L’évaluation du cycle de vie

L’analyse du cycle de vie (ACV, également connue sous le nom d’analyse de cycle de vie, de bilan écologique et d’analyse de bout en bout) est une technique permettant d’évaluer les impacts environnementaux associés à toutes les étapes de la vie d’un produit, depuis l’extraction de la matière première jusqu’à la transformation, la fabrication. , distribution, utilisation, réparation et maintenance, et élimination ou recyclage. Les concepteurs utilisent ce processus pour critiquer leurs produits. Les ACV peuvent aider à éviter une vision étroite des préoccupations environnementales en:

Dresser un inventaire des intrants énergétiques et matériels pertinents et des rejets dans l’environnement;
Évaluer les impacts potentiels associés aux intrants et aux rejets identifiés;
Interpréter les résultats pour aider à prendre une décision plus éclairée.

Buts et objectifs
L’ACV a pour objectif de comparer l’ensemble des effets environnementaux attribuables aux produits et services en quantifiant l’ensemble des intrants et des extrants des flux de matières et en évaluant l’impact de ces flux sur l’environnement. Ces informations sont utilisées pour améliorer les processus, soutenir les politiques et fournir une base solide pour des décisions éclairées.

Le terme cycle de vie fait référence à la notion selon laquelle une évaluation juste et globale nécessite l’évaluation de la production, de la fabrication, de la distribution, de l’utilisation et de l’élimination des matières premières, y compris de toutes les étapes de transport intermédiaires nécessaires ou causées par l’existence du produit.

Il existe deux principaux types d’ACV. Les LCA d’attributional cherchent à établir (ou à attribuer) les charges associées à la production et à l’utilisation d’un produit, ou à un service ou à un processus spécifique, à un moment donné (généralement le passé récent). Les ACV consécutives cherchent à identifier les conséquences pour l’environnement d’une décision ou d’une proposition de modification du système à l’étude (orienté vers l’avenir), ce qui signifie que les implications de marché et économiques d’une décision peuvent devoir être prises en compte. L’ACV sociale est en cours d’élaboration en tant qu’approche différente de la réflexion axée sur le cycle de vie visant à évaluer les implications sociales ou les impacts potentiels. L’ACV sociale doit être considérée comme une approche complémentaire à l’ACV environnementale.

Les procédures d’analyse du cycle de vie (ACV) font partie des normes de management environnemental ISO 14000: ISO 14040: 2006 et 14044: 2006. (L’ISO 14044 a remplacé les versions antérieures d’ISO 14041 à ISO 14043.) Les analyses du cycle de vie des produits GES peuvent également être conformes à des spécifications telles que PAS 2050 et la norme de comptabilisation et de comptabilisation du cycle de vie du protocole GES.

Quatre phases principales
Conformément aux normes ISO 14040 et 14044, une analyse du cycle de vie est effectuée en quatre phases distinctes, comme illustré dans la figure ci-contre. Les phases sont souvent interdépendantes en ce sens que les résultats d’une phase informeront la manière dont les autres phases sont complétées.

But et portée
Une ACV commence par une déclaration explicite du but et de la portée de l’étude, qui définit le contexte de l’étude et explique comment et à qui les résultats doivent être communiqués. Il s’agit d’une étape clé et les normes ISO exigent que l’objectif et la portée d’une ACV soient clairement définis et cohérents avec l’application envisagée. Le document sur les objectifs et la portée comprend donc des détails techniques qui orientent les travaux suivants:

l’unité fonctionnelle, qui définit précisément ce qui est étudié et quantifie le service fourni par le système produit, fournissant une référence à laquelle les entrées et les sorties peuvent être mises en relation. En outre, l’unité fonctionnelle est une base importante qui permet de comparer et d’analyser des biens ou services de substitution. Donc, pour expliquer cela, un système fonctionnel comprenant des entrées, des processus et des sorties contient une unité fonctionnelle remplissant une fonction, par exemple, la peinture recouvre un mur, ce qui permet de couvrir une unité fonctionnelle de 1 m² pendant 10 ans. Le flux fonctionnel correspond aux éléments nécessaires à cette fonction. Il s’agit donc d’un pinceau, d’un pot de peinture et de la peinture elle-même.
les limites du système; qui sont des délimitations des processus qui devraient être inclus dans l’analyse d’un système de produit.
les hypothèses et les limites;
les méthodes d’allocation utilisées pour répartir la charge environnementale d’un processus lorsque plusieurs produits ou fonctions partagent le même processus; L’allocation est généralement traitée de l’une des trois manières suivantes: expansion du système, substitution et partition. Faire ceci n’est pas facile et différentes méthodes peuvent donner des résultats différents
et

les catégories d’impact choisies, par exemple la toxicité humaine, le smog, le réchauffement de la planète, l’eutrophisation.

