TM- MECA a ECOCONCEPTION - COURS

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1 I UNE AUTRE CONCEPTION DE LA CONCEPTION I-1 EVOLUTION HISTORIQUE DE LA CONCEPTION La conception d un produit a pour but de lui permettre de remplir certaines fonctions. L évolution de la conception se traduit donc par l ajout continu de nouvelles fonctions, afin de prendre en compte de nouvelles exigences de la société ou de l utilisateur : Fonctionnalités de base Design industriel (+beau, +ergonomique) Qualité (+fiable) Sécurisation (+sûr) Développement durable (+respectueux) I-2 DEFINITIONS DE L ECO-CONCEPTION Démarche de conception visant à minimiser l impact environnemental d un produit tout en préservant sa valeur (cf. Analyse de la Valeur), voire en l augmentant. Intégration des aspects environnementaux dans la conception et le développement de produits (ISO 14062) L écoconception consiste donc à intégrer l'environnement dès la phase de conception des produits, qu'il s'agisse de biens, de services ou de procédés. Cette intégration repose sur une approche globale et multicritère de l'environnement et est fondée sur la prise en compte de toutes les étapes du cycle de vie des produits. L écoconception peut intervenir au niveau de : - La conception d un produit nouveau - L évolution ou le remplacement d un produit existant (reconception) - La validation d une nouvelle solution technologique En élargissant le champ d investigation au-delà du seul produit étudié (à l aide par exemple d une démarche de créativité de type TRIZ), on peut trouver d autres méthodes pour réduire l impact environnemental : - Offre de service accompagnant le produit (containers de recyclage+ collecte) - Nouveaux concepts pour remplacer le produit tout en remplissant les mêmes fonctions de manière plus écologique (piles accumulateurs ou dynamo). - Intégration de fonctions (téléphone+montre+sms+lampe torche+ ) - - Fractionnement pour réduire la partie jetable (têtes de brosses à dents, recharges ) Mise en commun de sous-ensembles sur plusieurs produits (cordon et base pour Iphone et Ipod, queues standard de casseroles et de poêles) Le tableau ci-dessous présente une classification des différents niveaux d écoconception par ordre de radicalité dans la démarche. Plus le niveau d écoconception augmente, plus l écoefficacité sera élevée.

2 I-3 PLACE DE L ECO-CONCEPTION DANS LE CYCLE DE CONCEPTION Dans le cas d un produit éco-conçu dès l origine, la démarche d écoconception doit être manée en parallèle avec celle de conception, sans l alourdir exagérément. En cas de conflit dans les choix (exemple : solution plus écologique mais plus coûteuse), un ordre de priorité devra être défini avec le commanditaire. Dans le cas d une reconception, l analyse du produit existant sera prépondérante :

3 II IMPACTS DE L ECOCEPTION POUR L ENTREPRISE II-1 INTERETS Le respect des Directives européennes Elles sont de plus en plus nombreuses et couvrent d ores et déjà tous les champs de pollution existants : - Directives de fin de vie : - VHU (véhicules hors d usage) - DEEE (Déchets d Equipements Electriques et électroniques) ou WEEE : 70 à 80% de recyclabilité - LSD (Limitation des substances dangereuse) ou RoHS : Pb, Mercure, Cadmium, Cr hexavalent, retardateurs de flammes - Directive EuP (Energy Using Product) : pour les équipements consommant de l énergie. - Règlement Reach (Registration, Evaluation and Autorisation of Chemicals) : pour les substances chimiques. - Directive «Emballages» - Système ETS (Emission Trading Scheme) sur les quotas d émission de gaz à effet de serre Par ailleurs, cette tendance étant irréversible, la démarche d écoconception a également pour devoir d anticiper les futures normes qui viendront compléter ou renforcer celles-ci. Autres intérêts Il est possible de transformer la «contrainte écologique» en opportunité pour l entreprise. L écoconception d un produit peut en effet être l occasion d en réduire le coût global (réduction des flux, des emballages, de la maintenance, des transports, des frais de recyclage) En outre, elle représente un bénéfice de plus en plus recherché en terme d image de marque ; il est à noter que ce principe peut conduire à un effet purement publicitaire pervers : l Ecoblanchiment (green washing) Concrètement, après avoir procédé à une ACV sur un produit ou une gamme de produits, l entreprise le valorisera en effectuant une déclaration environnementale de Type III (ISO 14025). Ces déclarations sont destinées à une communication interentreprises, mais leur utilisation pour la communication entre une entreprise et des particuliers dans certaines conditions n'est pas exclue. II-2 INCONVENIENTS Le premier frein qui vienne à l esprit est financier. En effet, les impératifs environnementaux ne manqueront pas d alourdir un cahier des charges parfois déjà conséquent (même si comme on l a vu, il arrive que l écoconception amène une réduction des coûts). Par ailleurs, un investissement est nécessaire pour changer la démarche de conception, et ce au plan : - Financier (achat de logiciel, formation du personnel ) - Personnel (investissement en temps, implication ) Enfin, l entreprise n a tout simplement pas toujours accès à l expertise nécessaire pour effectuer cette conversion.

