ECOCONCEPTION Cours option 5 GMD Gnie Mcanique de

ECO-CONCEPTION Cours à option 5 GMD Génie Mécanique de Développement INTRODUCTION AUX NOTIONS DE DEVELOPPEMENT DURABLE & ECOCONCEPTION ECO-C, GMD 2018 1

ECO-CONCEPTION Cours à option 5 GMD OBJECTIFS DU COURS Ø Sensibilisation aux contraintes de l'environnement, voir le développement durable lors de la conception ou au cours du développement d'un produit industriel, Ø Etre au courant des pratiques dans l'industrie mécanique et dans l'industrie en générale, Ø Avoir une idée sur les outils utilisés ou disponibles, Ø Etre conscient des limites des outils et approches actuels (ce qui peut être considéré comme valable aujourd'hui, peut ne pas l'être dans 5 ans), ECO-C, GMD 2018 2

ECO-CONCEPTION Cours à option 5 GMD Introduction Définitions Normalisation Eco-conception Conclusion http: //ec. europa. eu/eurostat/publications/all-publications http: //www. ademe. fr/ ECO-C, GMD 2018 3

Introduction Définitions Normes Population en augmentation, Mode de consommation généralisé, Eco-Conception Conclusions Occupation de l’espace, Consommations et besoins, Système économique "identique", "Croissance", Société + industrialisée, Énergies, "Maîtriser son environnement", "Durée de vie" Espace ouvert, Sources naturelles limitées, Cycle de renouvellement spécifique, ECO-C, GMD 2018 4

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions La population mondiale au cours de l'histoire 7, 63 milliards janvier 2018 ECO-C, GMD 2018 5

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions L’évolution de la consommation dans le monde MTEP La consommation d'énergie finale dans le monde en 2012 avoisine 9 milliards de tonnes d’équivalent pétrole (d'après Key World Energy Statistics 2014, AIE) ECO-C, GMD 2018 6

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions Énergie 1 tep 11, 6 MWh ou 42 GJ 1 MWh 0, 086 tep • 7, 3 barils de pétrole • 13 MWh (PCS) de gaz naturel (1 200 m 3) • 6, 8 stères de bois 1 tep Puissance 1 tep/an 1 400 W 1 baril/jour 50 tep/an l’énergie dégagée par la combustion d'une tonne de GPL est de 46 GJ ; 1 tonne de ce combustible vaut 1, 095 tep. 1 KW h est: 15 ampoules de 60 W qui fonctionnent pendant une heure Ébullition de 8 litres d’eau sur une plaque au gaz Déplacer 360 tonnes de sable sur 1 mètre Gravir un dénivelé de 4000 m en portant un sac de 30 kg J: kg. m 2/sec 2 ; Wh=3, 6 k. J ; PCS = Pouvoir Calorifique Supérieur. Source : AIE et Observatoire Français de l’Énergie ECO-C, GMD 2018 7

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions Consommation moyenne par personne en tep/an et en W 6000 W en permanence 2000 W en permanence L'Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE) pays en développement ou pays du Sud (PED) Source : AIE ECO-C, GMD 2018 8

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Gas à effet de serre (GES) Gaz Conclusions Origine naturelle Contribution humaine Vapeur d’eau H 2 O Évaporation Émissions négligeables mais réponse amplificatrice (GIEC 2007) Gaz carbonique CO 2 Échanges entre océans, terres et atmosphères Pétrole, charbon et gaz naturel. Déforestation Méthane CH 4 Fermentation des débris végétaux (marais, lagunes) Grisou, élevages des ruminants, rizières Protoxyde d’azote N 2 O Action microbienne des sols Engrais azotés de l’agriculture • Le CO 2 est la référence. • 1 kg de méthane perturbe le climat sur 100 ans de la même façon que 23 kg de CO 2. • 1 kg de protoxyde d’azote perturbe le climat sur 100 ans de la même façon que 300 kg de CO 2. • 1 kg de fluide de climatisation automobile (R 134 a) perturbe le climat sur 100 ans de la même façon que 1300 kg de CO 2. ECO-C, GMD 2018 9