Inventaire du cycle de vie
L’analyse du cycle de vie (ICV) consiste à créer un inventaire des flux de et vers la nature pour un système de produit. Les flux d’inventaire comprennent les entrées d’eau, d’énergie et de matières premières, ainsi que les rejets dans l’air, le sol et l’eau. Pour développer l’inventaire, un modèle de flux du système technique est construit en utilisant des données sur les entrées et les sorties. Le modèle de flux est généralement illustré par un organigramme comprenant les activités à évaluer dans la chaîne d’approvisionnement concernée et donnant une image claire des limites du système technique. Les données d’entrée et de sortie nécessaires à la construction du modèle sont collectées pour toutes les activités dans les limites du système, y compris à partir de la chaîne d’approvisionnement (appelées entrées de la technosphère).

Les données doivent être liées à l’unité fonctionnelle définie dans la définition de l’objectif et de la portée. Les données peuvent être présentées dans des tableaux et certaines interprétations peuvent déjà être faites à ce stade. Les résultats de l’inventaire sont un ICV qui fournit des informations sur tous les intrants et tous les extrants sous forme de flux élémentaire vers et depuis l’environnement à partir de tous les processus unitaires impliqués dans l’étude.

Les flux d’inventaire peuvent se chiffrer par centaines en fonction des limites du système. Pour les ACV de produits au niveau générique (c’est-à-dire des moyennes représentatives de l’industrie) ou spécifique à une marque, ces données sont généralement collectées à l’aide de questionnaires d’enquête. Au niveau de l’industrie, il faut veiller à ce que les questionnaires soient complétés par un échantillon représentatif de producteurs, n’appuyant ni sur le meilleur ni sur le pire, et reflétant pleinement les différences régionales dues à la consommation d’énergie, à l’approvisionnement en matériaux ou à d’autres facteurs. Les questionnaires couvrent toute la gamme d’intrants et de produits. Ils visent généralement à comptabiliser 99% de la masse d’un produit, 99% de l’énergie utilisée dans sa production et tout flux écologiquement sensible, même s’ils se situent dans la limite de 1% de contributions.

L’un des domaines où l’accès aux données risque d’être difficile est celui des flux issus de la technosphère. La technosphère est plus simplement définie comme le monde créé par l’homme. Considérées par les géologues comme des ressources secondaires, ces ressources sont en théorie 100% recyclables; Cependant, dans la pratique, l’objectif premier est le sauvetage. Pour un LCI, ces produits de la technosphère (produits de la chaîne d’approvisionnement) sont ceux qui ont été fabriqués par l’homme. Malheureusement, ceux qui remplissent un questionnaire sur un processus utilisant un produit fabriqué par l’homme comme moyen de parvenir à une fin ne seront pas en mesure de spécifier la quantité de une entrée donnée qu’ils utilisent. En règle générale, ils n’auront pas accès aux données concernant les entrées et les sorties des processus de production précédents du produit. L’entité qui entreprend la LCA doit alors se tourner vers des sources secondaires si elle ne dispose pas déjà des données de ses propres études antérieures. Les bases de données nationales ou les ensembles de données fournis avec les outils d’ACV-praticiens, ou facilement accessibles, sont les sources habituelles de ces informations. Il faut ensuite veiller à ce que la source de données secondaire reflète correctement les conditions régionales ou nationales.

Méthodes LCI
ACV de processus
LCA d’entrée économique
Approche hybride
Evaluation de l’impact du cycle de vie
L’analyse des stocks est suivie d’une analyse d’impact. Cette phase de l’ACV vise à évaluer l’importance des impacts environnementaux potentiels sur la base des résultats obtenus en matière de flux de LCI. L’évaluation classique de l’impact du cycle de vie (ACVL) comprend les éléments obligatoires suivants:

