Le Cycle de Vie du Matériel Informatique. Marianne PARRY & Carole CHARBUILLET- Arts et Métiers ParisTech

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1 Le Cycle de Vie du Matériel Informatique Marianne PARRY & Carole CHARBUILLET- Arts et Métiers ParisTech ANF 2012 "Informatique verte : du mythe à la réalité de terrain 19 Décembre 2012

2 Concept du «cycle de vie» Méthodologie d analyse du cycle de vie Résultats d ACV pour du matériel informatique Limites des ACV ACV et démarches d éco-conception 2

3 1. Concept du «cycle de vie» Source : pourquoi l approche du cycle de vie? PNUE, 2004 ISBN:

4 1. Concept du «cycle de vie» Cycle de vie = système qui comprend plusieurs étapes Source : 4

5 1. Concept du «cycle de vie» Exemple : cycle de vie d un produit électronique (Franz, 2010) 5

6 1. Concept du «cycle de vie» Approche du Cycle de Vie = mode de pensée qui - consiste à reconnaître en quoi nos décisions déterminent ce qui se passe à chacune de ces étapes pour pouvoir trouver des compromis valables - couvre les possibilités et les risques liés à un produit ou à une technologie sur toute la chaîne qui va de l extraction des matières premières à l élimination du produit en fin de vie utile Vision holistique Nos choix ne constituent pas un acte isolé mais se répercutent sur un système plus vaste. Faire des choix pour le long terme en tenant compte des problématiques environnementales et sociales Améliorer des systèmes entiers et non des parties de systèmes : éviter le transfert des problèmes d une étape du cycle de vie à une autres 6

7 1. Concept du «cycle de vie» Approche du Cycle de Vie = mode de pensée Outils d évaluation quantitatifs et qualitatifs de cartographie des cycles de vie et de mesure des impacts Source : IUT de Poitiers Source : /2012/recyclagebiocomposite.htm Source : Résélec 7

8 Exemple d outil simple : Matrice matériaux Energy Toxicité Développement durable et innovation : par où commencer? Démarches d éco-conception Par Corinne Gendron et Jean-Pierre Revéret Les Cahiers de la CRSDD collection recherche N pdf 8

9 1. Concept du «cycle de vie» Exemple d outil : bilan environnemental d un téléphone portable Source : ADEME net/telephoneportable/siteweb/index.html 9

10 Concept du «cycle de vie» Un outil plus complexe : l analyse du cycle de vie Méthode permettant d évaluer les impacts environnementaux potentiels d un produit Prise en compte de l ensemble du cycle de vie du produit : «du berceau à la tombe» Approche multicritères de l environnement : prise en compte des consommations et différentes classes d impacts Méthode rigoureuse, complexe donnant priorité à une approche scientifique et qui fait l objet de nombreux travaux : un cadre méthodologique normalisé 10

11 1. Concept du «cycle de vie» Historique Période Phase évènements Exemple d action Approche bilans matière, bilans énergétiques Phase d initiation Chocs pétroliers, accidents technologiques, crise industrielle, mise en place de la réglementation environnementale Réglementations sectorielles - 1 ère étude en 1969 pouvant s apparenter à un «inventaire du cycle de vie» est réalisée par Coca- Cola (bouteille alu ou verre?) - publication en 1972 du rapport du Club de Rome, Halte à la croissance?, qui introduit le concept de limite au développement, basée sur la disponibilité restreinte des ressources 1 er bureaux d études spécialisés en ACV 1ère base de données publique de données d ACV (BUWAL, Suisse) 11

12 1. Concept du «cycle de vie» Période Phase évènements Exemple d action Phase d apprentissage Phase de normalisation Directive européenne sur les déchets d emballages (exigences pour la conception) Ecolabels - Apparition du «marketing vert» et 1 ère controverses Certification ISO EMAS Rapports environnements - Lancement des ACV dans certains secteurs industriels (énergie, acier/aluminium, papier/plastique) - début du processus de normalisation (SETAC) - développement des logiciels d ACV et des bases de données «génériques» - des fabricants ont recours à l ACV pour convaincre l opinion Groupes de travail ISO sur les normes ISO (ACV) Utilisation de l ACV en appui technique pré-réglementaire 12

13 1. Concept du «cycle de vie» Période Phase évènements Exemple d action >2000 Période d usage banalisé - Directives ROHS et WEEE - Comptabilité effet de serre - IPP et directive EuP (écoconception) Déclaration de Malmö (2000) : appel lancé par les gouvernements en faveur d une économie fondée sur le cycle de vie - Sommet mondial sur le développement durable de Johannesburg (2002) : d encouragement aux modèles de consommation et de production durables - Lancement de l Initiative pour le Cycle de vie du (PNUE) en collaboration avec la SETAC - amélioration des méthodes et bases de données - Recherche de méthodes d ACV simplifiées - Déclarations environnementales Aujourd hui : un cadre cohérent avec des marges de progression possibles 13

14 Concept du «cycle de vie» Méthodologie d analyse du cycle de vie Résultats d ACV pour du matériel informatique Limites des ACV ACV et démarches d éco-conception 14

