Press Book autour de Siec

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1 Press Book autour de Siec Décembre Décembre 2012 Depuis 30 ans, la référence de la presse technique environnementale Chaque mois, une veille juridique, un concentré de solutions techniques, l'analyse des impacts socio-économiques, l'innovation environnementale.

2 Notre groupe Cynapsys 1 Place Charles de Gaulle - Le Central Gare Montigny Le Bretonneux. Tél. : _ info@cynapsys.de Site Internet :

3 Stratégie & management Logiciel d ACV : Innovation dans le couplage ACV & Eco-Conception Les principales fonctions des logiciels d analyse du cycle de vie (ACV) existants se résument à transformer des flux non élémentaires en flux élémentaires pour calculer une liste d impacts quasi-traditionnelle, mais trop simpliste. Pour être utilisables en entreprise ou en éco-conception, ces logiciels doivent dépasser ce stade et devenir de véritables systèmes d information pour l éco-conception. Tel est l'objectif du logiciel SIEC Khalil KHALIFA, CYNAPSYS Olivier CAMP, GRI, ESEO Les résultats d une étude marketing réalisée pour Cynapsys et financée par Angers Technopole en 2009 montrent qu en matière d analyse de cycle de vie, les industriels ont des attentes qui vont au-delà du calcul d impacts classique, qui fait souvent appel à des notions trop éloignées de leurs préoccupations quotidiennes, comme le smog d été, le smog d hiver, l écotoxicité en milieu marin. De plus, les modèles utilisés pour l évaluation des impacts relatifs à la santé humaine et à l écotoxicité ne sont pas fiables et sont souvent remis en cause par de nombreux praticiens de l ACV. / n 302 / Décembre

4 Stratégie & management L analyse des enseignements de cette étude nous a conduits, avec l appui de compétences d Arts et Métiers Paris Tech (Ensam d Angers) ainsi que du GRI de l Eseo à développer le logiciel Siec (Système d informations pour l éco-conception) comme le premier logiciel au monde qui couple l ACV et l Eco-conception. Dans cette optique, il est conçu sur la base d un système d information ouvert. Au sens physique, un système est dit ouvert s il permet des échanges de matières, d énergies et d informations avec son environnement sous la forme d entrées et de sorties. Il a donc des frontières non figées et perméables. Il en résulte une plus grande interpénétration avec l environnement ce qui accroît sa dynamique. Une des difficultés les plus contraignantes des systèmes ouverts résulte de l ajout d éléments dans le système et par conséquent de la multiplication des types d informations, pour répondre aux besoins spécifiques de chaque industriel. Ils mettent généralement en jeu des entités hétérogènes, de sorte que l observabilité en est encore complexifiée rendant définitivement caduc tout processus d évaluation figé à partir d une liste restreinte d indicateurs. La roue SIEC, une nouvelle approche de l éco-conception appliquée. 4 / n 302 / Décembre 2010 Une nouvelle roue en éco-conception Pour répondre aux attentes des industriels, un certain nombre de verrous méthodologiques métiers et informatiques ont du être levés. En particulier, la démarche sous-tendue par l outil, appelée la «roue Siec», constitue une nouvelle approche dans le domaine des logiciels ACV (voir figure ci-dessous). Cette démarche est organisée en quatre phases : Axe 1 : définir les enjeux : un recueil et une structuration des besoins permettant d adapter l outil au contexte spécifique de l entreprise ; Axe 2 : collecter les données et évaluer : une évaluation et une hiérarchisation des enjeux adaptée à l entreprise ; Axe 3 : concevoir : un couplage des résultats de l ACV avec ceux des outils de conception pour bâtir une vraie démarche d éco-conception ; Axe 4 : généraliser la démarche au sein de l entreprise. La réalisation d une ACV ne se limite ainsi plus à l évaluation des impacts environnementaux classiques d un produit. Elle devient une véritable démarche d intégration de l écoconception dans l entreprise, conduisant non seulement à une redéfinition du cahier des charges du produit étudié, mais aussi à une conduite de changement dans l ensemble des services de l entreprise qui se sentent désormais impliqués dans le processus d écoconception. L outil peut être adapté rapidement à tout secteur d activité et configuré pour l industriel afin de faciliter son utilisation quotidienne. Il est compatible avec tous types de bases de données, y compris celles d Eco-Invent, et intègre également nos propres bases de données qui couvrent de nombreux domaines techniques. Un processus de formation a été conçu pour faciliter l appropriation du logiciel dans l activité et favoriser son utilisation quotidienne au sein de l entreprise. La phase d identification des enjeux ou d analyse des besoins permet d élaborer des programmes efficaces et de faire en sorte de proposer une formation appropriée au contexte de l entreprise. Innovations méthodologiques liées au cycle de vie du système étudié Pour chaque phase de la vie d un produit, le logiciel permet la mise en place d indicateurs liés aux usages industriels pour faciliter l intégration des préoccupations environnementales dans les processus de conception. Par ailleurs, les étapes d utilisation des produits peuvent être précisément décrites, ce qui permet de calculer l impact environnemental de façon exhaustive pour améliorer la conception du produit. Avant de calculer les scénarios traditionnels de fin de vie, le logiciel explore de nombreux critères supplémentaires dans le but de définir les scénarios de fin de vie réalistes : taux de démontabilité, taux de collecte, incompatibilités, toxicité, contenu énergétique, disponibilité d un marché Le tableau dans la page suivante présente à titre d exemple des paramètres permettant une meilleure exploration de la fin de vie selon une méthodologie qui a été développée par Cynapsys en partenariat avec Arts et Métiers ParisTech (Ensam d Angers).