sélection des catégories d’impact, des indicateurs de catégorie et des modèles de caractérisation;
l’étape de classification, où les paramètres d’inventaire sont triés et attribués à des catégories d’impact spécifiques; et
mesure de l’impact, où les flux d’ICV catégorisés sont caractérisés, à l’aide de l’une des nombreuses méthodologies d’ACVL possibles, en unités d’équivalence communes, qui sont ensuite additionnées pour fournir un total de catégories d’impact globales.
Dans de nombreux ACV, la caractérisation conclut l’analyse de l’ACVI; c’est également la dernière étape obligatoire selon ISO 14044: 2006. Cependant, en plus des étapes obligatoires de LCIA ci-dessus, d’autres éléments facultatifs de l’ACLI – normalisation, regroupement et pondération – peuvent être utilisés, en fonction de l’objectif et de la portée de l’étude ACV. En normalisation, les résultats des catégories d’impact de l’étude sont généralement comparés aux impacts totaux dans la région d’intérêt, aux États-Unis par exemple. Le regroupement consiste à trier et éventuellement à classer les catégories d’impact. Lors de la pondération, les différents impacts environnementaux sont pondérés les uns par rapport aux autres, de manière à pouvoir être additionnés afin d’obtenir un nombre unique pour l’impact environnemental total. L’ISO 14044: 2006 déconseille généralement la pondération, indiquant que «la pondération ne doit pas être utilisée dans les études de LCA destinées à être utilisées dans des assertions comparatives destinées à être divulguées au public». Ce conseil est souvent ignoré, ce qui aboutit à des comparaisons pouvant refléter un degré élevé de subjectivité résultant de la pondération.

Les impacts du cycle de vie peuvent également être classés en plusieurs phases de développement, de production, d’utilisation et d’élimination d’un produit. De manière générale, ces impacts peuvent être divisés en “premiers impacts”, impacts sur l’utilisation et impacts en fin de vie. Les “premiers impacts” incluent l’extraction des matières premières, la fabrication (transformation des matières premières en un produit), le transport du produit sur un marché ou un site, la construction / installation et le début de l’utilisation ou de l’occupation. Les impacts sur l’utilisation incluent les impacts physiques liés à l’exploitation du produit ou de l’installation (tels que l’énergie, l’eau, etc.), à la maintenance, à la rénovation et aux réparations (nécessaires pour continuer à utiliser le produit ou l’installation). Les impacts en fin de vie incluent la démolition et le traitement des déchets ou des matériaux recyclables.

Interprétation
L’interprétation du cycle de vie est une technique systématique permettant d’identifier, de quantifier, de vérifier et d’évaluer les informations provenant des résultats de l’inventaire du cycle de vie et / ou de l’évaluation de l’impact du cycle de vie. Les résultats de l’analyse de l’inventaire et de l’évaluation de l’impact sont résumés au cours de la phase d’interprétation. Le résultat de la phase d’interprétation est un ensemble de conclusions et de recommandations pour l’étude. Selon ISO 14040: 2006, l’interprétation devrait inclure:

identification des problèmes importants sur la base des résultats des phases LCI et LCIA d’une ACV;
évaluation de l’étude en prenant en compte les contrôles de complétude, de sensibilité et de cohérence; et
conclusions, limites et recommandations.
L’interprétation du cycle de vie a pour objectif essentiel de déterminer le niveau de confiance quant aux résultats finaux et de les communiquer de manière juste, complète et précise. L’interprétation des résultats d’une ACV n’est pas aussi simple que «3 est meilleur que 2, la variante A est donc le meilleur choix»! Pour interpréter les résultats d’une ACV, il faut commencer par comprendre leur exactitude et s’assurer qu’ils atteignent l’objectif de l’étude. Ceci est accompli en identifiant les éléments de données qui contribuent de manière significative à chaque catégorie d’impact, en évaluant la sensibilité de ces éléments de données significatifs, en évaluant l’exhaustivité et la cohérence de l’étude et en tirant des conclusions et des recommandations sur la base d’une compréhension claire de la manière dont l’ACV a été réalisée. et les résultats ont été développés.

Test de référence
Plus précisément, la meilleure alternative est celle qui, selon la LCA, a le moins d’impact environnemental négatif du berceau à la mort sur les ressources en terre, en mer et en air.

ACV utilise
D’après une enquête réalisée en 2006 auprès de praticiens de l’ACV, l’ACL sert principalement à soutenir la stratégie d’entreprise (18%) et la RD (18%), en tant qu’intrants pour la conception de produits ou de processus (15%), dans l’éducation (13%) et pour étiquetage ou déclarations de produits (11%). L’ACV sera continuellement intégrée à l’environnement bâti en tant qu’outils, tels que les directives du projet européen ENSLIC Building pour les bâtiments ou élaborées et mises en œuvre, qui fournissent aux praticiens des conseils sur les méthodes d’implémentation des données LCI dans le processus de planification et de conception.

