L`Analyse du Cycle de Vie - Turbomachines et Moteurs du CNAM

Transcription

L'évaluation environnementale de
l'automobile et de son usage:
l'ACV une vision globale mais complexe
© 2011 - IFP Energies nouvelles

État de l'art et perspectives de travail
Jean-François Gruson
Direction Économie et Veille
Direction Economie et Veille – Département Economie- Equipe ACV – mars2011
Énergies renouvelables | Production éco-responsable | Transports innovants | Procédés éco-efficients | Ressources durables
IFP Energies nouvelles
Établissement public de recherche,
d'innovation industrielle et de formation
3
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nouvelles
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nouvelles
Mission : développer des technologies performantes,
économiques, propres et durables,
pour relever les trois grands défis sociétaux du 21e siècle :
changement climatique et impacts environnementaux,
diversification énergétique et gestion des ressources en eau
IFP Energies nouvelles apporte des solutions industrielles innovantes
dans ses domaines d'activité : énergie, transport, environnement
Centre de recherche appliquée, il assure le transfert entre
recherche fondamentale et développement industriel
En bref
4
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¾ 1 737 personnes*, dont 1 173
chercheurs (ingénieurs et
techniciens), basés à
Rueil-Malmaison et à Lyon
¾ Statut : établissement public à
caractère industriel et commercial
(EPIC)
¾ 157 thésards et 27 postdoctorants
¾ Financement : budget de l'État et
ressources propres provenant de
partenaires privés français et étrangers
¾ Plus de 50 métiers représentés :
du géologue au motoriste
¾ Budget 2009 : 307,8 M€ dont 249 M€
pour la R&D
¾ Un environnement technique
(moyens d'essais, équipements)
de très haut niveau
En 2009 :
¾ 13 900 brevets vivants
¾ 305 articles publiés dans les revues
scientifiques internationales
* effectif moyen équivalent temps plein
Positionnement stratégique
Le paysage énergétique
Croissance de la
demande et
prix du pétrole
Caractère par
nature limité des
énergies fossiles
Changement
climatique
Difficile substitution
massive et rapide
des hydrocarbures
pour les transports et
la pétrochimie
Tension sur les
ressources
humaines
5
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Préparer la transition énergétique
Concevoir les solutions permettant d'optimiser l'utilisation des
énergies fossiles tout en développant de nouvelles technologies et
sources d'énergies pour répondre aux besoins sociétaux dans les
domaines de l'énergie, du transport et de l'environnement
5 priorités stratégiques complémentaires
ÉNERGIES
RENOUVELABLES
PRODUCTION
ÉCO-RESPONSABLE
DIVERSIFICATION
ÉNERGÉTIQUE
RÉDUCTION IMPACT
ÉCOLOGIQUE
TRANSPORTS
INNOVANTS
PROCÉDÉS
ÉCO-EFFICIENTS
EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE
RESSOURCES
DURABLES
SÉCURITÉ
DES
APPRO.
DÉCARBONATATION
CHANGEMENT CLIMATIQUE : RÉDUCTION ÉMISSIONS DE CO2
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DÉVELOPPEMENT DURABLE
Produire, à partir
de sources
renouvelables,
des carburants,
des intermédiaires
chimiques et
de l'énergie
Produire de l'énergie
en réduisant
l'impact sur
l'environnement
Développer
des transports
économes et à
faible impact
environnemental
Produire, à partir
de ressources
fossiles,
des carburants
et intermédiaires
chimiques à faible
impact
environnemental
Proposer des
technologies
respectueuses
de l'environnement
et repousser les
limites actuelles
des réserves
d'hydrocarbures
Plan de l'exposé
1.
Introduction : outils d’aide à la
décision et développement
durable
2.
Analyse du Cycle de Vie
1.
2.
3.
4.
5.
Définition et principes
Intérêts et utilisations
Historique de la
méthodologie
Description détaillée – la
norme ISO 14040
Application dans l’industrie
automobile
Introduction
OUTILS D’AIDE À LA DÉCISION POUR UN
DÉVELOPPEMENT DURABLE
Contexte général : le Développement Durable

Définition selon le rapport Brundtland, 1987
« Le développement durable est un mode de développement
qui répond aux besoins du présent sans compromettre la
capacité des générations futures de répondre aux leurs ».

Le développement durable vise à réconcilier le
développement économique et social, la protection de
l’environnement et la conservation des ressources
naturelles.
De l'approche "site" à l'approche "cycle de vie"
Prélèvements
Atmosphère
Impacts / Risques
Océans
Biosphère
Hydro-géosphère
Détérioration des "services"
Société
Émissions
Nécessité de diminuer les pressions anthropiques sur l'environnement

1ère approche : Diminuer les flux à l’interface entre la société et la nature
Ce sont les approches « site »
2ème approche : Étude détaillée des flux de matière et d’énergie dans la société,
de la fabrication jusqu’à l’usage et la destruction des produits
Ce sont les Analyses du Cycle de Vie
Intérêt de l’approche Cycle de Vie
Éviter de diminuer
un impact…
Intérêt de l’approche Cycle de Vie
… et d’en augmenter
un autre.
Æ Éviter le transfert
d’impacts vers une autre
étape du cycle de vie
Différentes méthodes d’aide à la décision

L’Analyse du Cycle de Vie (ACV ou LCA)

L’Ingénierie du Cycle de Vie (ICV ou LCE)

La conception écologique ou écoconception (Design for
the Environment, DfE ou Ecodesign)
évalue les impacts potentiels sur l’environnement d’un produit ou
d’un service sur l’ensemble de son cycle de vie, de l’extraction des
matières premières à l’élimination des déchets.
permet d’étudier un produit, procédé ou service d’un point de vue
technique, économique et environnemental, et ce, tout au long de
son cycle de vie.
consiste à intégrer systématiquement les considérations
environnementales issues des ACV lors de la conception d’un
produit ou d’un procédé.
Source : CIRAIG
Analyse du Cycle de Vie
DÉFINITION ET PRINCIPES
Définition d’une ACV selon la norme ISO 14040
L’Analyse du Cycle de Vie est la compilation et
l’évaluation des entrants et des sortants ainsi que des
impacts environnementaux potentiels d’un système de
produits sur son cycle de vie.
Qu’est-il inclus dans une ACV ?
Analyse des
Impacts
Analyse de
l’Inventaire
Étapes du
Cycle de Vie
Phases du
Cycle de Vie
Fabrication
Utilisation
Fin de vie
Intérêts des ACV pour l’interne

Détection de risques stratégiques et de problèmes
environnementaux

Identification des étapes du cycle de vie complet des produits
dont les impacts sont les plus forts

Développement de produits durables sur la base d’informations
environnementales

Support au respect des lois, normes et restrictions

Communication avec les Pouvoirs Publics

Communication interne / motivation des employés

Support aux systèmes de management environnemental
Intérêts des ACV pour l’externe

Amélioration de l’image sur la base de considérations
écologiques

Support aux innovations environnementales et diminutions
des impacts environnementaux

