Recherche:ACV : Emballage paquet de pâtes Baptiste Samia Marine/Présentation de l'étude

Remarque

Affichage des corrections pour les étudiants, Renommage et fusion à suivre.

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Méthodologie

Afin de réaliser notre analyse de cycle de vie, nous utilisons la méthode décrite dans la série de normes internationales ISO 14040 "Management environnemental - Analyse du cycle de vie - Principes et cadres". Elle définit les principes et le cadre de l'ACV. Le cadre est le suivant :

• Définition des objectifs et du champ de l'étude : Définition de l'objectif, du périmètre d'étude et de l'unité fonctionnelle
• Analyse de l'inventaire : Collecter les informations relatives aux flux entrants et sortants sur le cycle de vie du produit
• Evaluation de l'impact : Evaluer les impacts pour l’ensemble des impacts environnementaux choisis pour l’étude
• Interprétation : Elle vise à présenter les résultats de l’ACV en accord avec les objectifs de l’étude

Etapes d'une analyse de cycle de vie

Remarque

Mention des normes.

Remarque

 Non Attention toutefois à l’utilisation des images. Baptiste, cette vilaine capture n'est d'ailleurs pas nécessaire. Une image sous Commons existe. Allez voir la page Wikipedia de l'ACV ou les contribution de vos collègues.

Pour rappel, le cycle de vie de l’objet que l’on étudiera se décompose comme suit :

1. Extraction des matières premières
2. Fabrication du produit
3. Distribution (phase de transports)
4. Utilisation
5. Fin de vie

Définition de l'étude

Le projet global constitue en l'élaboration d'une analyse de cycle de vie sur un kilogramme de pâtes. L'ensemble représentant un travail beaucoup trop lourd et complexe, une collaboration est organisée au sein de la promotion du master HSQE. Des groupes sont formés et chacun doit définir un cadre précis à son étude, l’ensemble des études réalisées devant répondre à la problématique générale : réaliser l'Analyse de Cycle de Vie d'un kilogramme de pâtes.

Les objectifs de notre projet sont les suivants: il s'agit d’établir une analyse de cycle de vie de différents emballages contenant 1kg de pâtes. Ce cadre entre bien dans l'étude environnementale et sociale générale du kilogramme de pâtes, puisque les emballages de ces pâtes sont indissociables de l'unité fonctionnelle du kilogramme de pâtes " Alimenter les consommateurs grâce au kilogramme de pâtes ".

Ces emballages doivent répondre à l'unité fonctionnelle suivante: contenir et préserver un kilogramme de pâtes pour que celui-ci soit apporté au consommateur. Pour cela, nous réaliserons des études d'impacts pour les emballages cartons et plastiques via des simulations sur le logiciel Open LCA. Elles nous permettront de réaliser des hypothèses pour définir l'emballage le moins impactant selon les critères d'impacts environnementaux et sociaux que nous aurons choisi de définir plus bas.

Indicateurs utilisés pour l'étude

Notre étude d'impacts se portera sur les aspects extraction/production/transport des matières premières au site de production des emballages plastique et carton pour contenir nos pâtes. Cela représente un sous-processus de l'analyse de cycle de vie complète des emballages puisque l’on ne s'intéresse pas à leur transport jusqu'aux usines de conditionnement ni à l’utilisation même par le consommateur ni à leur recyclage possible. En effet des contraintes nous ont été imposées du fait de la non disponibilité en libre accès de nombreuses bases de données sur Open LCA. De même ces contraintes de libre accès nous ont obligés à choisir des impacts et à en laisser la majorité de côté. Cependant nous avons pu choisir les impacts suivants :

• Impacts environnementaux :
  • acidification : Augmentation de l'acidité de l'air, de l'eau ou du sol. Les émissions de SO2, NOx et HCl se transforment en acides en présence d'humidité. Ils retombent ensuite en pluies acides qui font diminuer le pH des rivières et des sols. Un pH insuffisant entraîne la disparition de certaines espèces végétales et la dégradation des sols.
  • destruction de la couche d'ozone : Diminution de l'écran d'ozone entre la Terre et le Soleil. La couche d'ozone a pour effet d'absorber la plus grande partie du rayonnement solaire ultraviolet.
  • écotoxicité : Toxicité d'une substance sur les organismes ou milieux vivants
  • eutrophisation : Modification et dégradation du milieu aquatique liées à un apport excessif de substances nutritives qui augmentent la production d'algues
  • réchauffement climatique : Phénomène d'augmentation de la température moyenne à la surface de la Terre
• Impacts sociétaux :
  • effets respiratoires : Dommages potentiels sur la respiration causés par les produits, transports ou procédés utilisés émis dans l'atmosphère et l'environnement
  • effets cancérigènes : Dommages potentiels à effet cancérigènes causés par les produits, transports ou procédés utilisés émis dans l'atmosphère et l'environnement

Remarque

Mention des indicateurs visés.  Non Il convient au même moment de retenir la méthode d'impact qui sera utilisée.