Les grandes entreprises du monde entier entreprennent des analyses du cycle de vie en interne ou commandent des études, tandis que les gouvernements appuient la création de bases de données nationales destinées à soutenir les processus de LCA. On notera en particulier l’utilisation croissante de l’ACV pour les étiquettes ISO de type III appelées déclarations environnementales de produits, définies comme des “données environnementales quantifiées pour un produit avec des catégories prédéfinies de paramètres basées sur la série de normes ISO 14040, sans toutefois exclure d’informations environnementales supplémentaires.” “. Ces étiquettes certifiées par des tiers et basées sur l’ACV constituent une base de plus en plus importante pour évaluer les avantages environnementaux relatifs de produits concurrents. La certification par un tiers joue un rôle majeur dans l’industrie actuelle. Une certification indépendante peut montrer aux clients et aux ONG le dévouement d’une entreprise envers des produits plus sûrs et plus respectueux de l’environnement.

L’ACV joue également un rôle majeur dans l’évaluation de l’impact sur l’environnement, la gestion intégrée des déchets et les études de pollution. Une étude récente a évalué l’ACV d’une installation de laboratoire pour la production d’air enrichi en oxygène, associée à son évaluation économique dans une perspective d’éco-conception globale. L’ACV a également été utilisée pour évaluer les impacts environnementaux des activités d’entretien, de réparation et de réhabilitation de la chaussée.

L’analyse des données
Une analyse du cycle de vie n’a que la validité de ses données; par conséquent, il est essentiel que les données utilisées pour réaliser une analyse de cycle de vie soient exactes et à jour. Lorsque l’on compare différentes analyses de cycle de vie, il est essentiel de disposer de données équivalentes pour les deux produits ou processus en question. Si un produit a une disponibilité de données beaucoup plus élevée, il ne peut pas être comparé de manière juste à un autre produit qui contient des données moins détaillées.

Il existe deux types de base de données d’analyse du cycle de vie – les données de processus unitaires et les données d’entrée-sortie environnementales (EIO), ces dernières étant basées sur des données d’entrées-sorties économiques nationales. Les données de processus unitaires sont dérivées d’enquêtes directes auprès d’entreprises ou d’installations produisant le produit d’intérêt, réalisées à un niveau de processus unitaire défini par les limites du système pour l’étude.

La validité des données est une préoccupation constante pour les analyses de cycle de vie. En raison de la mondialisation et du rythme rapide de la recherche et du développement, de nouveaux matériaux et méthodes de fabrication sont constamment introduits sur le marché. Cela rend très important et très difficile d’utiliser des informations actualisées lors de la réalisation d’une ACV. Si les conclusions d’une ACV doivent être valides, les données doivent être récentes. Cependant, le processus de collecte de données prend du temps. Si un produit et ses processus associés n’ont pas subi de révisions significatives depuis la dernière collecte des données d’ACV, la validité des données ne pose pas de problème. Cependant, les appareils électroniques grand public tels que les téléphones cellulaires peuvent être repensés tous les 9 à 12 mois, ce qui crée un besoin de collecte de données en continu.

Le cycle de vie considéré comprend généralement plusieurs étapes, notamment l’extraction, le traitement et la fabrication des matériaux, l’utilisation et la mise au rebut du produit. Si le plus dommageable pour l’environnement de ces étapes peut être déterminé, l’impact sur l’environnement peut être efficacement réduit en se concentrant sur les modifications à apporter à cette phase particulière. Par exemple, la phase de vie de l’avion ou de la voiture qui consomme le plus d’énergie est pendant l’utilisation en raison de la consommation de carburant. L’un des moyens les plus efficaces d’augmenter le rendement énergétique est de réduire le poids du véhicule. Ainsi, les constructeurs de voitures et d’avions peuvent réduire considérablement leur impact sur l’environnement en remplaçant les matériaux plus lourds par des matériaux plus légers, tels que des éléments renforcés de fibres de carbone ou d’aluminium. La réduction au cours de la phase d’utilisation devrait être plus que suffisante pour compenser le coût supplémentaire de la matière première ou de la fabrication.

