ANALYSE DU CYCLE DE VIE DES MATERIAUX ET DES STRUCTURES DE CHAUSSEES

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1 ANALYSE DU CYCLE DE VIE DES MATERIAUX ET DES STRUCTURES DE CHAUSSEES Introduction à l Analyse du Cycle de Vie Dr Isabelle BLANC Ecole des Mines de Paris Isabelle.blanc@ensmp.fr I. Blanc Février

2 Aperçu u historique: un intérêt croissant au niveau international 1973 Crise de l'énergie => bilans énergétiques 1977/90/97 Ecopoints (BUWAL 130/237) 1984/91/97 ACV de matériaux d'emballages (BUWAL 24/132/250) 1993 Le guide CML (Leiden University) SETAC A code of practice Society for Environmental toxicity and chemistry 1994 Systèmes énergétiques : inventory (ESU-EPFZ) - Energie, Stoff + Umwelt SETAC «Working groups»: cadre d'analyse ISO 14040/41/42 (International Standard Organisation) SETAC-UNEP Life Cycle Initiative Base de donnée Ecoinvent Plateforme Européene JRC: «LCA Info Hub internet site» : mise à disposition des données d inventaires I. Blanc Février

3 Etude d'impact environnemental et analyse du cycle de vie Berceau Tombe Global ACV Rapporté à la fonction du produit Régional Local EIE Rapporté aux alentours d'une nouvelle construction I. Blanc Février

4 Analyse du risque et analyse du cycle de vie Berceau Tombe Global ACV Effets multiples Rapporté à la fonction du produit Régional Local Seulement toxicité Analyse Risque Par kg de substance I. Blanc Février

5 Une vision globale des enjeux nécessaire : temporelle & spatiale 100% Effort environnemental 80% 60% Impacts 40% 20% 0% Berceau Traitement Matières 1er trim. 2e Production trim. 3e Utilisation trim. déchets 4e trim. premières Tombe I. Blanc Février

6 ACV ISO Relie l impact environnemental à la fonction d un produit/service - Bilan quantifié sur tout le cycle de production, berceau à la tombe - Effets multiples: effet de serre, toxicité, ressources, etc. Définition des objectifs et du système Inventaire des polluants et des matières premières Analyse de l impact Interprétation Applications directes: - Développement de produits et améliorations - Planification stratégiques - Mises en place de politiques publiques - Marketing - Autres I. Blanc Février

7 Définition des objectifs et du système Cette phase consiste à : décrire l étude, ses objectifs et son champ d application : but, application, mandataire, public, acteurs de l ACV; analyser la fonction du système étudié; définir l unité représentative de cette fonction, sur la base de laquelle l ensemble des scénarios sont comparés : l unité fonctionnelle; préciser le système et déterminer ses limites. L ACV est une démarche d comparative I. Blanc Février

8 Comparaison de matériaux par unité de masse 100% 80% 60% 40% Par kg de matériau Phosphates Nitrates NH3 SO2 NOx HC 20% 0% PS PC PS PC PS PC CO Part. N2O CO2 Ecopoints Vol. critiques Surf.-temps critiques I. Blanc Février

9 Unité de volume en accord avec la fonction! Par m 3 de matériau Phosphates 200% 150% Nitrates NH3 SO2 100% 50% NOx HC CO 0% PS PC PS PC PS PC Part. N2O CO2 Ecopoints Vol. critiques Surf.-temps critiques I. Blanc Février

10 Cycle de vie d un d système de production Source: EU - JRC I. Blanc Février

11 Impact framework Midpoint categories Damage categories Human toxicity Respiratory effects Human health INVENTAIRE LCI Results Ionizing radiation Ozone layer depletion Photochemical oxidation Acidification Eutrophication Terrestrial ecotoxicity Aquatic ecotoxicity Land occupation Climate change Non-renewable energy Mineral extraction Ecosystem quality Climate change (life supporting system) Resources sph.umich.edu/riskcenter/jolliet/impact2002. /impact2002.htm I. Blanc Février

