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Impacts Environnementaux des Analyses de Cycle de Vie
Impact ‘ Potentiel de Réchauffement Global ’
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 1
Analyse de Cycle de Vie et Impacts environnementaux
Définition de l’impact Potentiel de Réchauffement Global
Origine des composants contribuant à l’impact
Mécanismes d’action des gaz à effet de serre
Evaluation de l’indicateur d’impact PRG
Réduction de l’impact PRG
Sommaire
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 2
une méthodologie pour évaluer les impact environnementaux d'un ‘produit’ (produit industriel, procédé, service, organisme)
durant l'ensemble des étapes de sa vie (du berceau à la tombe)
L’Analyse de Cycle de Vie (ACV)
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 3
Utilisation de ressources
Pollutionair, eau, sol
matières premières& énergie
recyclage
fabrication conditionnement
distribution
utilisation
fin de vie
Risques de toxicité
Impacts associés à l’utilisation ressourcesConsommation de ressources non renouvelablesConsommation de ressources renouvelablesConsommation d’énergie primaire
Impacts associés à la pollution de l’airPotentiel de réchauffement globalAcidification atmosphériqueFormation d’oxydants photochimiquesDestruction d’ozone stratosphériqueEmission de métaux et particules
Impacts environnementaux de l’ACV (1)
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 4
Impacts associés à la pollution de l’eauDemande chimique en oxygèneDemande biochimique en oxygèneEutrophisation aquatiqueRejets de métaux
Impacts associés à production déchets solides
Déchets solides valorisésDéchets solides éliminés non radioactifsDéchets solides radioactifs
Impacts associés à la toxicité des émissionsToxicité sur l’environnement (écotoxicité) Toxicité pour l’homme
Impacts environnementaux de l’ACV (2)
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 5
Impacts associés à la pollution de l’air
Potentiel de Réchauffement Global (PRG)
Dans cette ressource pédagogique
L’impact PRG c’est quoi ?composés responsables origines mécanismes d’action
Comment évaluer l’impact ?Comment réduire l’impact ?
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 6
L’impact Potentiel de Réchauffement Global (PRG) représente l'action des gaz à effet de serre qui absorbent le rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre.
L'augmentation de leur concentration dans l'atmosphère terrestre est un facteur contribuant au récent réchauffement climatique.
L’impact Potentiel de Réchauffement Global est aussi dénommé Potentiel de Changement Climatique ou Emission de Gaz à Effet de Serre.
Impact Potentiel de Réchauffement Global
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 7
Molécules Origines
gaz carbonique CO2respiration, incendies, volcans, transports, industrie
vapeur d’eau H2O évaporation d’eau
ozone O3oxydations photochimiques
méthane CH4décomposition, décharges, élevage, marais, rizières
protoxyde d’azote N2O engrais
composés fluorés (CFC) systèmes frigorifiques
Gaz à Effet de Serre (GES)
Molécules et origines
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 8
Rayonnement thermique du soleil et de la terre
soleil
soleil à 5600°Crayonnement thermiquedans le visible
terre à 15°Crayonnement thermiquedans l’infrarouge (IR)
q, J/s
λ, μλm= 0,5 μ
λm: longueur d’onde pour rayonnement maximal
relation de Wien : λm . T = 3000 en μ.K
Mécanismes de l’impact PRG
q, J/s
λ, μλm= 10 μ
terre
q, puissance de rayonnement thermique fonction de la longueur d’onde λ
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 9
L’effet de serre
Rétention de l’énergie thermique
vitre peu transparenteaux rayonnements du sol
dans l’infrarougevitre
vitre transparenteaux rayonnements
solaires dans le visible
Mécanismes de l’impact PRG
soleil
sol
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 10
Absorption du rayonnement thermique IR par les molécules gazeuses
chaleur
molécules de CO2
rayonnement thermique
niveau énergétique E2
niveau énergétique E1
E2
E1
Mécanismes de l’impact PRG
molécules biatomiques O2, N2, H2 : très peu absorbantes
molécules triatomiques H2O, CO2, O3, N2O : absorbantes
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 11
