L’analyse du Cycle de Vie (ACV) des différents procédés de préparation de surface 62

Dans les années 90, une prise en considération de l’ensemble des étapes de fabrication des produits, leur utilisation, leur fin de vie dans les différents secteurs d’activité est apparue. Celle-ci a permis de mettre en place une approche prenant en compte l’ensemble des étapes du cycle de vie des produits, et d’établir les premiers écobilans. Avec le développement de ces idées, des normes internationales ont été fixées (Normes ISO 14044). Ces normes ont permis, à partir de bases méthodologiques et déontologiques, de remplacer l’écobilan par le terme d’Analyse de cycle de vie (ACV).

A la fin des années 90, l’application et la pratique de l’ACV sont devenues beaucoup plus fiables que les écobilans. Le développement de la pratique a contribué à rendre l’outil de l’ACV l’instrument le plus connu et le plus performant [29,31]. L’outil est utilisé pour des démarches de développement durable [31,32] et la limitation des impacts sur l’environnement et la santé, en favorisant le recyclage des matières premières, en réduisant les couts de fabrications et minimisant l’approvisionnement.

Comme il a été déclaré au sommet mondial du développement durable 2002, l’ONU [33] souligne, que « la conception environnementale des produits, tant dans leur fabrication que dans leur mode de consommation, doit être un des axes prioritaires pour la protection de l’environnement ».

6.1. A quoi sert une ACV?

L’ACV estime les impacts d’un procédé depuis l’extraction des matières premières qui le constituent jusqu’à leur élimination en fin de vie comme le montre la figure 2.16. Cette estimation prend en compte les cycles de production, distribution et utilisation, sous entendu «du berceau à la tombe » [34]. L’inventaire de chaque étape du cycle de vie est une phase très importante pour l’évaluation des impacts environnementaux.

Figure 2.16. Cycle de vie développé pour l’industrie de l’automobile [35]

Les différents impacts les plus fréquents lors des calculs sont, l’effet de serre, l’acidification, l’épuisement des ressources naturelles, la quantité d’énergie consommée, la quantité de déchets fournis, l’écotoxicité, la consommation en eau (figure 2.17) … Les

Chapitre 2 Moyens expérimentaux

____________________________________________________________________________________________________________________________ Traitement de surface par texturation laser – Une nouvelle méthode de préparation de surface pour des revêtements par projection thermique 63 valeurs calculées peuvent ne pas correspondre à leur interaction réelle sur l’environnement, pour cause de non prise en compte lors des calculs de l’impact du milieu local, de l’effet de synergie entre les composants du cycle.

Figure 2.17. Les différents impacts d’un cycle de vie [29]

Les résultats d’une ACV peuvent alors être exprimés sous différentes formes:

• en kg d’équivalents CO₂ pour l’effet de serre,

• en kWh de gaz,

• en tonne d’acier consommé par produit.

6.2. Eco indicateurs et outils de calcul

Il existe des bases de données permettant le calcul de l’impact environnemental des matières premières courantes tels que l’énergie, les transports, les métaux, les gaz. Ces bases de données sont accessibles au public. Elles sont réactualisées et mises à jour par des fédérations professionnelles. Les méthodes les plus utilisées et qui permettent l’obtention d’un score unique sont [36]:

• l’eco point: le calcul est réalisé à partir de l’équation (10). L’inconvénient de cette méthode est qu’il est difficile de déterminer le flux critique pour un grand nombre de substances.

(m

_i

EP)

i

∗

=

Ι ∑

(eq. 10) Avec: ci i ci

F

F

F

c

EP= ×

(eq. 11) Et: ci

F

Flux critique de la substance i dans un pays (tonne/an),

i

F

Flux effectif de la substance i dans un pays (tonne/an),

c

Coefficient 10¹² (point/an),

i

m

Emission de substance i (tonnes).

• L’ecoinvent 2000 (www.ecoinvent.ch): c’est une base de données suisse,

regroupant plus de 2500 procédés. Les données sont mises à jour régulièrement à travers la base de données BUWAL et ETH-ESU 96;

Chapitre 2 Moyens expérimentaux

____________________________________________________________________________________________________________________________ Traitement de surface par texturation laser – Une nouvelle méthode de préparation de surface pour des revêtements par projection thermique 64

• l’EIME : base de données des produits électriques et électroniques;

• la LCA food: base de données des produits agroalimentaires;

• l’eco indicateur 99: c’est une base de données développée aux Pays-Bas, regroupant les dommages liés aux ressources, à la santé humaine et à l’écosystème. C’est une des bases de données les plus utilisées dans les études des ACV. Depuis 2010 une nouvelle version existe «Récipe Indicator» qui tient compte des dernières connaissances dans ces domaines.

Différents logiciels de calcul pour la construction d’une ACV existent. Ils sont répertoriés sur le site de la commission Européenne sur l’ACV (http://lct.jrc.ec.europa.eu/). Parmi eux il existe:

• Simapro(www.pre.nl): c’est un logiciel payant, assez simple d’utilisation et le plus utilisé dans le monde du fait de sa base très large, incluant les différentes méthodes d’évaluation des impacts;

• Gabi 4 (www.gabi-software.com): ce logiciel est payant et fait partie de ceux utilisés le plus souvent, possédant une très large base de données;

• Bilan Produit: ce logiciel a été développé par L’ADEME (Agence de

l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie);

• D’autres logiciels existent comme le logiciel Tool for Environmental Analysis and

Management TEAM (https://www.ecobilan.com/fr_team.php), le logiciel

Environmental Improvement Made Easy EIME (http://www.codde.fr/) et le logiciel Eco-It ((www.pre.nl).

Afin que tous les résultats puissent être comparables, une «unité fonctionnelle» (UF) doit être définie. Celle ci permet de quantifier la fonction remplie par le produit étudié. Cette unité fonctionnelle permet la comparaison par exemple de deux procédés différents de fabrication d’un même produit ou encore l’évaluation des impacts environnementaux de 2 procédés de traitement des déchets ayant une situation initiale commune (une tonne de déchets à traiter) et des étapes de traitement différentes [37].

6.3. Les étapes d’une ACV

Il est important de bien définir les différentes étapes de l’ACV. Comme précisé dans la norme ISO 14044 [23], ces étapes sont très importantes (figure 2.18), car elles précisent les conditions de réalisation, les différentes hypothèses de l’étude, les facteurs temporels, les technologies, les sources... Tout cela doit être mis à disposition de tous pour éviter des interprétations inappropriées ou des généralisations abusives ultérieures dans l’utilisation des résultats.

Chapitre 2 Moyens expérimentaux

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Figure 2.18. Les étapes de déroulement d’une ACV définies par la norme ISO 14044 [37]

6.4. Application de l’ACV aux procédés industriels

Tous les secteurs industriels ont pris conscience de la nécessité de protéger l’environnement et que l’ACV apporte une vision globale et chiffrée des répercussions d’un produit ou d’une activité sur l’environnement. Cet outil permet l'identification des points forts et des points faibles de chaque procédé (matériels, matériaux) et peut faire agir les industriels concernant le développement durable [38], comme par exemple l’excès de consommation des matières premières, l’impact des aliments sur la santé…

Pour finir, toutes les méthodes et techniques présentées dans cette partie doivent être utilisées en respectant strictement les différentes normes ainsi que les différents paramètres permettant une comparaison avec les techniques conventionnelles.

Dans le document Traitement de surface par texturation laser : une alternative "propre" de préparation de surface pour la projection thermique (Page 63-66)