ÉCOLE POLYTECHNIQUE DÉPARTEMENT DE GÉNIE CHIMIQUE CONCEPTION ENVIRONNEMENTALE ET CYCLE DE VIE- GCH 2220 EXAMEN FINAL

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1 ÉCOLE POLYTECHNIQUE DÉPARTEMENT DE GÉNIE CHIMIQUE CONCEPTION ENVIRONNEMENTALE ET CYCLE DE VIE- GCH 2220 EXAMEN FINAL DATE : 30 avril 2009 HEURE : 9h30, salle A-532 TOTAL : 20 points avec 2 points en questions bonus RESTRICTIONS : Toute documentation du cours et calculatrice (non-programmable) permises Écrire toutes vos réponses sur le cahier de réponses, le questionnaire n est pas corrigé (vous pouvez le garder)! Correction de la partie A : Pour obtenir le point, il faut identifier toutes les bonnes réponses (il peut y en avoir une seule, 2, 3, 4, ou toutes), et ne pas identifier de mauvaises réponses. Identifier une mauvaise réponse entraine automatiquement la note zéro pour la question. Partie A : Questions à choix multiples Indiquer vos réponses clairement dans votre cahier de réponses. En cas de doute et une seule fois par question, vous pouvez brièvement (!) justifier votre réponse. Si votre raisonnement reflète une bonne compréhension de la matière en question, le tout sera pris en compte lors de la correction. Question 1 Pendant le calcul d une ACV on additionne : a) les flux élémentaires par substance après l analyse de l inventaire ; b) les flux élémentaires correspondant à la même catégorie d impact ; c) les flux économiques par processus ; d) les scores d impact de toutes les catégories d impact ; e) les scores d impact normalisés et pondérés ; f) les scores d impact contribuant à la même catégorie d impact ; g) les flux économiques par catégorie d impact ; Question 2 Laquelle ou lesquelles des affirmations suivantes décrit/décrivent la différence entre un flux élémentaire et un flux économique? a) Un flux économique quantifie l extraction d une ressource de l environnement, un flux élémentaire quantifie une émission dans l environnement. b) Les flux économiques ne sont pas multipliés par des facteurs de caractérisation. c) Un flux de référence est constitué d un flux économique mais jamais d un flux élémentaire. d) Les unités des flux économiques et élémentaires ne sont jamais les mêmes. Question 3 Laquelle ou lesquelles des affirmations suivantes est/sont vraie/s : L ozone a) est un gaz nocif pour la santé humaine. b) troposphérique protège la vie sur terre des effets nocifs du rayonnement solaire. c) stratosphérique n a pas d influence sur la santé humaine. d) est la cause principale du smog d hiver. e) est notamment émis par des véhicules à moteurs à combustion. 1

2 Question 4 Le développement durable est basé sur : a) l égalité des chances et du potentiel de développement intergénérationnel, donc axé sur le temps ; b) l égalité des chances et du potentiel de développement intra-générationnel, donc axé sur la géographie ; c) principalement la croissance économique ; d) les besoins sociaux, environnementaux et économiques des générations concernées ; e) la protection de l environnement comme but principal. Question 5 Voici l inventaire de GES de 2 systèmes. Quelle option recommanderiez-vous? GES Système A SystèmeB CO 2 3 kg 3 kg CH 4 21 g 25 g CF mg 300 mg CO 2 g 5 g a) Le système A génère 3,0239 kg de GES et le système B génère 3,0303 kg de GES. Le système A est donc plus avantageux. b) Impossible de conclure car le système A n est pas plus avantageux pour tous les GES. c) L incertitude des résultats rend toute conclusion hasardeuse. d) Ça dépend de l unité fonctionnelle. Si le système B a une meilleure efficacité, il pourrait être plus avantageux. e) Il faudrait passer à l étape d évaluation des impacts pour pouvoir conclure. Partie B : Questions à développement Question 6 Soit les résultats d ACV suivants : Catégorie de dommage Résultats produit 1 Résultats produit 2 Santé humaine 2,45x10-6 DALY 1,26x10-6 DALY Écosystèmes 1,25x10-2 PDF*m 2 *an 9,86x10-3 PDF*m 2 *an Changements climatiques 3,54 kg CO 2 éq. 2,95 kg CO 2 éq. Ressources 92 MJ 54 MJ 0.5 point 0.5 point a) Pour le produit 1, pour quelle catégorie de dommage l impact potentiel est le plus grand? Justifiez votre réponse. b) Lequel des deux produits a la meilleure performance environnementale? c) Nommez deux sources d incertitude pouvant faire varier les résultats obtenus et expliquez comment ces incertitudes pourraient influencer la conclusion posée en b. Question 7 a) Expliquer en quelques lignes en quoi consiste une analyse de sensibilité réalisée lors de la phase d interprétation des résultats de l ACV. b) Donner un exemple d une analyse de sensibilité pouvant être réalisée sur l ACV d un système d isolation à base de laine de fibre de verre. 2

