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Analyse du cycle de vie et développement durable (1) Par Bruno Gagnon Candidat

Analyse du cycle de vie et développement durable (1) Par Bruno Gagnon Candidat au doctorat en génie civil GCI 606 – Communication et pratique professionnelle 10 mars 2009 Plan du cours • Principaux enjeux environnementaux • Développement durable • Ingénierie et développement durable • Pensée « cycle de vie » • Analyse du cycle de vie (début) 1 Enjeux environnementaux (1) Changements climatiques 2 Source: IPCC (2007). www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/syr/ar4_syr_spm.pdf Source: C-CIARN, www.c-ciarn.ca Principaux gaz à effet de serre (GES): CO2 CH4 N2O SF6 HFC PFC Enjeux environnementaux (2) Appauvrissement de la couche d’ozone 3 Source: www.space.gc.ca/asc/fr/sciences/couche_ozone.asp Les gaz de la famille des chlorofluorocarbones (CFC) sont les principaux responsables de la destruction de l’ozone stratosphérique Source: http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=1771 Enjeux environnementaux (3) Consommation des ressources 4 Source: Worldwatch Institute, Vital Signs 2007-2008. Source: Action boréale, www.actionboreale.qc.ca Source: Ministère des Ressources naturelles et de la Faune. Enjeux environnementaux (4) Smog (estival et hivernal) 5 Source: MDDEP, www.menv.gouv.qc.ca/air/info-smog/ Gaz précurseurs de smog: Composés organiques volatiles (COV) Oxydes d’azote (NOX) Substances formant le smog: Ozone (O3) et particules fines Enjeux environnementaux (5) Pluies acides: acidification des sols et des lacs 6 Source: Hydro-Québec, dans Dupont, J. (2004). La problématique des lacs acides au Québec. Émissions d’oxyde de souffre (SO2) Enjeux environnementaux (6) Eutrophisation des cours d’eau 7 Source: MDDEP, www.mddep.gouv.qc.ca/eau/rsv-lacs/methodes.htm Les algues bleues: Nutriments provoquant l’eutrophisation: Phosphore (P) Azote (N) Enjeux environnementaux (7) Toxicité et écotoxicité 8 Rejets dans l’eau (ammoniac, acides, etc.) Émissions atmosphériques (dioxines, furanes, etc.) Dépôts sur les sols (pesticides, métaux lourds, etc.) Affecte les humains et les autres organismes vivants. Plus de 100 000 produits chimiques sont en circulation, mais seuls quelques milliers d’entre eux sont bien caractérisés ! Enjeux environnementaux (8) Utilisation des terres 9 Anthroposphère de plus en plus étendue: destruction d’habitats pour les autres occupants de la biosphère et perte de biodiversité. 10 Source: UNEP (2002). http://www.unep.org/dewa/assessments/ecosystems/water/vitalwater/28-dpsir.htm 11 Enjeux environnementaux (10) Le cadre DPSIR: • Forces motrices: forces socio-économiques ou socio-culturelles. • Pressions: émissions dans l’environnement. • État: condition actuelle de l’environnement. • Impacts: effets de la détérioration de l’environnement sur les écosystèmes, la santé humaine, les activités économiques, etc. • Réponses: actions mises en œuvre par la société pour modifier les forces motrices, réduire les pressions, améliorer l’état et compenser les impacts. Enjeux environnementaux (11) Services rendus par les écosystèmes 12 Source: Millienium Ecosystem Assessment (2005), www.greenfacts.org/fr/ecosystemes/index.htm Développement durable (1) Définitions: « La soutenabilité se définit comme un processus ou un état qui peut être maintenu indéfiniment. La soutenabilité exige un juste équilibre entre une économie viable, la protection de l’environnement et le bien-être de la société. » Source: Conseil canadien des ingénieurs (2001). « un développement qui répond aux besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs. Deux concepts sont inhérents à cette notion: le concept de besoins […] et l’idée des limitations […]» Source: Commission mondiale sur l’environnement et le développement (1988). 13 Développement durable (2) Les dimensions du D.D. selon différentes représentations: 14 Les trois piliers La bioéconomie Le prisme de la durabilité Économique Social Environnemental Écosphère Économie Société Sociale Environnementale Gouvernance Économique Source: Gagnon, B. et Leduc, R. (2006). Prise en compte des principes de développement durable en ingénierie […]. Développement durable (3) Des principes de base: 15 Durabilité écologique: maintien de conditions écologiques à l’intérieur desquelles les espèces et les écosystèmes peuvent continuer leur évolution. Durabilité économique: maintien des échanges qui permettent aux sociétés humaines de satisfaire leurs besoins. Durabilité sociale: la cohésion des sociétés et l’efficacité de leurs mécanismes de gouvernance. Durabilité éthique: l’équité des termes de l’échange économique, le partage des richesses et la création de marges de manoeuvre pour les générations à venir. Source: Villeneuve, C. (2006). http://dsf.uqac.uquebec.ca/dept/eco-con/chaire/documents/analyse_dev_dur_2006.pdf Ingénierie et D.D. (1) Une vision systémique: L’aspect technique des projets d’ingénierie est essentiel, mais on ne peut s’y limiter dans une perspective de développement durable. Les produits, procédés, ouvrages et services conçus par les ingénieurs affectent et dépendent des systèmes environnementaux et sociaux. Il faut une nouvelle façon de réaliser les projets d’ingénierie. 