Evolution des phases d’apprentissage

Les ACV sont effectuées par l’équipe environnement pour toutes les étapes du cycle de vie (incluant la logistique amont et aval à l’usine terminale) et sur 10 indicateurs de flux et d’impacts environnementaux (incluant l’appauvrissement de ressources naturelles, l’acidification de l’air, l’eutrophisation de l’eau, le réchauffement climatique, la création d’ozone photochimique). Mais, comme énoncé dans la problématique, l’intégration de nouvelles dimensions dans le PCI doit être progressive. Intégrer, en même temps, l’évaluation d’innovations sur 10 indicateurs de flux et d’impacts environnementaux, sur l’ensemble des étapes du cycle de vie, pourrait être un frein à l’acceptation des pilotes d’innovations qui n’ont pas d’expérience avec la dimension « Environnement ». Une stratégie d’apprentissage doit donc être adaptée au travers de la construction d’une spirale d’apprentissage tandis que les EMEECS sont mis à jour. A chaque phase d’apprentissage ( L≔ L + 1 ), l’équipe Environnement peut inclure d’autres indicateurs environnementaux ( ¤zJ_C}≤ ¤zJC$Œ} ), d’autres étapes du cycle de vie ( ¤zªC}≤ ¤zªC$Œ} ), afin d’étendre la dimension « Environnement ».

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Dans notre précédent article qui expérimente l’algorithme de création des EMEECS, il a été déterminé que, au regard des indicateurs environnementaux sur lesquels communiquent les constructeurs d’automobiles et différentes publications dans le domaine automobile, le processus serait initialisé avec quatre indicateurs environnementaux, calculés par la méthode CML 2001 :

• Global warming potential, GWP, [kg CO2-Equivalent] ; • Eutrophication potential, EP, [kg Phosphate-Equivalent] ;

• Photochemical ozone creation potential, POCP, [kg Ethène-Equivalent] ; • Abiotic depletion potential, ADP, [kg Sb-Equivalent].

A chaque phase d’apprentissage, l’équipe Environnement peut avoir réalisé des ACV de nouveaux véhicules (¤(FC) ≤ ¤(FC$Œ)). L’intégration de résultats d’ACV dans le processus de création d’EMEECS devrait aussi être stable vis-à-vis du nombre de classes et de l’incertitude. Nous pensons que cette stabilité est assurée par la CAH.

6.3.3 Protocole expérimental

Dans la suite de l’article, nous considérerons que 19 ACV de véhicules sont disponibles (Tableau 34), portant sur le cycle de vie complet et pour dix catégories impacts environnementaux tels que le réchauffement climatique, l’eutrophisation de l’eau, l’acidification de l’air, la déplétion de métal, etc. L’unité fonctionnelle commune à ces ACV est : « Transport de personnes et de biens sur 150 000 km pendant 10 ans selon le cycle de conduite européen NEDC (New European Driving Cycle) ». Elle est construite sur un kilométrage et une durée de vie moyens utilisés par la majorité des constructeurs d’automobiles. De plus, les mesures d’émissions de polluants ne sont disponibles que sur le cycle NEDC, permettant ainsi de comparer les véhicules. Nous reconnaissons toutefois que ce cycle NEDC n’est pas représentatif de la réalité ; cette recherche devra être complétée avec les nouveaux cycles de conduite automobile WLTP (Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedures) prévus pour 2014. Enfin, les étapes de fabrication, utilisation, et fin de vie, sont prises en compte.

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Tableau 34. Liste des caractéristiques des véhicules dont les ACV sont disponibles Véhicule Segment automobile Type de carburant Boîte de vitesses

Finition Silhouette Consommation [L / 100 km]

V1 B Diesel Manuelle Moyenne Berline 3.8

V2 B Diesel Manuelle Moyenne Berline 3.8

V3 B Essence Pilotée Moyenne Berline 4.5

V4 B Essence Manuelle Haute Berline 4.3

V5 C Essence Manuelle Moyenne Break 6.7

V6 C Essence Manuelle Moyenne Berline 6.4

V7 C Essence Manuelle Haute Berline 6.1

V8 C Diesel Manuelle Haute Monospace (7

places) ^5.3

V9 Crossover Essence Manuelle Haute Berline 6.7

V10 Crossover Hybride

Diesel ^{Pilotée Haute Berline 3.9}

V11 D Diesel Pilotée Haute Berline 4.4

V12 D Diesel Automatique Haute Berline 5.7

V13 D Hybride

Diesel ^{Pilotée Haute Berline 3.6}

V14 B Essence Manuelle Haute Convertible

Berline ⁶

V15 C Essence Manuelle Moyenne Coupé

Cabriolet ^6.7

V16 C Diesel Manuelle Moyenne Monospace (5

places) ^5.2

V17 Crossover Hybride

Diesel ^{Pilotée Haute Berline 3.8}

V18 B Essence Manuelle Moyenne Berline 4.5

V19 C Diesel Manuelle Haute Monospace (5

places)