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions Consommation d’électricité Appareil Télévision cathodique 100 Hz 96 cm Télévision plasma 116 cm Télévision LCD 23" Décodeur TNT WII Ordinateur (fixe) Ecran LCD 19" Box (Alice) Ordinateur portable Imprimante Enceinte pour ordinateur Chaîne Hi-fi Marche (W) Veille (W) Eteint (W) 110 0, 3 0 370 50 5, 8 14, 5 60 34, 3 11, 5 40, 3 7 1, 9 -2, 9 17 0, 1 13, 2 0, 6 1, 3 4, 1 0, 6 9, 8 1, 1 5, 3 0, 7 0 0 2, 3 0, 6 0, 9 -1, 6 - https: //www. planetoscope. com/ ECO-C, GMD 2018 10

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ECO-CONCEPTION Cours à option 5 GMD Introduction Définitions Normalisation Eco-conception Conclusion ECO-C, GMD 2018 12

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions ECO-CONCEPTION: d'un produit (ou d'un processus), consiste d'un premier temps à évaluer l'impact de ce produit sur les points (que l'on considère actuellement) importants tout au long du cycle de produit, ensuite à essayer de proposer de solutions alternatives permettant d'assurer toujours le service requis tout en diminuant les impacts, ECO-C, GMD 2018 13

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions Termes et définitions (ISO 14001) 3. 1 - cycle de vie : phases consécutives et liées d'un système de produits, de l'acquisition des matières premières ou de la génération des ressources naturelles à l'élimination finale 3. 2 - analyse du cycle de vie ACV : compilation et évaluation des intrants, des extrants et des impacts environnementaux potentiels d'un système de produits au cours de son cycle de vie 3. 3 - inventaire du cycle de vie ICV : phase de l'analyse du cycle de vie impliquant la compilation et la quantification des intrants et des extrants, pour un système de produits donné au cours de son cycle de vie 3. 4 - évaluation de l'impact du cycle de vie ACVI : phase de l'analyse du cycle de vie destinée à comprendre et évaluer l'ampleur et l'importance des impacts potentiels d'un système de produits sur l'environnement au cours de son cycle de vie 3. 5 interprétation du cycle de vie : phase de l'analyse du cycle de vie au cours de laquelle les résultats de l'analyse de l'inventaire ou de l'évaluation de l'impact, ou des deux, sont évalués en relation avec les objectifs et le champ définis pour l'étude afin de dégager des conclusions et des recommandations ECO-C, GMD 2018 14

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions IMPACTS GLOBAUX les plus connus et donc pour lesquels les accords sont les plus faciles à mettre en œuvre : effet de serre (Kyoto, 97) destruction de la couche d’ozone (Montréal, 89) épuisement des ressources renouvelables et non-renouvelables (pétrole, gaz, eau, . . . ) IMPACTS REGIONAUX IMPACTS LOCAUX acidification (pluies acides) nuisances (bruit, odeur, . . . ) gestion des déchets pollution de l’air, de l’eau ECO-C, GMD 2018 15

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions LES FLUX: Les échanges entre les milieux naturels et le système considéré, d’une part, et entre les acteurs au sein de ce système, d’autre part, On distingue les flux élémentaires (directement épuisés ou rejetés dans les milieux naturels) et les flux non élémentaires (entre acteurs), Donc pour comparer 2 processus ou deux produits on étudie leurs différents impacts concernant les critères d’énergie, de consommation de ressources naturelles non renouvelable et de rejets. MAÎTRISER LES FLUX POUR REDUIRE LES IMPACTS ECO-C, GMD 2018 16

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions Unité fonctionnelle: Base de comparaison entre deux produits qui ont la même fonction Exemple: Quantité de lessive nécessaire pour laver 3 kg de linge dans des conditions déterminées RECYCLAGE/VALORISATION: Réintroduction d'un déchet dans le cycle de production dont il est issu, en remplacement total ou partiel d'une matière première vierge (verre, papier, . . . ) Matériaux : réutilisation de l’objet tel quel, Matière : réutilisation des propriétés physiques et chimiques (recyclage), Énergétique : incinération avec récupération d’énergie, ECO-C, GMD 2018 17

ECO-CONCEPTION Cours à option 5 GMD Introduction Définitions Normalisation Eco-conception Conclusion ECO-C, GMD 2018 18

