Réflexions et retours d expériences de nouveaux modes de transports urbains Jacques RICHARD, Dimitri RACHOULIS et Aurélien NOVELLE
Plan Préambule / écoconception et défi environnemental Etude environnementale d un service de «taxis verts» Etude environnementale de la mouette genevoise électro-solaire Scénario d améliorations possibles Conclusion 2
Prise de conscience (~1970) le défi environnemental Source: www.nasa.gov Source: www.nature.com 3
Eco Design ecoconception: Production & logistics Functionality Manufacturability Environmental requirements Oui mais comment? 4
Impacts environnementaux et quantification Energies Ressources minérales Energies non renouvelables Atteinte aux écosystème Changements climatiques Gaz à effet de serre Ecotoxicité Eutrophisation Acidification Atteinte à la santé humaine Radiations ionisantes Occupation du sol Effets respiratoires Ozone stratosphérique 5
Inventory [kg emitted / UF ] Environmental Impacts ACV: Schéma synthétique Information gathering + DATA BASE Use Impact Evaluation Method (ecoinvent) Modèle du CdV: réseau de processus utilisation des resources emissions déchets 6
Etude environnementale d'un service de «Taxis Verts» L utilisation de véhicules hybrides comme taxis est-elle écologique? 7
ACV et Impact 2002+ Facteur de normalisation 0.0077 Unité DALYs /pers-y 13700 PDF*m2*y /pers-y 9950 kgeqco2 /pers-y 152000 MJ /pers-y 8
Système étudié 9
Détails impacts véhicule hybride Part des impacts liés aux matériaux: Moteur électrique: 13% Châssis, carrosserie: 40% Batterie: 30% 10
Fonction taxi selon relevés GPS NEDC 200s Taxi 200s NEDC 30min Taxi 30min 11
Cycle NEDC et fonction taxi Cycle NEDC Energies, en % de l énergies liées au déplacement Cinétique Roulement Aérodynamique 50 45 5 Cycle Taxi 33 60 7 13
Cycle NEDC et fonction taxi Consommation carburant durant utilisation Hybride 4.0 l/100km Spécifié Hybride 6.5 l/100km Mesuré cycle taxi Combustion Taxi actuel 8.216.5 9.2 l/100km Calculé Mesuré cycle taxi 14
Résultats à 400 000 km remplacement de la batterie 9.2l/100km Ajout d une batterie: +5% Hybride 6.5l/100km 8.2l/100km 16.5l/100km 15
Part de chaque composant Selon consommation et durée d utilisation: Véhicule hybride: 5-10% Châssis, moteur thermique, 5-15% Moteur+batterie 75-85% Combustion carburant Véhicule à combustion : 5-10% Châssis, moteur thermique, 90-95% Combustion carburant 16
Conclusions La motorisation électrique ne rend pas la solution hybride globalement plus polluante que le thermique La solution hybride apporte une économie en termes de ressources et gaz à effet de serre de 17% à 60% selon véhicules et durées d utilisation Le véhicule hybride n est pas écologique mais est une solution d amélioration 17
Etude environnementale des «mouettes genevoises» électro-solaires Les «cleantechs» sont elles un paradoxe écologique? 18
ACV de la «mouette genevoise électro-solaire» 19
Rendements «électro solaire» / «diesel équivalent» Soleil Réseau PS: ƞ = 12 % Ƞ = 60% Chargeur: ƞ = 95 % Batterie: ƞ = 70 % Onduleur: ƞ = 95 % ME: ƞ = 95 % Transmission & Hélice: ƞ = 57 % Diesel Ƞ = 40% MT: ƞ = 40 % Transmission & Hélice: ƞ = 57 % 20
Apport solaire de la «mouette électro-solaire» 1300 kwh/an m 2 20 m 2 ; 12% Trajets journaliers Energie solaire < 10% 21
Comparaison «mouette électro-solaire» / «diesel» Masse embarcation(vide - pleine) : Diesel =~ 7-11t 7 knots = commercial speed Electro-solaire =~ 15-19t Mais: Energie solaire < 10% Delta trainée ~ + 10% 22
primary E [MJ] Comparaison «mouette électro-solaire» / «diesel» Renewable Water Non Renewable Nuclear Non Renewable Fossil ElectoSolar el-ch ElectroSolar el.certif. Diesel CED = méthode centrée sur l énergie 23
Comparaison «mouette électro-solaire» / «diesel» Human Health Eco system Quality Climat Change Resources ElectoSolar el-ch ElectroSolar el.certif. Diesel IMPACT 2002+ = méthode multi dommages environnementaux 24
«mouette électro-solaire» - conclusion I Indicateur centré Energie: Le système électro-solaire n est intéressant que si utilisation de l électricité verte Indicateur multi dommages : Plomb (>santé humaine) émissions diesel + CO2 (> santé humaine + climat) => Electro-solaire est meilleur ET QUELLES AMELIORATIONS POSSIBLES? 25
Profil environnemental des batteries Pb-PbO, NiCd, NiMH, Li-Io, Ag-Zn, Ni-NaCl Profil environnemental selon les matériaux (ni manuf. ; ni recyclage) UF = stocker 1 MJ (avec valeur E/m pratique) Ag-Zn Human Health Eco system Quality Climat Change Resources Li-Io Ni-Cd NiMH Ni-NaCl Pb-PbO IMPACT 2002+ = multi damage score Method 26
Normalized «points» Alternative au plomb pour la «Mouette électro-solaire» Lithium Ion Lead Super Cap ElectoSolar el-ch ElectroSolar el.certif. Diesel IMPACT 2002+ = multi damage score Method 29
«mouette électro-solaire» - conclusion II Importance de considérer la chaine complètes des rendements Un système électro-solaire intéressant si utilisation de l électricité verte => nécessité de compensation Batteries Li-Ion éco-profil OK Super Caps à réserver plutôt à des applications «BOOST» 30
Conclusion générale En écoconception l analyse du cycle de vie est un outil essentiel pour guider les choix techniques et économiques ACV = langage précis pour qualifier/quantifier les impacts environnementaux Aide efficace pour déterminer la phase du CdV prépondérante Permet l identification des processus à fort impacts 31
Merci de vôtre attention Contact hepia/cnmp: jacques.richard@hesge.ch Remerciements à: Simon Schneebeli, Pierre Jenny Sébastien Schmidt, Peter van Oossanen, Pierre Scholl «faire plus avec moins» Data base de référence et software ACV: ecoinvent (http://www.ecoinvent.ch) SIMAPRO (http://www.pre-sustainability.com) 32