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L’approche d’estimation des évolutions par rapport à une référence a été intégrée dans le code

de l’outil en répondant aux critères de simplicité d’usage, fiabilité des résultats et extensibilité

des modifications et des améliorations. Comme illustré dans la Figure 78, l’interface utilisateur

est composée de plusieurs interfaces :

(a) L’interface « Project Information » définit le projet de R&D testé (type, TRL…) et les

besoins du client.

(b) L’interface « Technology of reference » définit la base de données de référence mise

en place.

(c) L’interface « PV system » définit la nouvelle technologie par étape de fabrication.

(d) L’interface « Results » illustre les résultats des taux d’évolutions technique,

économique et environnementale ainsi que les éléments le plus impactant d’un point

de vue environnemental.

12Un langage de programmation de quatrième génération

Figure 77. Première version de l'outil d'éco-conception

"ECO PV "

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En se basant sur les objectifs de l’outil, les différentes fonctionnalités ont été développées :

Objectif 1 : Automatisation de l’analyse environnementale

Afin d’automatiser l’analyse environnementale, quatre bases de données ont été

implémentées comprenant :

- L’inventaire de la technologie de référence depuis l’extraction de silicium jusqu’à

l’installation du système PV.

- Les impacts environnementaux de chaque étape de fabrication de la technologie de

référence.

- Les impacts environnementaux des nouveaux matériaux et des substances

chimiques qui peuvent être ajoutés dans les inventaires de la nouvelle technologie à

évaluer (importés de la base de données de référence).

- Les impacts environnementaux des différentes sources d’énergie en fonction du

mix énergétique du pays.

L’ensemble de ces données est stocké sous forme de tableaux dans des fichiers Excel, puis

importé par la suite sous forme des fichiers.Mat pour être enfin traités dans Matlab et affichés

dans les GUI (Figure 79).

Figure 78. Structure de l'interface utilisateur dans

l’outil « ECO PV »

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Chaque étape dans la chaîne de valeur du PV a été modélisée dans une interface

indépendante (Figure 80).

La liaison entre les différentes interfaces (étapes de fabrication du système PV) a été réalisée

par les facteurs de liaison, détaillés dans le chapitre 4, pour pouvoir évaluer le système

complet. Les différents paramètres qui définissent le niveau d’information à définir par étape

de fabrication, identifiés dans le chapitre 4, ont été implémentés d’une façon dynamique, pour

donner la possibilité de les modifier facilement. L’inventaire est enfin représenté sous forme

de tableaux dans l’interface de l’outil, et la gestion du tableau réalisée selon la méthode

d’éco-conception proposée dans ce travail (Figure 81).

Figure 79. Un exemple de stockage et gestion des données de

l’inventaire dans l’outil ECO PV

Figure 80. Définition de la nouvelle technologie à évaluer par étape

de fabrication

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La Figure 81 illustre un exemple de définition d’une étape de fabrication (procédé de fabrication

des cellules hétérojonction) par rapport au procédé standard de la référence (procédé

AL-BSF).

Toutes les équations permettant le calcul des taux d’évolution environnemental, technique et

économique, détaillées dans le chapitre 3, ont été implémentées dans l’outil.

Une telle gestion des données permet ainsi une réduction du temps d’accès à l’information et

d’analyse, répondant aux critères simplicité et rapidité exigés dans le cahier de charges.

Objectif 2 : Aide à la décision multicritère pour répondre aux besoins

économique, technique et environnemental du client

Les résultats finaux sont représentés sous forme de graphiques de gains et pertes

relativement faciles à interpréter (Figure 83). Ils présentent :

 Le taux d’évolution composite, calculé en fonction des besoins du client fixés dès le

début du projet, comme le montre la Figure 82.

Figure 81. Exemple de gestion de l’inventaire d’un nouveau procédé par

rapport à la technologie de référence dans l’outil ECO PV.

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 Les différents taux d’évolutions économique, technique et environnementale de la

nouvelle technologie par rapport à la référence.

 L’évolution environnementale détaillée des différents impacts environnementaux par

rapport à la référence.

Figure 82. Exemple de résultats de l’analyse multicritères dans l’outil ECO PV

Figure 83. Exemple de définition et de quantification des besoins

du client par l’outil « ECO PV »

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Ces résultats donnent une vision globale et synthétique des performances technique,

économique et en particulier environnementales compréhensible par tous les utilisateurs

même s’ils ne sont pas experts de l’ACV, ce qui constitue une aide à la décision multicritères

avec le partenaire industriel.