Nous avons procédé à une comparaison entre des productions de 1000 et 10 000 emballages plastiques. Nous avons fait de même pour la production d'emballage carton avec une comparaison entre 1000 emballages et 10 000 emballages. Ces chiffres sont aléatoires et leur comparaison constitue uniquement un choix qui nous permettrait d'évaluer l'évolution des impacts en fonction de la demande en emballages de l'usine réalisant les conditionnements, de façon à privilégier dans le cadre d'une proposition d'amélioration un impact plus qu'un autre.

Remarque

Avez vous introduit une non linéarité dans votre modèle. Sans cela, ceci est inutile.

Simulation sur le logiciel Open LCA

Flux, compositions et procédés choisis

Nous avons défini des flux, des compositions et des procédés pour étudier l'impact de nos différents emballages :

• Emballage plastique
  • Composition : On supposera que notre emballage plastique est produit à partir de Polyéthylène basse densité (PEBD) = 0,06 kg
  • Énergie : Électricité, gaz naturel avec turbines de 50 MWe = 1,2 MJ
  • Transport : Camion de 32 tonnes = 12 kg/km
• Emballage en carton
  • Composition : papier graphique utilisé en Europe = 1 kg
  • Énergie : Chaleur = 20 MJ
  • Transport : Camion répondant aux normes Euro 0, 1, 2, 3, 4. = 200 kg/km, cette exigence sur les normes Euro nous est imposée par les bases de données disponibles sur le logiciel. Aucune ne présente les chiffres concernant les mises à jour Euro 5 et 6 auxquelles répondent la majorité des poids lourds actuels. Nous en tiendrons compte dans l'interprétation des impacts ci-dessous.

Remarque

 Non Attention aux unités. kg.km il s'agit d'un produit !

Notre étude a été faite sur le logiciel Open LCA avec la base de donnée Needs.

Remarque

Mention des outils.

Remarque

 Non ? NEEDS, pour quelles données. Elle vise l'avenir "designed to be used in long-term environmental technology assessment." et ont un emploi particulier.

Schéma de la production de l'emballage plastique réalisé sur le logiciel Open LCA

Résultats chiffrés des impacts étudiés sur l'emballage plastique Variant 1 = 1000 emballages Variant 2 = 10 000 emballages

Graphiques comparatifs sur les impacts "Acidification", "Destruction de la couche d'ozone", "Écotoxicité" et "Effets respiratoires" de la production de l'emballage plastique

Graphiques comparatifs sur les impacts "Eutrophisation", "Réchauffement climatique" et "Santé humaine : effets cancérigènes" de la production de l'emballage plastique

Modélisations obtenues

Nous avons rencontré un problème de manipulation pour comparer directement sur Open LCA les impacts pour les deux types d'emballages. Les matrices présentant nos graphiques de résultats comparent donc individuellement les impacts pour emballage plastique et emballage carton, ce qui rend la comparaison moins visuelle. Nous allons donc décrire et comparer nous mêmes les évaluations réalisées.

