Intégration des contraintes environnementales dans la conception des produits

Transcription

1 Rencontre avec les Professeurs de S.I. de l académie Lycée Vauban - BREST 26 mars 2010 Intégration des contraintes environnementales dans la conception des produits 1

2 Les enjeux au niveau mondial du point de vue de l énergie Au rythme actuel de la consommation mondiale d énergie (140x10 12 kwh/an), les réserves en énergies fossiles sont les suivantes : pétrole : 40 à 50 ans, charbon : 200 ans, gaz naturel : 60 ans, nucléaire «classique, fission d U235» : 40 ans. De plus, la demande énergétique mondiale croit de l ordre de 2,2% par an et les sources énergétiques citées sont polluantes. 2

3 Réactions politiques face aux défis environnementaux Niveau mondial : Protocole de Kyoto (1997), sommets de Rio (1992), de Montréal (2005), de Bali, Niveau européen : stratégie de Lisbonne. - mise en place d une réglementation: directive VHU 2000/53 du 18 septembre 2000 qui instaure le recyclage des véhicules hors d usage (95% du poids moyen des véhicules valorisable en 2015), interdit quatre métaux lourds et la limitation d utilisation de 3000 substances toxiques; directive DEEE 2002/96/CE qui instaure le recyclage des déchets et équipements électroniques et électriques, interdit six substances chimiques et limite l utilisation d autres matières dangereuses; directive REACH qui vise à imposer l enregistrement, l évaluation et l analyse de l impact environnemental des substances chimiques à chaque stade du circuit commercial, Directive EUP qui impose l éco-conception des produits utilisant de l énergie. Les véhicules à moteur sont exclus (législation propre), les télévisions aussi. L objectif et de réduire la consommation d énergie. 3

4 Réactions politiques face aux défis environnementaux travaux de normalisation: ISO (ISO 14040: Analyse du Cycle de Vie; ISO/TR 14062: Intégration des aspects environnementaux dans la conception des produits; FD X : Prise en compte de l environnement dans le conception des produits); - objectifs environnementaux. Niveau français : Grenelle de l environnement : réduire notre consommation d énergie d ici 2020 : -38% dans le bâtiment qui est le secteur le plus consommateurs d énergie en France (42,5% de l énergie finale totale et production de 23% des émissions de gaz à effet de serre), -20% dans les transports, la mobilité, diviser par quatre les émissions de gaz à effet de serre d ici 2050 (il est à noter que l Allemagne vise une réduction de 40% par rapport à 1990 des émissions de gaz à effet de serre d ici 2020), augmenter de 20 Mtep notre production d énergies renouvelables et dépasser une proportion de 20% d énergies renouvelables dans la consommation finale d énergie, mettre en application des mesures favorisant les produits «vertueux». 4

5 Exemple dans le bâtiment Ex dans le bâtiment : construction de bâtiments et équipements publics en basse consommation d ici 2010 (50 KWh/m2 contre 240 kwh/m2 en moyenne actuellement) puis à énergie passive ou positive, nouvelles constructions de logements privés, de bureaux : 2010 : passage anticipé à la réglementation THPE, 2012 : généralisation des logements neufs à base consommation, 2020 : généralisation des logements neufs à énergie passive ou positive, lancement d un chantier de rénovation thermique des bâtiments existants. 5

6 Exemple dans le bâtiment Légende : BEPOS = Bâtiment à énergie positive BBC = Bâtiment Basse Consommation 6

7 Exemple dans le bâtiment Le développement de techniques nouvelles devra donc se concentrer sur : la réduction de manière très significative des besoins en chauffage, par des solutions en matière d isolation et de qualité de l air, cette action étant fortement prioritaire sur les chantiers de rénovation, l arrêt de la croissance des consommations d électricité, notamment aux niveaux de la climatisation et du froid, le confort d été, l éclairage et l utilisation d équipements, notamment électroniques. 7

8 Exemple dans le bâtiment la production locale d énergie, avec un fort développement des énergies renouvelables en général et du solaire en particulier (les énergies renouvelables sont aujourd hui marginales dans la production française d énergie : 6,1% de la production en ), une gestion des différentes sources de chaleur et d électricité, une mutualisation et un stockage de la production locale, le développement de l utilisation de matériaux renouvelables et la prise en compte de l énergie utilisée pour leur fabrication (énergie grise), le choix des matériaux utilisés. 1 Bois et déchets 3,4%, Hydraulique 1,8%, Déchets urbains renouvelables 0,3%, Autres (solaire, biomasse, géothermie/pac, éolien, biocarburants) 0,6% 8

9 Exemple dans le bâtiment Objectifs fixés par le Grenelle del environnement 9

10 «Evolution» des méthodes de conception? Les concepteurs vont devoir intégrer de nouvelles contraintes afin de développer des produits «écologiquement corrects», pour cela : - mettre en œuvre des méthodes et outils d évaluation de l impact environnemental des solutions étudiées: Analyse du Cycle de Vie et méthodes dérivées; critères d évaluation: production de gaz à effet de serre, création d ozone, acidification de l air, diminution de la couche d ozone, toxicité de l air, toxicité de l eau, eutrophisation de l eau, consommation de matières premières, consommation énergétique, consommation de l eau, production de déchets dangereux, outils de quantification: EIME, nouveau module de SolidWorks, etc. outils d analyse multicritères: qualité, coût, performance, impact environnemental, etc. 10

11 «Evolution» des méthodes de conception? - mettre en œuvre l éco-conception «intégrée» sans «désynchronisation» dans les méthodes connues de développement de produits: CdCF: intégrer les contraintes environnementales (critères d évaluation précédents); Créativité: introduire les critères environnementaux dans la méthode choisie(eco-triz par exemple); Design for Assembly: retenir dans les assemblages les matériaux les moins impactants sur l environnement; CCO: faire entrer les coûts environnementaux directs dans le coût objectif fixé; Analyse de la Valeur: identifier les coûts environnementaux directs; 11

12 Quels ingénieurs pour demain? Les ingénieurs de demain, à l horizon 2040, vont devoir répondre, à d extraordinaires défis technologiques : faire face au réchauffement climatique ; faire face à la pénurie d eau ; préserver la biodiversité ; gérer la fin du pétrole ; sortir du déséquilibre Nord/Sud ; répondre à l augmentation de la population (de 6 à 9 milliards en 2050) qui, de plus, devrait se concentrer dans les villes ; 12 etc.

13 Quels ingénieurs pour demain? Plus que former des spécialistes des questions environnementales, il s agit d initier les futurs ingénieurs à la mise en œuvre de méthodes et outils permettant de prendre en compte les contraintes de respect de l environnement voire de développement durable dans la conception des produits 13