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions A- Lois sur les déchets: 2015 : 95% en masse d’une automobile devra être valorisée gain de recyclage 10% > gain énergie d’incinération B- Lois sur l’air C- Lois sur l’eau D- Décrets sur les sols pollués, le réchauffement global E- Normes ISO 14000: Mise en place d’un Système Management Environnemental (SME) ISO 14001 Analyse de Cycle de Vie (ACV) ISO 14040 ECO-C, GMD 2018 19

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions Etat de la normalisation internationale ORGANISME PRODUIT Mise en œuvre d’une politique environnementale SME: Lignes directrices ISO 14004, 14061 Démonstration SME : Spécifications ISO 14001 Etiquetage environnemental ISO 14020 Audit environnemental ISO 14010 Analyse de Cycle de Vie Evaluation des performances environnementales ISO 14040 Outils d’évaluation Prise en compte de l’environnement en conception ISO 14062 - FDX 30310 ISO 14030 Terminologie Termes et définitions ISO 14050 Système de Management ECO-C, GMD 2018 20

ECO-CONCEPTION Cours à option 5 GMD Introduction Définitions Normalisation Eco-conception Conclusion ECO-C, GMD 2018 21

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions CONCEPTION Activité créatrice qui consiste à élaborer un projet, ou une partie des éléments le constituant, en partant des besoins exprimés, des moyens existants et des possibilités technologiques dans le but de créer un produit ou un service, ECO-Conception Prise en compte de l’environnement dès la conception des produits Conception de produits plus respectueux de l’environnement, Ecodesign; Design for Environment (Df. E); Life Cycle Design (LCD), ECO-C, GMD 2018 22

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions Analyse Fonctionnelle Définition du cahier des charges Prévision de la: Maintenabilité Disponibilité Fiabilité CONCEPTION MECANIQUE INTEGREE Évaluation du comportement Solutions Décisions Contraintes économiques & de Fabrication ECO-C, GMD 2018 23

Introduction Définitions Conception de produits satisfaisant les besoins de la clientèle, tout en réduisant l'impact environnemental sur l'ensemble de leur cycle de vie Normes Eco-Conception Conclusions Analyse Fonctionnelle Prévision de la: Maintenabilité Disponibilité Fiabilité Évaluation du comportement Définition du cahier des charges Solutions Décisions ECO-CONCEPTION Contraintes économiques & de Fabrication Analyse Environnementale ECO-C, GMD 2018 24

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions Pourquoi A une étape ou l’autre de son cycle de vie, tout produit génère des impacts sur l’environnement, Le but de l’Eco-conception est de réduire ces impacts tout en conservant sa qualité d’usage, Définition simple de l’ACV L’Analyse de Cycle de Vie est une méthode d’évaluation des impacts environnementaux d’un service ou d’un produit au fil de son existence, de la conception jusqu’à la gestion de sa fin de vie. Elle permet de recenser et de quantifier les flux d’énergie et de matière mis en œuvre et d’en tirer des conclusions en fonction des objectifs qui ont motivé l’étude. Elle constitue de ce fait un outil privilégié dans le cadre d’une démarche d’éco-conception. Les principes, les exigences et les modalités de l’ACV sont définis par les normes internationales ISO 14040 et ISO 14044. ECO-C, GMD 2018 25

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions Comment Méthodologie de l’ACV Basée sur une démarche transversale qui prend en compte le plus grand nombre possible de paramètres environnementaux (sol, air, eau…), l’Analyse de Cycle de Vie se décompose en 4 étapes : 1. Définition des objectifs et du périmètre d’étude : les critères prennent en compte les éléments de référence en cas d’étude comparative, ainsi que la nature des commanditaires ou destinataires (fabricant, administration, association de consommateurs…). 2. Inventaire des flux : cette étape essentielle consiste à inventorier et quantifier l’intégralité des flux entrants (utilisation de matières premières, consommation d’énergie…) et des flux sortants (émission de pollutions, production de déchets et/ou de matières recyclées…), pour chacune des phases de cycle de vie du produit. 3. Estimation des impacts environnementaux : cette évaluation, souvent étayée via des modèles référents, est réalisée pour chacun des flux entrants et sortants inventoriés. 4. Analyse des résultats et interprétation : les résultats de l’ACV sont mis en regard des objectifs initiaux de l’étude. Cette confrontation peut déboucher sur une liste argumentée de recommandations, tant dans la perspective d’une révision de la conception du produit que pour l’optimisation de son utilisation en termes d’impacts environnementaux. ECO-C, GMD 2018 26