4 III CYCLE DE VIE D UN PRODUIT III-1 LES ETAPES DU CYCLE DE VIE Les étapes du cycle de vie d un produit sont résumées dans le schéma suivant : Fabrication Matières premières Packaging et Distribution (Energie de combustion) Utilisation/Consommation et Maintenance Déchet final Les flèches rouges illustrent le circuit traditionnel du cycle de vie du produit. Les flèches vertes illustrent les circuits de valorisation du produit. A chacune de ces étapes, ainsi qu au cours des transports, la pollution s effectue par : - Des Flux entrants (matière première, énergies nécessaires) - Des Flux sortants (Rejets, Déchets) III-2 OBJECTIFS GLOBAUX DE L ECOCONCEPTION Sachant cela, on peut mieux ébaucher une définition des objectifs de l Eco-conception : - Préserver les ressources naturelles - Minimaliser de la consommation d énergie - Minimaliser des émissions - Minimaliser des déchets - Minimaliser des substances dangereuses Actions sur les flux entrants } Actions sur les flux sortants III-3 LE RISQUE DE TRANSFERT DE POLLUTION (OU TRANSFERT D IMPACT) Le transfert de pollution constitue le principal piège d une étude qui ne tiendrait pas compte de toutes les étapes du cycle de vie d un produit, et à chacune de ces étapes de tous les critères environnementaux (voir chapitre suivant). Exemple : pour réduire l énergie à la production d une pièce, on remplace le matériau actuel (ferraille) par un plastique non recyclable. Au final, l impact environnemental sera plus important.

5 IV LES OUTILS D ECO-CONCEPTION IV-1 LES OUTILS EXISTANTS Bases de données de matériaux : Ecoinvent, ETH-ESU 96, Buwal, IdeMat, CES Selector Outils d évaluation des impacts : Eco-indicator 99 Logiciels réalisant l ACV : EIME, SimaPro, TEAM ACCV : analyse carbone sur le cycle de vie Tous les outils de l éco-conception sont des outils préventifs. On peut les classer suivant deux critères : l objectivité de l évaluation environnementale qu ils permettent d obtenir (de qualitatif à quantitatif) et les pistes d amélioration qu ils donnent à l éco-concepteur. Nous traiterons principalement des outils d évaluation, car ils sont les plus faciles à mettre en œuvre. En ce qui concerne l amélioration, quelques pistes seront fournies au chapitre V-1. IV-2 OUTILS D EVALUATION L évaluation des impacts environnementaux d un produit est capitale pour : - Valider une solution écoconçue - Evaluer l impact d une solution non écoconçue, en vue d une reconception Comme on l a vu au chapitre III-3, l étude doit être aussi exhaustive que possible pour éviter tout risque de transfert de pollution ; il faut cependant garder en mémoire que le coût de l évaluation dépendra de cette exhaustivité. L Analyse du Cycle de Vie (ACV) L Analyse du cycle de Vie est une évaluation des impacts d un produit, aussi exhaustive que possible. Généralement réalisée par un organisme spécialisé, son coût avoisine Elle tient compte : - De toutes les étapes du cycle de vie du produit (Multi-étape) - Du maximum de critères environnementaux à chaque étape (Multi-critères) - Des composants périphériques au produit lui-même : emballage, consommables (Multi-produit) L'analyse du cycle de vie est régie par les normes de la série ISO à ISO Au croisement de chaque critère et de chaque étape, est menée une étude en quatre phases : la définition des objectifs et du champ de l'étude l'analyse de l'inventaire l'évaluation de l'impact l'interprétation des résultats obtenus en fonction des objectifs initiaux.

