ANALYSE DU CYCLE DE VIE, BILAN CARBONE ET IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX DES MATÉRIAUX - Afoco
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ANALYSE DU CYCLE DE VIE, BILAN
CARBONE ET
IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX DES
MATÉRIAUX
Sandrine Braymand, Adélaïde Feraille, Nicolas Serres
JOURNEE TECHNIQUE - 21 juin 2016 LYON
Les matériaux alternatifs, des solutions environnementales et
économiques pour un avenir durable
Essayons de
clarifier les choses
Commençons par l’ACV :
l’ Analyse du Cycle de Vie 1
ANALYSE DU CYCLE DE VIE OU ECOBILAN
ACV dans quel but?
Évaluation de l’éco-respectabilité d’un produit, service ou système
Comment?
Détermination d’impacts environnementaux
multicritères
Épuist des
ressources Déchets
Réchauft Et bien
climatique d’autres.....
2
ANALYSE DU CYCLE DE VIE OU ECOBILAN
ACV dans quel but?
Évaluation de l’éco-respectabilité d’un produit, service ou système
Comment?
Détermination d’impacts environnementaux Au cours du cycle de vie
multicritères multi-étapes
Conception
Épuist des
ressources Déchets
Fin de Extraction
vie matières
premières
Réchauft Et bien usage Fabrication
climatique d’autres.....
Mise en
œuvre
2
Cadre méthodologique de l’ACV selon NF ISO 14040
1. Définition des
objectifs et du
champ de l’étude
5. Applications
• Amélioration
2. Analyse de
l’inventaire 4. Interprétation
• Comparaison
• Valorisation
3. Évaluation de
l’impact
3
1. Objectif et champ de l’étude
Unité fonctionnelle
Per formance quantif iée associée à
un flux de référence
assurer la fonction de
M u r p o r te u r p o u r 1 m 2 d e p a r o i
I s o l a n t ave c u n R d é f i n i p o u r 1 m 2 d e
paroi
R o u te s u p p o r t a n t l a c h a r g e d e x N
p o u r 1 k m d e r o u te
....
ou Unité déclarée
Quantité d’un produit de construction
utilisée comme unité de référence et
se rappor tant aux applic ation
typiques des produits
1 to n n e d e g r a n u l a t ,1 m 3 d e b é to n
1 m 2 d e m u r, .....
Durée de Vie
Frontières du système
Description du processus
Sur le Cycle de Vie
41. Objectif et champ de l’étude 2. Analyse de l’inventaire
Unité fonctionnelle
Liste des aspects
Per formance quantif iée associée à
un flux de référence environnementaux liés à
assurer la fonction de l’activité étudiée
M u r p o r te u r p o u r 1 m 2 d e p a r o i Consommation de fioul
I s o l a n t ave c u n R d é f i n i p o u r 1 m 2 d e
Rejet de CO2
paroi
R o u te s u p p o r t a n t l a c h a r g e d e x N .....
p o u r 1 k m d e r o u te
Pour chaque étape du
....
processus décrit
ou Unité déclarée
Quantité d’un produit de construction Où trouver l’information ?
utilisée comme unité de référence et
se rappor tant aux applic ation Utilisation de bases de
typiques des produits données d’Inventaires de
1 to n n e d e g r a n u l a t ,1 m 3 d e b é to n Cycles de Vie des
1 m 2 d e m u r, .....
composants ou étapes du
Durée de Vie processus décrit(ICV)
Frontières du système
Description du processus ICV pour l’unité fonctionnelle étudiée
Sur le Cycle de Vie Aspects environnementaux entrants ou
sortants 4Base de données d’ICV :
bases de données référencées (ex. Ecoinvent)
ou établies directement par les producteurs de matériaux ou
de systèmes
• Matières premières Cycle de vie • Emissions
• Minerai
• Eau
du produit atmosphériques :
CO2, CO,NOx, N2O, SOx,
• Pétrole poussières,
• Extraction matières hydrocarbure,..;
• Gaz • Effluents liquides :
premières
• Charbon nitrates, phosphates,
• Energie processus fluorures
• Déchets : dangereux,
• Fin de vie non dangereux,
industriels, inertes,..