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions Comment Amélioration de l’éco-efficacité Temps (années) Thèse de Doctorat Stéphane LE POCHAT ECO-C, GMD 2018 27

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions Exemple Collaboration Philips, Grundig, Thomson, Nokia + instituts de recherche Résultats Ressources: - 80 % de plastiques vierges Énergie: - 35 % sur le CV; - 37 % sur l’utilisation Déchets: - 37 % sur CV; - 99 % de déchets dangereux démontabilité facilitée (par utilisation de clipsage) ECO-C, GMD 2018 28

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions Exemple la politique Xerox Changement radical (et non re-conception) Xerox commercialise un service et non un produit D’où: contrôle total du cycle de vie du produit, permettant la réutilisation de pièces, la mise à niveau, , ECO-C, GMD 2018 29

Introduction Master Yann Skladanek Définitions Normes Eco-Conception Conclusions Contrôle Actif & consommation énergétique Intégration de la composante environnement dans la démarche du CA Ressources Naturelles Déchets Recyclage Extraction de matières premières Pollution Fin de vie Design & production Pollution Utilisation & maintenance Packaging & distribution Pollution Ressources Naturelles ECO-C, GMD 2018 30

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions Contrôle Actif & consommation énergétique Consommation énergétique de deux technologies de contrôle APE AEM L'UF est le niveau de déplacement résiduel dû à: 1. un choc appliqué sur le disque D 1 à l'arrêt, 2. l'accélération de 0 à 10000 tr/min (252 tr/min/sec). Partenaire: Laboratoire MAPIE Arts et Métiers Paris-Tech Chambéry ECO-C, GMD 2018 31

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions Contrôle Actif & consommation énergétique 0 -10000 tr/min ECO-C, GMD 2018 32

Introduction Michael Soler Beatty Définitions Normes Eco-Conception Conclusions Contrôle Actif & consommation énergétique Consommation énergétique de différents algorithme de contrôle ECO-C, GMD 2018 33

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions Experimental results Two types of perturbations are considered: 1 -unbalance response due to the initial unbalance during run-up from 0 to 3500 rpm with constant acceleration in 40 seconds; Plane #2, Z direction ECO-C, GMD 2018 34

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions Experimental results 2 -impulse response when the rotor was at a constant speed of 2200 rpm. Step excitation of 3 A during 3. 4 ms (100 N) applied simultaneously on both X and Z. ECO-C, GMD 2018 35

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions ECO-C, GMD 2018 36

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ECO-CONCEPTION Cours à option 5 GMD Introduction Définitions Normalisation Eco-conception Conclusion ECO-C, GMD 2018 38

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions Le respect de l’environnement devient une obligation législative Le respect de l’environnement n’est pas uniquement une pression législative et commerciale, c’est un investissement pour les générations futures Un ingénieur a sa part de responsabilité envers l’environnement L’Eco-conception et le développement durable nécessitent une modification sensible des schémas actuels de développement, de production, de construction et de comportement ECO-C, GMD 2018 39

Introduction Définitions Normes Eco-Conception Conclusions v Différents outils « d’aide » à l’Eco-Conception, v Différentes démarches pour Eco-produire, v Domaine en évolution continue. ECO-C, GMD 2018 40

Titre : Marque NF-Environnement (FRANCE) Date de création : 1991 Propriétaire : AFNOR CERTIFICATION Titre : Ecolabel européen Date de création : 1989 Propriétaire : CE (DG 11) Gestionnaire France : L'AFNOR Titre : Ange bleu (ALLEMAGNE) Date de création : 1978 Propriétaire : Ministère fédéral de l'Environnement, de la Protection de la Nature et de la Sécurité nucléaire ECO-C, GMD 2018 41

