Introduction à l’Analyse de Cycle de Vie

1. Orateur: Anne Ventura Introduction à l’Analyse de Cycle de Vie Journée Technique Ouvrages d’Art et développement durable Rennes, 12 décembre 2013

2. Au menu… • Pourquoi l’Analyse de Cycle de Vie ? • Un exemple historique et ses leçons scientifiques • Les phénomènes de transferts • La Politique Intégrée des Produits (PIP) • Qu’est-ce que l’ACV? Ses principes ? • Les 4 étapes de la méthode • Les objectifs et le champ d’étude • L’inventaire de cycle de vie • L’évaluation des impacts • L’interprétation • Pour conclure

3. Pourquoi l’Analyse de Cycle de Vie ?

4. Un exemple historique pour bien comprendre les fondements de l'ACV Citoyenaméricain Brillantingénieurmécanicienpuischimiste (170 brevets) General Motors: ildécouvre les propriétés du tétraéthylplomb (additifantidétonant pour les carburants) • Enjeutechnologique • Nombreuxcas de saturnismeparmi les ouvriers de GM • Nieralongtemps les effetstoxiques de son invention… maisfinira par les admettre Pour « s’excuser » iltravaillerasur des gazréfrigérants non inflammables car à l’époque, les fuites de réfrigérateursavaientcausé de nombreuxmorts • Enjeu de santé et de sécurité • Il a inventé le fréon (les chlorofluorocarburesou CFC) • À sa mort, cette invention étaittoujoursconsidéréecommemiraculeuse Thomas Midgley, Jr (1889-1944)

5. Les suites: le tétraéthylplomb Interdit dans l’UE depuis 2000 Substance très toxique (saturnisme) Substance persistante (sadégradation est très lente dans l'environnement)

6. Les suites: le fréon • Les CFC et leurs dérivés sont interdits par plusieurs protocoles internationaux depuis les années 80 • Responsables du « trou dans la couche d’ozone » (stratosphérique) • Augmentation des cas de mélanomes dans les pays les plus exposés

7. Ce que l’histoire retiendra L'historien de l'environnement John R. McNeill a écrit que: « Thomas Midgley Jr (...) eut plus d’impact sur l’atmosphère qu’aucun être vivant quelconque dans l’histoire de la planète » Mac Neil John R., 2010, Du nouveau sous le soleil. Une histoire de l’environnement mondial au XXème siècle. Ed. Champ Vallon, Coll. L’environnement a une histoire

8. Ce que le scientifique retient Ne pas se concentreruniquementsur les performances économiques et technologiquesd’une innovation • Considéreraussises performances environnementales (santé et écologie) • Considéreraussises performances sociales (ACV sociale) Ne pas se concentreruniquementsur la fabrication d’une innovation • Considéreraussi son devenirlors de son utilisation • Considéreraussi son devenir en fin de vie Approche Cycle de Vie pour voir les transferts

9. Les transferts: entre étapes du cycle de vie Je diminue la quantité de matériaux des chaussées avec des couches de chaussées moins épaisses Je diminue les consommations de matériaux et l’énergie pour les produire Transferts entre étapes du cycle de vie J’entretiens plus souvent (remplacement des matériaux, consommations d’énergie…) J’ai de moins bonnes performances mécaniques Balance entre impacts évités lors de l’étape de fabrication et impacts générés lors de l’étape d’utilisation

10. Jusqu'à des transferts plus complexes Je diminue les consommations de matériaux non renouvelables, et je stocke du CO2 dans mon matériau J’utilise un matériau à base de végétaux Transferts entre différents impacts sur l’environnement Je cultive pour produire des matériaux bio-sourcés J’utilise de l’énergie fossile (CO2!), j’utilise des pesticides Transferts vers les sphères économiques et sociales J’introduis une compétition entre matériaux et nourriture pour l’utilisation des terres arables Je provoque une augmentation des prix des produits alimentaires

11. La question des innovations / améliorations technologiques Innovations dans tous les domaines: volonté d’améliorer les performances environnementales • Éco-technologies, éco-matériaux, éco-produits… Pas de définition précise de ce que sont les “éco” (technologies, matériaux, produits…) • Moins de consommations de ressources (en matière et en énergie) • Moins d’impacts sanitaires et/ou écologiques • … • …Aspects multiples des atteintes à l’environnement Innovation et bénéfices environnementaux ?