6 L ESQCV L'évaluation simplifiée et qualitative du cycle de vie ou ESQCV est une méthode basée sur une évaluation qualitative des impacts, évaluation également réduite à certaines étapes du cycle de vie. C est une démarche sélective consistant à rechercher des options de conception permettant de réduire le poids d'un ou de plusieurs critères environnementaux (ex : émission de Gaz à effet de serre) préalablement identifiés et vérifier que les pistes d'amélioration retenues ne risquent pas d'aggraver d'autres impacts. Concrètement, l'entreprise renseigne un questionnaire balayant différents critères préalablement sélectionnés. Les réponses apportées positionnent le produit à un niveau " bon ", " moyen " ou " faible ". Cette démarche présente l'avantage d'être facilement appropriable par les PME-PMI L Ecobilan et autres outils synthétiques Ils identifient les flux en vue de réduire les coûts et les impacts environnementaux Pour faciliter l'évaluation des différentes options de conception ou d'amélioration des produits, L'intérêt de ces outils réside dans leur commodité d'emploi : pour disposer d'une évaluation, il suffit à l'utilisateur de répondre à un certain nombre de questions prédéterminées. Parmi ces outils, on distingue : les check-lists qui sont toujours spécifiques à une catégorie de produits donnée et prennent en compte les aspects quantitatifs et qualitatifs (ex : critères destinés à favoriser la réutilisation), les logiciels (EIME pour les produits électroniques, EDIT pour l'automobile...)

7 V UNE DEMARCHE D ECO CONCEPTION V-1 Exemple d améliorations à apporter à chaque étape de la vie du produit Matériaux (critères tenant compte de toutes les étapes) : Obtention des matières premières : - Réduction de la masse et du volume des pièces, du nombre de pièces - Privilégier les matériaux peu ou pas toxiques - Privilégier les matériaux consommant peu d énergie - Privilégier les matières premières recyclables, recyclées, ou provenant de ressources renouvelables. Production : Packaging et Distribution : Utilisation/Consommation et Maintenance : Fin de vie : - Réduire le nombre d étapes de production et le transport entre elles. - Réduction des rejets (éviter les traitements de surface, etc ) - Réduction de la consommation énergétique lors de la production - Réduction des déchets (chutes, copeaux), réutiliser les rebuts, carottes - Réduction de la masse et du volume des emballages, de leur nombre. - Privilégier les emballages les plus propres et consommant moins d énergie lors de leur production. - Privilégier les emballages recyclables ou recyclés. - Réduire la consommation énergétique du produit (fonctionnement/veille) - Minimiser les rejets (ex : Fréon) et pollutions (encres, peintures, etc ) - Prolonger la vie du produit - Favoriser l assemblage par vis ou clips - Faciliter la maintenance (fiabilité, modularité, standardisation ) - Modulariser le produit, principalement les parties à renouveler. - Choisir soigneusement les plastiques et colles utilisés. - Privilégier les monomatériaux (sinon, faciliter la séparation des matériaux) - Faciliter le désassemblage (parties valorisables ou parties toxiques ) - Rédiger une notice de fin de vie. Comme on le voit, la principale difficulté est de connaître et maîtriser chacun de ces paramètres (ex : quels sont les moyens de production les moins polluants, quels matériaux sont recyclables ou non, etc ). Certaines étapes n étant pas maîtrisées par le concepteur (conditions d utilisation, de transport, de recyclage du produit ), celui-ci en est réduit à émettre des hypothèses à leur propos. C est la raison pour laquelle l écoconception n est réellement efficace que si elle s inscrit dans une démarche de PLM, qui inclut des bases de données et des outils de choix au service du concepteur.

8 V-2 Démarche générale Les étapes d une démarche d écoconception sont les suivantes : I Identification des enjeux pour l entreprise Choix du produit à cibler. II Évaluation environnementale d une situation de référence III Recherche de pistes d éco-conception (Créativité, implication partenaires et fournisseurs...) III Aide à la décision (Attentes des clients, Faisabilité et coûts, Environnement) III Communication/information (clients et utilisateurs, autres acteurs) Dans le cadre ce cours, on se concentrera sur les étapes II et III, qui se décomposent comme suit : 1/ Trouver une ligne directrice pour améliorer le produit (en utilisant par exemple via la norme NF E ou le logiciel en ligne Ecodesign Pilot) 2/ Analyser les axes d amélioration en s inspirant du tableau fourni au chapitre V-1 ou d une liste fournie par la méthode choisie. 3/ Evaluer et classer ces axes par ordre de pertinence. 4/ Effectuer une évaluation simplifiée et qualitative des évolutions d impacts environnementaux suite à la modification (grâce par exemple au logiciel Bilan Produit 2008) Application : Etude du mini-compresseur (voir TD) Ce TD se limite aux étapes 1 à 3. La démarche choisie, inspirée de l ATEP, s appuie sur la norme NF E et consiste à produire une évaluation des impacts environnementaux. Cette évaluation sera : - Qualitative, donc les améliorations apportées ne seront pas chiffrables. - Interne au produit : il s agit de comparer entre eux les différents impacts du produit. Cette méthode ne permet donc pas d évaluer la qualité environnementale d un produit dans l absolu, ni même par rapport à un autre produit similaire. Le support est un mini-compresseur domestique, dont la durée de vie est estimée entre 2 et 4 ans pour une utilisation occasionnelle.