Avantage compétitif du fait de l’inclusion d’aspects
environnementaux

Dans la conception
Dans la communication
Normalisation
Définition des objectifs

La définition des objectifs d'une ACV doit indiquer
sans ambiguïté les éléments suivants :

l'application envisagée;
les raisons conduisant à réaliser l'étude;
le public concerné;
s'il est prévu que les résultats soient utilisés dans des
affirmations comparatives destinées à être divulguées au
public.
Si oui, nécessité d’une revue critique
Définition du champ de l’étude

La définition du champ d'une ACV doit inclure et décrire clairement:

le système de produits à étudier;
les fonctions du système de produits ou des systèmes;
l'unité fonctionnelle;
la frontière du système;
les règles d'affectation;
la méthodologie d'évaluation de l'impact du cycle de vie et les types d'impact;
l'interprétation à utiliser;
les exigences portant sur les données;
les hypothèses;
les choix de valeurs et les éléments facultatifs;
les limitations;
les exigences de qualité des données;
le type de revue critique, le cas échéant;
le type et le format du rapport spécifié pour l'étude.
Définition de la fonction du système

Objectif : relier les impacts à la fonction du système
Avant de lire ou faire une étude, il faut commencer par identifier
la fonction étudiée.

La fonction choisie dépend des objectifs de l'étude.
C'est sur la base de cette fonction que sont ensuite définis
différents scénarios à comparer.
Une question clé : les fonctions secondaires diffèrent-elles
sensiblement entre les scénarios ?
Exemples de fonctions
Produit
Fonction principale
Fonctions secondaires
Porte de voiture
Ouvrir et fermer l'accès
au véhicule
Sécurité vol,
Sécurité en cas
d'accident,
Étanchéité,…
Carburant
Permettre à un véhicule Sécurité d'utilisation,
de parcourir une
Performances du
certaine distance
véhicule,
Polluants,…
Définition de l'unité fonctionnelle

L’unité fonctionnelle (UF) est la grandeur quantifiant la fonction
du système sur la base de laquelle les scénarios sont comparés.
Quel est le service offert?

Tous les flux de l’inventaire sont rapportés à cette grandeur et
sont calculés par unité fonctionnelle.

C’est une grandeur quantifiable, additive définie relativement à la
fonction et identique pour tous les scénarios.

Exemples :

Carburant : Parcourir un km sur cycle normalisé NEDC dans un
véhicule particulier moyen
Lubrifiant : Limiter les frottements lors du sciage de 1000 m3 de bois
Définition de l’unité fonctionnelle

L’unité fonctionnelle (UF) : expression quantifiée
d’une unité de service

comparaison de divers produits ayant la même fonction
en raisonnant à fonction équivalente
en incluant la durée effective d’utilisation
contenant une unité de produit, de fonction et de temps
Difficultés liées à la définition de l'UF

pertinence de la comparaison
impossibilité pratique de l'expression de l'UF
perception des problèmes (oubli dans la définition de l'UF)
Définition du système

Système: description de l'ensemble des processus
(connectés entre eux par des flux et des produits
intermédiaires) nécessaires à la réalisation d'une ou
plusieurs fonctions.
Quelles sont les étapes du cycle de vie?

Le niveau de détail dans la modélisation du système
sera choisit en fonction des objectifs de l’étude.
Définition des frontières du système
Processus élémentaires
« De la porte à la porte »
« Gate to gate »
Émissions
Intermédiaires
Ressources
Extraction
Préparation
Production
Énergie
Utilisation
Fin de vie
« De la porte à la tombe »
« Gate to grave »
« Du berceau à la porte »
« Cradle to gate »
« Du berceau à la tombe »
« Cradle to grave »
Émissions
Définition des flux de référence

Pour une unité de fonctionnelle, on détermine les flux de
référence : la quantité de produit nécessaire pour remplir cette
fonction.
Qu'est ce qui est utilisé ou acheté ?

Les flux de référence :

sont spécifiques à chaque scénario
correspondent à ce qui est utilisé ou acheté pour assurer le service
Ces flux de références serviront de base pour effectuer
l’inventaire des émissions et extractions
Exemples de flux de référence
Produit ou système
Unité fonctionnelle
Flux de référence
Paramètres clés
Ampoule
Éclairer 600 lumens
pendant 6000 heures
1 ampoule à
fluorescence
6 ampoules à
incandescence
Durée de vie et
puissance des
ampoules
Carburant
Parcourir 100 km sur
cycle NEDC dans un
véhicule type "Golf"
7,07 l d'essence
5,10 l de gazole
PCI du carburant
Consommation du
véhicule
Retour sur l'exemple des ampoules
Produit
Fonction principale
Fonctions secondaires
Scénario 1
Éclairer
Qualité de la lumière,
Ambiance,
Temps d'allumage, …
Scénario 2
Produit
UF = Service
Flux de référence
Ampoule à
incand.
Éclairer 600
lumens
pendant 6000
heures
6 ampoules +
Lumen/Watt
60W*6000h=360kWh (utilisation)
Lumen/gr.
Type de mx
1 ampoule (6000h)
Durée de vie
(env.160g) +
11W*6000h=66kWh
Ampoule à
fluoresc.
Paramètres Coût
clés
6x1€+360x0,1
=42€/UF
1x10€+66x0,1
=16,6€/UF
Arbre des procédés (exemple)
Hypothèses complémentaires

Définition des limites temporelles et géographiques

pratiques industrielles
exigences législatives
habitudes des consommateurs
caractéristiques environnementales (climat…)
Exclusion éventuelle de certaines étapes

identiques à deux produits comparés
négligeables dans le bilan global
Limites du système : règles de cohérence

Règle 1 : Les limites du système doivent recouvrir la même réalité
fonctionnelle dans les différents scénarios (pas de limites
géographiques).

Règle 2 : Seuls les processus qui contribuent à plus de x % des
émissions, de la masse ou de l’énergie (dite aussi règle de coupure).

Règle 3 : Les étapes identiques dans les deux scénarios peuvent être
exclues à condition que les flux de références affectés par ces
processus soient strictement égaux (output totaux du système
également identiques).
Tout de même intéressant d'estimer rapidement ces processus pour voir la
contribution relative des étapes de production
Affectation

Nécessité d’une règle d’affectation

Règles d’affectation

Présence de produits joints ou de coproduits dans de nombreux
procédés de production
Quels impacts environnementaux du procédé doivent être alloués à quel
produit ?
Si l’ensemble des impacts est alloué au produit principal, les produits
joints ou coproduits ont un impact neutre…

Extension des frontières du système
(inclusion des coproduits dans la fonction du système)
Allocation massique
(affectation selon la masse des produits respectifs)
Allocation énergétique
(affectation selon le contenu énergétique des produits)
Allocation économique
(affectation selon la valeur marchande des produits)
Autres règles (exergie, …)
Plusieurs cas où l’affectation est nécessaire
Charges CP

Coproduction
Système AP
P1
P2
P3
Charges CT

Cotraitement

Revalorisation

Boucles fermées

D2
Revalorisation interne au cycle de vie
Boucles ouvertes

D1
Cofonctions successives
Système AT
Inventaire du cycle de vie

L’inventaire du cycle de vie inclut :

Le recueil et la validation des données
Le rattachement des données à l’unité fonctionnelle
Le regroupement des données
Exemple d'inventaire
Collecte des données d’inventaire

Présentation des données

Émissions dans l’atmosphère
Émissions dans l’eau
Déchets solides et assimilés
Consommations d’énergie

Utilisation des ressources

Renouvelables
Non renouvelables
Renouvelables
Non renouvelables
Utilisation de formulaires
Évaluation de l’impact du cycle de vie (ACVI)

La phase d'ACVI doit comprendre les éléments obligatoires
suivants:
sélection
des catégories d'impact, des indicateurs de catégorie et
des modèles de caractérisation;
attribution des résultats de l'ICV aux catégories d'impact
sélectionnées (classification);
calcul des résultats d'indicateurs de catégorie (caractérisation).

