OUTILS D’ECO-CONCEPTION – Indicateurs

Tables des matières

1. Introduction

2. La matrice MET

3. Les KEPIs

4. Les autres types d’indicateurs

4.1 Evaluation qualitative du démontage d’un produit

4.2 Indicateurs globaux d’éco-conception

5. Références

6. F.A.Q

1. Introduction

Il existe une multitude d’indicateurs permettant de quantifier la performance environnementale d’un produit. Ces indicateurs peuvent être directement issus des méthodes d’évaluation utilisées en analyse de cycle de vie. Ils peuvent alors être utilisés pour communiquer sur la performance environnementale d’un produit au client final, par exemple dans le cadre d’un affichage environnemental.

L’un des principaux intérêts liés à l’utilisation d’indicateurs réside dans leur facilité de compréhension comparativement à certains résultats d’ACV détaillant un nombre important d’indicateurs concernant l’ensemble du cycle de vie du produit. Les indicateurs peuvent être focalisés sur un type d’impact environnemental (sur l’eau, sur les sols, sur l’air, etc.) et sur une phase particulière du cycle de vie (ex: la fin de vie du produit). Il faut toutefois veiller à ne pas utiliser un nombre trop restreint d’indicateurs sous peine de ne pas prendre en compte d’autres aspects environnementaux significatifs du produit.

Les indicateurs se révèlent utiles, notamment lors des phases de développement d’un produit en permettant d’évaluer les impacts d’un produit dès son développement. Ils requièrent moins de temps, de données et de ressources qu’une analyse de cycle de vie. Ils permettent d’identifier, dès les premiers stades de la conception, les aspects critiques d’un produit sur l’environnement.

Enfin, à l’aide d’un nombre pertinent et approprié d’indicateurs, il est possible d’avoir une vision globale des efforts d’une entreprise pour réduire l’empreinte environnementale de ses produits. Des objectifs chiffrables à atteindre peuvent ainsi être définis grâce à ces indicateurs.

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2. La matrice MET

Sans entrer à proprement parler dans le champ des indicateurs, la matrice MET (Matériaux, Energie, Toxicité) permet toutefois une évaluation qualitative et quantitative d’un produit. Cette matrice se concentre sur trois aspects d’un produit :

  • Les matériaux,
  • L’énergie,
  • La toxicité.

A noter : cette matrice n’est pas spécifiquement orientée sur la fin de vie du produit mais sur l’ensemble du cycle de vie. Pour être complétée elle nécessite une équipe pluridisciplinaire mais sa mise en œuvre est simple et rapide.
Elle permet, in fine, d’obtenir un document simple et adapté pour communiquer, permettant d’illustrer les actions à mettre en place.

Phase de cycle de vieMatériauxÉnergieToxicité
Production des matériauxIdentification et quantification des matériaux composant le systèmeÉvaluation de la consommation énergétique engendrée par la production de ces matériaux, par leur transformation ou encore leur acheminement jusqu'au site de production ou d'assemblageIdentification des matériaux potentiellement toxiques mais également les déchets générés pendant les phases d'extraction et de transformation
Production Identification des matériaux auxiliaires requis pour la productionÉvaluation des consommations énergétiques liées à la productionIdentification des déchets produits pendant la phase de production
DistributionIdentification des matériaux requis pour le conditionnementÉvaluation des consommations énergétiques liées au conditionnement et au transport jusqu'au détaillantIdentification et quantification des émissions liées aux consommations.
Identification des déchets d'asssemblage
UtilisationIdentification des matériaux liés à l'utilisation tels que les consommables ou encore la maintenanceÉvaluation de la consommation en phase d'utilisationIdentification et quantification de la production de déchets liée à l’utilisation et la maintenance
Fin de vieIdentification des matériaux nécessaires à la gestion de fin de vie du produitConsommation énergétique requise pour la gestion de la fin de vie du produitIdentification et quantification de la production des déchets générés pendant la phase de fin de vie (y compris les matériaux réutilisés ou recyclés)

Tableau 1 : matrice MET (Source : Techniques de l’ingénieur)