• Recyclables ou
Entrées non
Sorties
53. Évaluation de l’impact : étape cruciale
les inventaires de flux (entrants et sortants) sont regroupés
en une liste d’indicateurs d’impacts potentiels
Logiciels
Simapro, Gabi,
Open LCA,...
Matières
Épuisement des
premières ressources
Émissions
atmosphériques Changement
climatique
Assemblages Acidification
.......
Effluents
Énergies liquides
Inventaire Cadres méthodologiques Dommages
Flux entrants et ACV -> Impacts
sortants CML, Recipe, BEES,... Ou
-> note globale
6Exemple :
Éléments d’inventaires rentrant
dans le calcul d’assemblage
pour l’indicateur
« Épuisement des ressources
non abiotiques »
Exprimés en kg d’équivalent
antimoine
Exemple : silicium
= 1,40.10-11 kg éq antimoine
7ACV APPLIQUÉE AUX MATÉRIAUX DE
CONSTRUCTION : EPD OU DEP
Méthode d’assemblage « EPD »
Environmental Product Declaration ou EPD / DEP
Selon la norme EN 15804 en France depuis le 1 er juillet 2014
Utilisation possible des FDES : Fiches de Déclaration
Environnementale et Sanitaire selon le format NF P 01-010
uniquement en application jusqu’au 30 juin 2019
8ACV APPLIQUÉE AUX MATÉRIAUX DE
CONSTRUCTION : EPD OU DEP
« Méthode » EPD »
Environmental Product Declaration ou EPD / DEP
Selon la norme EN 15804 en France depuis le 1 er juillet 2014
Indicateurs : Impacts environnementaux
4 séries de paramètres
Utilisation des ressources
Catégories de déchets
Flux sortants
Utilisation possible des FDES : Fiches de Déclaration
Environnementale et Sanitaire selon le format NF P 01-010
uniquement en application jusqu’au 30 juin 2019
8Déclaration des paramètres environnementaux
Impacts environnementaux
Catégorie d’impact Unité /UF ou UD
Épuisement des ressources kg de Sb équiv.
abiotiques non fossiles Utilisation des ressources
Épuisement des ressources MJ Paramètre Unité /Uf
abiotiques fossiles ou UD
Acidification des sols et de l’eau kg de SO2 équiv. E primaire renouvelable sauf utilisées MJ
mat. premières
Appauvrissement de la couche kg de CFC 11 équiv.
d’ozone E primaire renouvelable utilisées mat. MJ
premières
Réchauffement climatique kg de CO2 équiv.
Eutrophisation kg de (PO4)3- E primaire renouvelable totale MJ
Formation d’ozone photochimique kg d’éthène équiv. E primaire non renouvelable sauf MJ
utilisées mat. premières
Catégories de déchets E primaire non renouvelable utilisées MJ
mat. premières
Paramètre Unité /UF ou UD
E primaire non renouvelable totale MJ
Déchets dangereux éliminés kg
Matière secondaire kg
Déchets non dangereux éliminés kg
Combustibles secondaires MJ
Déchets radioactifs éliminés kg renouvelables
Flux sortants Combustibles secondaires non MJ
Composants -> réutilisation kg renouvelables
Matériaux -> recyclage kg Eau douce m3
Matériaux récup. d’énergie kg
9
Énergie fournie à l’extérieur MJRegardons cela d’un peu plus près :
Détaillons certains indicateurs ...
