramener l’ensemble des flux sur cette même échelle homogène (l’élément chimique) au moyen d’un coefficient de conversion Kélément adimensionnel. Ainsi

tous les minerais ou composés inventoriés se voient pondérer par un coefficient de pondération pris en compte à la fois dans la base Ecoinvent ou plus récemment dans le Vadémécum pour la réalisation des FDES (AIMCC, 2009). La formule de calcul est la suivante :

Équation 11. Formule de calcul du coefficient de conversion entre élément et minerai

, ( ) ', ( )

*

x p élément x p minerai élément

élément élément minerai

F

F

K

M

avec K

M

=

=

Fx,p (élément) : flux environnemental x élément de la base SLCA pour le système de produits p Fx’,p (minerai) : flux élémentaire x’ de minerai de la base Ecoinvent pour le système de produits p Kélément: coefficient de conversion minerai-élément

M : masse molaire exprimée en g.mol-1

Par exemple, le calcul du coefficient de conversion dans le cas du flux d’ulexite (minerai de bore) de l’inventaire Ecoinvent donne:

5 6( ) .66 2 54.055 0.130 423.247 bore B bore ulexite NaCaB O OH H O M M K M M = = = = Gisement brut

Masse extraite : 9,1 kg Minerai d’alu (bauxite)Masse extraite : 4,2 kg Masse extraite : 1 kgAluminium (Al)

IMPACTS AMONT AU SYSTEME A EVALUER... ENTRANT DU SYSTEME

Coefficients de conversion minerai/élément

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Les coefficients Kélément peuvent être déterminés à la formule précédente pour les deux autres minerais

(borax et colemanite). La formule de calcul de la masse de bore à partir de ces trois flux de minerais de la base Ecoinvent est alors la suivante :

Bore (B) = Borax, in ground x 0.113 + Colemanite, in ground x 0.158 + Ulexite, in ground x 0.130

Distinguer l’élément du minerai au niveau des flux de ressources entrant dans le système permet notamment d’être cohérent si, par la suite, les facteurs de caractérisation d’un indicateur d’impact sur les ressources sont définis à l’échelle de l’élément et non du minerai (et réciproquement). Les coefficients pour les différents flux de ressources sont reportés en annexe 24. Ce tableau contient des flux de minerais de la base Ecoinvent mais également de la base DEAM (base support à la détermination des FDES).

Les hypothèses de classification des flux de consommation d’énergie et matières récupérées sont présentées en annexe 26. La classification des flux d’énergie et de matières récupérées à partir de la base Ecoinvent n’est pas possible à partir des fichiers de données XML ou Excel. Le rapport Ecoinvent n°1 précise que ces flux rentrent dans la règle de coupure (Frischknecht et al, 2007c). Il est possible de rechercher dans les rapports méthodologiques, les valeurs de ces flux intermédiaires inventoriés pour chaque module. Ils sont en principe reportés sauf si l’information est non disponible ou confidentielle. La détermination de ces flux d’énergies récupérées est, maintenant, illustrée dans le cas de la donnée ACV sur le béton prêt à l’emploi dosé à 300 kg de ciment. La figure 6.2 du rapport méthodologique n°7 partie III montre que ce béton utilise un ciment CEM I (Kellenberger et al, 2007). En remontant l’arbre des procédés jusqu’à la fabrication du clinker (constitution principal du ciment CEM I), nous constatons que l’ensemble des énergies récupérées à partir d’un stock sont renseignées bien que non prise en compte informatiquement dans la base Ecoinvent actuelle (version 2.0). L’annexe 27 montre une capture d’écran de ces entrants d’énergie récupérée pour le clinker. Par exemple, pour renseigner le flux d’énergie récupérée de la nomenclature de SLCA, il suffira de sommer les 10 flux d’énergie récupérée à partir de déchets comme les pneus ou les huiles usagées. La valeur totale de cette énergie récupérée est par exemple de 1.22 MJ par kg de clinker soit 0.143 MJ par kg de béton. Une démarche analogue peut être menée pour quantifier les matières récupérées issue d’un stock. Par exemple, de nombreuses matières récupérées rentrent en compte dans la fabrication du béton comme par exemple les sous-produits industriels (laitiers de haut fourneau, cendres volantes) ainsi que diverses matières incorporés lors de la fabrication du clinker (Kellenberger et al, 2007). Les rapports méthodologiques de la base de données Ecoinvent permettent donc de quantifier les énergies et matières récupérées entrantes dans le système « bâtiment » selon la nomenclature de la base SLCA.

3.4.2.4. Classification des flux élémentaires dans les catégories d’émissions et