Le choix d’un matériau pour l’éco-conception s’effectue au regard de plusieurs critères plus ou moins pertinents suivant la durée de vie envisagée du produit :

Stratégie de choix des matériaux en éco-conception
Durée de vie du produit
CourteMoyenneLongue
1 - Matériaux à faibles impacts environnementaux
Circuit court de distribution
Renouvelable
Non toxique
Eco-efficient
2 - Durée de vie des matériaux
Durabilité
Fin de vieRecyclable
Biodégradable
Récupération d'énergie
Enfouissement
3 - Ethique
Fournisseurs disposant d'un système de management de l'environnement

Tableau 2 : Stratégie de choix des matériaux – (Etude : Allione C, et al.)

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3. Les KEPIs

La méthode des KEPI repose sur les résultats d’une analyse de cycle de vie afin de proposer une série d’indicateurs clés en rapport avec les aspects environnementaux significatifs d’un produit. Cette méthode est donc à adapter au cas par cas suivant chaque type de produit. En se concentrant sur quelques indicateurs pertinents, cette méthode propose une évaluation rapide de la performance environnementale du produit et limite ainsi le besoin de données à collecter lors de l’inventaire de cycle de vie du produit.
L’exemple ci-dessous montre les indicateurs qui ont pu être mis en place dans le cas d’un téléphone portable.

Cette méthode doit avant tout :

  • Donner des résultats clairs,
  • Nécessiter un nombre limité de données,
  • Requérir peu de temps de calcul,
  • Se baser sur les caractéristiques physiques et chimiques du produit,
  • Ne pas nécessiter d’extrapolation de résultats d’évaluation d’impacts.

Les indicateurs choisis doivent quant à eux être simples à évaluer, se baser sur une approche scientifique afin de pouvoir être fiables et de couvrir les impacts significatifs du produit sur l’environnement.

Suite à la réalisation d’une analyse de cycle de vie, les impacts environnementaux suivants ont été analysés* :

  • Consommation d’énergie,
  • Potentiel de réchauffement global (PRG),
  • Potentiel d’acidification,
  • Potentiel de destruction d’ozone (PDO),
  • Potentiel d’oxydation photochimique,
  • Potentiel de toxicité humaine,
  • Potentiel d’épuisement des ressources,
  • Pollution de l’air.

* Ces impacts ont été analysés à partir de la méthode d’évaluation : Eco-Indicator 99

Cette étude permet ensuite de déterminer les composants et les matériaux les plus impactants en fonction des catégories d’impacts précédemment choisies. Il convient ensuite de mettre en place des indicateurs en rapport avec les résultats précédents.
Les indicateurs clés de la performance environnementale (KEPIs) qui ont été proposés à la suite de cette étude pour les phases de « production », de « distribution » et « d’utilisation » d’un téléphone portable sont les suivants :

Phase de cycle de vieProductionDistributionUtilisation
Indicateurs proposésQuantité d'orNombre de composants dans le téléphoneConsommation d'énergie du chargeur en veille
Surface des circuits imprimés x nombre de couche
Surface totale des dies (de circuits intégrés)
Quantité de brome
Surface de l'écran LCD
Quantité de pate de soudure
Quantité de cuivre dans le chargeur et les câbles

Tableau 3 : KEPIs proposés sur un téléphone portable (Etude : P Singhal et al.)

Ces résultats ne sauraient en aucun cas s’appliquer tels quels. Ils présentent néanmoins la manière dont une analyse de cycle de vie peut permettre la mise en place de tels indicateurs.

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4. Les autres types d’indicateurs

4.1 Evaluation qualitative du démontage d’un produit

L’outil proposé ci-dessous sert à quantifier la difficulté de démontage d’un composant et donc d’évaluer de manière qualitative la difficulté de démontage d’un produit. Cette évaluation du produit permet d’améliorer sa conception et d’identifier ses points faibles.

Tableau 4 : Grille d’évaluation de désassemblage d’un produit (Etude : Ehud Kroll et Thomas A. Hanft)

Cette grille s’utilise de la manière suivante :

Pour évaluer la complexité de désassemblage d’un produit, il faut compléter de manière séquentielle toutes les étapes qui vont permettre de réaliser le démontage du produit. A chaque composant (différent) démonté correspondra une ligne de la grille.