5 Stratégie & management Innovations méthodologiques liées à la méthodologie des ACV Ces innovations se déclinent selon les 4 axes de la roue Siec. Axe 1 : Adaptation aux enjeux spécifiques pour chaque industriel Dans des sociétés qui évoluent rapidement, les enjeux des industriels ne peuvent pas être statiques. En effet, ils doivent intégrer un nombre de plus en plus grand de contraintes environnementales et réglementaires, lors de la conception des produits, qui vont audelà des indicateurs classiques d ACV. Il est donc nécessaire qu ils disposent d outils leur permettant de faire face efficacement aux diverses attentes. Cette évolution du contexte de l éco-conception soulève une série de questions auxquelles les outils et les pratiques en matière d accompagnement doivent répondre. Or, on constate que les logiciels existants n ont pas évolué suffisamment pour aborder les problèmes complexes que les PME en particulier doivent affronter. Dans le cadre d une étude classique d ACV, seuls les indicateurs d impacts environnementaux sont pris en compte, or les normes ISO 14040/42 préconisent, dans la phase de définition des objectifs, de tenir compte des attentes du commanditaire. Etant donné que les attentes en matière d éco-conception changent pour chaque secteur d activité, la définition des indicateurs devra également s adapter à chaque contexte sectoriel, d où le concept de cadrage unique utilisé dans Siec pour faciliter la personnalisation du logiciel aux besoins de chaque entreprise. Cette démarche permet également d intégrer de nouveaux indicateurs spécifiques à l industriel et de créer de nouveaux critères «produit». Par exemple, dans le cadre d une étude menée par Cynapsys pour un fabricant de mobilier, nous avons identifié 40 critères (voir tableau ci-dessous): Dans ce contexte, la «surface critique» du mobilier est un critère qui été défini par Cynapsys à partir de la réglementation GH-61). Axe 2 : Evaluation adaptée au contexte de l entreprise L étude de nombreux critères, comme ceux qui concernent la gestion de la fin de vie ou certains aspects réglementaires relatifs à l interdiction de certaines substances (directive RoHS par exemple), nécessite un protocole de démontage précis. C est dans ce cadre précis qu ACV Plus en partenariat avec l Ensam d Angers a développé un protocole de démontage qui évolue depuis une dizaine d année. Il permet l identification des matériaux et procédés et bénéficie actuellement d un soutien de l Ademe pour intégrer les aspects réglementaires de type DEEE, EuP... Le démontage d un produit est en outre le moyen le plus efficace et le plus rapide pour l identification des matériaux et procédés et, par conséquent, pour accélérer la collecte des données (voir schéma page suivante). Ce protocole permet par exemple de démonter un produit d un millier de pièce en 5 jours - homme. Cela permet de gagner du temps sur de la collecte des informations qui ne sont pas toujours accessibles à l industriel. En effet, la plupart des composants du produit sont achetés auprès de fournisseurs géographiquement très dispersés. Il peut être alors difficile d obtenir des informations précises auprès d eux (problèmes de distance, de disponibilité, d information, de langue, etc.). Par ailleurs, le démontage complet d un produit permet de recueillir des informations complémentaires qui pourront être exploitées ultérieurement (re-conception, changement de conduite, etc.). Après l étape de démontage, intervient celle du traitement des données qui nécessite beaucoup de temps dans les logiciels existants. La plupart du temps, les utilisateurs de ces outils ont recours à d autres logiciels de type Excel mais l inconvénient de cette solution est le risque d introduction d erreurs ainsi que l impossibilité d exploiter les données dans une démarche de re-conception. Siec permet le stockage des informations issues du démontage et leur réutilisation rapide pour une re-conception du produit ou l élaboration de nouveaux indicateurs. / n 302 / Décembre

6 Stratégie & management Le démontage d un produit (ici une armoire), est le moyen le plus rapide pour en identifier les matériaux. Il présente également l avantage de fournir une base de données plus riche par la diversité des informations qu elle contient. En plus de la prise en compte des bases de données conventionnelles de type Eco-Invent, de nouvelles bases de données appelées "propriétés" sont prévues et mises à jour en permanence : compositions chimiques, contenus énergétiques, taux de collecte, compatibilités, famille de matériaux, statistiques environnementales... Les propriétés peuvent également être personnalisées par l utilisateur ainsi que les sorties associées à ces propriétés. De plus, toutes les données ACV classiques et les propriétés sont reliées par un processus unique que nous avons développé appelé «Eco-Links». L utilisateur peut alors aisément construire des scénarios de fin de vie plus réalistes, avec en outre la possibilité de disposer d une grande diversité de résultats : Evaluation adaptée au contexte Bilans matières Identification des fournisseurs Compatibilité matériaux Contenu énergétique Pressions kilométriques du produit Evaluation des impacts environnementaux ACV classiques Evaluation de nouveaux critères Axe 3 : Couplage ACV & Eco- Conception Après l évaluation des divers enjeux identifiés, intervient la phase de leur intégration dans le processus de conception de l entreprise. La première difficulté à résoudre consiste à définir les enjeux sur lesquels doit porter l effort d amélioration. La seconde concerne le couplage ou l interfaçage du logiciel d ACV avec les outils de conception utilisés par le bureau d études. Contrairement aux logiciels classiques d ACV où la pondération se limite aux impacts environnementaux classiques, le processus de hiérarchisation se base ici sur une méthode structurée qui peut être scindée en deux parties. La première partie consiste à prendre en compte les points de vue des acteurs de l entreprise qui noteront chacun des enjeux identifiés sur une échelle allant de 1 à 5 : 5 Crucial 4 Important 3 Assez important 2 Peu important 1 Sans importance Un premier regroupement automatique permettra de passer de cinq catégories à trois seulement, de la manière suivante : Crucial (5) & Important (4) = Important Assez important (3) = Moins important Pas très Important (2) & Sans importance (1) = Sans importance La hiérarchisation des critères peut également tenir compte de préférences liées au contexte réglementaire et normatif actuel ainsi que de son évolution. La seconde partie du processus de hiérarchisation se base sur une analyse plus poussée des données. A titre d exemple, dans la perspective d améliorer la valorisation du produit en fin de vie, les enjeux relatifs à la compatibilité des matières premières plastiques indémontables et à leur «recyclabilité» sont régulièrement étudiés. Dans le cas présenté ci-après, l exploitation des bilans matières et des observations enregistrées lors du protocole de démontage montre que le problème de compatibilité chimique des plastiques ne se pose que pour des plastiques qui représentent 0,18 % de la masse totale du produit et 21 % de ses pièces. Prendre en compte l enjeu relatif à la compatibilité des plastiques dans la 6 / n 302 / Décembre 2010

