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Introduction à l’analyse de cycle de vie par Anne Ventura, Chaire génie civil de Nantes
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Introduction à l’analyse de cycle de vie par Anne Ventura, Chaire génie civil de Nantes

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Anne Ventura, titulaire de la Chaire de génie Civil de Nantes présente une introduction à l'analyse de cycle de vie.

Anne Ventura, titulaire de la Chaire de génie Civil de Nantes présente une introduction à l'analyse de cycle de vie.

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  • 1. Chaire génie civil écoconstruction Orateur: Anne Ventura 1 Introduction à l’Analyse de Cycle de Vie Journée Technique Ouvrages d’Art et développement durable Rennes, 12 décembre 2013
  • 2. Au menu… • Pourquoi l’Analyse de Cycle de Vie ? – Un exemple historique et ses leçons scientifiques – Les phénomènes de transferts – La Politique Intégrée des Produits (PIP) • Qu’est-ce que l’ACV? Ses principes ? – – – – – Les 4 étapes de la méthode Les objectifs et le champ d’étude L’inventaire de cycle de vie L’évaluation des impacts L’interprétation • Pour conclure
  • 3. Pourquoi l’Analyse de Cycle de Vie ?
  • 4. Un exemple historique pour bien comprendre les fondements de l'ACV • Citoyen américain • Brillant ingénieur mécanicien puis chimiste (170 brevets) • General Motors: il découvre les propriétés du tétraéthylplomb (additif antidétonant pour les carburants) Thomas Midgley, Jr (1889-1944) – Enjeu technologique – Nombreux cas de saturnisme parmi les ouvriers de GM – Niera longtemps les effets toxiques de son invention… mais finira par les admettre • Pour « s’excuser » il travaillera sur des gaz réfrigérants non inflammables car à l’époque, les fuites de réfrigérateurs avaient causé de nombreux morts – Enjeu de santé et de sécurité – Il a inventé le fréon (les chlorofluorocarbures ou CFC) – À sa mort, cette invention était toujours considérée comme miraculeuse
  • 5. Les suites: le tétraéthylplomb • Interdit dans l’UE depuis 2000 • Substance très toxique (saturnisme) • Substance persistante (sa dégradation est très lente dans l'environnement)
  • 6. Les suites: le fréon Les CFC et leurs dérivés sont interdits par plusieurs protocoles internationaux depuis les années 80 Responsables du « trou dans la couche d’ozone » (stratosphérique) Augmentation des cas de mélanomes dans les pays les plus exposés
  • 7. Ce que l’histoire retiendra • L'historien de l'environnement John R. McNeill a écrit que: • « Thomas Midgley Jr (...) eut plus d’impact sur l’atmosphère qu’aucun être vivant quelconque dans l’histoire de la planète » Mac Neil John R., 2010, Du nouveau sous le soleil. Une histoire de l’environnement mondial au XXème siècle. Ed. Champ Vallon, Coll. L’environnement a une histoire
  • 8. Ce que le scientifique retient • Ne pas se concentrer uniquement sur les performances économiques et technologiques d’une innovation – Considérer aussi ses performances environnementales (santé et écologie) – Considérer aussi ses performances sociales (ACV sociale) • Ne pas se concentrer uniquement sur la fabrication d’une innovation – Considérer aussi son devenir lors de son utilisation – Considérer aussi son devenir en fin de vie Approche Cycle de Vie pour voir les transferts
  • 9. Les transferts: entre étapes du cycle de vie Je diminue la quantité de matériaux des chaussées avec des couches de chaussées moins épaisses Je diminue les consommations de matériaux et l’énergie pour les produire Transferts entre étapes du cycle de vie J’ai de moins bonnes performances mécaniques J’entretiens plus souvent (remplacement des matériaux, consommations d’énergie…) Balance entre impacts évités lors de l’étape de fabrication et impacts générés lors de l’étape d’utilisation
  • 10. Jusqu'à des transferts plus complexes J’utilise un matériau à base de végétaux Je diminue les consommations de matériaux non renouvelables, et je stocke du CO2 dans mon matériau Transferts entre différents impacts sur l’environnement Je cultive pour produire des J’utilise de l’énergie fossile matériaux bio-sourcés (CO2!), j’utilise des pesticides Transferts vers les sphères économiques et sociales J’introduis une compétition entre matériaux et nourriture pour l’utilisation des terres arables Je provoque une augmentation des prix des produits alimentaires
  • 11. La question des innovations / améliorations technologiques • Innovations dans tous les domaines: volonté d’améliorer les performances environnementales – Éco-technologies, éco-matériaux, éco-produits… • Pas de définition précise de ce que sont les “éco” (technologies, matériaux, produits…) – – – – Moins de consommations de ressources (en matière et en énergie) Moins d’impacts sanitaires et/ou écologiques … …Aspects multiples des atteintes à l’environnement • Innovation et bénéfices environnementaux ?
