Sélection d’indicateurs adaptés: quelques suggestions

Pour chacune de ces catégories d'impact, plusieurs indicateurs sont disponibles. Certains ont abouti à un consensus international tandis que d'autres ont des avantages et inconvénients qui méritent discussion. Le panel d’experts du SETAC a listé les « meilleurs » indicateurs, y compris

105 Chapitre 7 : Sélection d’indicateurs pour l’industrie microélectronique

parmi les modèles les plus avancés. Cependant, tous ces indicateurs ne sont pas encore disponibles dans les logiciels communément utilisés i.e. SimaPro, GaBi ou TEAM. La disponibilité de ces indicateurs n’est donc pas assurée pour un fabricant microélectronique qui a généralement une seule licence de logiciel. Dans cette étude, seuls les indicateurs issus des méthodes disponibles dans ces logiciels sont étudiés (IPCC, CML 2001, Eco-indicator 99, IMPACT 2002+, EDIP97, TRACI 7.0, UseTox et ReCiPe). La sélection d'un modèle n'est pas liée à une adhésion totale.

[Dreyer’03] suggère certains critères pour l’évaluation, qui seront utilisés pour sélectionner les indicateurs. Les méthodes de caractérisation considérées ici garantissent déjà une grande partie de ces critères : l'acceptation par la communauté scientifique, la pertinence, l'interprétation des scores en termes d'impacts ou de dommages, une couverture complète, la faisabilité, la reproductibilité et la transparence. Pour les critères non garantis, chaque indicateur disponible sera examiné indépendamment en utilisant les critères suivants :

1. Incertitude : quantifie la stabilité de l'indicateur par rapport aux données d’entrée de l’inventaire de cycle de vie. Lorsqu’il réalise un ICV, le fabricant de composants est tributaire des bases de données (EcoInvent notamment).

Le coefficient de variabilité (CV) est calculé par une analyse de type Monte Carlo et exprime le rapport entre l'écart type et la valeur moyenne de l'indicateur. L'incertitude indique si l'indicateur est stable. Dans cette étude, nous avons décidé de considérer :

o si le coefficient est supérieur à 15% : l’indicateur est inapproprié ;

o si le coefficient est inférieur à 15% : l’indicateur est fiable ;

2. Vraisemblance : spécifie si les aspects environnementaux mis en avant sont probants. Cela devrait être fait en reliant les aspects environnementaux significatifs relevés grâce à l’identification des leviers et les principaux contributeurs de l’ICV. Il permet d'apprécier le caractère raisonnable des aspects environnementaux du fait des valeurs d’entrée de l’ICV. 3. Orientation : préférer un indicateur mid-point. Pour faciliter l'interprétation de

l'indicateur par un non-expert en ACV, seuls les indicateurs mid-point sont considérés parce qu'ils sont plus représentatifs. Si aucun indicateur mid-point ne répond aux deux critères précédents, les indicateurs end-point seront évalués.

Cette section examine les indicateurs disponibles pour chacune des catégories sélectionnées. Les critères mentionnés ci-dessus sont utilisés pour déterminer la pertinence. Les discussions sont basées sur les résultats des ACV sur les 4 produits susmentionnés.

• Utilisation et amenuisement des ressources (minérales et énergétiques)

Les modèles liés à la consommation et l'épuisement des ressources sont différents selon les méthodes de caractérisation. Dans notre cas, cette catégorie doit surligner les effets de :

− l'extraction des minéraux et des combustibles fossiles ;

− l’utilisation de ressources énergétiques et minérales du sol, de l'eau et de l'air ;

− l'utilisation de matériaux rares (des gaz comme le xénon ou hélium ; des métaux comme le palladium ou l’or).