7 Stratégie & management Le processus de hiérarchisation des critères permet de mettre en évidence les actions les plus simples et les plus efficaces à réaliser. phase de re-conception du produit n est pas pertinent ici, car un travail de substitution de ces matériaux nécessiterait un effort trop important pour un résultat faible. (cf figure cidessus) Le but de ce processus de hiérarchisation est de faire ressortir une ou deux pistes prioritaires qu il faudrait explorer lors de la re-conception du produit. La méthode Siec va recommander dans ce cas de travailler sur la substitution du Polyméthacrylate de méthyle (PMMA) car ce dernier est difficilement valorisable et facilement démontable. De plus, il représente environ 5 % de la masse totale du produit et 69,16 % de la masse des plastiques. Remplacer le PMMA par un plastique recyclable aux propriétés physiques équivalentes serait donc plus pertinent que de travailler sur les problèmes de compatibilités des autres plastiques. Le couplage entre Siec et les autres outils de conception commence à partir du moment où sont faits les choix des enjeux sur lesquels l entreprise va travailler pour améliorer son produit. Axe 4 : Généralisation de l'écoconception au sein de l'entreprise L efficacité des mesures stratégiques prises par les directions d entreprises pour favoriser l intégration de l écoconception dépend de la motivation et de l action des représentants des différents services. Plus les divers services ont le sentiment que la démarche d éco-conception est un peu la leur, plus ils seront susceptibles d inciter à l appliquer et à favoriser les changements. Le logiciel Siec fournit aux diverses parties prenantes de l entreprise des cadres propices dans lesquels ils peuvent collaborer pour explorer des idées d amélioration. En particulier, il permet des analyses de sensibilité, en calculant automatiquement l effet de variations choisies d une combinaison de données sur les résultats (possibilités factorielles). Il rend également possible des contrôles de complétude visant à s assurer qu il n y a pas d informations pertinentes qui ont été omises en utilisant des bases de données statistiques, ainsi que des contrôles de cohérence pour vérifier que les décisions qui ont été prises, que ce soit en termes de données, d hypothèses ou de calculs d impacts sont conformes avec la réalité du contexte industriel et la définition des objectifs. En fin de phase de conception, les déclarations environnementales (DEP) sont publiées automatiquement dans leur forme élaborée selon la norme ISO Chaque cadre règlementaire (directives DEEE et EuP, notamment) fait l objet d un traitement sur les données nécessaires et d une sortie documentaire spécifique. Aspects informatiques du logiciel D un point de vue informatique, nous avons choisi de mettre en œuvre le système Siec au travers d une application Web s appuyant sur une architecture 3 tiers, décomposée en trois parties distinctes : le client chargé du dialogue avec l utilisateur ; le serveur chargé de l implémentation de la logique métier de l application ; les bases de données chargées d assurer la persistance des données. Chaque utilisateur accéde ainsi au système grâce à son navigateur Web. Cette architecture permet d envisager plusieurs scénarios d utilisation. En effet, le serveur peut être partagé par plusieurs clients, chacun disposant de son espace, ou bien dédié à un client particulier. D autre part, le serveur peut être déporté dans un réseau distant ou installé localement dans le réseau du client. Chaque client peut déterminer la solution qui lui est la plus appropriée en fonction du niveau de / n 302 / Décembre

8 Stratégie & management confidentialité qu il souhaite accorder à ses données, de ses possibilités d hébergement et de maintenance informatique, de ses exigences en terme de performances, de l utilisation qu il souhaite faire du système et de son budget. Pour que le système soit le plus compatible possible avec les différents systèmes d exploitation et machines qu il pourra rencontrer, nous avons décidé d utiliser le langage Java pour son implémentation et plus particulièrement le framework Spring. Spring, en tant que conteneur léger, nous permet d intégrer une implémentation orientée objets pure du système traité sans avoir à nous préoccuper de son intégration dans un serveur d application classique. Par ailleurs, les nombreux modules associés à Spring simplifient grandement la mise en œuvre des fonctionnalités indispensables d une application Web telles que la sécurité, le stockage et l accès aux données ou la gestion des requêtes HTTP. Nos travaux autour du système Siec ont visé un objectif principal : définir une application générique qui puisse facilement s adapter à des domaines d activité (produits électriques et électroniques, bâtiment, travaux public, mobilier, agro-alimentaire,...), des métiers (conception, marketing, achat, environnement, ), des cadres réglementaires (D3E, RoHS, EuP, HQE ) ou des bases de données (Eco-Invent, Buwal, CES, Matweb...) différents et variés. Ces travaux se sont déroulés principalement autour d une thématique de recherche principale : l ingénierie dirigée par les modèles (IDM). Grâce à cette approche et à des transformations de modèles adaptées, nous pouvons adapter les IHM de l application et les données qu elles affichent en nous focalisant sur les informations pertinentes pour un cadre réglementaire ou un métier spécifique. L interopérabilité du système avec des applications et des bases de données existantes, se fait quant à elle en s appuyant sur une architecture orientée services et sur un intergiciel de type «intégration d application d entreprise (IAE ou EAI en anglais) ou plus précisément sur un bus de service (ESB : Enterprise Service Bus). Les opérations de mise en correspondance des données provenant des outils externes avec les formats de données propres à Siec pourront être spécifiées avec un haut niveau d abstraction et lui permettront ainsi d enrichir son comportement en disposant d un ensemble de services lui permettant de s appuyer sur d autres systèmes et bases de données. Un autre aspect que nous considérons avec attention est celui de l affichage des données. En effet, les tailles des structures arborescentes manipulées exigent que leurs affichages soient bien pensés afin de simplifier l interaction et rendre leurs lectures intuitives. Des travaux sur ces aspects relatifs aux IHM du système constituent, pour cette raison, un second axe de travail privilégié pour le système Siec. En conclusion A l heure où les entreprises doivent d urgence intégrer les méthodologies d éco-conception pour s adapter à un monde où de nombreuses ressources encore utilisées couramment aujourd hui vont se raréfier, le concept de système d information pour l éco-conception mis en œuvre pour la première fois dans le logiciel Siec constitue une avancée significative dans le monde des outils ACV. Il devrait non seulement permettre de démocratiser l utilisation des ACV au sein des équipes industrielles, mais également, de l intégrer et de l articuler pleinement dans la démarche d écoconception des entreprises. Il constitue en outre un support tangible pour cette démarche ainsi qu un outil de communication pour sa diffusion. 8 / n 302 / Décembre 2010