10Épuisement des ressources abiotiques fossiles
(combustibles) + Utilisation de l’énergie
Énergie grise
11Source : Isolation thermique et écologique J.P. Oliva et S. Courgey
12Réchauffement climatique
Indicateur traduisant la contribution à l’accroissement de
l’effet de serre
Les contributeurs principaux parmi les GES sont :
Dioxyde de carbone CO 2 (équivalence CO 2 = 1)
Méthane CH 4 (équivalence CO 2 = 21)
Protoxyde d’azote N 2 O (équivalence CO 2 = 310)
Unité : kg équivalent CO 2 (kg eq CO 2 )
13Réchauffement climatique
Indicateur traduisant la contribution à l’accroissement de
l’effet de serre
Les contributeurs principaux parmi les GES sont :
Dioxyde de carbone CO 2 (équivalence CO 2 = 1)
Méthane CH 4 (équivalence CO 2 = 21)
Protoxyde d’azote N 2 O (équivalence CO 2 = 310)
Unité : kg équivalent CO 2 (kg eq CO 2 )
« correspond » au bilan carbone ou presque :
attention aux unités :
Bilan GES kg éq CO2 Voir présentation d’ Aurélie WOLFF
Bilan Carbone et matériaux de substitution
Bilan carbone Kg éq C 13Impacts environnementaux Source : Isolation thermique et écologique J.P. Oliva et S. Courgey En vert : isolants « puits de carbone » peu transformés ou denses En jaune : isolants neutres : laines végétales En rouge : isolants au bilan carbone très défavorable : minéraux et synthétiques 14
Pour mémoire : indicateurs d'impacts
environnementaux de la norme NF P 01-010
Épuisement +
Utilisation
réorganisation Détail fossile
ou non
Dans
utilisation
N’est pus
comptabilisé
15QUELQUES POINTS
ESSENTIELS AVANT DE
CONCLURE
16Revenons à l’étape 4 de l’ACV : l’interprétation
Comment représenter de manière simple mais non simpliste
l’analyse multicritères et multi étapes ?
17Revenons à l’étape 4 de l’ACV : l’interprétation
Comment représenter de manière simple mais non simpliste
l’analyse multicritères et multi étapes ?
Moyenne pondérée entre indicateurs,
Selon l’application de l’ACV
Valeurs relatives, valeurs absolues,
Mais
Valeurs de références,
Attention à l’objectivité 17
etc ....Un exemple de moyenne pondérée
Comparaison de l'impact sur l'environnement (exprimé en points environnementaux ReCiPe (Pt)) d'une poutre en béton armé,
d'une poutre en acier et d'une poutre en bois stratifié, compte tenu des dimensions (travée et intervalles) et de la charge du
plancher portant (exemple et dimensions basés sur KBOB, Données des écobilans dans la construction, 2007/1, 2007
18Un exemple de comparaison en valeur relative
par indicateur
N. Serres, S. Braymand, F.Feugeas, Matériaux 2014 & Journal of
Building Engineering, Elsevier, Vol. 5:24-33, March 2016
19Un exemple de comparaison en points cumulés
N. Serres, A. Ferraille, S. Braymand, R. Idir, Recybéton 2013
20Comment passer d’une ACV « constituant »
-> à une ACV « matériau composite » Exemple : Granulat
-> puis à une ACV « élément » -> Béton
-> puis à une ACV « ouvrage » ->Chaussée
-> Autoroute
21Comment passer d’une ACV « constituant »
-> à une ACV « matériau composite » Exemple : Granulat
-> puis à une ACV « élément » -> Béton
-> puis à une ACV « ouvrage » ->Chaussée
-> Autoroute
Pour réaliser une ACV, la connaissance des ICV des
constituants et des ICV des sous process est indispensable.
Une ACV complète d’un process ne se fait pas en
additionnant les indicateurs d’impacts des constituants du
process mais en renseignant les ICV.
Sinon
ACV partielle ou étude d’impact isolé
somme des effets des constituants ou des effets des
étapes du process mais le système complet n’est pas
pris en compte.
Existe outils logiciel ouvrage :
béton (Betie), bâtiment (Equer), ou route (Sève) 21 Une application ACV sera présentée par Walid CHEBBI
«Approche environnementale par analyse du cycle de vie
de l’emploi des granulats à base de laitiers dans la
route »
Merci pour votre attention
Sandrine Braymand
Maître de Conférences
Laboratoire Icube – IUT Génie Civil
72 route du Rhin, 67411
Ilkirch Cedex, France
s.braymand@unistra.fr
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