Détails additionnels concernant la modélisation

Les différents processus en premier-plan du sous-système agricole et les différents processus en arrière-plan que nous avons considérés lors de l’étude de ce sous-système sont présentés dans la Figure 2 de l’article (III.3.3).

Nous donnons ci-dessous quelques compléments d’information sur la modélisation. Les deux modes de culture battue et non battue ont été pris en compte en considérant une variable qualitative (code) qui permet de générer aléatoirement un des deux modes. L’itinéraire technique (voir Figure 27, page 101) dépendra de cette variable. De plus, dans le cas d’une culture battue, nous avons deux procédés supplémentaires concernant la production des graines de chanvre : la récolte et leur transport. Enfin, dans le cas de la culture battue, on obtient deux produits (paille et graine de chanvre), et il y a donc une modélisation de l’allocation qui sera conditionnée par le choix du mode de culture comme on peut le voir dans la Figure 31. Les détails de calculs des coefficients d’allocation pour la partition massique sont donnés par les équations (78) et pour la partition économique sont donnés par les équations (79).

Figure 30 Processus en premier-plan « foreground » et en arrière-plan « background » pour le sous-système Agriculture

Figure 31 : organigramme du processus d’allocation des impacts du sous-système agriculture

Les coefficients d’allocation par partition massique de la paille et de la graine de chanvre pour le sous-système agricole

graine paille paille paille

m

m

m

C

+

=

paille graine

C

C =1−

(78) paille

C ,C_graine : coefficient d’allocation massique ou économique de la paille et des graines de chanvre (sans unité)

paille

m ,m_graine : masse de la paille et de la graine [kg]

Les coefficients d’allocation par partition économique de la paille et de la graine de chanvre pour le sous-système agricole

graine graine paille paille paille paille paille m p m p m p C + = paille graine

C

C =1−

(79) paille

p ,p_graine : prix de la paille et de la graine [€] au [kg]

Pour la modélisation du sous-système agricole, nous avons utilisé des modèles imbriqués pour les émissions directes au champ. L’article détaille les équations, la Figure 32

présente la synoptique d’articulation des modèles entre eux pour le cas des émissions en protoxyde d’azote N2O. Le calcul des émissions en NOx est relié aux valeurs d’émissions du protoxyde d’azote.

Pour les données d’arrière-plan, nous avons utilisé les données de la base de données d’inventaires ecoinvent© (Frischknecht et al. 2005). La liste des sources de données des processus utilisés pour notre cas d’étude est présentée dans le Tableau 15 et leurs caractéristiques dans le Tableau 16.

Tableau 15 : Les données d’inventaires des différents processus ou de produit utilisé, base de données ECOINVENT

Numéro Nom des données Caractéristiques ^{sous-système utilisant les}

données

1 ^{Calcium ammonium nitrate, as N, at regional}

storehouse/RER U ^{Matériel Agriculture}

2 ^{Ammonium nitrate, as N, at regional}

storehouse/RER U ^{Matériel Agriculture}

3 Urea, as N, at regional storehouse/RER U Matériel Agriculture

4 ^{Lime, from carbonation, at regional storehouse/CH}

U ^Matériel

Agriculture Transformation

5 Dolomite, at plant/RER U Matériel ^Agriculture

Transformation

6 Lime, hydrated, packed, at plant/CH U Matériel ^Agriculture

Transformation

7 Diesel, low-sulphur, at regional storage/RER U Energie ^Agriculture

Transformation

8 ^{Triple superphosphate, as P2O5, at regional}

storehouse/RER U ^{Matériel Agriculture}

9 ^{Potassium sulphate, as K2O, at regional}

storehouse/RER U ^{Matériel Agriculture}

10 Propane/ butane, at refinery/RER U Energie Transformation

11 Polypropylene, granulate, at plant/RER U Matériel Transformation

12 Polyester resin, unsaturated, at plant/RER U Matériel Transformation

Figure 32 : synoptique du modèle imbriqué de calcul des émissions de protoxyde d’azote (N2O)

13 Tap water, at user/RER U Matériel ^Agriculture Transformation

14 Lime, hydraulic, at plant/CH U Matériel Transformation

15 Wood pellets, u=10%, at storehouse/RER U Matériel Transformation

Transport, tractor and trailer/CH U Processus ^Agriculture

Transformation

17 Transport, lorry 16-32t, EURO3/RER U Processus ^Agriculture

Transformation

18 ^{Electricity, nuclear, at power plant pressure water}

reactor/FR U ^Energie

Transformation Vie en service

19 ^{Electricity, nuclear, at power plant pressure water}

reactor/DE U ^Energie

Transformation Vie en service

20 ^{Electricity, nuclear, at power plant pressure water}

reactor/UCTE U ^Energie

Transformation Vie en service

21 Electricity, hydropower, at power plant/FR U Energie ^{Transformation}

Vie en service

22 Electricity, hydropower, at power plant/DE U Energie ^{Transformation}

Vie en service

23 Electricity, hard coal, at power plant/FR U Energie ^{Transformation}

Vie en service

24 Electricity, hard coal, at power plant/DE U Energie ^{Transformation}

Vie en service

25 Extrusion, plastic film/RER U Processus Transformation

26 Tractor, production/CH/I U Matériel Agriculture

27 Agricultural machinery, general, production/CH/I U Matériel Agriculture

28 Agricultural machinery, tillage, production/CH/I U Matériel Agriculture

Tableau 16 : Les données ecoinvent © pour les sous-systèmes et processus en arrière-plan