9 L éco-conception démocratisée par un logiciel Réunir dans un même outil les données nécessaires à la conception d un produit et à son ACV, tout en restant proche des besoins de l utilisateur, tel est le pari du logiciel SIEC. Unique en son genre, celui-ci a été conçu au plus près des besoins des utilisateurs, dans une perspective d utilisation aussi bien dans les PME que dans l industrie. Gestion des données relatives à la conception Prenons le cas d un industriel souhaitant éco-concevoir ou améliorer la conception d un climatiseur. SIEC permet de stocker les informations sur la conception du produit, notamment les fonctions des pièces et des composants qui le constituent Tableau 1 : Les différentes technologies de compresseurs ainsi que les alternatives de conception envisageables. Dans le cas des compresseurs de climatiseur, par exemple, différentes technologies peuvent être employées (Tab. 1). Pour chaque technologie, SIEC permet à l utilisateur de stocker de nombreux renseignements qui sont utiles pour la re-conception. Bruno MORTGAT Très prometteur, le logiciel SIEC (1), dont la mise au point a nécessité plus de dix ans de R&D et trois ans de développement informatique pour la société ACV+, arrive sur le marché, bien armé pour devenir l outil de référence de l éco-conception (2). Premier véritable système d information dans ce domaine, il réunit dans un même outil toutes les données nécessaires à la conception d un produit et à son analyse de cycle de vie, tout en proposant une interface conviviale et des rendus parfaitement exploitables pour des concepteurs non spécialistes de l ACV. Voici quelques exemples concrets montrant comment SIEC répond à diverses attentes des concepteurs / designers. Un second article ultérieur focalisera davantage sur les sorties que le logiciel rend possibles. Tableau 2 : Avantages et inconvénients des différentes technologies de compresseurs / n 309 / Septembre

10 A titre d exemple, voici certaines informations relatives aux avantages et inconvénients de différentes technologies de compresseurs à piston (Tab. 2). Figure 1 : Arborescence générale (niveau 0) Restitution des opérations de démontage Dans une problématique de re-conception, le designer va réaliser l inventaire de toutes les pièces du climatiseur. Pour cela, une décomposition par niveau correspondant aux ensembles répondant à des fonctions précises est nécessaire. Chaque niveau doit être décomposé en sous niveaux inférieurs comme le montre la figure ci-contre (Fig. 1). Cette décomposition du climatiseur pour l identification des matériaux a nécessité de descendre parfois jusqu au sous-niveau 8. L outil SIEC est capable de restituer une vue fidèle de cette décomposition. De plus, à chaque niveau, on doit pouvoir disposer d une synthèse des couples matériaux procédés de mise en forme. Les matériaux constituant chaque pièce ainsi que leurs procédés d obtention et d assemblage sont ainsi identifiés. Les techniques d obtention des masses des éléments ainsi que celles qui sont utilisées pour le désassemblage peuvent également être documentées. Gestion des informations relatives aux matériaux Les outils existants se contentaient jusqu à présent du résultat du calcul des quantités de matériaux utilisés dans le produit, effectués par des experts ACV sous Excel. Ces calculs fastidieux sont souvent une source d erreur et de découragement lorsque le concepteur élabore de nouveaux scénarios de conception. Le tableau 3 présente la synthèse de la répartition des matériaux dans le climatiseur étudié par ACV+. Tableau 3 : Répartition des matériaux dans le climatiseur Les données massiques sont suffisantes pour alimenter les outils classiques d ACV. Elles ne le sont en revanche pas pour le concepteur. Le choix d un matériau dans un produit, par exemple, doit intégrer d autres types d information qui ne sont pas gérés dans les logiciels d ACV et d éco-conception actuels. En effet, ceux-ci ne permettent pas de conseiller sur le choix de matériaux et d optimiser celui-ci, parce qu ils sont focalisés sur la seule dimension environnementale. Le but de SIEC a été de créer un nouveau système d information permettant d articuler plusieurs types d évaluation (environnementales, techniques, économiques et géographiques, etc.) pour répondre aux attentes du concepteur et de l expert ACV. Certains éléments d un produit peuvent être considérés comme recyclables en se basant sur la nature des matériaux qui les constituent. Néanmoins, la prise en compte d autres critères comme le désassemblage, la taille des pièces, l état du matériau en fin de vie s avère nécessaire pour une approche de fin de vie réaliste. 10 / n 309 / Septembre 2011