Définition de l’évaluation de l’Impact du Cycle de Vie selon
la norme ISO 14040 :
Phase de l'analyse du cycle de vie destinée à comprendre et
évaluer l'ampleur des impacts potentiels d'un système de produits
sur l'environnement au cours de son cycle de vie.
Qu’est-ce qu’un impact dans une ACV ?

Un impact caractérise un changement du système
cible sous l’action d’un système source
Sont considérés les effets successifs

sur le milieu physique
sur le milieu vivant
sur l’écosystème
Dans les ACV, évaluation de l’impact potentiel

Incertitude
Difficulté de mesure
Catégories d’impacts :Globale, Régionale, Locale

Critères globaux

Critères régionaux

Potentiel d’acidification
Utilisation des sols
Critères locaux

Épuisement des ressources
Potentiel de réchauffement global (PRG ou GWP)
Potentiel de destruction d’ozone (PDO ou ODP)
Potentiel de toxicité humaine et d’écotoxicité
Potentiel d’eutrophisation
Potentiel de création d’oxydants photochimiques
Autres critères

Nuisances (bruit, odeur, occupation de surface par les décharges,
radiations ionisantes…)
Classification des impacts

Æ grouper les flux pour faciliter leur caractérisation

3 critères

Exhaustivité
Non redondance
Faisabilité
2 classifications

Par milieu récepteur

Émissions dans l’air
Émissions dans l’eau
Émissions dans le sol
Par type d’impact
Caractérisation des impacts : définition
Problème : trouver une unité commune pour agréger les
différentes émissions et effectuer les comparaisons.
Création d’un indicateur de catégorie
Indicateurs d’impacts : effet de serre

Mesure et calcul du GWP (Global Warming Potential)
Contribution des substances gazeuses j émises par le sous-sytème i
I = ∑ m × GWPj =∑ m ×
i
i
j
j
i
j
j
∫
0
∫
T
0

A j [t ]× C j [t ]dt
ACO2 [t ]× CCO2 [t ]dt
Avec :

Ii (kg éq. CO2)
mij (kg)
GWPj (adim.)
Aj[t] (W)

Cj[t] (mg/Nm3)

T

indicateur de la contribution du système i
masse de j émise par le système j
potentiel de réchauffement global de la substance j
forçage radiatif instantané dû à une augmentation
unitaire de la concentration en j
concentration de gaz i restant à t
PRG courants
Évaluation de l’effet relatif à l’émission instantanée de 1kg de GES, en
comparaison avec le CO2 (GWP) sur une période de temps T
GWP direct
(T=20 ans)
GWP direct
(T=100 ans)
GWP direct
(T=500 ans)
GWP indirect
CO2
1
1
1
0
CH4
35
25
4
>0
N2O
260
298
170
?
CO
0
0
0
>0
NOX
0
0
0
?
Hydrocarbures
non méthaniques
0
0
0
>0
Potentiel d’acidification
Effet :
Augmentation de la valeur du pH des précipitations du fait de la présence de gaz
acides comme le dioxyde de soufre (SO2) et les oxydes d’azote (NOx).
Substance de référence :
Dioxyde de soufre (SO2)
Unité de référence : kg SO2-équivalent
Source :
CML, Heijungs, Centrum voor Milieukunde Leiden, 1992
Potentiel d’eutrophisation
Effet :
Excès de nutriment dans l’eau et le sol provenant de substances telles que le
phosphore et l’azote présents dans l’agriculture, les procédés de combustion et les
effluents.
Substance de référence :
Phosphate (PO4-)
Unité de référence : kg PO4- -équivalent
Source :
CML, Heijungs, Centrum voor Milieukunde Leiden, 1992
DEV/DE – Anne PRIEUR-VERNAT – Mai 2008
Évaluation des impacts
Potentiel d’acidification (AP)des principales
substances acides
Substance SO2
NO
AP
1,07 0,70 1,88 0,88
1
NO2 NH3
HCl
HF
1,60
Potentiel d’eutrophisation (NP)des principales
substances azotées et phosphorées
Substance
NP
N
NO
NO2 NO-3 NH+4
P
0,42 0,20 0,13 0,10 0,33 3,06
PO3-4
1,00
Récapitulatif des éléments
de l’évaluation de l’impact du cycle de vie

Classification :
Attribution des résultats de l’ICV à la ou aux catégorie(s)
d’impact auxquelles ils contribuent.

Caractérisation :
Conversion des résultats de l’ICV en unités communes et
agrégation des résultats convertis dans la catégorie d’impact.

Normalisation :
Calcul du niveau de l’indicateur de catégorie relativement à une
valeur de référence
Æ Comparaison avec la valeur de référence.
Étapes finales de l’ACV

Interprétation
Sur la base des résultats d’inventaire et de l’évaluation de
l’impact, l’analyse et l’interprétation de l’étude sont réalisées. Ce
sont les éléments fondamentaux de discussions ultérieures ou
d’optimisation du système.

Rapport
Nécessité de définir les lignes directrices du rapport (cf. ISO
14044).

Revue critique
Étape optionnelle pour les études internes. Si une étude
compare des produits en concurrence et doit être publiée, une
revue critique est obligatoire.
Dernière étape : la revue critique

Etape ultime d'une ACV
Effectuée par un organisme indépendant / ou en
interne
Garantit que l'ACV réalisée suit les recommandations
de la norme
Permet de publier l'étude
Applications pratiques
APPLICATION DANS L’INDUSTRIE AUTOMOBILE
Contexte et enjeux de la motorisation automobile
Sur le plan sociétal
l ’automobile répond à un besoin fondamental de mobilité individuelle
l ’industrie automobile représente des centaines de milliers d ’emplois
les transports constituent un risque pour le développement durable

consommation énergétique (70% des produits pétroliers dans l ’UE)
émissions de CO2 (+19% en 10 ans dans l ’UE)
pollution locale gazeuse, particulaire et sonore
encombrement spatial, sécurité
Sur le plan industriel
la situation actuelle conduit à :