Les sources de données sont généralement de grandes bases de données, il n’est pas approprié de comparer deux options si différentes sources de données ont été utilisées pour générer les données. Les sources de données comprennent:

soca
EuGeos ‘15804-IA
BESOINS
ecoinvent
PSILCA
ESU World Food
GaBi
ELCD
LC-Inventories.ch
Hotspots sociaux
ProBas
bioénergies
Agribalyse
USDA
Ökobaudat
Agri-empreinte
Archives complètes de données environnementales (CEDA)
Les calculs d’impact peuvent ensuite être faits à la main, mais il est plus courant de rationaliser le processus à l’aide de logiciels. Cela peut aller d’une simple feuille de calcul, où l’utilisateur entre les données manuellement, dans un programme entièrement automatisé, où l’utilisateur n’a pas connaissance des données source.

Des variantes

Berceau à la tombe
Le berceau à la tombe est l’évaluation complète du cycle de vie à partir de l’extraction des ressources («berceau») pour utiliser la phase et la phase d’élimination («tombe»). Par exemple, les arbres produisent du papier qui peut être recyclé en isolant de cellulose (papier fibré) à faible production d’énergie, puis utilisé comme dispositif permettant d’économiser de l’énergie dans le plafond d’une maison pendant 40 ans, en économisant 2 000 fois l’énergie fossile utilisée. dans sa production. Après 40 ans, les fibres de cellulose sont remplacées et les anciennes fibres sont éliminées, éventuellement incinérées. Toutes les entrées et sorties sont prises en compte pour toutes les phases du cycle de vie.

Cradle-to-gate
Le berceau à la porte est une évaluation du cycle de vie partiel d’un produit, de l’extraction des ressources (berceau) à la porte de l’usine (c’est-à-dire avant qu’il ne soit transporté au consommateur). La phase d’utilisation et la phase d’élimination du produit sont omises dans ce cas. Les évaluations «du berceau à la porte» constituent parfois la base des déclarations environnementales de produits (EPD), appelées systèmes de gestion d’entreprise à entreprise. L’une des utilisations importantes de l’approche «du berceau à la porte» consiste à compiler l’inventaire du cycle de vie (ICV) à l’aide du berceau à la porte. Cela permet à l’ACV de collecter tous les impacts menant aux ressources achetées par l’installation. Ils peuvent ensuite ajouter les étapes impliquées dans leur transport vers les processus d’installation et de fabrication afin de produire plus facilement leurs propres valeurs du “berceau à la porte” pour leurs produits.

Production du berceau au berceau ou en boucle fermée
Voir aussi: Conception du berceau au berceau
Le berceau au berceau est un type spécifique d’évaluation du berceau à la tombe, dans lequel l’étape de mise au rebut en fin de vie du produit est un processus de recyclage. Il s’agit d’une méthode utilisée pour minimiser l’impact environnemental des produits en utilisant des pratiques de production, d’exploitation et d’élimination durables. Elle vise à intégrer la responsabilité sociale au développement des produits. Le processus de recyclage génère des produits nouveaux et identiques (par exemple, un revêtement en asphalte à partir de revêtement en asphalte mis au rebut, des bouteilles de verre provenant de bouteilles en verre collectées) ou différents produits (par exemple, un isolant en laine de verre provenant de bouteilles en verre collectées).

L’allocation de la charge pour les produits dans les systèmes de production en boucle ouverte présente des défis considérables pour l’ACV. Diverses méthodes, telles que l’approche de la charge évitée, ont été proposées pour traiter les problèmes en cause.

Porte à porte
Gate-to-gate est une ACV partielle ne prenant en compte qu’un seul processus à valeur ajoutée dans l’ensemble de la chaîne de production. Les modules porte à porte peuvent également être liés ultérieurement dans la chaîne de production appropriée pour former une évaluation complète du berceau à la porte.

Roue à roue
La LCA utilisée pour les carburants et les véhicules de transport est la meilleure solution. L’analyse est souvent décomposée en étapes intitulées “puits à station” ou “puits à réservoir”, “station à roue” ou “réservoir à roue” ou “bouchon à roue”. “. La première étape, qui comprend la production et le traitement de la matière première ou du carburant, et la livraison ou la transmission de carburant, est appelée étape “en amont”, tandis que la phase qui concerne le fonctionnement du véhicule lui-même est parfois appelée étape “en aval”. L’analyse puits à volant est couramment utilisée pour évaluer la consommation totale d’énergie, ou l’efficacité de la conversion énergétique et l’impact des émissions des navires, des avions et des véhicules à moteur, y compris leur empreinte carbone et les carburants utilisés dans chacun de ces modes de transport. L’analyse WtW est utile pour refléter les différentes efficiences et émissions des technologies énergétiques et des carburants aux niveaux amont et aval, en donnant une image plus complète des émissions réelles.