12 Global Warming Potentials (IPCC 91: International panel on climate change; IPCC 95 for methane) Substance Formula GWP500 [kgco2/kg] Carbon dioxide CO2 1 Methane CH4 6.5 Dinitrogen oxide N2O 170 Trichlorofluoromethane (CFC-11) CFCl Dichlorodifluoromethane (CFC-12) CF2Cl Chlorotrifluoromethane (CFC-13) CF3Cl Tetrafluoromethane (CFC-14) CF4 >5300 Chlorodifluoromethane (HCFC-22) CHF2Cl 540 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane (CFC-113) C2F3Cl ,2-dichlorotetrafluoroethane (CFC-114) C2F4Cl Chloropentafluoroethane (CFC-115) C2F5Cl 8500 Hexafluoroethane (CFC-116) C2F6 >7200 1,1-dichloro-2,2,2-trifluoroethane (HCFC-123) CHCl2CF chloro-1,2,2,2-tetrafluoroethane (HCFC-124) CHFClCF3 150 Pentafluoroethane (HFC-125) CHF2CF ,1,1,2-tetrafluoroethane (HFC-134a) CH2FCF ,1-dichloro-1-fluoroethane (HCFC-141b) CH3CFCl chloro-1,1-difluoroethane (HCFC-142b) CH3CF2Cl 620 1,1,1-trifluoroethane (HFC-143a) CH3CF ,1-difluoroethane (HFC-152a) CH3CHF2 49 Tetrachloromethane (HC-10) CCl ,1,1-trichloroethane (HC-140a) CH3CCl3 34 Bromotrifluoromethane (HALON-1301) CF3Br 2300 Trichloromethane (chloroform) CHCl3 9 Dichloromethane CH2Cl2 5 Carbon monoxide CO 0 Non-methane hydrocarbons (NMHC) - 0 Nitrogen oxides NOx 0 I. Blanc Février

13 Covered LCI results 769 IMPACT Quelle exploitation de l inventaire l? + sources Midpoint category Human toxicity (carcinogens + non-carcinogens) Reference IMPACT Respiratory (inorganics) Ecoindicator Ionizing radiations Ecoindicator Ozone layer depletion USEPA and Ecoindicator Photochemical oxidation Ecoindicator Aquatic ecotoxicity IMPACT Terrestrial ecotoxicity IMPACT Terrestrial acidification/nutrification Ecoindicator 99 Midpoint reference substance Kg_equivalent of reference substance Damage unit DALY n/a PDF*m 2 *yr Normaliz ed damage unit 10 Aquatic acidification CML 2002 n/a n/a 10 Aquatic eutrophication CML 2002 n/a n/a 15 Land occupation Ecoindicator 99 PDF*m 2 *yr points n/a points 77 Global warming IPCC 2001 (500) 9 Non-renewable energy Ecoinvent 20 Mineral extraction Ecoindicator 99 kg eq CO 2 into air MJ points I. Blanc Février

14 Normalisation Impact Catégories de dommages Facteurs de Normalisation Unités Santé humaine DALY/point Qualité des écosystèmes Changement climatique PDF.m 2.yr/point kg CO 2 eq/point Resources MJ/point Acidification aquatique Eutrophisation aquatique 75.1 Kg eqso2 /pers/an 13.4 Kg eqpo4 /pers/an 1 point = pers/an -- DALY = Année de vie perdue PDF = fraction potentielle d espèce disparue I. Blanc Février

15 Quelques pistes de réflexion r Pourquoi? Dans quel but? Normalisation choix de tracé choix de matériaux évaluation de nouvelles filières de recyclage de matériaux? Comment? Quel référentiel? Quels outils? quelles BDD? quelles méthodes d impacts? Qualité et fiabilité des données? choix des indicateurs Pour qui? Quelle diffusion? Qui? Interne externe Indépendance des approches Revue critique approche concertée/indépendante I. Blanc Février