51

normes: antipollution, sécurité, recyclage, bruit,…
concurrence féroce ==> besoin de différenciation, réduction des coûts, multiplication des modèles et réduction
des délais de conception
la mondialisation de l ’industrie automobile est lancée
Enjeu
Besoin croissant des NON OCDE
Parc automobile mondiale :
un triplement d'ici 2050
Fin du modèle
mixte ?
Rejet de la voiture ?
52
Scénario tendanciel sans changement
de contexte....
Sofres 2003 : 80 %
des personnes
estime la
possession
d'un véhicule
indispensable ...
53
Effet Population et taux d'équipement
0,9
USA
0,8
Australia
0,7
France
0,6
0,5
Spain
0,4
Chile
0,3
0,2
Panama
0,1 Burundi
India
Population mondiale
Mexico
South Korea
Morocco
0
9
$1
$10
per-capita GDP (Thousands of 2000US$)
Taux d'équipement en
fonction du PIB :
$100
World
8
7
less
Developed
6
5
4
3
Developed
1
2050
2045
2040
2035
2030
2025
2020
2015
2010
2005
2000
0
1995
NON OCDE : 13 à 300
2
1990
OCDE : 500 à 800 véhicules
pour 1000 habitants
1985
10
Thailand
$0
54
Sw eden
1980
passenger cars per person aged 15
or more
1
Options pour gérer la consommation
Réponses
Technologiques
•
•
56
Performance
moteurs
Déterminants
Réponses
sociétales
•
Transports
alternatifs
•
Urbanisme /
Péage Ville
•
Taxes
•
Bonus malus
•
Location /
partage ...
Déplacements
Carburants
diversifiés
Conso.
•
Hybridation
unitaire
•
V. Électrique
...
Parc
57
58
Quels véhicules, à quelle échéance ?
2000
2010
2030
2020
MOTORISATIONS
Moteurs à combustion interne :
- réduction de la consommation par downsizing (potentiel : 20% essence, 5% diesel)
- dépollution des moteurs diesel : filtres à particules, pièges à NOx, SCR, etc.
Moteurs dédiés au gaz naturel
Véhicules flex-fuel
Injection directe essence
Distribution variable (optimisation de la combustion et du rendement)
Véhicule hybride essence
Introduction du mode de combustion HCCI (diesel)
Véhicules hybrides (gazole, gaz naturel)
Véhicules électriques
Hybrides rechargeables
Amélioration de la combustion essence (CAI)
CARBURANTS
Pile / hydrogène
Hybride / hydrogène
Essence et gazole (avec amélioration continue des caractéristiques)
GNV, éthanol, Biodiesel
Gazole de synthèse ex-gaz, éthanol ex-paille et bois,
biogaz
Gazole de synthèse ex charbon
Biodiesel de synthèse
Hydrogène
Moins de polluants et moins de CO2
Légende :
Montée en
puissance entre
les 1ers modèles
et un nombre
significatif sur le
marché (5 à 10%)
Utilisation de l'ACV dans l'industrie automobile
Évolutions récentes
• Sévérité accrue des réglementations
• Améliorations
• confort acoustique et vibratoire
• sécurité
Contraintes contradictoires
• Diminution de la consommation
• Augmentation de la masse
Principes méthodologiques
des Analyses de Cycle de Vie
Les bilans "du puits à la roue"
Méthodologie visant une analyse environnementale exhaustive ...

incluant toutes les étapes du cycle de vie d'un produit ou service

depuis l'extraction des ressources primaires jusqu'à l'utilisation et la fin de vie du produit ou
service
analyse "du berceau à la tombe"; application aux carburants/véhicules désignée par "bilan du
puits à la roue" ("Well-to-Wheels" / WTW)
incluant l'évaluation de tous les impacts sur l'environnement

Intensification de l'effet de serre, déplétion des ressources non renouvelables mais également
potentiels d'acidification, d'eutrophisation, toxicité humaine et écotoxicité, formation de photo
oxydants etc.
... de sorte d'identifier d'éventuels transferts de pollution

d'une étape de la filière vers une autre (en amont ou en aval)
ou d'une catégorie d'impact vers une autre (ex : diminution des émissions de
GES et augmentation des polluants locaux)
Principes méthodologiques des Analyses de Cycle de Vie
Cycle de vie du véhicule
Cycle de vie du carburant
Principes méthodologiques
des Analyses de Cycle de Vie (3/3)
Bilans classiques du puits à la roue de véhicules conventionnels essence ou diesel

excluent le cycle véhicule (i.e. fabrication des composants du véhicule, assemblage, et fin de vie
du véhicule / recyclage partiel des matériaux)

MAIS si l'objectif est d'évaluer un cycle véhicule/carburant dans l'absolu (cas rares en pratique) et non par comparaison : le cycle
véhicule doit être considéré car contribution non négligeable dans les bilans WTW
sont très majoritairement limités à l'évaluation des émissions de GES et des consommations
d'énergie non renouvelable
Spécificités liées à l'évaluation des véhicules électriques

Justification : Si l'objectif est de comparer les bilans de différentes adéquations véhicules conventionnels / carburants, la contribution
du cycle véhicule est jugée équivalente pour tous les systèmes (véhicules essence ou diesel) et peut donc être exclue (elle n'intervient
pas dans la différenciation des systèmes)

Contribution nulle de la partie "réservoir à la roue" dans bilans des émissions (zéro émission à
l'échappement) alors qu'étape majoritaire pour véhicules/carburants conventionnels fossiles
Forte variabilité des bilans WTW (pour un même carburant i.e. électricité : modes de production
aux impacts très différents)
Service rendu par le VE (km parcouru) n'est pas équivalent au service rendu par un véhicule
conventionnels (performances différentes notamment autonomie, accélération)

Ceci explique pourquoi le VE n'est pas intégré à l'étude WTW EU de référence JRC/EUCAR/CONCAWE
Nécessité absolue d'intégrer le cycle véhicule dans toute analyse du VE que ce soit pour une
évaluation "dans l'absolu" ou pour une comparaison avec des systèmes conventionnels (carburants /
véhicules essence ou diesel)
Spécificités de l'ACV dans l'industrie automobile

Impacts environnementaux de l'industrie automobile

rejets atmosphériques et consommation énergétique : UTILISATION
déchets : FIN DE VIE DU VÉHICULE
L'ACV chez les constructeurs automobiles

Outil global de comparaison : nécessité pour les constructeurs de la
prise en compte globale de l'environnement

Difficulté de mise en œuvre

Durée et coût d'une étude ACV

Maîtrise des résultats
Perspectives d'évolution de la méthodologie

Outil argumentaire pour la comparaison des filières

Outil d'aide à la décision en conception

scénario de fin de vie
production et fabrication
carburants alternatifs
conception d'un composant
conception du véhicule complet
Outil prospectif

influence des évolutions des nouvelles réglementations
influence des nouvelles technologies et des nouveaux équipements
Rapport coût / bénéfices d'une ACV

Coûts d'une ACV

Coût interne

temps passé pour le suivi de
projet
temps passé pour la collecte de
données
temps passé pour la validation et
la diffusion
Coût d'un consultant éventuel

interventions possibles aux
différentes étapes
revue critique

Bénéfices d'une ACV

Augmentation des gains
environnementaux

réduction des émissions et rejets
réduction des consommations
Anticipation et réduction des
risques
Acquisition d'une expertise

connaissance des systèmes
constitution d'une base de
données
Æ Importance de s'assurer de la pertinence de la réalisation d'une ACV
Faut-il faire une ACV ?
Y a-t-il un sens à traiter le problème en réalisant une analyse
environnementale quantitative le long d'une cycle de vie, relative
à un produit, un service ou une technologie ?
Æ
3 expressions importantes :