11 Tableau 4 : Eléments en acier de l unité extérieure du climatiseur. Figure 2 : Articulation des systèmes d informations pour l étude de fin de vie dans SIEC Pour chaque matériau, SIEC peut également indiquer le nombre de pièces concernées ainsi que leurs noms et nomenclatures et les fournisseurs de ces pièces. Le tableau ci-dessus présente un exemple de restitution pour les éléments de l unité extérieure (UE) du climatiseur étudié par ACV+ (Tab. 4) Couplage ACV & Conception : cas de la gestion de la fin de vie Les outils existants se contentent d apporter une aide à la décision sur la base des études ACV et des calculs d impacts réalisés. Or, l industriel, pour prendre une décision, a besoin d utiliser le maximum de renseignements. La méthodologie utilisée pour traiter la fin de vie des matériaux dans le modèle sous-jacent au logiciel SIEC permet de structurer la problématique de fin de vie sous trois angles : L aspect des matériaux ; L aspect produit ; L aspect spatio-temporel. La figure 2 présente les articulations entre ces trois sous-ensembles du système d informations. Pour l aspect matériaux, le logiciel exploite un certain nombre de critères qui permettent une évaluation objective. Par exemple, l évaluation du potentiel de recyclabilité des matériaux peut nécessiter de disposer d un certain nombre d indicateurs et de critères : Importance du gisement : les polymères utilisés en grandes quantités (dont les volumes dans les flux de déchets sont par conséquent assez importants) sont généralement collectés ; Taille des pièces et accessibilité de celles-ci dans le produit (potentiel de désassemblage) ; Mélange de plastiques dans le même produit (compatibilité des plastiques) : - Différents polymères dans le même composant ou le même produit ; - Différentes qualités de résines dans le même composant ou produit ; - Différents polymères et qualités de résine dans un produit. Complexité des composants plastiques : composants multi-matériaux et composites (inserts métalliques, foam, caoutchoucs, labels, inner layers, ) ; Contamination du polymère dans le produit (additifs, fillers, coatings, peintures, lacquers, adhésifs, ) ; / n 309 / Septembre

12 Marquage des pièces ; Contamination durant la vie des matériaux (exemple : par les pesticides) ou en fin de vie (exemple : contamination par la matière organique dans le cas des plastiques des ordures ménagères) ; Dégradation du plastique durant son cycle de vie (exemple : dégradation par les UV des plastiques dans l agriculture, matériaux d un réservoir d essence...) ; Bilan entre le gisement collecté et la demande du marché selon le consentement de la société à accepter de les incorporer dans les produits et la capacité des matériaux recyclés à répondre aux spécifications des produits ; Finalité du recyclage : recyclage en boucle fermée, recyclage en boucle ouverte, etc. Cette évaluation peut conduire le concepteur à proposer des améliorations relatives à la gestion du produit en fin de vie en tenant compte du système de traitement actuel des déchets dans une zone géographique donnée. Ces améliorations peuvent porter sur des actions curatives ou préventives (Fig. 3) Figure 3 : Actions préventives et curatives visant à améliorer le recyclage des matériaux Chaque pièce d un produit est mise en forme et/ou assemblée selon des procédés bien définis. Par ailleurs, elle remplit une ou plusieurs fonctions clairement identifiées. Les matériaux qui la composent doivent alors posséder des propriétés mécaniques, électriques, optiques, etc., qui garantissent ces fonctions. Ils doivent également «accepter» les procédés relatifs à l assemblage ou la mise en forme de la pièce. La figure 4 page suivante illustre l exemple d un câble électrique constitué de deux matériaux différents (une gaine en PVC et un fil en cuivre). Cette pièce remplit les fonctions suivantes : électrique : transport du courant * il s'agit du recyclage en boucle ouverte et en boucle fermée. La définition des critères exposés dans cette figure peut être téléchargée à la page de cet article sur électrique tout en assurant une isolation électrique ; mécanique : prévenir d une rupture du câble qui ruinerait la fonction électrique (transport et isolation électrique). Pour garantir ces fonctions, des propriétés physiques spécifiques sont alors imposées aux matériaux : propriétés mécaniques (module de Young) pour la gaine, et électrique (conductivité électrique) pour le fil. Au cours d une re-conception de la pièce, si l on souhaitait substituer le matériau de la gaine par une autre matière plastique, ces propriétés (plus éventuellement les procédés de mise en forme du câble électrique) constitueraient les contraintes dites «de changement». D après ces contraintes, l outil SIEC serait alors capable de proposer une liste pertinente de matériaux, pour le re-conception de la pièce. 12 / n 309 / Septembre 2011

13 Figure 4 : Illustration de la définition des fonctions et des contraintes associées respectivement aux pièces et aux matériaux (Outil SIEC) Figure 5 : Gestion de la réglementation RoHS dans SIEC Aspects réglementaires L utilisateur peut insérer dans SIEC la réglementation spécifique à son contexte afin qu il évalue la compatibilité réglementaire de ses produits. Par exemple, la directive européenne 2002/95/CE RoHS, (Restriction of the use of certain Hazardous Substances) a listé six éléments dont elle essaye de limiter l utilisation dans le domaine des équipements électriques et électroniques. Ces substances sont : le plomb ; le mercure ; le cadmium ; le chrome hexavalent ; les polybromobiphényles (PBB) ; les polybromodiphényléthers (PBDE). Cette directive décrit en outre 38 exemptions autorisant l utilisation de ces substances dangereuses à l heure actuelle. SIEC permet de gérer cette réglementation selon le schéma ci-dessus (Fig. 5). Interopérabilité La puissance d un logiciel réside principalement dans le nombre et la qualité des données qu il est capable de traiter. Le concept de SIEC consiste en premier lieu à coupler les analyses de cycle de vie et l écoconception. Pour ce faire, il fait appel aux grandes références mondiales des bases de données environnementales (Airchief, Corinair, IPCC, etc.), des bases de données d analyse de cycle de vie (Eco Invent, LCA Food, ELCD, Buwal, NREL, etc.) et des outils de conception assistée par ordinateur (CATIA, SolidWorks, etc.). Pour la création de la base de données de SIEC, les concepteurs du logiciel ont commencé par relier les informations se trouvant dans les bases de données citées précédemment. Le système pivot du logiciel assure également les correspondances de ces bases de données avec celles du concepteur. Afin d utiliser également des données statistiques, SIEC est en outre couplé avec des bases de données traitant les différents éléments entrant dans la conception d un produit (Compositions chimiques, contenus énergétiques, taux de collecte, compatibilités, famille de matériaux, statistiques environnementales, transport, agriculture ). Pour ce faire, des correspondances ont été créées entre les différentes bases de données existantes, afin de pouvoir y puiser le maximum de données environnementales pour étudier le cycle de vie d un produit. L interopérabilité du système, aussi bien avec des bases de données existantes qu avec des bases de données pertinentes pour le contexte spécifique de la fin de vie constitue un des points forts de SIEC pour traiter un problème particulier. Le système proposé fournit en effet un modèle de données qui peut / n 309 / Septembre