À noter que l’évolution environnementale est estimée par défaut en kWh. Étant donné que

l’unité fonctionnelle a un impact sur les résultats finaux, l’outil « ECO PV » permet de varier ce

paramètre en fonction du type d’analyse souhaitée (Chapitre 4) pour le système PV complet

ou plus spécifiquement un procédé de fabrication. (par exemple pour l’évaluation d’un procédé

de cristallisation l’unité fonctionnelle par défaut est « produire 1kg de lingot ») (Figure 84).

Objectif 3 : Favoriser le développement de technologies à la fois innovantes

et éco-conçues, dès les TRL bas

Le modèle présente plusieurs interfaces, pré-remplies par les données de la référence.

L’utilisateur peut ainsi compléter ou modifier les données pour la technologie non mature à

partir de cette base de données qui facilite la modélisation de l’inventaire.

D’autre part, il est possible de comparer les performances environnementales des différents

procédés, pour favoriser le développement de technologies à la fois innovantes et

éco-conçues.

Figure 84. Illustration de la définition de l'unité fonctionnelle en fonction de la

frontière du système PV à analyser dans l’outil « ECO PV »

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Pour aller plus loin dans la possibilité d’améliorer la technologie étudiée d’un point de vue

environnemental, une deuxième représentation des impacts environnementaux fournie par

l’outil détaille la contribution de chaque étape. L’outil « ECO PV » offre également l’option

d’analyse détaillée de contribution de chaque flux élémentaire dans les différents procédés de

la chaine de la valeur (Figure 85). Un tel résultat permet de révéler d’éventuelles anomalies

dans les procédés testés (utilisation de composants toxiques…) et orienter alors le

technologue pour adopter les procédés avant le lancement commercial du produit.

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Figure 85. Exemple de résultats environnementaux affichés dans l’outil « ECO PV » par étape de fabrication

et par sous-composants pour chaque procédé pour accompagner le processus d’amélioration

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Objectif 4 : Capitalisation des données dans une base de données à

maintenir et élargir

Dans le cadre de la pérennisation de ce travail de recherche, l’une des problématiques

majeures est l’évolution rapide (à l’échelle du semestre) des paramètres des systèmes PV

dans l’état de l’art.

Pour répondre à cette problématique, les paramètres critiques, identifiés dans le chapitre 4

(rendement, mix énergétique, pertes de sciage, taux de silicium recyclé…) ont été indiqués et

justifiés dans l’outil « ECO PV » de façon transparente, et l’utilisateur peut les modifier à sa

guise selon l’évolution du marché (Figure 86). La flexibilité de la mise à jour du mix énergétique

des pays est également assurée par l’outil (Figure 87). Ces différentes modifications peuvent

être réalisées par l’utilisateur (ingénieur PV) sans intervention du référent de l’outil (section

2.2.3).

Cette démarche de gestion des paramètres évolutifs permet de garantir la transparence, la

traçabilité et la fiabilité des résultats. Elle assure par conséquent la pérennisation de la

méthode « ECO PV » développée, permettant ainsi une utilisation continue dans l’organisme

de R&D.

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En se basant sur ces fonctionnalités, l’outil « ECO PV » a réussi à répondre au cahier de

charges fixé en termes d’automatisation de l’analyse environnementale, d’aide à la décision

multicritères, de développement de technologies éco-conçus à TRL bas et de capitalisation

des données et de la méthodologie au sein de l’organisme de R&D.

La maintenance des inventaires et le stockage des impacts environnementaux ont été

également considérés dans la construction de l’outil, et seront abordés dans la partie

pérennisation de l’outil (section.2.2.3)

2 Intégration de la démarche d’éco-conception au

sein de l’organisme de R&D par le biais de l’outil

« ECO PV »

L’objectif de la démarche est de faire adhérer les acteurs de l’organisme de R&D à l’intégration

de l’éco-conception au sein de leurs développements, grâce à un outil informatique adapté.

Cette étape consiste alors à éprouver la démarche mise en place, détaillée dans le chapitre 3,

suivant les étapes décrites dans la Figure 88.

Figure 87. Exemple de mise à jour du mix énergétique dans l’outil

« ECO PV »

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