12. La PIP issue d’un constat (2003) • La fabrication, la consommation et l'élimination des produits sont à l'origine d'un grand nombre des défis environnementaux. • Quantités de produits sont en hausse, en partie à cause de l'augmentation du revenu disponible et de la réduction de la taille des ménages • La rapidité de l'innovation et la mondialisation du commerce font que les produits sont disponibles dans des formes et des tailles de plus en plus nombreuses, et ils deviennent aussi de plus en plus complexes. • Viser à réduire l'incidence environnementale d'une augmentation de la consommation. • Le cycle de vie d'un produit est souvent long et complexe. • couvre tous les aspects en partant de l'extraction des ressources naturelles jusqu'à l'élimination finale des produits sous forme de déchets, en passant par leur conception, leur fabrication, leur assemblage, leur commercialisation, leur distribution, leur vente et leur consommation. • Toutefois, les politiques environnementales liées aux produits qui ont été appliquées jusqu'ici ont eu tendance à : • se concentrer sur les sources de pollution majeures, telles que les émissions industrielles ou les problèmes de gestion de déchets, • …plutôt que sur les produits eux-mêmes et sur la manière dont ils contribuent à la dégradation de l'environnement à d'autres étapes de leur cycle de vie. • Les mesures existantes ont aussi tendance à se concentrer de manière isolée sur certaines phases du cycle de vie.

13. Europe : Politique Intégrée des Produits (PIP) Pourquoi la PIP ? • « la politique traditionnelle, qui se concentre sur les procédés de production, pourrait ne plus être appropriée à la réglementation dans le domaine de l’environnement » • « l’importance du lien entre émissions, déchets & consommation a fortement augmenté ces 20 dernières années » C’est quoi la PIP ? • D’UNE politique spécifique  sectorisée par type d’effet environnemental • A une politique globale sur le cycle de vie d’un produit  éviter le transfert d’un effet environnemental vers un autre Réf : Integrated Product Policy - A study analysing national and international developments with regard to Integrated Product Policy in the environment field and providing elements for an EC policy in this area - March 1998 APPROCHE CYCLE DE VIE

14. Qu’est-ce que l’ACV ? Ses principes ?

15. L’Analyse de Cycle de Vie, c’est quoi ? PRODUIT Utilisation assemblage « Cycle » Fin de vie Production matériaux ? Extraction matières premières

16. Les étapes d’une ACV Définition des objectifs et du champ d’étude Interprétation Analyse de l’inventaire Réf. ISO 14 040 Évaluation de l’impact

17. Étape 1: les objectifs et le champ d’étude • Exprimer les objectifs • Définir une unité fonctionnelle • Définir un système

18. Objectifs et système Exemple de la recette Objectif: que veut-on produire ? Processus: comment fait-on ? Avec quelle technologie (matériel)? Flux entrants: de quoi as-t-on besoin ? Et de combien (pour atteindre mon objectif) ? Avec quel(s) réglage(s) ?

19. Système : comment le définir ? Exemple de la recette Flux entrants: de quoi as-t-on besoin (pour produire 125 g de chocolat)? Processus: comment fait-on ? Avec quelle technologie (matériel)? Avec quel(s) réglage(s) ? Flux entrants: de quoi as-t-on besoin (pour produire 75 g de beurre) ? Processus: comment fait-on ? Avec quelle technologie (matériel)? Avec quel(s) réglage(s) ?

20. Système: la fabrication …jusqu’au prélèvement de quelque chose dans l’environnement À chaque étape: quoi, combien, comment ? + les transports, la fabrication de l’énergie, les emballages…

21. Système: la vie du produit, la fin de vie du produit • Comment sera utilisé le produit ? • Génie civil (produit = ouvrage): longue durée de vie • Combien de temps considère-t-on ? • Que se passe-t-il pendant ce temps ? Quels entretiens (quels ingrédients, quels processus) ? • Que deviendra le produit (ouvrage) en fin de vie ? • Comment sera-t-il démantelé ? • Que deviendront les éléments ? Recyclage, réutilisation, mise en décharge, incinération… ? On élabore des scénarios

22. Étape 2: l’inventaire de cycle de vie • Répertorier les flux • Les quantifier

23. Comment porte-t-on atteinte à l’environnement ? • En prélevant des ressources • Qui peuvent être non (ou peu) renouvelables • Qui contribuent à modifier/altérer les écosystèmes • En rejetant des déchets ou des substances • Qui portent atteinte à la santé humaine • Qui contribuent à modifier/altérer les écosystèmes

24. Qu’est-ce qu’un flux ? • Les ressources : tout ce qui est consommé par les processus • « les ingrédients de la recette », et les ingrédients de la fabrication des ingrédients… • Les ingrédients nécessaires au fonctionnement du processus (ex: énergie pour chauffer le four) • Les émissions: tout ce qui est rejeté par un processus • Les substances et déchets générés à chaque étape par chaque processus • Inventaire: la liste complète des ressources et des émissions, et leurs quantités

25. Étape 3: l’évaluation de l’impact de cycle de vie • Quels effets ont les flux sur l’environnement ? • Comment peut-on quantifier ces effets ?

