Impact ‘ Potentiel de Réchauffement Global ’ Impacts Environnementaux des Analyses de Cycle de Vie Impact ‘ Potentiel de Réchauffement Global ’ J.M. Engasser Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 1

Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’ Sommaire  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 J.M. Engasser Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 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 ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 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 ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 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 ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 5

Dans cette ressource pédagogique  Impacts associés à la pollution de l’air Potentiel de Réchauffement Global (PRG) L’impact PRG c’est quoi ? composés responsables origines mécanismes d’action Comment évaluer l’impact ? Comment réduire l’impact ? J.M. Engasser Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 6

Impact Potentiel de Réchauffement Global 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. J.M. Engasser Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 7

Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’ Gaz à Effet de Serre (GES)  Molécules et origines Molécules Origines gaz carbonique CO2 respiration, incendies, volcans, transports, industrie vapeur d’eau H2O évaporation d’eau ozone O3 oxydations photochimiques méthane CH4 décomposition, décharges, élevage, marais, rizières protoxyde d’azote N2O engrais composés fluorés (CFC) systèmes frigorifiques J.M. Engasser Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 8

Mécanismes de l’impact PRG  Rayonnement thermique du soleil et de la terre q, puissance de rayonnement thermique fonction de la longueur d’onde λ soleil terre q, J/s λ, μ λm= 0,5 μ q, J/s λ, μ λm= 10 μ soleil à 5600°C rayonnement thermique dans le visible terre à 15°C rayonnement thermique dans l’infrarouge (IR) λm: longueur d’onde pour rayonnement maximal relation de Wien : λm . T = 3000 en μ.K J.M. Engasser Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 9

Mécanismes de l’impact PRG  L’effet de serre soleil vitre peu transparente aux rayonnements du sol dans l’infrarouge vitre transparente aux rayonnements solaires dans le visible vitre Rétention de l’énergie thermique sol J.M. Engasser Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 10

Mécanismes de l’impact PRG  Absorption du rayonnement thermique IR par les molécules gazeuses molécules biatomiques O2, N2, H2 : très peu absorbantes molécules triatomiques H2O, CO2, O3, N2O : absorbantes molécules de CO2 niveau énergétique E2 E2 niveau énergétique E1 E1 chaleur rayonnement thermique J.M. Engasser Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 11

Effet de serre de l’atmosphère terrestre  Contribution des gaz à effet de serre soleil absorption par CO2, H2O, … du rayonnement du sol dans l’infrarouge pas d’absorption du rayonnement solaire dans le visible O2 N2 H2O CO2 Contributions des GES H2O 60% CO2 25% O3 8% CH4 5% N2O terre Effet de serre naturel maintient la surface de terre à une température moyenne de 15°C J.M. Engasser Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 12

Effet de serre de l’atmosphère terrestre  L’équilibre thermique de la Terre flux thermiques en watts par m2 342 107 67 168 390 350 40 324 195 24 78 chauffage de l’atmosphère 519 réémission IR de l’atmosphère soleil surface Terre atmosphère émission IR sol-air eau J.M. Engasser Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 13

Impacts de l’activité humaine  Un effet de serre augmenté par des émissions de GES soleil moins de transmission à travers l’atmosphère émissions de gaz à effet de serre CO2 CH4 N2O CFC terre augmentation de la température de l’atmosphère J.M. Engasser Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 14

Impact des activités humaines  Augmentation des concentrations atmosphérique de GES Evolution de la concentration de CO2 dans l’atmosphère Source : http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7aCO2.html J.M. Engasser Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 15

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 J.M. Engasser Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 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 Cycle de vie Indicateur d’impact J.M. Engasser Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 17

Evaluation de l’indicateur d’impact PRG  Contribution des émissions de GES au cours du cycle de vie GES matières premières & énergie recyclage fabrication conditionnement distribution utilisation fin de vie GES GES GES GES GES J.M. Engasser Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 18

Evaluation de l’indicateur d’impact PRG  Coefficients d’équivalence CO2 des GES Molécules Durée séjour dans l’atmosphère Coefficients d’équivalence CO2 gaz carbonique CO2 100 ans 1 vapeur d’eau H2O qq jours ozone O3 méthane CH4 12 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 J.M. Engasser Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 19

Evaluation de l’indicateur d’impact PRG  Contributions des intrants matière (matières premières, réactifs) GES matière (matières premières, réactifs) fabrication conditionnement Procédé de fabrication, transport distribution intrants matière utilisation recyclage valorisation fin de vie J.M. Engasser Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 20

Evaluation de l’indicateur d’impact PRG  Contributions des intrants énergie GES gazole essence fabrication conditionnement pétrole GES gaz naturel gaz distribution charbon pétrole uranium GES électricité utilisation recyclage GES biomasse biomasse fin de vie J.M. Engasser Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 21

Evaluation de l’indicateur d’impact PRG  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 J.M. Engasser Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 22

Comment réduire l’impact PRG d’un produit ? Réduire les consommations d’intrants matière fabrication conditionnement Réduire les émissions de GES distribution Réduire les consommations d’énergie utilisation recyclage valorisation fin de vie J.M. Engasser Impact ‘Potentiel de Réchauffement Global’ 23