ECO-CONCEPTION Cours à option 5 GMD PLANNING (prévisionnel) Date Horaire Intervenant Thème 30 Jan 10 h-12 h Jarir MAHFOUD, INSA Introduction 31 Jan 10 h-12 Jarir MAHFOUD, INSA Outils d'Eco-C 07 Fév 10 h-12 h Michèle GUINGAND, INSA Introduction outil d’ACV( Ga. BI) 09 Fév 8 h-10 h Michèle GUINGAND, INSA Introduction outil d’ACV( Ga. BI) 13 Fév 16 h-18 h Lucie MILOCHE, DECATHLON Eco-Conception chez DECATHLON, présentation des projets 14 Fév 10 h-12 Frédéric CADET, Ecodesign Design & Eco-conception 27 Fév 10 h-12 h Frédéric CADET, Ecodesign Design & Eco-conception 28 Fév 10 h-12 h Alain CORNIER, ENSAM Conception de produits plus facilement recyclables 06 Mars 10 h-12 h Alain CORNIER, ENSAM Conception de produits plus facilement recyclables 14 Mars 10 h-12 h Violaine POULAIN, Renault Eco-Conception chez Renault 16, 23 Mars 8 h-10 h 21 Mars 10 h-12 h 28 Mars 10 h-13 h Présentation des projets ECO-C, GMD 2018 42

Introduction ECO-C Définitions Normes Eco-Conception Conclusions ECO-C, GMD 2018 43

Marie SALLANSONNET Introduction à l’analyse cycle de vied’un amortisseur Aymeric CHAMAUX Etude de cas : la suspension • Place de la suspension dans l ’automobile • Enjeux pour l ’automobile • possibilités d ’évolution ECO-C, GMD 2018 44

Marie SALLANSONNET Introduction à l’analyse cycle de vied’un amortisseur Aymeric CHAMAUX Objectifs de l ’étude • Intégrer les contraintes environnementales dans un produit de grande consommation • Familiarisation avec le Développement Durable, en particulier l ’éco-conception • Aspect didactique du projet ECO-C, GMD 2018 45

Marie SALLANSONNET Introduction à l’analyse cycle de vied’un amortisseur Aymeric CHAMAUX Approche • Unité fonctionnelle assurer la suspension d ’un véhicule arrivant en fin de vie pendant 100000 km • Procédure – Recherche bibliographique – Inventaire – ACV ECO-C, GMD 2018 46

Marie SALLANSONNET Introduction à l’analyse cycle de vied’un amortisseur Aymeric CHAMAUX Limites de l’étude • Type de suspension étudié • Hypothèses retenues – niveau global – sur le type de véhicule : milieu de segment – durée de vie : 100000 km – sur les matériaux ECO-C, GMD 2018 47

Marie SALLANSONNET Introduction à l’analyse cycle de vied’un amortisseur Aymeric CHAMAUX Inventaire des flux Déchets ultimes ECO-C, GMD 2018 48

Marie SALLANSONNET Introduction à l’analyse cycle de vied’un amortisseur Aymeric CHAMAUX Scénarii étudiés Ø Amortisseur classique, 100 % des métaux ferreux et non-ferreux revalorisés Ø Amortisseur mi-acier, mi-aluminium, 100% des métaux ferreux et non-ferreux revalorisés Ø Amortisseur classique, 75 des métaux ferreux et non ferreux revalorisés ECO-C, GMD 2018 49

Marie SALLANSONNET Introduction à l’analyse cycle de vied’un amortisseur Aymeric CHAMAUX Résultats du scénario 1 (1/2) ECO-C, GMD 2018 50

Marie SALLANSONNET Introduction à l’analyse cycle de vied’un amortisseur Aymeric CHAMAUX Résultats du scénario 1 (2/2) ECO-C, GMD 2018 51

Marie SALLANSONNET Introduction à l’analyse cycle de vied’un amortisseur Aymeric CHAMAUX Résultats du scénario 2 ECO-C, GMD 2018 52

Marie SALLANSONNET ECO-C Introduction à l’analyse cycle de vied’un amortisseur Aymeric CHAMAUX ECO-C, GMD 2018 53

Marie SALLANSONNET Introduction à l’analyse cycle de vied’un amortisseur Aymeric CHAMAUX Conclusion de l ’étude Ø Expertise sur produit existant Ø « Life Cycle Thinking » : équilibre entre phases et impacts Ø Combinaison de stratégies Ø Limites de l’outil ACV ü Collecte des données ü interprétations et conclusions ECO-C, GMD 2018 54

ECO-CONCEPTION Cours à option 5 GMD Génie Mécanique de Développement Merci ECO-C, GMD 2018 55