La grille comporte quatorze colonnes :

  1. Chaque composant différent démonté est identifié,
  2. Dans le cas où il existe une répétition de composants (ex : vis) la quantité est indiquée,
  3. La troisième colonne est particulièrement importante : il s’agit ici de déterminer si le composant démonté est obligatoirement requis dans le produit. Cela permet notamment d’identifier les opportunités de réduction de pièces. Pour qu’un composant soit indispensable il doit satisfaire aux trois règles suivantes :
    1. Pendant l’utilisation du produit, le composant peut-il se déplacer, a-t-il un mouvement relatif par rapport aux autres pièces lorsque celles-ci sont fixées ? Seuls les grands déplacements qui ne peuvent être absorbés par des liaisons élastiques et des jeux peuvent entrainer une réponse positive.
    2. La pièce doit-elle être constituée d’un matériau différent ou isolée des autres pièces assemblées ? Seules des raisons fondamentales en lien avec les propriétés du matériau sont admissibles.
    3. La pièce doit-elle être séparée des autres sans quoi l’assemblage ou le désassemblage d’une autre pièce serait impossible ?

    Exemple : si le composant en question est constitué de trois vis, et si seule une vis est réellement nécessaire, le chiffre de la colonne est : 1. En revanche, si la présence des vis n’est pas nécessaire le chiffre de la colonne est : 0.

  4. On décrit ici l’opération de base qui est effectuée pour le démontage de la pièce :
Un
Unscrew / Dévissage
Tu
Turn / Tourner
We
Wedge, Pry / Caler , Soulever
Cu
Cut / Couper
Re
Remove / Enlever
Fi
Flip / Retourner
De
Deform / Déformer
Pu
Push, pull / Pousser, tirer
Ho
Hold, Grip / Tenir, saisir
Sa
Saw / Scier
Dr
Drill / Percer
Ha
Hammer / Marteler
PE
Peel / Decoller
Cl
Clean / Nettoyer
Gr
Grind / Broyer
In
Inspect / Contrôler

Tableau 5 : Abréviation des opérations de base de démontage (Etude : Ehud Kroll et Thomas A. Hanft)

    1. Nombre de répétition de la tâche de base du 4.
    2. On décrit ici l’outil nécessaire :
Dévissage :
PSPhilips screwdriverTournevis cruciforme
FSFlathead screwdriverTournevis plat
NDNutdriverDouille
FWFixed-end wrenchClé plate
AWAdjustable wrenchClé à molette
SRSocket with ratchetClé à cliquet
AKAllen keyClé six pans
PWPower wrenchVisseuse
Couper et casser :
KNKnifeCouteau
WCWire cutterCoupe-fil
SHHandheld shearsPince coupante
DRDrillPerceuse
PGHandheld power grinderDisqueuse
GWGrinding wheelMeuleuse
HSHachsawScie
SSPower saber sawScie sauteuse
BSPower band sawScie à ruban
HMHammerMarteau
CHChiselBurin
PBPrybarPied de biche
Tenir et fixer :
VSViseEtau
PLPliersPince
Autre :
BRBrushBrosse
RGRagChiffon
STSpecial toolOutil spécial

Tableau 6 : Abréviation des outils de démontage

  1. à 11. : On évalue ici la difficulté de démontage de la pièce suivant :
    1. Son accessibilité,
    2. Le positionnement : on évalue ici la précision nécessaire pour positionner l’outil nécessaire au démontage,
    3. La force nécessaire,
    4. Le temps de base. Exemple : une opération de dévissage est plus longue qu’une opération de retournement. On note ici le temps nécessaire pour réaliser l’opération sans difficulté, sans prendre en compte le temps pour positionner l’outil ou vaincre la résistance de l’assemblage.
  • Le sous-total permet d’agréger la difficulté de l’opération pour chaque composant. Il s’agit de la somme des colonnes ‘7’ à ’11’.
  • Le score total pour chaque ligne (ou composant) permet de pondérer la difficulté et le nombre de composants identiques. Il est la multiplication des colonnes ‘5’ et ’12’.