Définition des procédés créés

• En ce qui concerne l'emballage plastique, nous sommes parvenus à créer le procédé suivant. Dans le cas idéal nous aurions voulu entrer plus de flux entrants et sortants pour développer notre procédé mais nous avons été bloqués par la non disponibilité en libre accès de nombreux critères dans notre base de données. Nous sommes quand même parvenus à éditer le procédé en y incluant : en tant que flux entrants la production d'énergie sous forme électrique pour permettre d'alimenter le besoin énergétique de la production d'emballages, l'extraction de la matière première choisie à savoir le PEHD (nous considérerons qu’il compose majoritairement notre emballage, en effet il était impossible de sélectionner d'autres matériaux dans notre base de données, c’était le seul disponible) et enfin le transport des matières premières jusqu'au lieu de fabrication à l'aide de poids lourds ayant un PTAC de 32 tonnes et répondant aux normes Euro 0 à Euro 4 (non disponibilité de normes plus récentes).
• Pour les emballages carton, nous nous sommes appuyés sur de nombreux documents disponibles sur le web nous informant sur les composants et les méthodes de production. Encore une fois, peu des éléments découverts ont pu être trouvés dans la base de données. Nous avons donc associer les flux suivants : pour les entrants à défaut de trouver du bois, ou tout simplement des fibres cellulosiques, nous avons indiqué le papier. Bien que cela soit restrictif, une certaine partie de la production de carton dépend de la réutilisation de papiers recyclés qui suffisent à produire du carton car ils contiennent des fibres de cellulose. De plus la réutilisation de ces papiers constitue un avantage environnemental important : il n’est pas nécessaire pour l’industriel d'extraire directement les fibres de milieux naturels. . Nous avons aussi indiqué une source d'énergie. Nous avons voulu préciser notre pensée et ne pas simplement entrer la source d'énergie "électricité". En effet lors de mon précédent cursus en Licence de biologie cellulaire et physiologie, un module de "valorisation végétale" nous avait enseigné la production du papier et du carton. Bien souvent, les pâtes à papier et carton sont cuites dans des fours à haute température, et les industriels récupèrent les déchets de bois pour faire fonctionner ces fours qui sont de grands brûleurs. Pour traduire ce fonctionnement, nous avons donc inséré le procédé "chaleur" qui nous semblait le plus approprié. Enfin comme pour le plastique, nous avons inclus le même transport de matière première jusqu'au lieu de fabrication des emballages carton.

Réutilisation de déchets de bois pour alimenter les brûleurs, cours du professeur Hawkins, module "valorisation végétale"

Remarque

Référence s'il vous plaît. Cette image est-elle libre de droit ?

Schéma de la production de l'emballage carton réalisé sur le logiciel Open LCA

Résultats chiffrés des impacts de l'emballage carton étudiés: Variante 1 = 1000 emballages, Variante 2= 10 000 emballages

Graphiques comparatifs sur les impacts "Eutrophisation", "Réchauffement climatique" et "Santé humaine : effets cancérigènes" de la production de l'emballage carton

Graphiques comparatifs sur les impacts "Acidification", "Destruction de la couche d'ozone", "Écotoxicité" et "Effets respiratoires" de la production de l'emballage carton

Comparaison des impacts de la fabrication de deux types d'emballages, le plastique et le carton

Nous allons faire la comparaison entre les emballages qui contiennent les pâtes alimentaires. Nous avons choisi 2 types d'emballages, les emballages constitués en plastiques et les emballages en carton. Sur open LCA nous avons comparé différents impacts pour chacun des deux types d'emballages. Dans le cas de notre étude, nous avons choisi d'analyser 9 impacts : L'acidification, l'écotoxicité, l'eutrophisation, le réchauffement climatique, les effets sur la santé humaine : cancérigène et non cancérigène, effets sur la couche d 'ozone, les effets sur les matériaux fossiles et les effets respiratoires. Tous ces impacts représentent les effets que la production de nos emballages ont sur la planète. Pour les deux types d'emballages que nous avons choisi, plastique et carton, nous avons étudié les impacts pour une production de 1 000 emballages (Variant 1) et une production de 10 000 emballages (Variant 2).

Pour l'étude de chaque emballage nous avons fait deux simulations en modifiant les quantités d'emballages fabriqués. Nous avons étudié la fabrication de 1 000 et 10 000 emballages. Il y a donc un facteur 10 mis en jeu. Pour chaque impact étudié nous retrouvons dans les résultats ce facteur de 10. Par exemple dans l'étude de 1 000 emballages plastiques le résultat de l'acidification du milieu est de 2,41E-1 kg SO2 éq et pour 10 000 emballages plastiques il est de 2,41 kg SO2 éq.

Remarque

 Non Comme indiqué plus haut... tout à fait inutile ici. "Si on fait *10, alors on fait *10."

Comparaison pour chaque impact:

