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Collecte des données nécessaires à l’ACV

Dans le document The DART-Europe E-theses Portal (Page 185-189)

perspectives d’amélioration

CHAPITRE 4. EVALUATION DES PERFORMANCES ENVIRONNEMENTALES DES CLIMATISEURS INDIVIDUELS ET PERSPECTIVES D’AMELIORATION 149

4.2 Analyse du Cycle de Vie des climatiseurs individuels

4.2.2 Collecte des données nécessaires à l’ACV

Cette partie présente les données principales nécessaires à la réalisation de l’Analyse du Cycle de Vie des climatiseurs. Une description plus détaillée de l’outil d’ACV, et notamment des hypothèses, se trouve dans (VHK, 2005).

4.2.2.1. Phase de production

L’impact environnemental de cette phase de la vie du produit dépend des matériaux que le produit contient et de leurs quantités. Dans le cadre du projet sur l’écoconception des climatiseurs individuels, plusieurs fabricants ont fourni la description de certains de leurs appareils en termes de matériaux utilisés et les poids correspondants (Rivière et al., 2009). Ceci nous a permis de construire un inventaire des matériaux pour les deux cas de référence (Tableau 4.14). L’unique différence entre les cas réversible et non réversible est l’ajout d’une vanne quatre voies, d’un deuxième détendeur et d’un peu plus de cuivre pour la tuyauterie. Concernant les réparations et la maintenance, la valeur de 1 % de matériaux supplémentaires est retenue (VHK, 2005).

Tableau 4.14. Inventaire des matériaux contenus dans les deux appareils de référence Poids [g]

Matériaux composants

les produits Appareil de référence non réversible (3,5 kW)

Appareil de référence réversible (3,5 kW)

Plastiques 8601,2 8601,2 Métaux ferreux 19821,9 19821,9

Métaux non-ferreux 10516,3 11016,3

Electronique 1461,5 1461,5

Autres matériaux divers 5053,3 5053,3 4.2.2.2. Phase de distribution

Les volumes des cas de référence sont nécessaires à l’évaluation de l’impact du transport qui s’effectue par voie maritime à partir de centres de fabrication situés en Asie. La valeur de 0,25 m3 est retenue pour les deux cas de référence.

4.2.2.3. Phase d’utilisation Durée de vie

Dans notre cas, la durée de vie est la période pendant laquelle l’appareil fonctionne et consomme de l’énergie. Celle-ci dépend de nombreux facteurs et notamment de la localisation : les climats marins (corrosion) ou les climats chauds (nombre d’heures de fonctionnement élevé) contribueront par exemple à réduire la durée de vie des appareils.

Le Tableau 4.15 présente une comparaison des durées de vie des climatiseurs de type Split selon différentes sources. Ces valeurs sont comprises entre 10 et 16 ans, une durée de vie de 12 ans est finalement retenue pour la suite de notre étude.

Tableau 4.15. Durées de vie des climatiseurs de type Split Sources Durées de vie

[années]

(Energy Star, 2007) 10 (MEDAD, 2009) 16 (Adnot et al., 1999) 12,5

(JRAIA, 2004b) 12

Consommation de fluide frigorigène

Les défauts d'étanchéité des circuits frigorifiques des climatiseurs sont à l’origine de fuites de fluide frigorigène. Le taux de fuite est défini comme la quantité de fluide rejetée annuellement par rapport à la charge contenue dans l’appareil ; nous l’avons déterminé sur la base de la bibliographie.

Une enquête de terrain sur les taux de fuite des systèmes de refroidissement et de climatisation a été menée en France (CETIM, 2004) et a abouti à une estimation du taux de fuite d’environ 3,8 % pour deux systèmes Split fonctionnant au R22. En 2002, les constructeurs français de matériels aéraulique, thermique, thermodynamique et frigorifique se sont engagés avec le CETIM (Centre technique des industries mécaniques) et le CETIAT (Centre technique des industries aérauliques et thermiques) dans la réalisation d’une ACV d’un climatiseur de type Split (Barnabé, 2003). Le taux de fuite considéré dans cette étude était de 4 %, auquel il fallait ajouter environ 2 % de perte lors de l’installation. Dans leur inventaire des émissions nationales de fluides frigorigènes, Barrault et al. (2004) retiennent, quant à eux, une valeur de 5 % pour les systèmes Split et de 15 % pour les Multi-Split de puissance frigorifique inférieure à 17,5 kW. Enfin, le GIEC (IPCC, 2005), se basant sur les travaux de l’UNEP (2003), considère des taux de fuite annuels de l’ordre de 4 à 5% de la charge nominale pour les systèmes Split.