"produit, service et technologie" : pas "site"

"quantitative" : pas d'aspects "qualitatifs"

"cycle de vie" : passage des impacts locaux sur l'environnement
à une connaissance des impacts sur l'ensemble du cycle de vie
Passage du "local" au "global"
Du local...
Objectif :
"suivre les évolutions de la réglementation"
... au global
Réduction d'un flux le long du cycle de vie
• évite des transferts de pollution entre les sites et/ou les
étapes du cycle de vie
Réduction d'un flux sur un site
Conséquence : les choix de solutions pour réduire
un flux peuvent entraîner :
• permet de trouver les meilleurs leviers d'action entre les
étapes
Inventaire de l'ensemble des flux pertinents
le long du cycle de vie
• l'augmentation de ce flux à une autre étape
• l'augmentation de rejets d'autres flux
• évite des transferts de pollution entre les milieux (par
exemple air vers eau)
• permet le calcul d'impacts pour hiérarchiser les actions
entre les flux d'un même milieu
Les démarches « du puits à la roue »(Well to Wheel)
La démarche du « puits à la roue » prend en compte
l’ensemble des étapes du cycle de production des
carburants de l’extraction des matières premières à
l’utilisation du carburant dans l’automobile
Application au transport automobile
4 étapes de base...

Extraction et transformation des matières premières
Toutes les étapes d'acquisition des ressources et de leur transformation en matières utilisables pour la fabrication

Fabrication

Production des pièces
Assemblage du véhicule
Utilisation
Bilan sur toute la durée de vie du véhicule

Fin de vie
Destruction, recyclage et traitement des déchets
... mais un cycle complet complexe
Déchets
Énergie
Émissions
Filière véhicule
Fabrication
du véhicule
Déchets
Émissions
Filières
matériaux
Distribution
du véhicule
Fonctionnement
Filière
carburant
Fin de vie
Traitement
Énergie
Émissions
Énergie
Émissions
Gestion
des déchets
Nécessité de différencier plusieurs types d'études

Du fait de la complexité de ce type d'étude, analyse
de sous-ensembles
Exemples

Bilan de gaz à effet de serre de système de climatisation

Matériaux pour la carrosserie du véhicule

Carburants alternatifs
Æ ce sont les études "du puits à la roue" ou "well to wheel"
Les calculs « du puits à la roue »(Well to Wheel)
Du puits au réservoir
MJ consommé/MJ de
produit sortant
g de GES/MJ de produit sortant
Du réservoir à la roue
Bilan du puits à la roue
MJ de carburant
consommé/km
= E2
MJ de carburant
consommé/km
=E
MJ consommé/MJ de
produit sortant
g de GES/km = G
g de GES/km =
G2
MJ consommé/MJ de
produit sortant
MJ de carburant consommé/MJ de carburant =
E1
g de GES/MJ de carburant = G1
E = E1 x E2 + E2
G = G1 x E2 + G2
Mise en oeuvre de la méthodologie

Objectifs

Définition des carburants

Bilan d'énergie et de GES sur un grand nombre de carburants et de types de
véhicule en Europe à l'horizon 2010
Étudier la viabilité de chaque filière et estimer leur coût
Faire accepter ces résultats comme référence à l'échelle européenne
Conventionnels
Ex gaz naturel
Ex charbon
Ex biomasse
Hydrogène
Définition des véhicules

Conventionnels
PAC
Hybrides
Comparaison
des
résultats
WTW
technologies
2010
200
MCI+GTL
MCI+Gazole
MCI+Essence
PAC+H2 comprimé
ex-charbon
centralisé
g CO2 éq./km
150
MCI hybride+essence
PAC reformeur+essence
MCI Hybride+gazole
100
PAC+H2 comprimé exélectricité EU-mix
MCI+DME
MCI Hybride+GTL
MCI Hybride +DME
MCI+GN
PAC+H2 liquéfié ex
GN centralisé
MCI+Ethanol
MCI Hybride+GN
PAC+H2
PAC+H2
comprimé ex GN comprimé ex GN
centralisé
sur site
PAC+H2 liquéfié ex
électricité EU-mix
MCI
Hybride+Ethanol
MCI+Diester
MCI Hybride+Diester
50
PAC+H2 comprimé exélectricité éolien
MCI Hybride+BTL MCI+BTL
PAC+H2
comprimée ex bois
PAC+H2 comprimé exélectricité Nuc.
0
0
2
4
Source : JRC/EUCAR/CONCAWE, Janvier 2004
6
8
10
12
14
16
L éq. essence/100 km
18
Limites méthodologiques
2ème génération :
Diesel de synthèse
(BTL)
1ère génération :
Biodiesel
(EMHV)
Taillis à Courte Rotation (TCR)
91 %
Réduction des émissions de GES
par rapport à la référence Diesel
88 %
Réduction des émissions de GES
par rapport à la référence Essence
91 %
93 %
Déchets forestiers
Véhicule Diesel
en 2010
64 %
ex - tournesol
39 %
ex - colza
Diesel conventionnel
2ème génération :
Éthanol ex
biomasse
lignocellulosique
88 %
Paille de blé
Taillis à Courte Rotation (TCR)
Déchets forestiers
78 %
87 %
ex - canne à sucre (Brésil)
1ère génération :
Véhicule Essence
en 2010
74 %
ex - betterave
32 %
Éthanol
ex - blé
30 %
Essence conventionnelle
0
20
40
60
80
100
120
140
– Anne PRIEUR-VERNAT
– Maiautomotive
2008
Source DEV/DE
: "Well-to-Wheels
analysis of future
fuels and powertrains in the European context", WTW Report, Version 2c, March 2007
160
180
Sensibilité des résultats au mode d'affectation des impacts
Source :
Calcul DEE
Nécessité d'un cadre méthodologique
Quand la question de l'affectation se pose-t-elle ? Cas de
l'éthanol
Énergie
GES
Quelle répartition
entre les 2 produits ?
Pulpes,
Drèches
Alimentation animale
Énergie
1ère méthode d'affectation :Utilisation d'un prorata
((m€ EtOH
EtOH ))
GES
=
×GES
GEStotal
)
GESEtOH
= m (EEtOH
×
EtOH
total
+
GES EtOH = € EtOH
Copr . × GES total
€ Copr
+m
EtOH
.
EEtOH + ECopr .
GEStotal
Pulpes,
Drèches

Énergie
Prorata massique : affectation selon la masse des produits
Prorata énergétique : affectation selon le contenu énergétique
des produits
Prorata économique : affectation selon la valeur économique des
produits (e.g. le prix auquel le producteur peut les vendre)
Avantages et inconvénients des prorata

Méthode d'allocation simple

Mais...

pertinence : pas toujours de lien entre l'affectation et les
impacts respectifs réels des produits et coproduits sur les
émissions
pas toujours applicable directement (e.g. coproduction
d'électricité et prorata massique)
prorata variable dans le temps (e.g. prorata économique)
2ème méthode d'affectation :Prise en compte des impacts évités
GES EtOH = GEStotal − GESévité
GEStotal
Pulpes,
Drèches
Substitution
des
coproduits
GES évité
Trituration
Tourteaux de soja
Soja
Avantages et inconvénients de la substitution

Méthode d'allocation traduisant au mieux les impacts
réels d'une filière

Possibilité de description fine des situations aux échelles
locales
Prise en compte des usages réels des coproduits
Mais...