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Dans cet article, TEEPI est expérimenté sur plusieurs types d’innovations visant à réduire la consommation de carburant à l’utilisation. Dans le premier type d’innovation, deux solutions de micro-hybridation, carburant-électricité (Inno_1) et carburant-air comprimé (Inno_2), du constructeur sont testées. La réduction de consommation de carburant est réalisée par l’apport complémentaire d’une deuxième énergie à l’énergie fossile classique afin de mouvoir le véhicule. L’hybridation est réalisée par l’ajout de pièces au véhicule. Pour la solution innovante Inno_1, l’hybridation nécessite une batterie au plomb plus lourde, une boîte de vitesse pilotée à la place d’une boîte de vitesse manuelle, un alternateur réversible pour redémarrer le moteur, et une ultra-capacité pour fournir la puissance nécessaire. La solution innovante est donc plus lourde de 42% que la solution initiale ; en revanche, elle permet au global une réduction de 11%, mesurée sur un cycle NEDC, de la consommation de Diesel. Pour la solution innovante Inno_2, la boîte de vitesse et l’adaptation au groupe motopropulseur sont fortement affectées, une ultra-capacité est également ajoutée, tandis que la batterie au plomb voit sa masse diminuer. La solution innovante est donc plus lourde de 151% que la solution initiale ; en revanche, elle permet une réduction de 35%, mesurée sur un cycle NEDC, de la consommation d’essence.

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Dans le deuxième type d’innovation, trois versions d’un panier de solutions innovantes visant à alléger la caisse-en-blanc sont testées : le premier contient des solutions majoritairement à base d’aluminium (Inno_3), le deuxième contient des solutions majoritairement à base de composite (Inno_4), et le troisième contient des solutions optimisées par rapport à la solution initiale (Inno_5). Pour affecter la réduction de la consommation de carburant induite par la diminution de la masse du véhicule, les travaux de (Koffler, Rohde-Brandenburger, 2010) sont utilisés. Ainsi, les solutions innovantes Inno_3, Inno_4 et Inno_5 sont respectivement plus légères de 36%, 13% et 9%, et permettent, au global sur le véhicule, une réduction de consommation de Diesel respectivement de 5,0%, 1,8%, et 1,2%.

Le Tableau 35 ci-dessous synthétise les caractéristiques, mises à disposition de l’équipe écoconception en phase d’innovation, des véhicules pour lesquels les solutions initiales seront remplacées par les solutions innovantes.

Tableau 35. Caractéristiques des EMEECS pour chaque innovation

EMEECS Inno_1 Inno_2 Inno_3, 4 et 5

Segment B B C

Silhouette Berline Berline Monospace 5 places

Finition Moyenne Moyenne Haute

Boîte de vitesse Manuelle Manuelle Manuelle

Type de carburant Diesel Essence Diesel

Consommation [L/100 km] 3,8 4,5 4

Usine terminale UT_A UT_A UT_B

Dans la première expérimentation, les résultats obtenus sur TEEPI dans sa dernière version, où les EMEECS sont construits sur 19 véhicules, sont comparés avec les résultats de l’étude d’ACV de référence.

Dans la seconde expérimentation, les résultats obtenus avec TEEPI sont comparés pour des populations de 13, 17, et 19 véhicules utilisées pour la construction des EMEECS. Les innovations Inno_1 et Inno_3 présentées dans la première expérimentation sont réutilisées.

Dans la troisième et dernière expérimentation, les résultats obtenus avec TEEPI pour 6 caractéristiques (hors usines terminales) de véhicules sont comparés avec les résultats qui auraient été obtenus avec l’utilisation d’une seule caractéristique parmi les 6. Les innovations Inno_1 et Inno_3 présentées dans la première expérimentation sont réutilisées.

Pour chaque expérimentation, les variables d’observation sont les taux d’accroissement entre les valeurs d’indicateurs du véhicule initial et du véhicule projeté sur le cycle de vie complet, et l’incertitude associée à la modélisation des véhicules par les EMEECS. Les résultats sont ici

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présentés sur le cycle de vie par le cumul des étapes de Fabrication, Usine terminale, Utilisation, et Fin de vie.

6.4 Résultats

Dans la section précédente, les hypothèses et données d’entrée utilisées dans cet article ont été présenté. Dans cette section, une comparaison est d’abord établie entre les résultats donnés par TEEPI et ceux des ACV de références réalisées sur les véhicules munis des solutions initiale et innovante (voir 6.4.1). Ensuite, l’influence du paramètre de contrôle « Nombre de résultats d’ACV de véhicules disponibles » est expérimentée (voir 6.4.2). Enfin, l’influence du paramètre de contrôle « Nombre de caractéristiques véhicules » est testée (voir 6.4.3).