La variante «du puits à la roue» joue un rôle important dans un modèle développé par le Laboratoire national d’Argonne. Le modèle GREET (Gaz à effet de serre, Émissions réglementées et Utilisation d’énergie dans les transports) a été mis au point pour évaluer les impacts des nouveaux carburants et technologies embarquées. Le modèle évalue les impacts de la consommation de carburant à l’aide d’une évaluation puits à volant, tandis qu’une approche traditionnelle allant du berceau à la tombe est utilisée pour déterminer les impacts du véhicule lui-même. Le modèle indique la consommation d’énergie, les émissions de gaz à effet de serre et six polluants supplémentaires: composés organiques volatils (COV), monoxyde de carbone (CO), oxydes d’azote (NOx), particules de moins de 10 micromètres (PM10), particules de moins inférieure à 2,5 micromètres (PM2,5) et oxydes de soufre (SOx).

Les valeurs quantitatives des émissions de gaz à effet de serre calculées avec la méthode de WTW ou avec la méthode du LCA peuvent différer, car le LCA envisage davantage de sources d’émission. Par exemple, lorsqu’il évalue les émissions de GES d’un véhicule électrique à batterie par rapport à un véhicule classique à moteur à combustion interne, le WTW (qui comptabilise uniquement les GES pour la fabrication des carburants) découvre qu’un véhicule électrique peut économiser 50 à 60% des GES. , alors qu’une méthode hybride LCA-WTW, tenant compte également des GES dus à la fabrication et à la fin de vie de la batterie, permet de réduire les émissions de GES de 10 à 13% par rapport au WTW.

Analyse économique du cycle de vie des entrées-sorties
L’ACV des entrées-sorties économiques (EIOLCA) implique l’utilisation de données agrégées au niveau sectoriel sur l’impact environnemental pouvant être attribué à chaque secteur de l’économie et le montant des achats de chaque secteur à d’autres secteurs. Une telle analyse peut prendre en compte de longues chaînes (par exemple, construire une automobile nécessite de l’énergie, mais produire de l’énergie nécessite des véhicules, et construire ces véhicules nécessite de l’énergie, etc.), ce qui atténue quelque peu le problème de la portée de l’ACV en processus; Cependant, EIOLCA se base sur des moyennes sectorielles qui peuvent ou non être représentatives du sous-ensemble spécifique du secteur correspondant à un produit particulier et ne conviennent donc pas pour évaluer les impacts environnementaux des produits. De plus, la traduction des quantités économiques en impacts environnementaux n’est pas validée.

ACV à base écologique
Une ACV conventionnelle utilise bon nombre des mêmes approches et stratégies qu’une Eco-ACV, mais cette dernière prend en compte une gamme beaucoup plus large d’impacts écologiques. Il a été conçu pour fournir un guide de gestion rationnelle des activités humaines en comprenant les impacts directs et indirects sur les ressources écologiques et les écosystèmes environnants. Développée par l’Ohio State University Center pour la résilience, Eco-LCA est une méthodologie qui prend en compte de manière quantitative les services de régulation et de support au cours du cycle de vie de biens et produits économiques. Dans cette approche, les services sont classés en quatre groupes principaux: les services d’appui, de régulation, de fourniture et les services culturels.

ACV basée sur Exergy
L’exergie d’un système est le travail utile maximal possible lors d’un processus qui met le système en équilibre avec un réservoir de chaleur. Wall indique clairement la relation entre l’analyse exergy et la comptabilité des ressources. Cette intuition confirmée par DeWulf et Sciubba a permis d’aboutir à une comptabilité exergo-économique et à des méthodes spécifiquement dédiées à l’ACV, telles que l’apport de matière exergétique par unité de service (EMIPS). Le concept d’intrant matériel par unité de service (MIPS) est quantifié en termes de deuxième loi de la thermodynamique, permettant ainsi de calculer à la fois l’export de ressources et le rendement de services. Cet intrant matériel exergétique par unité de service (EMIPS) a été élaboré pour la technologie des transports. Le service prend en compte non seulement la masse totale à transporter et la distance totale, mais également la masse par transport et le délai de livraison.