  • 12. La PIP issue d’un constat (2003) • La fabrication, la consommation et l'élimination des produits sont à l'origine d'un grand nombre des défis environnementaux. – Quantités de produits sont en hausse, en partie à cause de l'augmentation du revenu disponible et de la réduction de la taille des ménages – La rapidité de l'innovation et la mondialisation du commerce font que les produits sont disponibles dans des formes et des tailles de plus en plus nombreuses, et ils deviennent aussi de plus en plus complexes. – Viser à réduire l'incidence environnementale d'une augmentation de la consommation. • Le cycle de vie d'un produit est souvent long et complexe. – couvre tous les aspects en partant de l'extraction des ressources naturelles jusqu'à l'élimination finale des produits sous forme de déchets, en passant par leur conception, leur fabrication, leur assemblage, leur commercialisation, leur distribution, leur vente et leur consommation. • Toutefois, les politiques environnementales liées aux produits qui ont été appliquées jusqu'ici ont eu tendance à : – se concentrer sur les sources de pollution majeures, telles que les émissions industrielles ou les problèmes de gestion de déchets, – …plutôt que sur les produits eux-mêmes et sur la manière dont ils contribuent à la dégradation de l'environnement à d'autres étapes de leur cycle de vie. – Les mesures existantes ont aussi tendance à se concentrer de manière isolée sur certaines phases du cycle de vie.
  • 13. Europe : Politique Intégrée des Produits (PIP) Pourquoi la PIP ? •« la politique traditionnelle, qui se concentre sur les procédés de production, pourrait ne plus être appropriée à la réglementation dans le domaine de l’environnement » •« l’importance du lien entre émissions, déchets & consommation a fortement augmenté ces 20 dernières années » C’est quoi la PIP ? • D’UNE politique spécifique ⇒ sectorisée par type d’effet environnemental • A une politique globale sur le cycle de vie d’un produit ⇒ éviter le transfert d’un effet environnemental vers un autre APPROCHE CYCLE DE VIE Réf : Integrated Product Policy - A study analysing national and international developments with regard to Integrated Product Policy in the environment field and providing elements for an EC policy in this area - March 1998
  • 14. Qu’est-ce que l’ACV ? Ses principes ?
  • 15. L’Analyse de Cycle de Vie, c’est quoi ? Utilisation PRODUIT assemblage « Cycle » Fin de vie Production matériaux ? Extraction matières premières
  • 16. Les étapes d’une ACV Définition des objectifs et du champ d’étude Analyse de l’inventaire Interprétation Évaluation de l’impact Réf. ISO 14 040
  • 17. Étape 1: les objectifs et le champ d’étude • Exprimer les objectifs • Définir une unité fonctionnelle • Définir un système
  • 18. Objectifs et système Exemple de la recette Objectif: que veuton produire ? Processus: comment fait-on ? Avec quelle technologie (matériel)? Flux entrants : de quoi ast-on besoin ? Et de combien (pour atteindre mon objectif) ? Avec quel(s) réglage(s) ?
  • 19. Système : comment le définir ? Exemple de la recette Flux entrants : de quoi as-t-on besoin (pour produire 125 g de chocolat)? Processus: comment fait-on ? Avec quelle technologie (matériel)? Avec quel(s) réglage(s) ? Flux entrants : de quoi as-t-on besoin (pour produire 75 g de beurre) ? Processus: comment fait-on ? Avec quelle technologie (matériel)? Avec quel(s) réglage(s) ?
  • 20. Système: la fabrication …jusqu’au prélèvement de quelque chose dans l’environnement À chaque étape: quoi, combien, comment ? + les transports, la fabrication de l’énergie, les emballages…
  • 21. Système: la vie du produit, la fin de vie du produit • Comment sera utilisé le produit ? – Génie civil (produit = ouvrage): longue durée de vie – Combien de temps considère-t-on ? – Que se passe-t-il pendant ce temps ? Quels entretiens (quels ingrédients, quels processus) ? • Que deviendra le produit (ouvrage) en fin de vie ? – Comment sera-t-il démantelé ? – Que deviendront les éléments ? Recyclage, réutilisation, mise en décharge, incinération… ? On élabore des scénarios
  • 22. Étape 2: l’inventaire de cycle de vie • Répertorier les flux • Les quantifier
  • 23. Comment porte-t-on atteinte à l’environnement ? • En prélevant des ressources – Qui peuvent être non (ou peu) renouvelables – Qui contribuent à modifier/altérer les écosystèmes • En rejetant des déchets ou des substances – Qui portent atteinte à la santé humaine – Qui contribuent à modifier/altérer les écosystèmes
  • 24. Qu’est-ce qu’un flux ? • Les ressources : tout ce qui est consommé par les processus – « les ingrédients de la recette », et les ingrédients de la fabrication des ingrédients… – Les ingrédients nécessaires au fonctionnement du processus (ex: énergie pour chauffer le four) • Les émissions: tout ce qui est rejeté par un processus – Les substances et déchets générés à chaque étape par chaque processus • Inventaire: la liste complète des ressources et des émissions, et leurs quantités
  • 25. Étape 3: l’évaluation de l’impact de cycle de vie • Quels effets ont les flux sur l’environnement ? • Comment peut-on quantifier ces effets ?
