Jean-François Patingre’s research while affiliated with Cergy-Pontoise University and other places

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Figure 3 – Principe de calcul des impacts environnementaux L'ACV est fondée sur la quantification de tous les flux entrants et sortants des éléments analysés sur la totalité du cycle de vie. C'est « l'inventaire du cycle de vie » (ISO 14041). Il nécessite une définition rigoureuse des limites du système étudié, une expression claire des hypothèses retenues pour la prise en compte de certains éléments comme les produits secondaires issus de mêmes procédés de production, des modèles de transports, des modèles énergétiques, etc. En ACV, la première référence à créer pour les quantifications est la définition de l'unité fonctionnelle. En effet, la validité des choix de conception, des comparaisons de produits, etc. dépend d'une définition précise des limites du système, des unités fonctionnelles et d'un contexte d'application comparable. Ainsi, on ne compare pas les impacts d'un véhicule automobile et d'un train ; mais plutôt ceux du service rendu pour le voyageur dans des conditions précises : « km transporté » pour un type de trajet (de travail, inter-urbain, inter-régional, inter-pays, professionnel, touristique, etc.). Cependant, la difficulté principale d'une ACV réside toujours dans la qualité des données qui sont utilisées pour les calculs. Elles proviennent de deux sources principales : d'abord, les mesures que l'on réalise sur les machines, les procédés, les installations et qui servent à alimenter la quantification des flux sur les aspects très spécifiques du produit étudié (par exemple la pollution horaire des machines d'exploitation forestière dans l'exemple du projet FORENERGY). Ensuite, le recours aux bases de données permet de quantifier tous les flux standards sur les matériaux et les procédés classiques de transformation, sur les transports et les énergies. Ces sources permettent d'intégrer plus facilement les informations recherchées sur les fournitures  
Figure 4-Démarche d'évaluation globale (KNOFLACHER, 2002) Le projet a donc consisté à évaluer des scénarios (dits « scénarios technologiques ») permettant de mobiliser cette ressource en bois énergie. Dans la mesure où cette énergie doit se substituer à des énergies fossiles, la productivité et le prix de revient sont des critères importants mais qui ne sauraient être évalués sans une analyse concomitante des effets socio-économiques et environnementaux des technologies en question. L'approche retenue, résumée sous l'appellation anglophone « Integrated assessment » (7) est présentée en Figure 4. Elle a débuté par la définition d'objectifs (Figure 4, flèche en haut à gauche) qui peuvent être résumés par : un coût objectif de bio-énergie produite-une technologie créatrice d'emplois en particulier en zones rurales-une neutralité en balance CO2-un bon ratio « énergie fossile consommée » sur énergie renouvelable produite »-l'absence d'impacts négatifs sur les arbres restants. Il a ensuite fallu définir les limites du système et son contexte d'application. Ainsi, il a rapidement été décidé de focaliser l'analyse sur la séquence d'utilisation des technologies. En effet, la valeur ajoutée de l'équipe pluridisciplinaire constituée dans le cadre de Forenergy paraissait moindre sur les aspects impacts amont et aval du cycle de vie ; sachant qu'il s'agit d'un problème ayant une composante plus industrielle et mettant en jeu des outils existants du type ESQCV ou ACV que l'on pouvait appliquer a posteriori en utilisant des données disponibles sur les matériaux de fabrication.
Figure 5 : Fagoteuse FIBERPAC 370B en action et empilage de fagots, stockés à coté des billons (source Timberjack).
Figure 7 : Emissions pour 4 exemples de scénarios par tonne de bois énergie mobilisé pour une distance de transport de 80km (source ARCS) Concernant les impacts environnementaux, le premier critère qui a été retenu (tout au moins pour la séquence d'utilisation de la technologie) est celui des émissions vers l'air (effet de serre, acidification, eutrophisation, formation photochimique d'ozone et émissions toxiques) liées essentiellement à l'utilisation d'énergie fossile et de lubrifiants (y compris pour les tronçonneuses). La Figure 7 présente un exemple de bilan d'émissions pour quatre scénarios différents et pour une distance de transport de 80 km jusqu'à l'utilisateur final. Celles ci sont quantifiés en g/t FW et en 100g/t FW pour le CO2 (grammes par tonne de bois énergie ; FW=« Fuel Wood »). Une correspondance est alors possible avec les Mwh avec tous les problèmes de changement d'unités mentionnés ci avant. Le second critère environnemental concernait le ratio entre « Energie fossile consommée » et « Energie renouvelable » produite. Si l'on prend l'exemple de la fagoteuse, celle ci a une productivité d'environ 8 à 10 tonnes de « bois frais » par heure et consomme environ 10-12 l/h de gasoil. Le ratio [Energie fossile consommée / Energie renouvelable produite] est donc de 0.5 à 0.8% environ. En combinant ce type d'évaluation pour un scénario complet impliquant plusieurs machines, on obtient un ratio global de l'ordre de 5%. Il convient de préciser que cette évaluation ne concerne pas le cycle de vie complet mais uniquement la séquence d'utilisation des équipements. Notons cependant que l'ordre de grandeur obtenu est conforté par les résultats d'une ACV complète réalisée en 2002 aux USA (12) qui évalue les consommations d'énergie non renouvelable de 125 à 231 Kj fossil /Kwh pour la biomasse brûlée directement ; soit un ratio de 3.5 à 6.4%. D'autres indicateurs, spécifiques aux impacts directs sur le milieu forestier ont été analysés tels que l'impact au sol du passage des engins en forêt, les blessures aux arbres restants, l'étendue des exportations de minéraux, etc. Pour ce qui concerne l'indicateur économique (€/Mwh produite) ; celui ci à été évalué à partir d'un modèle de simulation économique qui permettait de combiner pour un contexte sylvicole donné plusieurs équipements au sein d'un scénario.
Eco-technologies, éco-concetion, évaluation intégrée
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  • Full-text available