Difficile à mettre en oeuvre, du fait du grand nombre de
données supplémentaires nécessaires
Variabilité des résultats en fonction de la filière substituée
Pourquoi la problématique "éléctrique"
Un rappel des enjeux de l’électrification
Source Moveo DOS EE 2009
Un rappel des « espoirs » de l’électrification
Source Moveo DOS EE 2009
Évaluation environnementale du cycle véhicule / État de l'art (1/5)
Bilans du cycle véhicule établis à partir de :

la liste des composants du véhicules (pour prise en compte
des impacts amont liés à la production des matières
premières)

Type de matériaux et poids associés
Part recyclée pour chacun des matériaux
consommations d'énergie liées à l'assemblage / fabrication du
véhicule
distance sur laquelle on choisit d'amortir les impacts du cycle
véhicule (durée de vie)
Sensibilité forte des bilans du puits à la roue à l'hypothèse
"durée de vie" (kilomètres parcourus)

Explique souvent, à elle seule, les écarts entre les résultats
de différentes études

Toyota : sur 100 000 km
ANL : sur 257 500 km
Exemple : Étude "Dust to Dust : The energy cost of new
vehicles from concept to disposal", CNW Marketing, 2007

Hummer H1 : 379 000 miles parcourus sur durée de vie
Toyota Prius : 109 000 miles !

Bilans GES et consommations d'énergie des cycles véhicules

conventionnels (essence ou diesel), hybrides et pile à combustible : plusieurs références,
principalement américaines

e.g. Argonne National Laboratory 2006 (P. Moon, M. Wang), MIT 2008 (M.A. Kromer, J.B. Heywood), Université de
Californie 2004 (M. A. Delucchi)
véhicule électrique : moins de références
Une seule référence identifiée (Argonne National Laboratory 2006) sur les bilans de polluants
autres que GES (SOx, PM10) des cycles véhicules (travaux basés sur l'outil GREET développé par l'ANL)

Contribution significative mais non majoritaire dans les bilans du puits à la roue
(consommations d'énergie et bilan des émissions de GES / véhicules conventionnels)

Référence
P. Moon et al. (Argonne
National Laboratory), 2006,
"Vehicle-Cycle Energy and
Emission Effects of
Conventional and Advanced
Vehicles"
Pays
Type
d'impact
Consommations
d'énergie
USA
Cycle véhicule amorti
sur 257 500 km
GES
Type de véhicule
Part du cycle véhicule
Véhicule conv. 1482 kg (moteur
à combustion interne)
9% du bilan du puits à la roue
Véhicule léger 1049 kg (moteur
Véhicule conv. 1482 kg (moteur
Véhicule léger 1049 kg (moteur
Renault, 2007
Cycle véhicule amorti
sur 150 000 km
France
GES
Véhicule conventionnel (essence
ou diesel)
(~ 2,1 tep/véhicule)
(~ 2,7 tep/véhicule)
(~ 6,7 tCO2eq/véhicule)
(~ 8,2 tCO2eq/véhicule)
15% à 20% du bilan du puits à la roue
selon la taille du véhicule
(~ 6 tCO2eq/véhicule)
NB : La substitution de certains
des matériaux du véhicule
conv. par des matériaux plus
légers (aluminium, composites,
etc.) entraîne l'augmentation
des bilans GES et énergétique
du cycle véhicule
15 à 20 %
70 à 75 %
~ 10 %
Contributions en OG aux bilans GES et énergétique
pour un véhicule essence ou diesel actuel (carburant 100% fossile)
Spécificités des véhicules hybrides et électriques : nouveaux
composants (batterie) nécessitant des matériaux différents
Bilan GES
Véhicule hybride 91 kW ICE et batterie NiMH 23kW (ANL, 2006)

Bleu : Production des matériaux
Vert : Production et fin de vie des fluides
(refroidissement, huile , liquides de frein,
de transmission etc.)

Jaune : Assemblage, peinture, fin de
vie et recyclage
Rouge : Batteries (production et fin
de vie)
Bilans cycle véhicule hybride vs. celui du véhicule ICEV (~ même poids)
Véh. standard
(~ 1450 kg)
Bilans HEV vs. ICEV
GI HEV
Type de batterie
Véh. léger
(~ 1050 kg)
Plug-in HEV
GI HEV
NiMH
Li-Ion
NiMH
Li-Ion
NiMH
Émissions de GES
+ 7,5 %
+6%
+ 18 %
+ 12 %
+5%
Consommations d'énergie NR
+ 10 %
+9%
+ 20 %
+ 15 %
+5%
Émissions de PM10
+9%
n.d.
n.d.
n.d.
+5%
Émissions de SOx
+ 70 %
n.d.
n.d.
n.d.
+ 39 %
Bilan émissions PM10
Bilan conso énergie
Bilan émissions SOx
Rq : Émissions SOx associées aux
batteries NiMH = émissions liées à
l'extraction & production de nickel,
cuivre et autres métaux rares.
Véhicule électrique

ANL, NREL et Pacific Northwest Laboratory (1998)

Contribution importante de la production des batteries dans les bilans du cycle VE
(consommations d'énergie et émissions) par rapport aux autres composants (poids et remplacement
au cours du cycle véhicule)

Sur le cycle de vie complet (véhicule + carburant /énergie) : Augmentation des impacts
environnementaux liés aux émissions atmosphériques (polluants locaux) par rapport au
véhicule conv. ICEV essence

du fait de l'augmentation de ces impacts sur la partie "cycle de vie du véhicule"
MIT (SAE 2008) "A comparative Assessment of Electric Propulsion Systems in the 2030 US
Light-Duty Vehicle Fleet"
Pour les calculs sur le cycle véhicule : données extraites de GREET et travaux ANL

Émissions de GES : + 48%
Consommations d'énergie : +61%
Cycle VE comparé au cycle véhicule ICE 2030
Contribution du cycle véhicule dans les bilans du puits à la roue avec mix électrique US
2030 défini par DOE-EIA : de l'ordre de 20% (bilans GES et énergie)
Remarque : cycle véhicule non comptabilisé dans les bilans CO2 réalisés par EDF
(Levandowski 2008)
Life Cycle Inventory : Vehicles

LCI of vehicles under study:

Reference ICE :

90
LCI data available for reference ICE
Apply to the LCI of the reference vehicles "ratios" extracted from
bibliography for HEV, PHEV and EV
Golf A4 (from EcoInvent database)
HEV, PHEV, EV :