  • 26. Indicateurs et effets sur l’environment 3 types d’indicateur Exemple d’une plante •pression : pluviométrie •état : changement de la biomasse •réponse : changement de la productivité Facteur d’effet Effet Temps Cible (état initial) Zone d’effet Cible (état final) Indicateurs = « reflet » d’un phénomène complexe
  • 27. Indicateurs en ACV Exemple d’une plante Quels sont les impacts attendus d’un facteur d’impact après un certain laps de temps ? Facteur d’impact Impact Temps Cible (état initial) Zone d’impact Cible (état final)
  • 28. Pourquoi des indicateurs ? CO2 Effet de serre Catégories d’impact CH4 Flux de l’inventaire Plusieurs milliers de valeurs ! Une dizaine d’indicateurs On regroupe dans un même indicateur, tous les flux qui ont le même impact
  • 29. Hypothèses fondatrices Hypothèse de proportionalité entre l’impact et le facteur d’impact Ce qui est certain: pas de facteur d’impact = pas d’impact Pas de pluie = la plante ne pousse pas Ce qui n’est pas certain: un facteur d’impact = impact La plante a besoin d’un substrat suffisamment riche, de soleil… La plante pourrait subir des évènements imprévisibles (maladie, sécheresse…) Impact attendus = des impacts potentiels Une vue générale des phénomènes principaux pluviométrie: pas la qualité de l’eau, pas la capacité de la plante à absorber l’eau… La durée est suffisamment longue …pour tenir compte des impacts de long terme (polluants persistants, composés radioactifs…) L’espace est suffisamment grand …pour être capable d’avoir une vision des effets à l’échelle globale
  • 30. Plusieurs sortes d’indicateurs PRG = ∑ WPi .mi Potentiel de Réchauffement Global i PRESSION Concentration des gaz dans l’atmosphère Analyse des exposition et des effets Effets du changement de climat (déplacements de populations, endémie des maladies tropicales…) Analyse des dommages Dommages sur la santé humaine interprétation Analyse des transferts et du devenir des gaz transparence Émission de gaz à effets de serre (REPONSE) DOMMAGES DALY = disability adjusted life years (nombre d’années de vie perdues)
  • 31. Quels choix d’indicateurs ? La norme ACV (ISO 14040) ne donne : •ni catégorie •ni indicateurs Une trentaine de gammes d’indicateurs différentes ! Le choix dépend : •Des données disponibles •De l’échelle de l’étude : •Très grande échelle (pays, continent): indicateurs de dommages •Petite échelle: matériau, processus: indicateurs de pression
  • 32. Les catégories d’impact « classiques » •Effet de serre •Disparition de l’ozone stratosphérique •Formation d’ozone troposphérique •Acidification •Eutrophisation •Toxicité / écotoxicité •Raréfaction des ressources •Biologiques •Minérales •Fossiles
  • 33. Étape 4: l’interprétation • Quelles sont les données qui manquent ? • Quels sont les processus qui contribuent le plus (ou le moins) à une catégorie d’impact ? • Quels sont les scénarios les plus (ou moins) favorables à une catégorie d’impact ? • Comment peut-on améliorer efficacement les performances ?
  • 34. Pour conclure
  • 35. ACV : une méthode intéressante Méthode d’évaluation des impacts environnementaux d’un produit « du berceau à la tombe » (« du berceau au berceau »): à toutes les étapes de son cycle de vie De l’évaluation technique vers l’évaluation environnementale Prise en compte du long terme Prise en compte des atteintes multiples à l’environnement Fournit un cadre pour quantifier ces atteintes
  • 36. L’ACV: une méthode en évolution Normalisation: application Donner un cadre commun aux études ACV Textes issus de processus de négociations entre institutions, entreprises, scientifiques Compromis antre rigueur et faisabilité (technique, économique) Conçues afin de faciliter la mise en application à court terme Recherche: rigueur Améliorer la connaissance des effets environnementaux des activités humaines Améliorer la méthode Interactions les données les indicateurs La cohérence des résultats Les résultats de la recherche doivent contribuer à faire évoluer les normes à long terme
  • 37. Chaire génie civil écoconstruction 37 Remerciements aux mécènes de la chaire génie civil écoconstruction Merci pour votre attention Merci

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