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Matériaux et environnement la conception écologique des produits

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par Arnaud Delano KWAYEP DE PETNTANG
Ecole nationale supérieure d'arts et métiers, Meknès -  2005
  

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Université Moulay Ismaïl ENSAM-Meknès

La conception écologique des produits

Réalisé par : EL HAMMIOUI Jihane

KWAYEP Arnaud

Année universitaire 2005-2006

INTRODUCTION

La recherche d'un développement durable mène certaines entreprises à approfondir une démarche caractérisée par l'intégration de la donnée écologique dès l'amont des projets industriels et, en particulier, au niveau de la conception des produits. Cette approche permet en effet la minimisation des impacts à la source dans une optique de prévention des pollutions. Elle est largement préférable à l'approche curative, actuellement majoritaire au sein de la culture industrielle, traduite le plus souvent par un report de la pollution (l'épuration des eaux conduit à la formation de boues, qu'il faut traiter).

Les efforts en matière d'éco conception peuvent, par ailleurs, porter sur une ou plusieurs des phases du cycle de vie du produit. D'où la notion d'analyse du cycle de vie. Grâce à l'ACV l'ingénieur a à sa disposition des outils d'évaluation de l'impact environnemental et des outils d'amélioration de l'impact environnemental.

I - Analyse du cycle de vie (ACV)

Le cycle de vie d'un produit s'étend de l'extraction de la matière première au dépôt du résidus du produit à la décharge. L'ACV étudie des systèmes industriels et leurs échanges avec les milieux naturels. Ces échanges peuvent prendre la forme de consommations de matière et d'énergie) et de rejets (dans l'eau, dans l'air ou encore déchets solides ou pâteux).

Figure1 : Représentation d'un système industriel. Source : TI

L'ACV s'intéresse aux flux de matière et d'énergie qui entrent dans les systèmes industriels et à ceux qui en sortent. Ces flux sont considérés à la frontière entre les systèmes industriels et les milieux naturels. Pour cette raison, on les appelle « flux élémentaires ». Ainsi, les flux élémentaires entrants sont à l'état non transformé par l'homme. Ils correspondent à des prélèvements de ressources naturelles. Les flux élémentaires sortants ne peuvent être que des rejets dans l'eau ou dans l'air ou des déchets mis en décharge.

Les impacts sur l'environnement

L'ACV a pour but d'évaluer les impacts sur l'environnement dus aux flux élémentaires. Dans la pratique il est plus opportun de parler d'impact potentiel qui est une approche des impacts réels maximisés par précaution.

Bien des cas de figures sont possibles en ce qui concerne les relations entre les flux élémentaires et leurs impacts sur l'environnement :

· les flux entrants (prélèvements dans la nature) peuvent avoir des conséquences sur l'état des milieux naturels et, par ce biais, sur ses êtres vivants ;

· les flux sortants (émissions dans l'eau et dans l'atmosphère mais aussi déchets mis en décharge) peuvent eux aussi avoir des conséquences sur l'état des milieux naturels et, par ce biais, sur les êtres vivants ;

· tous ces flux peuvent avoir des répercussions sur la disponibilité future de certaines ressources naturelles, par raréfaction (liée aux entrants) ou par pollution (liée aux sortants).

De plus, un même flux peut entraîner plusieurs impacts et plusieurs flux peuvent contribuer au même impact

Figure2 : passage des flux élémentaires aux impacts sur l'environnement. Source : TI

La réduction des impacts

Il existe diverses démarches ayant pour même objectif la réduction de l'impact sur l'environnement d'un produit ou d'un processus. L'approche la intelligente et la mieux adaptée est l'approche préventive c'est-à-dire limiter les impacts grâce aux choix de conception. Elle est d'ailleurs proposée dans une optique de progrès : en concevant la nouvelle version d'un produit, c'est par rapport à l'ancienne que l'on va chercher à réduire les impacts. A côté des préoccupations déjà prises en compte par les concepteurs (qualité, coûts, délais, sécurité, santé, etc.), on introduit une contrainte supplémentaire, à savoir le respect de l'environnement. La recherche d'un optimum pour satisfaire plusieurs exigences est au coeur de toute démarche de conception et cela reste vrai en y intégrant l'environnement. Autrement dit, il ne s'agit pas d'introduire l'environnement au détriment des autres préoccupations, mais de chercher un optimum qui n'en néglige aucune. Que ce soit en conception ou en re-conception, pour améliorer l'impact sur l'environnement d'un produit il faut clairement diminuer au moins un impact, sans en augmenter ni en créer d'autre. On rencontre principalement trois démarches :

· Les démarches à dominante quantitative

· Les démarches semi quantitatives

· Les démarches à dominante qualitative

La figure suivante illustre une cartographie des différentes démarches.

Figure3 : cartographie des différentes démarches

Cette approche permet en effet la minimisation des impacts à la source dans une optique de prévention des pollutions. Elle est largement préférable à l'approche curative, actuellement majoritaire au sein de la culture industrielle, traduite le plus souvent par un report de la pollution (l'épuration des eaux conduit à la formation de boues, qu'il faut traiter). En agissant au niveau de la conception des produits, les performances environnementales ont en effet toutes les chances d'être optimales. Ainsi, jusqu'à 80 % des nuisances d'un produit tout au long de son cycle de vie sont déterminées dès la phase de conception, d'où l'importance de réfléchir à l'intégration de la donnée écologique dès cette étape : réfléchir au traitement du produit usagé, en termes d'aptitude au démontage, à la réutilisation, à la valorisation... Le terme générique anglo-saxon « Design for Environnement », que l'on traduit par le terme éco conception ou intégration de l'environnement dans la conception de produits, inclut plusieurs types de conception.

-- la conception en vue d'optimiser l'efficacité énergétique

-- la conception en vue d'optimiser la production

-- la conception en vue du recyclage, qui regroupe :

· la conception facilitant la récupération,

· la conception facilitant le désassemblage,

· la conception facilitant la réparation, la maintenance, la réutilisation, la dépollution.

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