Il apparaît que le taux de fuite annuel serait de l’ordre de 4 %. Cette étude portant sur les appareils neufs de petite puissance, le taux de fuite considéré dans la suite de l’étude est un peu plus faible et s’élève à 3 % sans inclure les pertes de fin de vie. D’autre part, il est supposé que les climatiseurs individuels ne sont pas rechargés en fluide au cours de leur vie, ce qui est généralement le cas en pratique.

Consommation d’électricité

Afin d’évaluer les consommations d’électricité de nos climatiseurs de référence, nous avons utilisé les résultats de simulations obtenus au chapitre 3 (besoins de refroidissement et de chauffage au pas de temps horaire et par unité de surface) pour les pièces de référence (sans action d’amélioration du confort d’été). Les puissances frigorifiques et calorifiques des deux climatiseurs de référence étant connues (Tableau 4.13), nous pouvons estimer les surfaces climatisées et chauffées par chacun des appareil en supposant un dimensionnement parfait des appareils. Dès lors, connaissant les besoins unitaires de refroidissement et de chauffage ainsi que les efficacités saisonnières des appareils de référence, il devient possible de calculer la consommation d’électricité annuelle de ces derniers (Tableau 4.16).

Les consommations électriques varient de 98 kWh/an (appartement à Trappes) à 1238 kWh/an (bureau à Nice) pour l’appareil non réversible, et de 388 kWh/an (appartement à Nice) à 1208 kWh/an (bureau à Nice) pour l’appareil réversible. Les valeurs moyennes de 632 kWh/an et 845 kWh/an sont retenues pour la suite de l’ACV mais des analyses de sensibilité seront réalisées.

Tableau 4.16. Consommation électrique des appareils de référence pour différents bâtiments Consommation

L’outil d’ACV utilisé a été conçu dans un contexte européen et le contenu carbone du kilowattheure électrique consommé correspond à la moyenne du mix européen, soit 460 g de CO2-eq. Une sensibilité pourra être effectuée en prenant en compte les émissions du mix électrique français évaluées à environ 90 g de CO2-eq par kilowattheure consommé.

Evolution des performances avec le temps

Avec le vieillissement de l’appareil, les performances sont susceptibles de décliner : diminution de l’efficacité énergétique, de la puissance frigorifique …

L’impact de défauts liés au vieillissement sur les performances des appareils de type « Split » de petite puissance a été étudié par Bory (2008)114 pour le mode refroidissement. Selon l’auteur, les impacts les plus significatifs sont les fuites de fluide réfrigérant et l’encrassement du condenseur.

Sans information sur l’encrassement des échangeurs en conditions réelles, il est supposé que les opérations de maintenance sont correctement réalisées par les utilisateurs et que ce phénomène ne se produit pas.

Concernant les fuites de fluide réfrigérant, la Figure 4.14 montre l’évolution de l’EER (pour différentes conditions d’opération) en fonction de la réduction de la charge de fluide. Avec l’hypothèse d’un taux de fuite de 3 %, l’appareil fonctionne en moyenne sur sa durée de vie (12 ans) avec 85 % de sa charge initiale soit une faible baisse des performances de l’ordre de 2 à 5 %. Ainsi, même si la maintenance des appareils a des conséquences en matière d’efficacité énergétique, la diminution des performances avec le temps sera négligée par la suite.

Figure 4.14. Impact des fuites de réfrigérants sur l’EER (Bory, 2008)

4.2.2.4. Phase de fin de vie

Concernant la phase de fin de vie, il est nécessaire d’établir des scénarios sur les pratiques de gestion des déchets vers 2015-2020 lorsqu’un appareil, vendu aujourd’hui, deviendra obsolète.

La directive DEEE

La Directive européenne sur les Déchets d'Equipements Electriques et Electroniques (DEEE) a été adoptée le 13 février 2003 (CE, 2003). Cette directive a pour objectif de limiter les impacts environnementaux des déchets d'équipements électriques et électroniques en promouvant leur réutilisation, leur recyclage et les autres formes de valorisation de ces déchets, de manière à réduire la quantité de déchets à éliminer. Elle vise aussi à améliorer les performances environnementales de tous les opérateurs concernés au cours du cycle de vie des équipements électriques et électroniques, tels que les producteurs, les distributeurs et les consommateurs, et en particulier les opérateurs qui sont directement concernés par le traitement des déchets d'équipements électriques et électroniques.