16 Ingénierie et D.D. (2) Cours offerts en génie civil à l’Université de Sherbrooke (D.D. et ACV): Cours GCI 520 – Développement durable et gestion environnementale (6e session). Cours GCI 736 – Analyse du cycle de vie et écoconception (en option 7e session ou maîtrise). 17 Ingénierie et D.D. (3) En plus des préoccupations techniques… Il faut prendre en compte des facteurs qui se calculent plus ou moins facilement (perceptions des gens, impacts sociaux, etc.) Il faut penser à long terme, donc considérer des facteurs incertains (impacts environnementaux, coûts, etc.). 18 Ingénierie et D.D. (4) 19 L’analyse environnementale du cycle de vie comme outil de développement durable: Adapté de: Gagnon, B. et coll. (en révision). Sustainable development in engineering […] Pensée « cycle de vie » (1) Définition: L’approche cycle de vie vise à réduire la pression d’un produit ou d’un service sur les ressources et l’environnement tout au long de son cycle de vie, c’est-à-dire de l’extraction des matières premières jusqu’à la disposition du produit en fin de vie. L’approche cycle de vie est constituée d’un ensemble d’outils dont la pierre angulaire est l’analyse du cycle de vie. 20 Source: L. Deschênes (2005). Introduction, cours GCH 6310, École Polytechnique de Montréal. 21 Pensée « cycle de vie » (2) Pensée « cycle de vie » (3) Essence et éthanol: Comparaison d’une ressource non-renouvelable (carburants fossiles) et d’une ressource renouvelable (céréales). C C C 22 Pensée « cycle de vie » (4) Essence 23 Source: U.S. DOE (2007). http://www.transportation.anl.gov/pdfs/TA/345.pdf Pensée « cycle de vie » (5) Éthanol 24 Source: U.S. DOE (2007). http://www.transportation.anl.gov/pdfs/TA/345.pdf Pensée « cycle de vie » (6) Essence et éthanol: La production d’éthanol à partir de maïs nécessite indirectement des carburants fossiles. L’éthanol produit à partir de maïs n’est pas neutre sur le plan du carbone. Les émissions de GES sont réduites d’environ 20% comparativement à de l’essence conventionnelle. 25 Rapport du Worldwatch Institute et de GTZ sur les biocarburants (cliquez sur extended summary: http://www.worldwatch.org/node/3954) Analyse du cycle de vie (1) Distinguer conception environnementale et génie de l’environnement: 26 Conception environnementale: concevoir un produit, un procédé, un ouvrage ou un service de manière à réduire ses impacts négatifs sur l’environnement tout au long de son cycle de vie. Génie de l’environnement: appliquer les principes de base des sciences et de l’ingénierie pour maîtriser des problèmes de pollution d’eau, de sol et d’air. Cours GCI 515 – Génie de l’environnement (5e session). Analyse du cycle de vie (2) Évolution des approches environnementales 27 Source: Thibault, M. (2007). Traité d’écoconception. Analyse du cycle de vie (2) Échelle de prévention environnementale: 28 Source: Thibault, M. (2007). Traité d’écoconception. Analyse du cycle de vie (3) 29 Distinguer l’évaluation des impacts et l’ACV: Exemple du prolongement de l’autoroute 410. Source: BAPE (2006). Projet de contournement sud *…+ – Documentation déposée, http://www.bape.gouv.qc.ca/sections/ mandats/sherbrooke- 410/documents/liste_doc_DA-DB-DC.htm Analyse du cycle de vie (4) 30 ÉIE Impacts locaux: (bruit, qualité de l’air, empiètement sur les terres, destruction d’écosystèmes). Impacts encourus lors de la construction et de l’utilisation. Influence du choix du tracé. ACV Impacts locaux, régionaux et globaux: (utilisation des terres, smog, changements climatiques). Toutes les étapes du cycle de vie comptent. Influence du choix des matériaux, du mode d’entretien, etc. Distinguer l’évaluation des impacts et l’ACV: Exemple du prolongement de l’autoroute 410. Analyse du cycle de vie (5) Utilisation de l’analyse du cycle de vie dans la conception environnementale: 31 Analyse du cycle de vie Analyse du cycle de vie Créativité et innovation « La conception durable intègre (en plus des critères environnementaux) les aspects sociaux, les principes d’équité intergénérationnels et interculturels, ainsi que les critères techniques et économiques conventionnels. » Étapes de l’ACV (1) 32 Normes ISO 14040 et 14044: Étapes de l’ACV (2) 33 1.Définition de l’objectif et du champ d’étude • Objectif: Définit à quoi servira l’ACV et à qui sont destinés les résultats. • Fonction: Traduit ce qu’accomplit le système étudié. • Unité fonctionnelle: Permet de quantifier la fonction. • Champ d’étude: Les frontières du système étudié. Détermine ce qui est pris en considération et ce qui ne l’est pas. Étapes de l’ACV (3) 34 Objectif: identifier quelle option entre les sacs de coton et les sacs de plastique a le moins d’impacts sur l’environnement. Fonction: transporter l’épicerie. Unité fonctionnelle: transporter l’épicerie hebdomadaire d’une famille pendant 5 ans. 6 sacs pleins par épicerie 10 sacs pleins par épicerie Durée de vie : 5 ans Durée de vie : 1 semaine 50 épiceries par an 50 épiceries par an 6 sacs en coton 2500 sacs en plastique Flux de référence Étapes de l’ACV (4) 35 Exemples de fonctions et d’unités fonctionnelles: Produit Peinture Fonction Recouvrir un mur Unité fonctionnelle Recouvrir un mur de 100m2 pendant 20 ans Flux de référence Peinture A (durée de vie de 20 ans): 1 x 30kg Peinture B (durée de vie de 10 ans): 2 x 25kg Produit Réfrigérateur Fonction Conserver les aliments au frais Unité fonctionnelle Conserver les aliments consommés par un ménage (20kg/semaine) au frais pendant 10 ans Flux uploads/Management/ bgagnon-1.pdf