Impact ‘ Formation d’Oxydants Photochimiques ’ Impacts Environnementaux des Analyses de Cycle de Vie Impact ‘ Formation d’Oxydants Photochimiques ’ J.M. Engasser Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’ 1

Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’ Sommaire  Analyse de Cycle de Vie et Impacts environnementaux  Définition de l’impact Formation d’Oxydants Photochimiques  Origine des composants contribuant à l’impact  Effets néfastes de l’ozone  Réactions photochimiques de production d’ozone  Evaluation de l’indicateur d’impact FOP  Réduction de l’impact FOP J.M. Engasser Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’ 2

L’Analyse de Cycle de Vie (ACV) 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) Utilisation de ressources Pollution air, eau, sol matières premières & énergie recyclage fabrication conditionnement distribution utilisation fin de vie Risques de toxicité J.M. Engasser Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’ 3

Impacts environnementaux de l’ACV (1)  Impacts associés à l’utilisation ressources Consommation de ressources non renouvelables Consommation de ressources renouvelables Consommation d’énergie primaire  Impacts associés à la pollution de l’air Potentiel de réchauffement global Acidification atmosphérique Formation d’oxydants photochimiques Destruction d’ozone stratosphérique Emission de métaux et particules J.M. Engasser Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’ 4

Impacts environnementaux de l’ACV (2)  Impacts associés à la pollution de l’eau Demande chimique en oxygène Demande biochimique en oxygène Eutrophisation aquatique Rejets de métaux  Impacts associés à production déchets solides Déchets solides valorisés Déchets solides éliminés non radioactifs Déchets solides radioactifs  Impacts associés à la toxicité des émissions Toxicité sur l’environnement (écotoxicité) Toxicité pour l’homme J.M. Engasser Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’ 5

Dans cette ressource pédagogique  Impacts associés à la pollution de l’air Formation d’Oxydants Photochimiques (FOP) L’impact FOP c’est quoi ? composés responsables origines réactions de formation Comment évaluer l’impact ? Comment réduire l’impact ? J.M. Engasser Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’ 6

Impact Formation d’Oxydants Photochimiques L’impact Formation d’Oxydants Photochimiques (FOP) représente la transformation, sous l’influence du rayonnement solaire, de polluants atmosphériques en ozone et autres composés oxydants. Ces phénomènes ont lieu dans les couches d'air proche du sol et dans la troposphère : formation d’un smog photochimique Les oxydants formés ont des effets néfastes sur la santé humaine et sur les végétaux (mauvais ozone) L’impact Formation d’Oxydants Photochimiques est aussi dénommé Potentiel d’oxydation photochimique ou Création d’ozone troposphérique. J.M. Engasser Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’ 7

Impact ’’Formation d’Oxydants Photochimiques’’ Ozone troposphérique et stratosphérique http://fo3rest.eu/project/fr_resume.php Smog photochimique http://fr.wikipedia.org/wiki/Ozone_troposphérique J.M. Engasser Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’ 8

Précurseurs et oxydants photochimiques Polluants précurseurs Oxydants photochimiques Oxydes d’azote Nox monoxyde d’azote NO dioxyde d’azote NO2 Composés organiques volatils COV Monoxyde de carbone (CO) Oxydes de soufre (SOx) Ozone O3 Peroxyde d'hydrogène (HO2) Peroxy acétyl nitrate (PAN) Aldéhydes J.M. Engasser Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’ 9

Origine des polluants précurseurs Les oxydes d’azote NOx de la combustion de combustibles fossiles de procédés industriels production d'acide nitrique et d'engrais, traitement de surfaces, …. Les composés organiques volatils COV d'origine anthropique raffinage, solvants organiques, gaz non brûlés des véhicules d’origine naturelle émissions par les plantes, fermentations J.M. Engasser Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’ 10

Effets néfastes de l’ozone sur la santé humaine gaz agressif irritation des yeux et muqueuses irritation des voies respiratoires (asthme ,œdème pulmonaire) sur les écosystèmes forestiers et agricoles nécroses folaires oxydation d’acides aminés, protéines et acides gras réductions de rendements agricoles cultures de blé, pomme de terre,… J.M. Engasser Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’ 11

Réactions de production photochimique d’ozone Formation Ozone O + O2  O3 Production O photododissociation NO2 NO2  NO + O Reformation NO2 NO + HO2  NO2 + OH NO + CH3O2  NO2 + CH3O Production HO2 et CH3O2 CO + OH  CO2 + H  H + O2  HO2 CH4 + OH  CH3 + H2O CH3 + O2  CH3O2 Production OH photodissociation ozone O3 O2 + O(1D) O(1D) +H2O 2 OH J.M. Engasser Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’ 12

Cycle photochimique de formation d’ozone Photodissociation NO2 NO2 Reformation NO2 NO NO O COVox O2 O2 O3 Formation Ozone Oxydation COV COVred Formation de l’ozone troposphérique http://www.appanpc.fr/Pages/article.php?art=195 J.M. Engasser Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’ 13

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 Formation d’Oxydants Photochimiques, l’indicateur d’impact IFOP est exprimé en kg équivalent C2H4 (éthylène) J.M. Engasser Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’ 14

Evaluation de l’indicateur d’impact FOP  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 Cycle de vie Indicateur d’impact J.M. Engasser Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’ 15

Evaluation de l’indicateur d’impact FOP  Contribution des émissions au cours du cycle de vie COV NOx COV NOx matières premières & énergie recyclage fabrication conditionnement distribution utilisation fin de vie COV NOx COV NOx COV NOx COV NOx J.M. Engasser Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’ 16

Evaluation de l’indicateur d’impact FOP  Coefficients d’équivalence des précurseurs d’oxydants Molécules Coefficients d’équivalence C2H4 ethylène C2H4 1 éthanol C2H5OH 0,40 benzène C6H6 0,19 hexane C6H14 0,48 monoxyde de carbone CO 0,027 dioxyde de soufre SO2 0,048 J.M. Engasser Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’ 17

Evaluation de l’indicateur d’impact FOP  Contributions des intrants matière (matières premières, réactifs) COV NOx matière (matières premières, réactifs) fabrication conditionnement Procédé de fabrication, transport distribution intrants matière utilisation recyclage fin de vie J.M. Engasser Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’ 18

Evaluation de l’indicateur d’impact FOP  Contributions des intrants énergie COV NOx gazole essence fabrication conditionnement pétrole COV NOx COV NOx distribution gaz naturel gaz COV NOx charbon pétrole uranium combustion électricité utilisation COV NOx recyclage biomasse biomasse fin de vie J.M. Engasser Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’ 19

Evaluation de l’indicateur d’impact FOP  Relation pour le calcul de l’Indicateur d’impact L'indicateur d’impact IFOP 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 FOP des intrants énergétiques et matière  les coefficients d’équivalence C2H4 des gaz émis J.M. Engasser Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’ 20

Comment réduire l’impact FOP d’un produit ? Réduire les consommations d’intrants matière fabrication conditionnement Réduire les émissions de COV, CO, NOx distribution Réduire les consommations d’énergie utilisation recyclage fin de vie J.M. Engasser Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’ 21