26. Indicateurs et effets sur l’environment Facteur d’effet Effet Temps Cible (état initial) Zone d’effet Cible (état final) 3 types d’indicateur Exemple d’une plante • pression : pluviométrie • état : changement de la biomasse • réponse : changement de la productivité Indicateurs = « reflet » d’un phénomène complexe

27. Indicateurs en ACV Impact Temps Cible (état initial) Zone d’impact Quels sont les impacts attendus d’un facteur d’impact après un certain laps de temps ? Exemple d’une plante Facteur d’impact Cible (état final)

28. Pourquoi des indicateurs ? On regroupe dans un même indicateur, tous les flux qui ont le même impact CO2 Effet de serre Catégories d’impact CH4 Flux de l’inventaire Plusieurs milliers de valeurs ! Une dizaine d’indicateurs

29. Hypothèsesfondatrices • Hypothèse de proportionalité entre l’impact et le facteur d’impact • Ce qui est certain: pas de facteur d’impact = pas d’impact • Pas de pluie = la plante ne pousse pas • Ce qui n’est pas certain: un facteur d’impact = impact • La plante a besoin d’un substrat suffisamment riche, de soleil… • La plante pourrait subir des évènements imprévisibles (maladie, sécheresse…) • Impact attendus = des impacts potentiels • Une vue générale des phénomènes principaux • pluviométrie: pas la qualité de l’eau, pas la capacité de la plante à absorber l’eau… • La durée est suffisamment longue • …pour tenir compte des impacts de long terme (polluants persistants, composés radioactifs…) • L’espace est suffisamment grand • …pour être capable d’avoir une vision des effets à l’échelle globale

30. Plusieurs sortes d’indicateurs interprétation transparence Potentiel de Réchauffement Global PRESSION Émission de gaz à effets de serre Analyse des transferts et du devenir des gaz Concentration des gaz dans l’atmosphère Analyse des exposition et des effets Effets du changement de climat (déplacements de populations, endémie des maladies tropicales…) (REPONSE) DOMMAGES Analyse des dommages DALY = disability adjusted life years Dommages sur la santé humaine (nombre d’années de vie perdues)

31. Quels choix d’indicateurs ? • La norme ACV (ISO 14040) ne donne : • ni catégorie • ni indicateurs Une trentaine de gammes d’indicateurs différentes ! • Le choix dépend : • Des données disponibles • De l’échelle de l’étude : • Très grande échelle (pays, continent): indicateurs de dommages • Petite échelle: matériau, processus: indicateurs de pression

32. Les catégories d’impact « classiques » • Effet de serre • Disparition de l’ozone stratosphérique • Formation d’ozone troposphérique • Acidification • Eutrophisation • Toxicité / écotoxicité • Raréfaction des ressources • Biologiques • Minérales • Fossiles

33. Étape 4: l’interprétation • Quelles sont les données qui manquent ? • Quels sont les processus qui contribuent le plus (ou le moins) à une catégorie d’impact ? • Quels sont les scénarios les plus (ou moins) favorables à une catégorie d’impact ? • Comment peut-on améliorer efficacement les performances ?

34. Pour conclure

35. ACV : une méthode intéressante Méthode d’évaluation des impacts environnementaux d’un produit « du berceau à la tombe » (« du berceau au berceau »): à toutes les étapes de son cycle de vie De l’évaluation technique vers l’évaluation environnementale Prise en compte du long terme Prise en compte des atteintes multiples à l’environnement Fournit un cadre pour quantifier ces atteintes

36. L’ACV: une méthode en évolution • Recherche: rigueur • Améliorer la connaissance des effets environnementaux des activités humaines • Améliorer la méthode • les données • les indicateurs • La cohérence des résultats • Les résultats de la recherche doivent contribuer à faire évoluer les normes à long terme • Normalisation: application • Donner un cadre commun aux études ACV • Textes issus de processus de négociations entre institutions, entreprises, scientifiques • Compromis antre rigueur et faisabilité (technique, économique) • Conçues afin de faciliter la mise en application à court terme Interactions

37. Remerciements aux mécènes de la chaire génie civil écoconstruction Merci pour votre attention Merci