14 s interfacer, aussi bien avec les bases de données existantes, qu avec des bases de données matériaux spécifiques au contexte du système étudié. Espaces dédiés fournisseurs «SIEC apporte une vision nouvelle» Daniel Froelich, directeur du Laboratoire de modélisation, analyse et prévention des impacts environnementaux (MAPIE) à l Ensam de Chambéry, se réjouit de l arrivée d un outil rendant l éco-conception accessible aux industriels et aux PME. Entretien. Comment caractériser les outils d aide à l éco-conception existant actuellement sur le marché? Jusqu à présent les outils d écoconception ont surtout été axés sur l ACV, qui vise à analyser le cycle de vie du produit du berceau à la tombe, en prenant donc en compte les étapes de fabrication, d utilisation et de fin de vie. L ACV permet de faire ressortir les impacts environnementaux du produit, ce qui permet de voir sur quels points agir en priorité, mais les outils d ACV ne donnent pas de pistes concrètes pour passer de cette analyse à l éco-conception en tant que telle. Il est assez difficile avec ces outils d étudier plusieurs scénarios de conception car il ne suffit pas de faire varier un paramètre de conception pour obtenir une ACV ajustée du produit. Les logiciels ACV dominants sur le marché, comme SimaPro ou GaBi, Les premiers détenteurs d informations sur les composants ou constituants utilisés dans un produit sont naturellement les fournisseurs de ces éléments. ACV+ développe actuellement une fonctionnalité qui permettra à l utilisateur de dédier à ses fournisseurs des espaces privés et sécurisés afin qu ils renseignent des informations pertinentes sur leurs produits. Ainsi, la collecte des données relatives aux pièces et aux matières premières sera grandement facilitée. La fiabilité des données collectées sera également largement améliorée. permettent une évaluation environnementale du produit, dont l interprétation demeure une affaire de spécialistes, difficile à appréhender pour le concepteur. L ACV et l éco-conception restent deux opérations séparées en termes de bases de données : l analyse de cycle de vie est alimentée par des données issues de bases de données d impacts, de type EcoInvent, et rarement avec des données issues de la base de données fournisseurs à partir de laquelle travaille le concepteur. Le concepteur n est pas un expert ACV, il a besoin d un outil simple à utiliser. L interprétation de l ACV doit lui donner des pistes concrètes pour agir sur des paramètres qu il maîtrise. Son outil doit pouvoir lui fournir des indicateurs fiables, basées sur ses données propres, par exemple un indicateur de recyclabilité de son produit. En quoi SIEC constitue-t-il un outil d un genre nouveau? SIEC apporte une vision nouvelle, car il est conçu pour centraliser toutes les données utiles à l ACV et à l éco-conception. EIME avait déjà été conçu dans cet esprit pour l industrie électronique. Cet outil incluait une aide à l éco-conception, mais pas aussi aboutie, car il n offrait pas la possibilité d agréger autant de données et n intégrait pas la modélisation du produit. Cet espace se présentera sous la forme d une succession de formulaires où l utilisateur pourra enregistrer des commentaires ou des précisions sur ses attentes. Outre les informations générales sur le ou les produit(s) commercialisé(s) par le fournisseur, SIEC préviendra l utilisateur quand les données seront renseignées. Notes : Voir aussi : «Logiciel d ACV : innovation dans le couplage ACV & Eco-conception», E&T n 302, décembre 2010, p et sur Il n était pas non plus possible de faire varier les indicateurs. Avec SIEC, L ACViste utilisera les mêmes données que le concepteur. L outil propose un véritable soutien à la conception, en associant dans un même outil les limites de performances des matériaux, leurs qualités environnementales et leurs coûts. L ACV devient directement utilisable, et le résultat de modifications dans la conception directement observable. L utilisateur peut construire ses propres indicateurs de façon transparente. Le logiciel offre une richesse en bases de données très importante, qui permet de recouper les informations et de renforcer la fiabilité des données utilisées. La plupart des données sont sourcées, avec un lien documentaire. Ce type de base de données centralisée peut déjà exister dans les grands groupes, comme dans l industrie automobile, par exemple, il s agit alors de constructions «maison» répondant spécifiquement aux besoins de l entreprise. C est notamment le cas de Renault. Cela n existe en revanche pas dans les PME, qui ne disposent en général pas non plus d experts. Cette facilité permettra aux PME de s approprier l ACV et l éco-conception. Propos recueillis par Bruno Mortgat 14 / n 309 / Septembre 2011