Pour contrôler la consommation d'électricité lors de la fabrication, nous conseillons d'utiliser la consommation locale d'électricité en mégajoules de manière à comparer les performances

énergétiques des usines indépendamment de leur emplacement. Le mix énergétique local, dont le fabricant n'est pas responsable, peut avoir tendance à biaiser l'interprétation ; ce choix est d’autant plus légitime que les impacts du mix énergétique sont déjà pris en compte dans la catégorie « réchauffement climatique ». Cet indicateur renvoie à l'importante question de la maîtrise de la consommation d'électricité lors de la production et permet d’identifier les procédés énergivores.

Les indicateurs disponibles donnent des résultats avec différentes valeurs ajoutées (Tableau 23). L'indicateur EDIP prend en compte la rareté d'une ressource compte tenu des réserves mondiales. L'indicateur CML ajoute la valeur d'une ressource du fait de sa rareté : il intègre son taux d'exploitation actuel pour calculer la disponibilité future d'une ressource. Même si l'indicateur EDIP est adapté, nous recommandons celui de CML, car il ajoute cette notion de taux d'exploitation, importante pour une industrie en expansion.

Tableau 23 : Indicateurs pour l’amenuisement des ressources énergétiques et minérales

Indicateur Unité Modèle Méthode Contributeurs Incertitude Pertinence

Abiotic depletion kg Sb [Guinée’95] CML Hélium, Charbon, Xénon 7.0% Oui Resources Person.rese rves

EDIP 1997 EDIP 1997 Uranium, Etain, Nickel, Charbon

12.1% Oui

• Consommation d’eau

Le stress hydrique résulte d'un déséquilibre entre l'utilisation de l'eau et les ressources en eau et est à l’origine de la détérioration des ressources en eau douce en termes de quantité (surexploitation aquifère, rivières asséchées, etc.) et de la qualité (eutrophisation, pollution par la matière organique, intrusion d'eau salée, etc.). La consommation d'eau induit des impacts moins importants dans les zones tempérées que dans les zones à climat aride où l'eau devient rare et les moyens disponibles pour l'exploitation et l’approvisionnement aux populations ne sont pas équivalents à ceux auxquels on a recours dans les parties du monde dites développées. L'indicateur de stress hydrique mesure la proportion de prélèvements d'eau par rapport aux ressources renouvelables [Alcamo’00]. Il s'agit d'un ratio de criticité ce qui implique que le stress hydrique dépend de la variabilité des ressources. Toutefois, aucun indicateur sur le stress hydrique en termes d'impacts n'a encore été intégré dans les outils d’ACV. Par conséquent, le seul indicateur raisonnable aujourd'hui est le volume des importations d'eau brute. L'eau ultra-pure est prise en compte puisque l'eau brute est transformée par les centrales d'eau ultra-pure situées dans les usines.

• Réchauffement climatique

Le modèle de caractérisation tel qu’il a été développé par l’Intergovernmental Panel on Climate Change [Albritton’95] est utilisé par toutes les méthodes communes et bénéficie d'un consensus international. Cet indicateur est adapté pour notre profil car il caractérise à la fois les causes directes et indirectes des émissions de gaz à effet de serre (Tableau 24).

Tableau 24 : Indicateurs pour le réchauffement climatique

Indicateur Unité Modèle Méthode Contributeurs Incertitude

Global Warming kg CO2 IPCC 2007 100 ans CML2, Eco-indicator 99, IMPACT2002+, EDIP2003 CO2, SF6 De 9.0 à 9.1%

107 Chapitre 7 : Sélection d’indicateurs pour l’industrie microélectronique

• Eutrophisation aquatique

Le modèle d'eutrophisation de EDIP2003 [Hauschild’05] étudie de façon indépendante les effets dus à l'azote et ceux dus au phosphore. Dans le cas de la microélectronique, ces deux éléments sont largement utilisés: il est souhaitable d'envisager une combinaison des deux aspects. Le modèle de CML (disponible également dans IMPACT2002+) couvre l'eutrophisation terrestre et aquatique. Le modèle développé dans TRACI dispose d'un modèle de différenciation spatiale ce qui n'est pas le cas de CML. Cependant, les résultats obtenus par les deux méthodes sont similaires (Tableau 25).