Contribution des gaz à effet de serre
absorption par CO2, H2O, …
du rayonnement du soldans l’infrarouge
pas d’absorptiondu rayonnement
solaire dans le visible
soleil
terre
O2 N2 H2O CO2
Effet de serre naturelmaintient la surface de terre à une température moyenne de 15°C
Effet de serre de l’atmosphère terrestre
Contributions des GES
H2O 60%
CO225%
O38%
CH45%
N2O 5%
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 12
342
107
67
168
390
350
40
324
195
24 78
chauffage de l’atmosphère519
réémission IR de l’atmosphère519
soleil
surface Terre
atmosphère
émission IRsol-aireau
L’équilibre thermique de la Terre
Effet de serre de l’atmosphère terrestre
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 13
flux thermiques en watts par m2
Un effet de serre augmenté par des émissions de GES
soleil
terre
émissions de gaz à effet de serreCO2 CH4 N2O CFC
moins de transmission à travers l’atmosphère
augmentation de la température de l’atmosphère
Impacts de l’activité humaine
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 14
Augmentation des concentrations atmosphérique de GES
Impact des activités humaines
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 15
Evolution de la concentration de CO2 dans l’atmosphèreSource : http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7aCO2.html
Evaluation de l’indicateur d’impact
Définition de l’indicateur d’impact
L’indicateur d’impact quantifie l’impact environnemental généré par l’ensemble des étapes du cycle de vie du produit
Pour l’impact Potentiel de Réchauffement Global, l’indicateur d’impact IPRG est exprimé en kg équivalent CO2
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 16
Evaluation de l’indicateur d’impact PRG
Méthode d’évaluation de l’Indicateur d’impact
L’indicateur d’impact est évalué à partir de l’inventaire des flux matière et énergie des étapes du cycle de vie.
Inventaire
Intrants énergie
Intrants matière
Emissions matière
Indicateur d’impactCycle de vie
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 17
Contribution des émissions de GES au cours du cycle de vie
GES
GES
GES
GES
Evaluation de l’indicateur d’impact PRG
matières premières& énergie
recyclage
fabrication conditionnement
distribution
utilisation
fin de vie
GES
GES
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 18
Molécules Durée séjourdans l’atmosphère
Coefficients d’équivalence CO2
gaz carbonique CO2100 ans 1
vapeur d’eau H2O qq jours 0
ozone O3qq jours 0
méthane CH412 ans 25
protoxyde d’azote N2O 120 ans 270
composés fluorés (CFC) jusqu’à 50 000 ans 6 000
Potentiel de réchauffement sur une période de 100 ans
Coefficients d’équivalence CO2 des GES
Evaluation de l’indicateur d’impact PRG
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 19
Contributions des intrants matière (matières premières, réactifs)
GES
Procédé de fabrication, transport
matière (matières premières, réactifs)
Evaluation de l’indicateur d’impact PRG
recyclagevalorisation
fabrication conditionnement
distribution
utilisation
fin de vie
intrants matière
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 20
Contributions des intrants énergie
pétrole
gaz naturel
charbonpétrole
uranium
gazole essence
gaz
électricité
biomasse biomasse
GES
GES
GES
GES
Evaluation de l’indicateur d’impact PRG
recyclage
fabrication conditionnement
distribution
utilisation
fin de vie
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 21
Relation pour le calcul de l’Indicateur d’impact
L'indicateur d’impact IPRG est évalué en ajoutant les contributions des intrants et extrants
de l’inventaire par la relation :
mi : les quantités d’intrants et d’extrants (matière et énergie) données par l’inventaire
Fi : les facteurs d’impact correspondants des intrants et extrants
les indicateurs d’impact PRG des intrants énergétiques et matière
les coefficients d’équivalence CO2 des GES émis
Evaluation de l’indicateur d’impact PRG
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 22
Comment réduire l’impact PRG d’un produit ?
Réduire les émissions de
GES
Réduire les consommations
d’énergie recyclagevalorisation
fabrication conditionnement
distribution
utilisation
fin de vie
Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’J.M. Engasser 23
Réduire les consommations d’intrants matière