15 2. Méthodologie ACV L'ACV est une méthode d'évaluation environnementale qui permet de quantifier les impacts d'un produit (qu'il s'agisse d'un bien, d'un service voire d'un procédé) sur l'ensemble de son cycle de vie. C est une méthode : 1) Multi-étapes 2) Multi-critères 15

16 2. Méthodologie ACV Une approche monocritère peut conduire à 16

17 2. Méthodologie ACV Une approche mono-étape peut conduire à : 17

18 2. Méthodologie ACV Cadre méthodologique ISO : Management environnemental - Analyse du cycle de vie (ACV) - Principes et cadre ISO : 2006 Management Environnemental - Analyse du cycle de vie (ACV) - Exigences et lignes directrices. 18

19 2. Méthodologie ACV Objectifs et champ de l étude L objectif d une ACV doit indiquer : l application envisagée les raisons conduisant à réaliser l étude le public concerné : les personnes auxquelles il est envisagé de communiquer les résultats de l étude Le champ de l étude d une ACV doit indiquer : la couverture temporelle la couverture géographique la couverture technologique la couverture des processus (limites du système) la couverture des interventions environnementaux (extractions et émissions) la couverture des impacts 19

20 2. Méthodologie ACV Exemple de champ d étude retenu pour une ACV d un ordinateur (Choi, 2006) 20

21 2. Méthodologie ACV Exemple de champ d étude retenu pour une ACV d écran à tube cathodique (Socolof, 2005) 21

22 2. Méthodologie ACV Objectifs et champ de l étude L Unité Fonctionnelle (UF) : quantifie la fonction du système de produits étudié permet de comparer différents systèmes remplissant la même fonction La quantité de produit nécessaire pour remplir la fonction est le Flux de Référence. Niveau de détail attendu : hypothèses, limitations, qualité des données 22

23 2. Méthodologie ACV Objectifs et champ de l étude Exemples d unité fonctionnelle Utiliser un ordinateur Pentium IV 1.7 GHz, 128MB RAM, 6 heures par jour et 4 h en mode veille par jour pendant 4 ans Trouver une adresse internet Transmettre un document de 15 Mo à 1 personne Utiliser le téléphone pendant 25 minutes par jour pendant 2 ans Faire fonctionner un Ecran plasma de 42 pouces (107 cm) 4h par jour Pendant 6 ans 100 impressions couleur format A4 par jour, l appareil étant sous tension 8 heures par jour et hors tension 16 heures par jour, 20 jours par mois, pendant 3 ans 23

24 2. Méthodologie ACV Inventaire des flux entrant et sortant Bilan matière énergie Nécessite une importante et fastidieuse collecte de données 24

25 2. Méthodologie ACV Exemple de diagramme de flux retenu pour une ACV d écran LCD (Socolof, 2005) 25

26 2. Méthodologie ACV Evaluation de l impact Flux classés par catégorie d impact Les catégories orientées dommages : - L'épuisement des ressources - L'impact sur la santé humaine - Les impacts écologiques - Le changement climatique Les catégories orientées problèmes : - Le réchauffement climatique - Destruction de l'ozone stratosphérique - Acidification - Eutrophisation - Formation d'agents photo-oxydants (smog) - Atteinte des ressources abiotiques - Atteinte des ressources biotiques - Utilisation des terres - Impact éco-toxicologique - Impact toxicologique (chez l'humain) 26

27 2. Méthodologie ACV Evaluation de l impact Flux caractérisés en impact grâce à des indicateurs -Effet de Serre : Indicateur = Somme du Potentiel Global de réchauffement (PRG) de chaque composé - Acidification: Indicateur = Somme du Potentiel d Acidification (PA) de chaque composé. 27

28 2. Méthodologie ACV 28

29 2. Méthodologie ACV Étape 3 : évaluation, passage des flux aux impacts 29

30 2. Méthodologie ACV Evaluation de l impact Éléments facultatifs Normalisation : Chaque évaluation est ramené à une valeur de référence, par exemple aux impacts d'un habitant par an en France. Pondération : on affecte un poids à chaque catégorie d impact Agrégation d impacts : par exemple on regroupe tous les impacts qui ont des effets sur l homme 30

31 2. Méthodologie ACV interprétation ACV de 3 produits détergents (spray, lingettes et liquide) AFISE, 2004 Analyse de Cycle de Vie comparative des emballages de Tetra Pak, BIOIS,

32 2. Méthodologie ACV interprétation Il s agit : - d analyser les résultats - d expliquer les limites des étapes précédentes : inventaire et/ou évaluation des impacts - De fournir des recommandations de manière la plus transparente possible. Les questions au stade de l interprétation : - Quels sont les principaux contributeurs d impact? - Quelle est la sensibilité des résultats? C est-à-dire : si les hypothèses changent, est-ce que le résultat varie? - Les systèmes modélisés sont-ils complets (complétude, par exemple sur l ensemble du cycle de vie)? - Sont-ils cohérents? (entre produits comparés, par exemple) L interprétation est fonction des hypothèses de départ et de la qualité des données 32