• Acidification : le carton (1.03E+1 kg SO2 éq) est plus impactant que le plastique (2,41E-1 kg SO2 éq). Le carton est donc plus acidifiant que le plastique.
• Écotoxicité : le résultat du plastique est plus important 1,90E1 CTUe contre 7,39E-1 CTUe pour le carton. Le résultat de cette analyse montre que la fabrication du plastique rejette beaucoup plus de matières toxiques dans l'environnement que le carton. Le résultat est logique car le plastique est composé de plus de métaux lourds et ses matières premières nécessitent plus d'énergie pour leur fabrication que le carton
• Eutrophisation : Le carton a moins d'impact sur l'eutrophisation que le plastique qui obtient un résultat de 1,41E2 kg N éq contre 4,40 kg N éq.
• Réchauffement climatique : Le carton a plus d'impact sur l'environnement (sa valeur calculée est de 4,33E+3 kg ${\ce {CO2}}$ éq contre 2,5E+2 kg ${\ce {CO2}}$ éq pour le plastique.
• Les effets sur la santé humaine cancérigènes : Le carton à moins d'impacts sur les effets cancérigènes (1,36E-7 CTUh) que le plastique (1,06E-6 CTUh). Il y a une facteur 10 entre les deux résultats, l'écart est faible quand on sait que le plastique est exclusivement composé de matériaux contenant des produits chimiques.
• Les effets sur la santé humaine non-cancérigènes : les impacts sur la santé humaine non cancérigènes sont plus élevés pour le plastique (6,07E-7 CTUh) que pour le carton (2,91E-9 CTUh ). Le carton étant composé d'une matières naturelle, le bois, il est donc moins dangereux pour la santé humaine que le plastique qui est composé d'un ensemble de composés chimiques.
• Diminution de la couche d'ozone : Le carton et le plastique ont des résultats identiques 4,04E-5 kg CFC-11 éq pour le carton et 3,49E-5 kg CFC-11 éq pour le plastique.
• Baisse des ressources en énergies fossiles : D'après nos calculs, le carton consomme 4,0E+3 MU surplus et le plastique 4,80E+2 MU surplus.
• Effets respiratoires : Le plastique à moins d'influence sur les effets respiratoires que le carton. Le carton obtient un résultat de 4,54E-1 kg PM2 5 éq contre 9,33E-3 kg PM2 5 éq pour le plastique.

Conclusion

Grâce à notre analyse de l'ACV du plastique et du carton et aux estimations qu'elle nous a fourni, nous pouvons penser que de façon globale le carton est plus impactant que le plastique au niveau environnemental pour les critères choisis. Les critères sociaux concernant les effets sur la santé humaine sont eux plus partagés puisque les emballages plastiques semblent avoir plus d'effets cancérigènes et donc graves à long terme, alors que les emballages carton sont eux légèrement plus impactants sur les maladies non cancérigènes.

Pour notre étude, les emballages cartons ont plus d'impact sur l'environnement en termes d'acidification de l'air, d'eutrophisation, de réchauffement climatique, d'épuisement des ressources fossiles, de destruction de la couche d'ozone. Cela semble plausible puisque la production de carton nécessite la destruction d'arbres, et les process utilisés dans l’industrie du carton nécessitent des bruleurs rejetant beaucoup de ${\ce {CO2}}$. Le plastique semble avoir des effets écotoxiques plus importants a contrario, même si là aussi cela reste à nuancer. En effet nous n'avons pas pu prendre en compte dans notre étude les nombreux solvants chimiques utilisés dans l’industrie papetière qui éventuellement pourraient augmenter l'impact écotoxicologique de l'emballage carton, ainsi que les autres impacts étudiés.

En termes de consommation énergétique par contre, et même si nous n'avons pas su étudier cet aspect dans notre simulation sur Open LCA, l'emballage plastique est beaucoup plus énergivore. D'après une analyse de cycle de vie demandée par Tetra Pack, le plastique demande 95% en plus d'énergie que le carton et nécessite moins de ressources non renouvelables (le plastique en demande 112 % de plus. Cela semble également logique puisque la production d'emballage carton permet la réutilisation de déchets de bois pour fournir de l'énergie. Cette analyse de cycle de vie vient nuancer notre propre analyse, puisque pour 3 critères que nous avons sélectionné y sont aussi présentés et témoignent de l'avantage de l'emballage carton notamment pour l'eutrophisation, l'acidification et la contribution à l'effet de serre. Nous pouvons expliquer cela car nos procédés sont incomplets du fait du manque de données disponibles dans les bases en libre accès. Nous n'avons pas pu ainsi indiquer précisément les process complexes et probablement très impactants utilisés en industrie plasturgique.

Remarque

Il est dommage en termes d'exploitation de l'outil d’avoir réaliser tant de graphique pour reproduire un facteur 10 et de n'avoir aucun graphique comparatif sur Carton / Plastique. Par ailleurs, vous occultez totalement la pondération que vous considérez sur les indicateurs. Comment tranchez vous ainsi. De plus où passe votre sens critique lorsque vous mentionnez d'autres analyses "D'après une analyse de cycle de vie demandée par Tetra Pack, le plastique demande 95% en plus d'énergie que le carton".  Non

Références

pour la notation taper dans recherches "Master HSQE Lille"