15 L éco-innovation accessible pour les PME Elément pilier du développement durable, l écoconception est une démarche qui s impose de plus en plus pour limiter les abus de la société de consommation sur l environnement. Mais, elle doit nécessairement reposer sur des approches fiables et normalisées comme les ACV. D où, la nécessité du couplage ACV & Eco-Conception. Khalil KHALIFA, CYNAPSYS Bruno VERGNE, ACV+ Olivier CAMP, GRI, Eseo Le processus de conception repose sur une démarche minutieuse, structurée et documentée qui doit prendre en compte les performances et les fonctions attendues des produits, l évaluation des coûts et les enjeux environnementaux. Par ailleurs, les concepteurs recourent à une autre procédure appelée la revue de conception, ayant pour objet de vérifier que les objectifs de la conception ont été atteints. L éco-conception doit nécessairement s intégrer à la fois dans ces deux processus. Pour s assurer du respect des objectifs en termes de maîtrise des enjeux environnementaux, en particulier pour éviter les déplacements de pollution, elle doit s appuyer sur des approches fiables. L ACV représente une approche clé pour faire de l éco-conception. Elle permet l identification des points faibles et des points forts du système étudié mais aussi de s assurer qu un choix apparemment écologique ne résulte pas en un déplacement de pollution d une étape du cycle de vie vers une autre ou d un impact vers un autre. Une difficulté est que l ACV requiert beaucoup de données et que les outils existants nécessitent des compétences spécifiques pour une modélisation correcte du cycle de vie. L entreprise a par ailleurs souvent du mal à interpréter une étude ACV car les notions utilisées lui sont étrangères ou portent sur des activités qui n entrent pas dans son champ de compétence. Les experts du métier eux-mêmes considèrent souvent que l ACV et l Eco-Conception demeurent encore deux opérations séparées. Des outils insuffisament fiables Pour pallier à ce manque en matière de couplage, des approches et outils simplifiés comme le «Bilan Produit» de l Ademe, les «check-lists», les «questionnaires» ont été proposés. L avantage de ces méthodes simplifiées réside dans le fait qu elles manipulent certaines données qui parlent aux concepteurs comme le poids, les substances dangereuses, la pression du transport, la durée de vie, et la présence ou l absence de filières de traitement de fin de vie. Mais, elles fournissent des résultats qui ne sont pas suffisamment fiables pour prendre une bonne décision d investissement. La suspicion d effet greenwashing planera toujours sur les entreprises, car elles risquent d investir pour se donner une image écologique responsable sans avoir eu l assurance qu elles ont mené des actions qui sont réellement favorables pour l environnement. Le couplage entre les ACV et l éco-conception s avère donc nécessaire. Mais l outil d ACV doit répondre à un certain nombre d exigences qui vont au-delà des simples calculs des impacts classiques. Cahiers des charges Pour une bonne prise de décision lors de la conception des produits, les industriels ont besoin d outils qui ont les caractéristiques suivantes : Crédibilité : la vérifiabilité des affirmations nécessite un minimum de transparence. Au-delà de l affichage des sources des données, l outil doit également proposer des solutions qui facilitent l interprétation des résultats par exemple, par l utilisation des bases de données statistiques ou des analyses de sensibilités multicritères Complétude : les résultats des calculs d impacts environnementaux fournis par les outils d ACV existants ne représentent qu une composante du processus d évaluation environnementale. On mesure mal avec ces outils la partie cachée de ce processus d évaluation. Par exemple, un produit peut être totalement recyclable, mais la filière de recyclage peut ne pas exister. Conduite du changement : l entreprise doit acquérir de nouvelles compétences et prendre le temps de former ses ressources humaines clés afin de mobiliser son personnel et ses sous-traitants. Un travail partagé serait bien plus rentable, mais se heurte souvent aux problèmes d interfaçage des outils ACV existants avec les systèmes d information de l entreprise. Réglementation : les appels d offre des institutions gouvernementales et des collectivités contiennent souvent / n 312 / Décembre