33 Concept du «cycle de vie» Méthodologie d analyse du cycle de vie Résultats d ACV pour du matériel informatique Limites des ACV ACV et démarches d éco-conception 33

34 3. Résultats ACV ordinateur PC pentium IV fixe construit et utilisé principalement en Chine, recyclé en fin de vie (Duan, 2009) + écran (50% CRT ou 50% LCD) Actif 4,2h/jour, en veille pendant 2,6h/jour pendant 6 ans Logiciel SimaPro 7.0 Méthode Eco-indicator 99 Base de données Ecoinvent

35 3. Résultats ACV ordinateur - Phases de fabrication et d utilisation prépondérantes - Pour la fabrication 40% des impacts sont liés à la consommation de ressources (dont un peu plus de 25% de ressources fossiles) contre 27% pour la phase d utilisation - Malgré 10% d exportation la distribution représente moins de 1% des impacts - Les impacts pendant la phase d utilisation sont essentiellement dus à la consommation électrique pendant toute la durée de vie (mix énergétique chinois) - Recyclage dans les règles de l art : bénéfices 40% 27% 35

36 3. Résultats ACV ordinateur 40% 27% - Unité centrale plus impactante que les écrans Impacts essentiellement attribuables à la carte mère (54%) - impacts écrans CRT> impacts écrans LCD CRT : Impacts essentiellement attribuables au tube cathodique, aux composants électroniques et au boitier plastique LCD : Impacts essentiellement attribuables au module LCD 36

37 3. Résultats ACV Limites des ACV des PC ACV de modèles anciens et technologies dépassées: manque d ACV de PC récentes 40% 27% Manque d homogénéité dans la définition de l UF (durée de vie, modes d usage) Manque de disponibilité des données: localisation des sites de fabrication Difficultés à réaliser une ACV complète liés au nombre important de composants électroniques Certaines études ne modélisent pas tous les procédés de fabrication, ni toutes les phases du cycle de vie 37

38 3. Résultats ACV Écrans LCD /CRT Ecran CRT 17 pouces /LCD 15 pouces (Socolof, 2005) 4590h sur toute la durée de vie en mode actif, 8960h en mode veille sur toute la durée de vie (4ans en première vie, 2,5 an en deuxième vie) 40% Fabriqué au Japon, utilisation et fin de vie aux USA Life Cycle Design Software Tool (USA) 27% LCD plus impactant pour l eutrophisation et la toxicité aquatique 38

39 3. Résultats ACV Écrans LCD /CRT 40% 27% Phase de fabrication : LCD plus impactant pour 8 des catégories d impacts - Production de LCD 9X moins énergivore que production CRT - Pour les LCD, les impacts sur le réchauffement climatique sont plus important lors de la fabrication que pendant l utilisation (emploi de SF6 dans procédés de fabrication) - 64% des impacts des CRT liés au réchauffement climatique concernent les émissions de CO2 relatives à l électricité nécessaire à l utilisation de l écran) 39

40 Concept du «cycle de vie» Méthodologie d analyse du cycle de vie Résultats d ACV pour du matériel informatique Limites des ACV ACV et démarches d éco-conception 40

41 4. Limites des ACV Forces Actuellement la méthode la plus complète, le plus scientifique et la plus objective Cadre normalisé Résultats quantitatifs Reconnaissance mondiale (US EPA, ADEME, SETAC, ) 41

42 4. Limites des ACV Mais Limites méthodologiques : - Les résultats sont dépendants de la zone géographique d où proviennent les données. - Les résultats sont dépendants des hypothèses de départ et les choix effectués (peut manquer d impartialité) : C'est pourquoi les normes ISO insistent sur la transparence de la méthode (tous les choix doivent être écrits et justifiés). Crédibilité renforcée si revue critique par tierce partie. - Evaluation des impacts potentiels et non des impacts réels - Pas de prise en compte des impacts économiques et sociaux ni de certaines classes d impacts (bruit, champ électromagnétiques, ) - Risque de mauvaise interprétation, notamment par des acteurs externes à l ACV : rappeler les objectifs définis au départ et afficher clairement les limites méthodologiques de l ACV réalisée 42

43 4. Limites des ACV Mais Limites scientifiques : Quels indicateurs choisir, quelle méthode d évaluation ACV? Pour chaque ACV, se poser la question : - Quels sont les indicateurs pertinents? - Comment les calculer pour traduire des impacts potentiels sur l environnement? Diversité des méthodes d évaluation La validité scientifique peut être discutée La méthode doit être actualisée (avancées scientifiques...) Comparaison d études ACV difficiles voire impossible 43

44 4. Limites des ACV Mais Limites relatives aux données -Accès aux données : bases de données privés, -Problèmes de représentativité, de complétude, -Problèmes d obsolescence des données Limites pour la conception des produits - Besoin d un grand nombre de données et de ressources - Seuls des experts peuvent manipuler correctement les informations et les outils afin d'interpréter les résultats de l'acv de la façon la plus juste. - Outil lourd, peu lisible, couteux donc difficile d utilisation pour la conception et les PME 44