Analyse énergétique du cycle de vie
L’analyse énergétique du cycle de vie (LCEA) est une approche dans laquelle tous les intrants énergétiques d’un produit sont comptabilisés, non seulement les intrants énergétiques directs pendant la fabrication, mais également tous les intrants énergétiques nécessaires à la production des composants, des matériaux et des services nécessaires au processus de fabrication. Un terme antérieur pour cette approche était l’analyse énergétique.

Avec LCEA, l’apport énergétique total du cycle de vie est établi.

Production d’énergie
Il est reconnu que la production de produits énergétiques eux-mêmes, tels que l’énergie nucléaire, l’électricité photovoltaïque ou les produits pétroliers de grande qualité, constitue une perte d’énergie. Le contenu énergétique net est le contenu énergétique du produit moins l’apport énergétique utilisé lors de l’extraction et de la conversion, directement ou indirectement. Un résultat précoce controversé de la LCEA a affirmé que la fabrication de cellules solaires nécessite plus d’énergie que ce qui peut être récupéré lors de l’utilisation de la cellule solaire. Le résultat a été réfuté. Le cannibalisme énergétique est un autre nouveau concept issu des évaluations du cycle de vie. Le cannibalisme énergétique fait référence à un effet par lequel la croissance rapide de toute une industrie à forte intensité énergétique crée un besoin d’énergie qui utilise (ou cannibalise) l’énergie des centrales existantes. Ainsi, au cours de la croissance rapide, l’industrie dans son ensemble ne produit aucune énergie, car une nouvelle énergie est utilisée pour alimenter l’énergie incorporée des centrales futures. Des travaux ont été entrepris au Royaume-Uni pour déterminer les impacts énergétiques d’un cycle de vie (parallèlement à l’ACV complète) d’un certain nombre de technologies renouvelables.

Récupération d’énergie
Si des matériaux sont incinérés pendant le processus d’élimination, l’énergie libérée lors de la combustion peut être exploitée et utilisée pour la production d’électricité. Cela constitue une source d’énergie à faible impact, en particulier par rapport au charbon et au gaz naturel. Bien que l’incinération produise davantage de gaz à effet de serre que la mise en décharge, les usines de traitement des déchets disposent de filtres permettant de minimiser cet impact négatif. Une étude récente comparant la consommation d’énergie et les émissions de gaz à effet de serre provenant de la mise en décharge (sans récupération d’énergie) à l’incinération (avec récupération d’énergie) a révélé que l’incinération était supérieure dans tous les cas, sauf lorsque le gaz de décharge est récupéré pour la production d’électricité.

Critique
Il a également été avancé que l’efficacité énergétique n’était qu’un facteur à prendre en compte pour décider du procédé de remplacement à employer et qu’il ne fallait pas l’élever au rang de critère déterminant pour déterminer l’acceptabilité environnementale. Par exemple, une simple analyse énergétique ne prend pas en compte la capacité de renouvellement des flux d’énergie ni la toxicité des déchets ;. L’incorporation d’ACV dynamiques dans les technologies d’énergie renouvelable (en utilisant des analyses de sensibilité pour prévoir les améliorations futures des systèmes d’énergie renouvelable et de leur part du réseau électrique) pourrait aider à atténuer cette critique.

Ces dernières années, la littérature sur l’évaluation du cycle de vie des technologies énergétiques a commencé à refléter les interactions entre le réseau électrique actuel et les technologies énergétiques futures. Certains articles ont mis l’accent sur le cycle de vie de l’énergie, tandis que d’autres se sont intéressés au dioxyde de carbone (CO2) et à d’autres gaz à effet de serre. La critique essentielle formulée par ces sources est qu’il faut tenir compte de la nature croissante du réseau électrique lorsqu’on envisage la technologie énergétique. Sinon, une classe énergétique donnée peut émettre plus de CO2 au cours de sa vie qu’elle n’en atténue.

La méthode d’analyse de l’énergie ne peut pas résoudre le problème, car différentes formes d’énergie (chaleur, électricité, énergie chimique, etc.) ont des qualités et des valeurs différentes, même dans les sciences naturelles, en conséquence des deux lois principales de la thermodynamique. Une mesure thermodynamique de la qualité de l’énergie est l’exergie. Selon la première loi de la thermodynamique, tous les intrants d’énergie doivent être comptabilisés avec un poids égal, alors que selon la deuxième loi, les différentes formes d’énergie doivent être comptabilisées avec des valeurs différentes.

