Analyse du cycle de vie et éco-conception : approches pour un développement durable des produits

Cette rencontre était organisée dans le cadre d’un cycle de conférences organisé avec le projet Pôle Automobile Européen-e-green.

Pierre Dewallef, Professeur au Département d'aérospatiale et mécanique de la Faculté des Sciences appliquées, ULiège, a introduit la conférence en présentant le projet PAE-e-green, une initiative Interreg Grande Région regroupant des partenaires académiques et industriels belges, français et allemands. Ce projet s'inscrit dans un contexte de mutation profonde de l'industrie automobile européenne, confrontée au passage historique des moteurs thermiques vers l'électromobilité. Cette transition redéfinit entièrement les chaînes d'approvisionnement et impose une vision holistique du cycle de vie des produits, qui ne peut plus se limiter à la simple optimisation de l'efficacité énergétique durant la phase d'utilisation. 

Le cycle de vie d’un produit se compose de cinq étapes : la production des matériaux, la fabrication des composants, l'utilisation, la maintenance et la fin de vie, mais c'est l'usage qui recevait jusqu'ici la majorité de l'attention. Or, si les véhicules électriques présentent un bilan positif à l'usage, ils intègrent des matériaux complexes et des batteries dont la production et le recyclage posent de nouveaux défis énergétiques et environnementaux. Le projet PAE-e-green vise donc à fournir des métriques industrielles standardisées pour évaluer l'impact global, de l'extraction des matières à la fin de vie, garantissant ainsi la compétitivité de l'industrie européenne face à la concurrence mondiale, notamment chinoise, tout en assurant que les choix technologiques aient un impact réellement positif sur l'environnement.

Angélique Léonard, Professeure Ordinaire à la Faculté des Sciences Appliquées, Chemical Engineering, ULiège, a ensuite approfondi la méthodologie de l'Analyse de Cycle de Vie (ACV) comme l'outil de référence pour établir ces métriques. Elle a mis en garde contre la "vision tunnel" qui consisterait à ne se focaliser que sur les émissions de CO2, au risque d'oublier d'autres impacts environnementaux cruciaux ou de simplement déplacer la pollution d'une étape du cycle de vie à une autre. Par exemple, si un véhicule électrique n'émet pas de gaz à l'échappement, il génère des impacts plus importants lors de sa fabrication et peut augmenter les émissions de particules liées au freinage et à l'usure des pneus en raison de son poids accru. La professeure a détaillé la cartographie des méthodes existantes. Elle a rappelé que le calcul du réchauffement climatique repose sur le concept de CO2 équivalent, où chaque gaz est pondéré par son pouvoir de réchauffement ; le méthane étant par exemple 30 fois plus impactant que le dioxyde de carbone. Elle a retracé l'évolution des outils, du Bilan Carbone français créé par Jean-Marc Jancovici, qui structure les émissions en trois "scopes" (directes, liées à l'énergie, et indirectes sur la chaîne de valeur), aux normes internationales ISO 14064 et 14067. L'ACV se distingue par son approche multicritère, évaluant quantitativement divers indicateurs depuis l'acquisition des matières premières jusqu'au traitement final. Ce processus nécessite un inventaire rigoureux des données primaires, spécifiques au produit, et des données secondaires issues de bases de données commerciales pour modéliser les impacts. À terme, ces résultats peuvent être communiqués via des fiches de déclaration environnementale (EPD) et s'intégreront bientôt dans le "Digital Product Passport" exigé par la Commission européenne pour assurer la transparence et la circularité au sein du marché unique.

Felix Walter, Team Member PAE-e-green, a pris la suite pour présenter les démonstrateurs technologiques développés par les partenaires allemands du Campus Environnemental de Birkenfeld (UCB), axés sur la robotique et la productique. L'objectif est de rendre ces concepts de durabilité accessibles et actionnables pour les entreprises, en particulier les PME. Il a d'abord présenté un outil numérique d'ACV simplifié qui permet de visualiser les émissions de CO2 et l'utilisation des matériaux à partir de données de processus types, sans nécessiter une expertise technique approfondie. Ce système crée de la transparence en transformant des objectifs climatiques abstraits en tableaux de bord concrets pour faciliter la prise de décision et la communication interne. Un autre outil innovant est le scanner manuel à infrarouge (NIR), qui permet d'identifier instantanément la nature d'un plastique en créant une "empreinte digitale" optique comparée à une base de données dans le cloud. Cette technologie est cruciale pour le tri et le recyclage efficace des polymères. Felix Walter a également insisté sur le fait que 80 % de l'impact environnemental d'un produit se joue dès la phase de conception. Son démonstrateur d'éco-conception illustre comment des choix simples, comme remplacer des composants collés par des fixations vissées sur un scooter électrique, améliorent drastiquement la réparabilité et prolongent la durée de vie du produit. Pour optimiser la production elle-même, une valise de mesure mobile équipée de capteurs permet de monitorer en temps réel la consommation d'électricité, d'air comprimé et de gaz techniques directement sur les machines afin d'identifier les fuites ou les pics de consommation inutiles. Enfin, il a décrit une cellule robotisée pour le démantèlement sécurisé des batteries de haute tension, un enjeu majeur pour l'électromobilité qui permet de systématiser la récupération des composants pour une seconde vie ou un recyclage de haute qualité.

Michaël Verleyen, Designer et Administrateur associé chez iol Strategic Design & Lieed, a complété ces interventions en apportant le point de vue du designer industriel, pour qui l'éco-conception doit être perçue comme un levier de performance et de création de valeur pour l'entreprise. Il a souligné que si le recyclage est désormais bien intégré, l'intégration active des principes d'économie circulaire dès la conception ne concerne encore qu'une minorité d'entreprises, bien que 64 % y voient une opportunité financière. 

Le design industriel intervient à trois niveaux : l'innovation, le design et la production. Au stade de l'innovation, il s'agit de comprendre les besoins réels de l'utilisateur pour éviter le gaspillage de ressources. Lors du design, l'architecte du produit sélectionne les matériaux et définit une structure favorisant la durabilité et le démontage. Michaël Verleyen a illustré cette approche par le cas d'un système de traitement de l'eau dont le redesign a permis de passer d'un assemblage complexe et collé à une structure modulaire en polypropylène injecté. Ce changement a non seulement amélioré la recyclabilité et la maintenance, mais a aussi permis une réduction des coûts de revient et une croissance de 35 % du chiffre d'affaires pour l'entreprise. Un autre exemple marquant est celui d'une gamme de détecteurs de gaz où l'utilisation d'un moule unique et d'un système de clipsage des cartes électroniques a supprimé le besoin de vis, facilitant le travail des opérateurs et la gestion de fin de vie. Enfin, il a présenté un projet de vélo évolutif pour enfants, conçu et fabriqué en circuit court en Belgique, démontrant qu'une production locale et une conception durable sont des atouts compétitifs majeurs. 

En conclusion, il a rappelé que l'éco-conception ne doit pas simplement déplacer les problèmes environnementaux mais doit viser un bénéfice global pour l'entreprise, l'environnement et la planète, faisant de la durabilité la norme de la compétitivité de demain.

Ce compte-rendu a été rédigé avec l’aide de l’IA.