May 2005

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805 Reads

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1 Citation

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Jean-François Patingre

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François Giroux

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Résumé Les écotechnologies (ou technologies écologiquement rationnelles) ont moins d'impact sur l'environnement, utilisent de façon plus durable les ressources et autorisent le recyclage de tout ou partie de leurs déchets de façon plus acceptable, que les technologies qu'elles remplacent. Les problèmes méthodologiques qui se posent alors se situent en amont ; c'est l'éco-conception ; et en aval pour ce qui concerne la mise en place de critères d'évaluation d'impact ; c'est l'éco-évaluation. La présente communication met l'accent sur les techniques d'éco-conception, avec une synthèse préalable des différentes méthodologies de conception qui ont contribué à sa genèse. La démarche est illustrée par un exemple de projet de recherche, qui concerne la récolte de bois énergie. Au cours de ce projet ont été mises en oeuvre quelques unes de ces méthodes, au travers du concept « d'évaluation intégré » et de l'analyse de « scénarios technologiques ». SUMMARY Environmental technologies, Eco-design, Integrated assessment The environmental technologies (or ecologically rational technologies) have less impact on the environment, use in a more durable way the resources and authorize the recycling of whole or part of their waste in a more acceptable way than technologies they replace. The methodological problems raised by those are upstream; it is the eco-design; and downstream, when concerning the definition of impact assessment criteria; it is the eco-assessment. This communication focuses on eco-design techniques with a prior synthesis of various design methodologies which contributed to its genesis. The approach is illustrated with a research project example about energy wood harvesting. During this project were implemented various methods within the concept framework of "integrated assessment" and analysis of "technological scenarios".

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Figure 1-Le cycle de vie du produit « du berceau... à la tombe ».
Figure 2L'écoconception : une approche multicritère des impacts environnementaux.
Figure 4 – Démarche d'évaluation globale (Knofl acher, 2002).  
Figure 8-Les cartes d'un participant au jeu de rôle.
Figure 9-Exemple de modèle de productivité de la fagoteuse en t/h de bois frais en fonction de la répartition au sol des rémanents (éparpillés, en andains, en gros tas).
Écotechnologies et écoconception : concepts et mise en oeuvre

January 2005

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1,472 Reads

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3 Citations

Sciences Eaux & Territoires

Les écotechnologies (ou technologies écologiquement rationnelles) ont moins d`impact sur l`environnement, utilisent de façon plus durable les ressources et autorisent le recyclage de tout ou partie de leur déchets de façon plus acceptable que les technologies qu`elles remplacent. Les problèmes méthodologiques qui se posent alors se situent en amont ; c`est l`écoconception ; et en aval pour ce qui concerne la mise en place de critères d`évaluation d`impact ; c`est l`éco-évaluation. Le present article met l`accent sur les techniques d`écoconception, avec une synthèse préalable des différentes méthodologies de conception qui ont contribué à sa genèse. Les principes, ainsi que les methods à la disposition des concepteurs sont passés en revue. La démarche est illustrée par un exemple de projet de recherche qui concerne la récolte de bois énergie. Au cours de ce projet ont été mises en oeuvre quelques unes de ces méthodes, au travers du concept « d`évaluation intégrée » et de l`analyse de « scénarios technologiques ». / The ecotechnologies (or ecologically rational technologies) have less impact on the environment, use in a more durable way the resources and authorize the recycling of whole or part of their waste in a more acceptable way than technologies they replace. The methodological problems raised by those are both upstream; it is the eco-design; and downstream, when concerning the definition of impact assessment criteria; it is the eco-assessment. This article focuses on eco-design techniques with a prior synthesis of various design methodologies which contributed to its genesis. Principles, as well as the methods at the disposal of the designers, are reviewed. The approach is illustrated with a research project example about energy wood harvesting. During this project were implemented various methods within the concept framework of "integrated assessment" and analysis of "technological scenarios".

Citations (1)


... Tableau 4. Principaux facteurs d'émissions de GES par l'agriculture D'un autre côté cependant, la variabilité et la complexité des systèmes tant anthropiques qu'environnementaux ne peuvent être ignorées ou gommées, tout comme les besoins d'écoévaluations ou d'éco-conceptions(Roux et al., 2005) de produits, services ou politiques. Les écobilans et leur multiplication peuvent alors apparaître comme de puissants moteurs pour tout à la fois (i) mobiliser et faire dialoguer des approches appartenant à des secteurs et des champs de connaissances très divers, (ii) générer des références et des questionnements là où il n'en existe actuellement pas ou peu, comme s'y attachent Basset-Mens (2005) et d'autres. ...

Reference:

Compétition énergie-alimentation dans l'usage des sols. Eléments d'analyse et de modélisation des perspectives globales de développement des biocarburants, Rapport final au Conseil Français de l'Energie
Écotechnologies et écoconception : concepts et mise en oeuvre

Sciences Eaux & Territoires