3 Question 8 Les impacts toxiques des contaminants dans l eau ne sont pas négligeables pour la population humaine, surtout à cause de l exposition pendant la prise d une douche. Afin de pouvoir les considérer dans l ACV, il nous faudrait calculer des facteurs de caractérisation pour cette voie d exposition : a) Bâtissez une chaine de cause à effet pour les effets toxiques causés par la prise d une douche. bonus b) Question Bonus : Déterminez un indicateur valable au niveau problème et un autre au niveau dommage, qui pourrait servir pour calculer des facteurs de caractérisation. Question 9 Vous êtes à l emploi de la compagnie Barbatruc, un important fabricant de rasoirs électriques et jetables pour hygiène personnelle. Dans le cadre de l implantation, au sein de la compagnie, d une nouvelle stratégie de conception environnementale, votre patron vous demande de procéder à la comparaison de deux de ces produits vedettes : rasoir jetable écologique «l Ecosens» et rasoir électrique «l Électrovert». Pour ce faire, vous optez pour une méthode simplifiée : MIPS. L unité de service que vous proposez est : le rasage d une barbe chaque semaine pendant 1 an. Modèle 1 Rasoir Jetable Modèle 2 Rasoir Électrique Matériaux Quantité (g) Manche-PVC 100 g Lame-Acier inoxydable 30 g Emballage- 10 g Polypropylène Durée de vie : 30 ans Consommables : 15 rasoirs par mois 4 l d eau par rasage 50 km de transport pour l enfouissement Nécessite 0,06 kwh d électricité par kg produit Matériaux Quantité (g) Grille protectrice- 50 Aluminium Lame-Acier inoxydable 30 Étui d entreposage-coton 50 Durée de vie : 10 ans Consommables : 5 W d électricité pour un rasage de 3 minutes 0.1 kg de produit nettoyant pour le rasoir 50 km de transport pour enfouissement Nécessite 0,03 kwh d électricité par kg produit En supposant les MIT suivants et ceux de la page D-24 du polycopié : Matériau Quantité de matière naturelle utilisée («Material Intensity») MIT [t/t] Abiotique Biotique Eau Air Mouvement des sols Aluminium primaire Acier primaire 6, Plastique (PE) Coton Produit nettoyant Eau

4 Énergie Quantité de matière naturelle utilisée («Material Intensity») MIT [t/mwh] Électricité Transport Camion (incluant infrastructures) Quantité de matière naturelle utilisée («Material Intensity») MIT [kg/tkm] points 2 points bonus a) Déterminer lequel des deux produits semble faire un meilleur usage des ressources naturelles. b) Dans le but d améliorer la performance environnementale du produit non performant, proposer une piste d amélioration et quantifier l ordre de grandeur des bénéfices de votre proposition. c) Plusieurs méthodes ont été développées dans le but de simplifier l analyse du cycle de vie : Demande cumulative en énergie, Ecoindicateur et MIPS. Expliquer (schématiquement) la différence entre ces trois méthodes (en tenant compte des flux élémentaires et économiques) tout en montrant en quoi réside la simplification comparativement avec l analyse du cycle de vie détaillée. (réponse sous forme schématique-pas de texte) d) Question Bonus : L hypothèse de base des développeurs des MIPS est la suivante: moins un produit utilise de ressources naturelles, moins il génère d impacts environnementaux. Commenter en 3 lignes maximum la validité de cette dernière. Question 10 On vous demande de réaliser une analyse du cycle de vie sur de la peinture à l huile utilisée pour peindre les murs d une maison. La peinture est composée à 30% de résine alkyde, 30% de pigment de dioxyde de titane et de 40% de solvant organique. L usine de fabrication de la peinture utilise 0,05 kwh d électricité par kg de peinture produite. La peinture est mise dans des pots de métal de quatre litres et chaque pot de peinture peut couvrir une surface de 50 m 2. Une fois vides, les pots (qui pèsent 250 g chacun) sont envoyés vers un site d enfouissement. La peinture a une masse volumique de 1 kg/litre. Les tableaux suivants donnent les informations sur les distances de transport (toutes parcourues par camion) et sur la quantification de quelques flux élémentaires pour chacun des processus impliqués. Transport Distance parcourue Résine alkyde vers usine de peinture 500 km Pigment de TiO 2 vers usine de peinture 200 km Solvant organique vers usine de peinture 100 km Usine de peinture vers détaillant 300 km Processus Flux économique sortant Flux élémentaires Fabrication de résine alkyde 1 kg CO 2 : 2,64 kg CH 4 : 6,47 g Fabrication de pigment TiO 2 1 kg CO 2 : 4,08 kg CH 4 : 12,8 g Fabrication de solvant 1 kg CO 2 : 0,814 kg CH 4 : 3,03 g Fabrication du pot de métal 1 pot CO 2 : 0,5 kg CH 4 : 2,03 g 4

5 Transport par camion Électricité Enfouissement du pot 1 t*km 1 kwh 1 pot enfoui CO 2 : 0,167 kg CH 4 : 0,189 g CO 2 : 0,615 kg CH 4 : 2,07 g CO 2 : 0,002 kg CH 4 : 0,005 g 1.5 points 1.5 points a) Donnez un exemple d une unité fonctionnelle pouvant être utilisée pour cette étude et le flux de référence qui y est associé. b) En considérant seulement les processus pour lesquels vous avez de l information, dessinez un arbre de processus pour le cycle de vie de la peinture. c) Calculez le résultat d inventaire pour le dioxyde de carbone (CO 2 ) et le méthane (CH 4 ) en utilisant 1 pot de peinture comme flux de référence. d) Calculez l impact total pour la catégorie des changements climatiques en utilisant les facteurs de caractérisation suivants. Flux élémentaire Dioxyde de carbone Méthane Facteur de caractérisation 1 kg CO 2 équivalent 7,5 kg CO 2 équivalent 5