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18 des clauses environnementales, encourageant les entreprises à plus de responsabilité environnementale et à la vente de produits éco-conçus. En Europe, le droit de l environnement se complète peu à peu et de nombreux directives et règlements peuvent donner à ces clauses un caractère obligatoire, comme par exemple la directive Emballages 94/62/CE qui limite les teneurs maximales de certains métaux lourds dans les emballages en Europe. Préconisations : l ACV aboutit généralement à des préconisations en termes d amélioration du bilan environnemental du produit ou service étudié. Il est important que ces préconisations soient intégrées dans l outil afin de valider leur niveau de prise en compte lors des améliorations ultérieures. La réponse Siec Le système d information Siec a été développé pour faciliter l écoconception en tenant compte de toutes ces exigences. C est le premier et unique logiciel à ce jour à permettre le couplage ACV et éco-conception. Sa méthodologie (la roue Siec) et ses principales caractéristiques ont été décrites dans deux précédents articles (Cf «Logiciel d ACV : innovation dans le couplage ACV & écoconception», E&T n 302, décembre et «L éco-conception démocratisée par un logiciel», E&T n 309, septembre Rappelons simplement qu il permet une modélisation simplifiée et accessible au non expert du cycle de vie du produit, tenant compte des spécificités de chacune de ses étapes. L outil permet en outre de vérifier la compatibilité réglementaire du produit (chaque secteur peut intégrer ses exigences réglementaires et en évaluer le respect) ainsi que la prise en compte des préconisations. L analyse de sensibilité multicritères permet à l utilisateur d évaluer facilement l incidence de scénarios concernant la logistique amont, la distribution, l utilisation et la fin de vie sur l ensemble du cycle de vie. Le logiciel contient et s appuie sur de nombreuses sources de données ACV, comme les bases de données Eco-Invent (1), Buwal (2), ELCD (3), NREL (4). Grâce au système Pivot qui sera décrit plus loin, il héberge également des bases de données statistiques (Corinair (5), Air-Chief (6), Bilan Carbone (7) ) et l utilisateur peut ajouter des données spécifiques à son activité. La modélisation du cycle de vie dans Siec suit le découpage suivant : - la fabrication + la logistique amont ; - la distribution ; - l utilisation + la logistique utilisation ; - la fin de vie + la logistique de fin de vie. Chaque étape de l ACV fait l objet d un traitement spécifique pour faciliter sa modélisation par un public qui n est pas spécialisé dans les ACV (voir double-page précédente). Système Pivot Le système Pivot permet d intégrer dans l outil Siec les enjeux environnementaux spécifiques à chaque projet quel que soit le secteur d activité : industries mécaniques, BTP, électronique, industries agroalimentaires, procédés industriels Il présente également d autres avantages tels que l utilisation des bases de données statistiques pour effectuer des diagnostics, l utilisation des bases de données matériaux pour accompagner l utilisateur dans l éco-conception de son produit, etc. Evaluation dans Siec Siec a été conçu comme un outil pouvant contribuer à une prise de décision éclairée. Nous allons présenter dans les paragraphes suivants les grandes lignes de la démarche d évaluation telle qu elle est proposée dans cet outil. L évaluation est une étape qui existe dans la plupart des outils d ACV. Elle se limite dans ces derniers aux calculs des impacts classiques. Dans Siec, l évaluation environnementale comprend de nombreux volets : - O E I L (Outil d évaluation des indicateurs localisés) : à chaque étape du cycle de vie, il est possible de visualiser les différentes évaluations environnementales et d éco-conception ; - diagnostic : il permet de confronter les évaluations qui s appuient sur l utilisation des modules ACV aux données statistiques environnementales fournies par des organismes spécialisés (IPCC, Corinair, Airchief, etc.). L utilisateur peut ainsi s assurer qu aucun enjeu important n a été omis dans son analyse ; - évaluation des impacts classiques en utilisant les bases de données classiques : présente dans tous les logiciels d ACV, elle dispose ici d une fonctionnalité supplémentaire qui permet à l utilisateur de filtrer à tout moment les indicateurs qu il souhaite observer ; - évaluation des impacts en utilisant des bases de données imposées : grâce au Pivot, il est possible d associer à tout élément du cycle de vie (matériau, procédé, énergie, transport, traitement etc.) des propriétés environnementales issues de textes réglementaires. Ainsi, l évaluation peut être effectuée suivant les données spécifiques d une norme ; - interprétation des résultats : le logiciel permet de sauvegarder, à chaque étape de cycle de vie, différents scénarios qui permettront d effectuer des analyses de sensibilité multicritères. Pour l éco-conception, Siec présente trois types d indicateurs : - indicateurs communs : ils regroupent / n 312 / Décembre

19 des indicateurs génériques et environnementaux (taux de collecte, PCI, rejets dans l eau, le sol etc.) utiles pour l éco-conception des produits ; - indicateurs spécifiques aux étapes de cycle de vie : selon l étape de cycle de vie des indicateurs spécifiques sont calculés comme le taux de valorisation pour l étape de fin de vie ou les ratios volumique et massique des emballages par rapport au produit dans l étape de distribution, etc. ; - indicateurs «utilisateurs» : Ils permettent d'intégrer les enjeux spécifiques à chaque secteur d'activité. L utilisateur a le choix de définir des propriétés dites «agrégeables» ou «non-agrégeables» selon le type de données nécessaires dans son processus de conception. Compatibilité par rapport aux réglementations et aux préconisations A partir des propriétés associées à tout élément du cycle de vie (matériau, procédé, énergie, transport, etc.), il est possible de définir des compatibilités réglementaires qui s appliquent soit à une propriété (ex. : origine du bois, puissance de veille, ), soit à une sortie (ex. : consommation d énergie spécifique, contenu recyclé, taux de valorisation, impact sur l effet de serre, ). De même, dans le but d améliorer sans cesse les performances environnementales du système étudié, il est possible de définir des compatibilités par rapport aux préconisations ayant été formulées dans les recommandations de l étude ACV qui a été menée. Autres modules disponibles dans Siec Siec contient de nombreux autres modules ayant pour finalité de faciliter son utilisation. Parmi ces modules, on peut citer : - interopérabilité : afin de faciliter la collecte et la saisie des données dans Siec, l utilisateur peut importer dans l outil des données issues d un fichier Excel, d un fichier CAO et bientôt des systèmes d informations de type ERP ; - tableur spécifique : l expression numérique de certains flux résulte très souvent d une modélisation plus ou moins complexe. Pour éviter à l utilisateur de devoir utiliser un outil externe pour effectuer ses calculs, Siec intègre dans son système un tableur qui été développé pour cet effet ; - gestion des libellés : les dénominations des processus ACV sont souvent difficiles à exploiter dans les rapports ou la production de graphiques. Par ailleurs leur signification n est pas toujours très explicite. C est pourquoi, Siec permet à l utilisateur d utiliser des libellés pour renommer en apparence les modules ACV (le nom originel étant conservé dans le système) sans qu il soit obligé de faire des copies. - préférences : le système de gestion des préférences permet à l utilisateur de personnaliser l environnement de Siec (choix par défaut des modules ACV ou des impacts à calculer, etc.) Notes 1. Eco-Invent : Base de données commerciale développée par le Swiss Centre for Life Cycle Inventories. 2. Buwal : Office fédéral de l environnement, des forêts et du paysage en Suisse. 3. ELCD : European Reference Life Cycle Database. 4. NREL : National Renewable Energy Laboratory de l US EPA. 5. La méthodologie Corinair a été initialement développée dans le cadre du programme Corine lancé par la Commission des Communautés Européennes en Son nom provient de la contraction du nom de ce programme et du domaine d intérêt relatif à la réalisation d inventaires d émissions de polluants dans l air (Corine-Air rebaptisé ultérieurement en Core Inventory Air). 6. Air Chief : base données américaine développée par l agence US EPA et spécialisée dans les polluants atmosphériques. 7. Bilan Carbone : Base de données développée par l Ademe qui se limite aux gaz à effet de serre (en cours d insertion dans Siec). / n 312 / Décembre

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