Tableau 25 : Indicateurs mid-points pour l'eutrophisation

Indicateur Unité Modèle Méthode Contributeurs Incertitude Pertinence

Eutrophication kg PO4 [Guinée’02] CML, IMPACT 2002+ PO₄³⁻ NOx in air De 8.69%, à 10.7% Oui Eutrophication Kg N [Guinée’02] [Norris’03] TRACI PO₄³⁻, NOx in air, NO3⁻ 10.2% Oui

• Ecotoxicité dans l’eau

La toxicité peut être à l’origine d’impacts sur les écosystèmes ou sur la santé humaine. Nous conseillons d'utiliser l’indicateur relatif à la santé. En effet il existe un problème dans l'industrie électronique sur l'évaluation des risques des produits chimiques.

Tableau 26 : Indicateurs mid-points pour l’écotoxicité aquatique

Indicateur Unité Modèle Méthode Contributeur Incertitude Pertinence

Human toxicity non-cancer

CTUh UseToxTM Use Tox CS2, CCl4, 14.2% Oui

Ecotoxicity CTUe UseToxTM Use Tox C₉H₁₂, C₆H₆O 15.3% Oui

Aquatic eco-toxicity

kg TEG IMPACT 2002+

Chemical toxicity

IMPACT 2002+ Al, Cu 17.9% Oui

Fresh water eco-toxicity kg 1,4-DB USES-LCA CML V, Be 44.4% Non Marine water eco-toxicity kg 1,4-DB USES-LCA CML V, Be 54% Non Water eco-toxicity chronic

m3 EDIP1997 EDIP Al, Sr, Se 34.4% Non

Eco-toxicity kg 2,4-D CalTOX 4.0 TRACI Al 38.1% Non

Cette catégorie est actuellement en cours de développement. Les modèles sont complexes et conduisent à une incertitude élevée car s’appuient sur de nombreuses hypothèses [Pizzol’11]. Pour une substance émise dans l'eau, la chaîne de causalité considère la destination de la substance dans l'environnement, l'exposition des espèces et la réponse toxicologique avec la probabilité d'effets et de leur gravité. Ce modèle de chaîne étendue, pour l'eau douce et plus encore pour la pollution marine, conduit à une forte incertitude : pour les indicateurs de CML, TRACI et EDIP, l'incertitude est trop élevée et les rend inappropriés (Tableau 26). Le meilleur modèle disponible est celui proposé par UseTox, ce qui rejoint les conclusions des experts en ACV [Rosenbaum’08].

• Oxydation Photochimique

Les modèles décrivant ce phénomène s’appuient sur les effets sur la santé des émissions atmosphériques : c'est pourquoi cet indicateur est souvent appelé « respiratory effects for organics ». L'impact sur la qualité des écosystèmes n'a pas encore été modélisé. En raison de l'incertitude, seul l'indicateur du modèle britannique AEA est fiable dans notre cas (Tableau 27). Selon des discussions de l’ILCD, ces indicateurs seraient obsolètes car ils ne tiennent pas compte de la localisation géographique (zones à basse ou haute densité de population) et que le calcul de facteurs de caractérisation du modèle n'est pas satisfaisante, le modèle étant limité et incomplet.

Tableau 27 : Indicateurs mid-points pour oxydation photochimique

Indicateur Unité Modèle Méthode Contributeur Incertitude Pertinence

Photochemical oxidation kg C2H4 UK AEA CML EDIP97 IMPACT2002+ SO2 De 13. à 13.7% Oui

Smog Kg NOx MIR TRACI NOx 15.2% Non

Ozone formation Person. ppm.h RAINS, EMEP EDIP2003 NOx, CH4 fossil 15.5% Non