Technical characteristics of vehicles extracted from bibliography a
Vehicles specifications used as input in the GREET 2.7 model
(from Argonne) in order to obtain the "ratios"
Les véhicules évalués
GV/DV
HEV
PHEV
BEV
Vehicle mass (kg)
1255
1357
1372
1617
Battery Mass (kg)
-
15
30
300
-
1
5
30
-
27
43
150
-
Li-Ion
Li-Ion
Li-Ion
-
0
20km
200 km
Battery energy
(kWh)
Battery power
(kW)
Battery
technology
AER (km)
91

Li-Ion is considered as standard battery for all PHEV and HEV in
2030
The bigger the AER is, the heavier weight the car
Evolution in percent relative to the ICE reference

92
HEV Li-Ion
PHEV
BEV
Total energy
+ 13%
+ 13%
+ 25%
GHG
+ 15%
+ 16%
+ 27%
NOx: Total
+ 10%
+ 11%
+ 19%
PM: Total
+ 11%
+ 12%
+ 26%
SOx: Total
+ 59%
+ 60%
+ 106%
Warning regarding the use of those
data:
- Relevance of PHEV, HEV and in
particular BEV (different from the
vehicle that will develop in Europe in
2030)
- GREET is a model used for the USA
(electricity mix, raw material
production, car composition...)
General statements:

All impacts increase vs ICE

No real difference between HEV
and PHEV

Variation vs. ICE depends on the
emission considered

Ranking of vehicles is the same
whatever the emission considered
Bilans GES et énergétique du puits à la roue du véhicule électrique
Hypothèses pour calculs IFP

Hypothèses sur le cycle véhicule (ordres de grandeur pour un véhicule
moyen)

Amortissement sur 200 000 km (valeur ~ moyenne entre ANL et Renault)
Véhicule conventionnel :

Véhicule électrique :

Bilan GES : 6 tonnes de CO2eq / véhicule (Renault)
Bilan énergie totale : 2 tep / véhicule i.e. 83.8 GJ / véhicule
Bilan GES : +50% vs. à véhicule conv. (MIT) soit 9 tonnes de CO2eq / véhicule
Bilan énergie totale : +60% vs. véhicule conv. (MIT) soit 3.2 tep / véhicule i.e.134.1 GJ / véhicule
Non prise en compte des consommations d'énergie et GES associées à
la distribution de l'électricité (station)
Données de base pour calculs IFP et sources associées

Bilans WTW des références essence et diesel : JRC/EUCAR/CONCAWE 2007
Bilans GES et énergétique de la production d'électricité : plusieurs méthodologies de calculs
possibles

Bilans des mix moyens de production nationaux et européen : BDD ACV ECOINVENT 2.0 (2007)
Bilans pour chacun des modes de production
Méthodes de calculs développées par l'ADEME et RTE (émissions de CO2 seules et non GES)

Valeur utilisée pour
bilans CO2 des VE
réalisés par EDF en
2008 (valeurs pour les
usages en base i.e.
40gCO2/kWh)

Contenu CO2 moyen du kWh par usage (pour bilans de situations existantes et figées)
Contenu CO2 marginal (et non moyen) du kWh (pour orientations de décisions impliquant des comportements à
courte durée de vie)

repose sur l'identification du ou des équipements de production sollicités pour un nouvel usage de
l'électricité (moyen de production le moins cher disponible à la hausse), en prenant en compte la
dimension européenne (interconnexion des réseaux)
Productions fatales i.e. éolien + hydraulique au fil de l'eau -> nucléaire -> charbon -> CCG -> fioul et TAC
Contenu CO2 marginal (et non moyen) du kWh avec vision dynamique (pour évaluation prospective de l'impact
des politiques publiques et d'actions à moyenne / longue durée de vie)