Le score total du produit s’obtient en additionnant l’ensemble des scores pour chaque composant.

Une fois cette analyse effectuée on peut déterminer un indicateur sur l’efficacité de la conception :

Cet indicateur traduit l’efficacité avec laquelle les composants sont assemblés en vue d’un désassemblage du produit.
Plus l’indicateur est élevé, plus la conception est optimale. Une valeur de 100% correspond à l’assemblage de composants dont l’efficacité de désassemblage est idéale : un produit composé d’un minimum de pièces, dont chaque composant est démontable avec un minimum de difficulté, en un minimum de temps avec un minimum d’outil.

A l’aide de la grille, le temps nécessaire au démontage du produit peut également être estimé :

 

4.2 Indicateurs globaux d’éco-conception

Des indicateurs plus globaux permettant de quantifier l’éco-efficacité d’un produit peuvent être définis. En effet, quelle que soit la stratégie d’éco-conception adoptée par l’entreprise, on peut regrouper ces stratégies autour des huit axes principaux suivants :

  1. Réduire le nombre de matériaux différents et choisir les plus appropriés ;
  2. Réduire l’impact environnemental de la phase de production ;
  3. Optimiser la phase de distribution ;
  4. Réduire l’impact environnemental de la phase d’utilisation ;
  5. Extension de la durée de vie utile du produit ;
  6. Simplification du désassemblage du produit ;
  7. Conception du produit pour le réemploi et la réutilisation ;
  8. Conception du produit en vue de son recyclage.

Les onze indicateurs suivants permettent de prendre en compte l’ensemble de ces axes. Ces indicateurs sont pour la plupart des indicateurs relatifs : ils sont sans unité. De ce fait, ils sont comparables d’un produit à un autre tandis qu’un indicateur exprimé en valeur absolue (ex : poids d’un matériau en kg) rend toute comparaison complexe, notamment dans les cas où le poids des produits évolue au fil des générations comme cela est souvent le cas avec les produits électroniques.

IndicateursNomFormuleObjectif à atteindre
1Composants réutilisablesPoids des pièces réutilisables
÷ Poids total du produit
Augmenter
2Matériaux recyclablesPoids de matière récyclable
÷ Poids total du produit
Augmenter
3Liaisons réversibles (démontables)Nombre de liaisons réversibles
÷ Nombre de liaisons dans le produit
Augmenter
4Matériaux identiques pour les liaisons Nombre de liaisons entre matériaux identiques
÷ Nombre total de liaisons
Augmenter
5Pièces (plastiques) marquéesNombre de pièces marquées
÷ Nombre de pièces différentes
Augmenter
6Outils pour le démontageNombre d'outils necessaires
÷ Nombre total de liaisons
Réduire
7Temps pour le désassemblage (en min)Temps de démontage total de l'ensemble des liaisonsRéduire
8Matériaux intelligentsPoids de materiaux intelligents
÷ Poids total du produit
Réduire
9Temps de chargement de la batterie (en min)Temps de remplacement de la batterie (ou tout autre pièce d'usure)Réduire
10Matériaux laminés ou compositesPoids de materiaux laminés
÷ Poids total du produit
Réduire
11Surfaces peintes, colorées ou pigmentées Surface peinte
÷ Surface total du produit
Réduire

Tableau 7 : Indicateur globaux d’éco-conception (Etude : Carlos C. et al)

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5. Références

– Cristina Allione, Claudia De Giorgi, Beatrice Lerma, Luca Petruccelli – 2011 – anglais

Proposal for new quantitative eco-design indicators: a first case study – Carlos Cerdan, Cristina Gazulla, Marco Raugei, Eva Martinez, Pere Fullana-i-Palmer – 2009 – anglais

Quantitative Evaluation of Product Disassembly for Recycling – Ehud Kroll et Thomas A. Hanft – 1998 – anglais

Key Environmental Performance Indicators (KEPIs) : A new approach to environmental assessment – P Singhal, S Ahonen, G Rice, M Stutz, M Terho, H van der Wel – 2004 – anglais

Techniques de l’ingénieur – Éco-concevoir, les outils et méthodes – réf. 22745.0276

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6. F.A.Q

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