Des objectifs sont mentionnés dans cette directive pour différentes catégories d’appareils. Les équipements de climatisation sont contenus dans la catégorie « Gros appareils ménagers » pour laquelle le taux de valorisation est porté à 80 % en poids moyen par appareil et celui de réutilisation et de recyclage des composants, des matières et des substances à 75 %.

114 Le travail a porté sur un climatiseur représentatif du stock existant fonctionnant au R22. Aucune source supplémentaire n’a été trouvée sur les pertes de performance des climatiseurs individuels.

Cette directive aborde aussi la gestion des fluides frigorigènes en fin de vie. Il est en effet mentionné dans l’annexe II que :

- les chlorofluorocarbones (CFC), les hydrochlorofluorocarbones (HCFC) et les hydrofluorocarbones (HFC) font partie des substances, préparations et composants qui doivent au minimum être retirés de tout déchet d'équipements électriques et électroniques faisant l'objet d'une collecte sélective,

- les gaz préjudiciables à la couche d'ozone ou présentant un potentiel global de réchauffement climatique (GWP) supérieur à 15 doivent être enlevés et traités selon une méthode adaptée.

Scénarios adoptés pour la gestion des matériaux

A l’horizon 2010, la Directive DEEE devrait théoriquement être respectée en Europe. Aussi, concernant les matériaux en fin de vie, les hypothèses de référence retenues correspondent à un scénario post-DEEE :

- 95 % des déchets sont récupérés et traités, - pour les métaux et le verre, 95 % sont recyclés,

- pour les plastiques, 1 % est réutilisé, 9 % recyclés et 90 % valorisés énergétiquement.

Le chiffre de 95 % de déchets récupérés est plus élevé que ce qu’exige la directive, mais ce taux de récupération important est la manière la plus efficiente économiquement pour les fabricants de remplir les exigences de la directive selon VHK (2005).

Une étude de sensibilité sera effectuée pour évaluer dans quelle mesure la gestion des matériaux en fin de vie peut affecter les impacts environnementaux sur le cycle de vie de l’appareil. Pour ce faire, deux nouveaux scénarios sont définis (Tableau 4.17): le scénario 1 suppose que seuls 15 % des déchets sont traités (avec les mêmes hypothèses que le scénario de référence pour le traitement du plastique), le scénario 2 (recyclage) suppose que 95 % des déchets sont traités et que 90 % du plastique récupéré est recyclé.

Tableau 4.17. Scénarios de gestion des déchets retenus

Scénario de référence Scénario 1 Scénario 2 Part des déchets récupérés et

traités 95 % 15 % 95 %

Parmi ces déchets récupérés Part des métaux et verres

recyclés 95 % 95 % 95 %

Part des plastiques réutilisés 1 % 1 % 1 %

Part des plastiques recyclés 9 % 9 % 90 %

Part des plastiques valorisés

énergétiquement 90 % 90 % 9 %

La Directive F-gas

La directive européenne 2006/842/EC (CE, 2006), dite F-Gas, concerne la limitation des fuites de fluides frigorigènes et l'interdiction progressive de l'utilisation de certains (mais pas ceux actuellement utilisés en climatisation individuelle) dans le but de réduire les émissions de gaz à effet de serre. Elle exige que des mesures de récupération des gaz à effet de serre par du personnel certifié soient mises en place afin d’en assurer le recyclage, la régénération ou la destruction.

Scénarios adoptés pour la gestion des fluides frigorigènes

L’application de la Directive F-Gas devant théoriquement mener à une situation où tous les fluides frigorigènes seraient récupérés, nous considérons, comme référence, un taux de récupération en fin de vie de 95 %.

Dans la pratique, la solution la plus simple pour qui est en charge de la désinstallation de l’appareil est bien de purger le système et de ne rien récupérer. Le bilan carbone de l’ADEME (2007) estime ainsi à 10 % la part de fluides récupérée en fin de vie pour les appareils de climatisation à air. Une étude de sensibilité sera effectuée pour évaluer dans quelle mesure la gestion des fluides en fin de vie peut impacter le bilan des émissions de GES sur le cycle de vie de l’appareil.

Dans le document The DART-Europe E-theses Portal (Page 185-189)

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