Les intrants correspondants Nom des données ecoinvent© Caractéristiques des données Remarques dans ecoinvent©

Les engrais azotés

Calcium ammonium nitrate, as N, at regional storehouse/RER U

Production de 1kg de N, respectivement 3,77 kg de CAN avec une contenance en N de 26,5%

Production de CAN à partir de l’ammoniaque, acide nitrique et de la dolomite. (Incluent les transports de ces matières premières, des produits intermédiaires et du produit vers le stockage. Production et

traitement des déchets du catalyseur, emballage non pris en compte. Infrastructure prise en compte à partir de donnée

généralisée) (i). Ammonium nitrate, as N, at

regional storehouse/RER U

Production de 1 kg de N, respectivement de 2,86 kg d’ammonium nitrate avec une contenance en

azote de 35% de formule NH4NO3.

Production de l’engrais à partir de l’ammoniaque et de l’acide nitrique. Idem(i).

Urea, as N, at regional storehouse/RER U

Production de 1kg de N, respectivement 3,13 kg d’urée ammonium nitrate avec une contenance

en N de 32% de formule NH4NO3+CO(NH2)2

Production de l’engrais à partir de l’ammoniaque et de l’acide nitrique. Captage de CO2 de 733 kg/tonne d’urée non pris en

compte. Idem(i).

La chaux utilisée pour les opérations de chaulage

Lime, from carbonation, at regional storehouse/CH U

Production de 1kg de CaCO3. Coproduit de la fabrication du sucre. Pas de processus supplémentaire pour son utilisation dans

l’agriculture. Formule CaCO3

Le processus de transport de l’usine de production vers l’espace de stockage est pris en compte. La production des infrastructures est

prise en compte.

Dolomite, at plant/RER U ^{Production de 1kg de dolomite (broyé). Les données contiennent une incertitude élevée, car des données} _{de processus de fabrication manquante.} Lime, hydrated, packed, at

plant/CH U

Production de 1kg de Chaux hydroxyde de formule Ca(OH)2

Prends en compte l’emballage, la production et une part de l’énergie de chauffage totale nécessaire pour la production et

l’administration. L’engrais phosphaté ^{Triple superphosphate, as P2O5,}

at regional storehouse/RER U

Production de 1kg de P2O5, respectivement de 2,08 de triple superphosphate avec une contenance en P2O5 de 48%. De formule

Ca(H2PO4)2.

Production de l’engrais à partir de l’acide phosphorique et de roche de phosphate. Idem(i).

L’engrais potassique ^{Potassium sulphate, as K2O, at} regional storehouse/RER U

Production de 1kg de K2O, respectivement de 2kg de potassium sulfate avec une contenance

en K2O de 50%.

Production de potassium de sulfate à partir de chlorure de potassium et d’acide sulfurique. Idem(i).

Le diesel pour les différentes opérations agricoles

Diesel, low-sulphur, at regional storage/RER U

Production de 1 kg de diesel, au consommateur final comprenant tous les transports.

Transport des produits de la raffinerie vers l’utilisateur finale. Stockage du diesel. Prends en compte les émissions d’évaporation

et ceux provenant des traitements des effluents. Excluent les émissions des lavages des engins et des stations. Prise en compte

de l’infrastructure globale. Les transports des intrants et des

produits de l’agriculture

Transport, tractor and trailer/CH U

Transport de 1tonne de produits pour un kilomètre.

Considération de la consommation de carburant et de la quantité de machines et des entretiens. Engin considéré : 2 roues motrices avec une capacité de 8t. (vitesse moyenne à charge 15 km.h-1 à

Transport, lorry 16-32t, EURO3/RER U

Transport de 1 tkm. Considération de la consommation de carburant, les émissions d’échappement, les PM et les métaux lourds. Les PM comprennent

les émissions d’échappement et les abrasions. Comprends aussi les émissions de métaux lourds dans le sol et dans l’eau.

La production des engins agricoles utilisés dans le

sous-système agricole

Tractor, production/CH/I U

Production (et vie en service) de 1kg de tracteur. Prise en compte ici un tracteur de 3000 kg avec

une durée de vie de 7000 h.

Prise en compte de la production, maintenance et réparation et la mise en décharge. Les processus suivant n’ont pas été pris en compte : la consommation de carburant, les émissions lors de l’utilisation, les infrastructures lors des opérations de maintenance.

Prise en compte des routes avec les processus de transport de l’usine de production à la ferme. (ii).

Agricultural machinery, general, production/CH/I U

Production (et vie en service) de 1kg d’outillages agricoles généraux. Prise en compte ici : une moyenne globale des outillages classiques (Ex : semoir, épandeur,..) machine de 1000 kg d’une

durée de vie de 1000 heures.

Idem (ii).

Agricultural machinery, tillage, production/CH/I U

Production (et vie en service) de 1 kg de machine d’opération agricole lourd. Prise en

compte d’une moyenne de machine (Ex : Charrue, roller) de 800 kg avec une durée de vie

de 800 heures.

Idem (ii).

Harvester, production/CH/I U

Production et vie en service de 1kg de moissonneuse batteuse. Calcul basé sur une machine de 10 000kg, avec une durée de vie de

1 300 heures.

III.3.3 Discussion sur l’étude du sous système agricole

Dans le document Approche d'éco-conception basée sur la combinaison de l'Analyse de Cycle de Vie et de l'Analyse de Sensibilité. (Page 146-153)