Le conflit est résolu de l’une des manières suivantes:

la différence de valeur entre les entrées d’énergie est ignorée,
un rapport de valeur est attribué de manière arbitraire (par exemple, un joule d’électricité a 2,6 fois plus de valeur qu’un joule d’apport de chaleur ou de combustible),
l’analyse est complétée par une analyse des coûts économiques (monétaires),
l’exergie au lieu de l’énergie peut être la métrique utilisée pour l’analyse du cycle de vie.

Les critiques
L’analyse du cycle de vie est un outil puissant d’analyse d’aspects commensurables de systèmes quantifiables. Cependant, tous les facteurs ne peuvent pas être réduits à un nombre et insérés dans un modèle. Les limites rigides du système rendent la comptabilisation des modifications du système difficile. C’est ce que l’on appelle parfois la critique critique de la pensée systémique. L’exactitude et la disponibilité des données peuvent également contribuer à l’inexactitude. Par exemple, les données des processus génériques peuvent être basées sur des moyennes, un échantillonnage non représentatif ou des résultats obsolètes. De plus, les implications sociales des produits font généralement défaut dans les ACV. L’analyse comparative du cycle de vie est souvent utilisée pour déterminer un meilleur processus ou produit à utiliser. Cependant, en raison d’aspects tels que des frontières de système différentes, des informations statistiques différentes, des utilisations de produit différentes, etc., ces études peuvent facilement être influencées en faveur d’un produit ou d’un processus par rapport à un autre dans une étude et l’inverse dans une autre étude basée sur des paramètres et des paramètres variés. différentes données disponibles. Il existe des directives pour aider à réduire ces conflits de résultats, mais la méthode laisse encore beaucoup de place au chercheur pour décider de ce qui est important, de la manière dont le produit est généralement fabriqué et de la manière dont il est généralement utilisé.

Un examen approfondi de 13 études ACV sur des produits en bois et en papier a révélé un manque de cohérence dans les méthodes et les hypothèses utilisées pour suivre le carbone au cours du cycle de vie du produit. Une grande variété de méthodes et d’hypothèses ont été utilisées, aboutissant à des conclusions différentes et potentiellement opposées – notamment en ce qui concerne la séquestration du carbone et la génération de méthane dans les décharges et la comptabilisation du carbone lors de la croissance forestière et de l’utilisation des produits.

Rationaliser l’ACV
Ce processus comprend trois étapes. Premièrement, une méthode appropriée devrait être choisie pour combiner une précision adéquate avec un coût acceptable afin de guider la prise de décision. En fait, dans le processus d’ACV, en plus de l’ACV rationalisée, le dépistage écologique et l’ACV complète sont également pris en compte. Cependant, le premier seulement pourrait fournir des détails limités et le dernier avec des informations plus détaillées coûte plus cher. Deuxièmement, une seule mesure du stress devrait être choisie. La production typique d’ACV inclut la consommation de ressources, la consommation d’énergie, la consommation d’eau, les émissions de CO2, les résidus toxiques, etc. L’un de ces résultats est utilisé comme principal facteur à mesurer dans une ACV rationalisée. La consommation d’énergie et les émissions de CO2 sont souvent considérées comme des «indicateurs pratiques». Enfin, le stress sélectionné à l’étape 2 est utilisé en standard pour évaluer la phase de la vie séparément et identifier la phase la plus dommageable. Par exemple, pour une voiture familiale, la consommation d’énergie peut être utilisée comme facteur de stress unique pour évaluer chaque phase de la vie. Le résultat montre que la phase d’utilisation la plus intensive en énergie d’une voiture familiale.

L’évaluation du cycle de vie des matériaux d’ingénierie en service joue un rôle important dans l’économie d’énergie, la conservation des ressources et des milliards de dollars en empêchant la défaillance prématurée d’un composant technique essentiel dans une machine ou un équipement. Les données d’ACV des matériaux d’ingénierie de surface sont utilisées pour améliorer le cycle de vie du composant d’ingénierie. L’amélioration du cycle de vie des machines et des équipements industriels, y compris la fabrication, la production d’énergie, les transports, etc., conduit à une amélioration de l’efficacité énergétique, de la durabilité et à une réduction de la hausse de la température mondiale. La réduction estimée des émissions de carbone anthropiques est au minimum de 10% des émissions mondiales.