contenu CO2 prospectif avec prise en compte de l'évolution à venir du parc européen
Consommation du véhicule électrique : fourchette de valeurs IFP
150 à 220 Wh/km (barre d'incertitude dans les diagrammes) avec moyenne à 185 Wh/km
Bilans des mix de production électrique
Mix contrastés de production d'électricité en 2004
Ex - Charbon
Ex - Fioul
Ex - Lignite
Hydraulique
Éolien
Evaluation du bilan GES de différents
mix constrastés de production
d'électricité en 2004
Ex - Gaz naturel
Nucléaire
Ex - Gaz industriel
Photovoltaique
Ex - biomasse (bois, déchets)
320
300
280
Bilan GES (gCO2eq / MJ elec)
100%
90%
80%
60%
50%
40%
30%
240
220
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20%
20
U
SA
Eu
ro
pe
It a
l ie
de
ag
ne
Es
p
Su
è
Fr
an
ce
og
ne
Po
l
ll e
m
ag
ne
0%
Al
le
m
ag
Po ne
lo
gn
Fr e
an
ce
Su
è
Es de
pa
gn
e
Ita
lie
Eu
ro
pe
US
A
0
10%
A
Contribution
70%
260
Bilan des mix de production électrique
Mix contrastés de production d'électricité en 2004
Ex - Charbon
Ex - Fioul
Ex - Lignite
Hydraulique
Éolien
Evaluation des bilans énergétiques de
différents mix contrastés de production
d'électricité en 2004
Ex - Gaz naturel
Nucléaire
Ex - Gaz industriel
Photovoltaique
Ex - biomasse (bois, déchets)
Consommation d'énergie totale
Consommation d'énergie non renouvelable
50%
40%
30%
20%
10%
U
SA
Eu
ro
pe
It a
l ie
ag
ne
Es
p
de
Su
è
Fr
an
ce
og
ne
Po
l
m
ag
ne
0%
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
US
A
60%
A
ll e
Contribution
70%
4,5
Eu
ro
pe
80%
5,0
Ita
lie
90%
Al
le
m
ag
n
Po e
lo
gn
e
Fr
an
ce
Su
èd
Es e
pa
gn
e
Consommations d'énergie (MJ / MJ elec)
100%
2030 Electricity mix
100%
97
% of net Generation capacity
90%
Geothermal heat
50%
fossil
energies
80%
70%
60%
50%
Biomass-waste fired
Oil
60%
fossil
energies
70%
fossil
energies
40%
Gas
Solids
High CO2
content
Other renewables
Solar
Wind
Hydro
30%
Nuclear energy
20%
10%
0%
EU 27
France Germany
Spain
Italy
Sweden
2030 Electricity mix
100%
98
% of net Generation capacity
90%
Geothermal heat
85% Low
CO2
Energies
80%
70%
Biomass-waste fired
Oil
Gas
60%
Solids
Other renewables
50%
40%
30%
20%
Low CO2
content
85% Low
CO2
Energies
Solar
60% Low
CO2
Energies
Wind
Hydro
Nuclear energy
10%
0%
EU 27
France Germany
Spain
Italy
Sweden
Bilans avec mix de production d'électricité
Cycle véhicule
Plages de
valeurs des
bilans CO2
WTW EDF
(2008) pour VE
en France et
Europe
Gain GES WTW vs. réf diesel
VE - Mix USA
- 1%
VE - Mix Italie
11%
VE - Mix Espagne
24%
VE - Mix Suède
71%
VE - Mix France
66%
- 39%
VE - Mix Pologne
VE - Mix Allemagne
8%
VE - Mix Europe
26%
Véhicule conv. Diesel
Véhicule conv. Essence
0
20
40
60
80
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
Emissions de GES (gCO2eq / km parcouru)
Bilan CO2 (et non GES)
de la production d'électricité selon méthodes ADEME / RTE (2005-2007)
1. Contenu moyen CO2 du kWh par usage
2. Contenu marginal en CO2 du kWh par usage
Usages en base : 450 à 550 g/kWh
Chauffage électrique : 500 à 600 g/kWh
Usages intermittents et éclairage : 600 à 700 g/kWh
3. Contenu marginal en CO2 du kWh par usage avec vision dynamique
Usages en base : ~ 400 g/kWh en 2020
Retour
Approche marginale : bilans par modes de production + chiffres
CO2 ADEME/RTE (contenu marginal)
C ycle véhicule
D u puits au réservoir
D u réservoir à la roue
V E - Ele c photovolta ique
VE - Ele c hydra ulique
VE - Ele c é olie nne
VE - Ele c nuclé a ire
VE - Ele c e x - ga z na ture l
VE - Ele c e x - fioul
VE - Ele c e x - lignite
VE - Ele c e x - cha rbon
VE - M ix Fra nce
V E - M ix Europe
Conte nus CO2 m a rgina ux
V E - ADEM E/RTE - Usa ge s inte rm itte nts
VE - ADEM E/RTE - Usa ge s e n ba se
Vé hicule conv. Die se l
Vé hicule conv. Esse nce
0
20
40
60
80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360
Emissions de GES (gC O 2e q / km parcouru)
Cycle véhicule
Augmentation du bilan WTW
vs. réf diesel
VE - Mix USA
68%
VE - Mix Italie
30%
44%
VE - Mix Espagne
19%
VE - Mix Suède
50%
VE - Mix France
85%
VE - Mix Pologne
VE - Mix Allemagne
55%
45%
VE - Mix Europe
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
Consommations d'énergie totale (MJ / km parcouru)
5,0
5,5
Bilans pour différents modes de production d'électricité
Cycle véhicule
V E - Ele c photovoltaique
V E - Ele c hydraulique
V E - Ele c é olie nne
V E - Ele c nuclé aire
V E - Ele c e x - gaz nature l
V E - Ele c e x - fioul
V E - Ele c e x - lignite
V E - Ele c e x - charbon
V E - M ix France
V E - M ix Europe
V é hicule conv. Die s e l
V é hicule conv. Es s e nce
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
Consommations d'énergie totale (MJ / km parcouru)
5,0
5,5
Cycle véhicule
Augmentation du bilan WTW
vs. réf diesel
61%
VE - Mix USA
18%
VE - Mix Italie
28%
VE - Mix Espagne
VE - Mix Suède
- 20%
42%
VE - Mix France
VE - Mix Pologne
81%
48%
VE - Mix Allemagne
VE - Mix Europe
32%
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
Consommations d'énergie non renouvelable (MJ / km parcouru)
5,5
Bilans pour différents modes de production d'électricité
Cycle véhicule
VE - Elec photovoltaique
VE - Elec hydraulique
VE - Elec éolienne
VE - Elec nucléaire
VE - Elec ex - gaz naturel
VE - Elec ex - fioul
VE - Elec ex - lignite
VE - Elec ex - charbon
VE - Mix France
VE - Mix Europe
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
Consommations d'énergie non renouvelable (MJ / km parcouru)
5,5
Sensibilité aux types de trajet
Tableau 9.1 – Impacts du cycle de vie des véhicules : sources et résultats
Véhicule
conventionnel
150 000 km
Caractéristiques véhicules
Émissions
de GES
kgCO2eq / véh.
(% p/r
conventionnel)
gCO2eq / km
parcouru
tep / véh.
Consommations (% p/r
d'énergie
conventionnel)
primaire
totale
MJ / km
parcouru
1200 kg
MT essence atmo
80 kW
Véhicule
Véhicule
hybride
hybride
(2 batteries)
(1 batterie)
Hybride sustaining
MT essence atmo 59 kW
Machine 20 kW
Batterie 1,3 kWh
5433
Fabrication véh. : 78%
Maintenance : 14%
Fin de vie : 8%
6123
(+12,7%)
6734
(+24%)
36,2
38,7
44,9
2,64
Fabrication véh. : 78%
Maintenance : 20%
Fin de vie : 2%
2,9
(+9,8%)
3,17
(+20%)
0,73
0,80
0,88
Sources
Conv : IFP Energies
nouvelles à partir de
[Spielmann 07]
VH : IFP Energies nouvelles
à partir de [Spielmann 07;
Wang 07]
Conv : IFP Energies
nouvelles à partir de
[Spielmann 07]
VH : IFP Energies nouvelles
à partir de [Spielmann 07;
Wang 07]
Sensibilité aux types de trajet
L'enjeu spécifiques des batteries
une chaine complexe aussi dans une optique
ACV
L'enjeu spécifiques des batteries...durables

Les résultats du projet européen "Susbat"
de la fin du Ni-C au Li (ion, métal...)
une réduction des consommations énergétiques
spécifiques pour la production
la question du recyclage: énergie versus "matières
premières"
le rendement des batteries
la durée de vie ou la "seconde vie"
Conclusion

En cas de comparaison VE avec véh. conv :
importance de prise en compte du cycle véhicule
le VE une option si l'électricité est renouvelable pour
répondre à l'objectif d'incorporation de l'UE en matière
d'ENR. dans les transports (directive RED)
Perspectives : évaluer d'autres impacts
environnementaux.
slide WWF sur VE vs. CtL : captage possible des
émissions aux niveaux des centrales électriques.
émissions concentrées sur prod élec : CCS plus
efficace que sur filière conventionnelles
Conclusions

L’ACV, les limites

Pas d’analyse des aspects économiques et sociaux
Agrégation spatiale et temporelle
Hypothèse: système statique
Impacts linéaires (proportionnels aux flux)
Pas de prise en compte des effets rebonds ou seuil
Nombreux travaux en cours en vue d'améliorer
ces méthodologies, notamment pour les adapter
au mieux aux systèmes évalués
Conclusions
Étude pilotée par PP sur ACV des VE ( VHR et VH )

Lancement début 2011
Champs de l'étude:

VP et VUL
HORIZONS TEMPORELS 2012 ET 2020+
CYCLES ET TYPES D'USAGE: domestique et professionnel
PROFILS DE RECHARGE
MIX ELECTRIQUE : France et Europe
RECYCLAGE
IMPACTS: GES.../...
Comité de pilotage : ADEME, MEEDDM, Ministère Industrie, Ministère de la
Recherche et Technologie
Comité technique : Industriels (constructeurs automobiles, batteries,
électriciens), instituts scientifiques et techniques (dont IFPEN) , ONG
Réalisation : sélection consultant ACV via AO
Échéance visée : Fin 2011
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