Démarche de l'ACV

Nous avons choisi de réaliser une analyse de cycle de vie (ACV) comparative entre les  plastiques traditionnels, de type polyéthylène (PE), et  les plastiques biodégradables issus de la biomasse, de type acide polylactique (PLA). Nous avons pour cela utilisé le logiciel Simapro 7 et  la base de données associée EcoInvent 1.3.

L'ACV permet de modéliser et d'évaluer les impacts environnementaux d'un produit, d'une fonction ou d'un procédé. Ce puissant outil d'aide à la décision suit une logique de cycle de vie et ses objectifs peuvent être divers. Par exemple, il peut permettre de comparer plusieurs types de matériaux et différents scénarios de fin de vie, afin de déterminer lequel est le moins nocif pour l'environnement. La démarche ACV comprend quatre grandes étapes, comme représenté dans le diagramme ci-dessous.

Source : http://www.fondation-uved.fr

Etape 1 : Définition des objectifs et du champs de l'étude

Définition des objectifs

Notre étude ACV doit répondre à quatre objectifs :

  • Le principal consiste à comparer le PE, tombé dans l'océan, récupéré et revalorisé, au PLA, supposé biodégradable en milieu marin, afin de déterminer quel matériau est le plus respectueux de l'environnement.
  • Ensuite, il s'agit de comparer les filières classiques du PE et du PLA afin de déterminer qui du recyclage ou des biomatériaux représente la meilleure solution environnementale.
  • Par ailleurs, une étude de sensibilité à la mise en place d'une filière de recyclage sera menée sur le cycle de vie traditionnel du PE (qui ne tombe pas dans l'océan).
  • Enfin, une analyse de l'importance des impacts dus au transport, notamment pour aller récupérer les plastiques en mer, sera effectuée.

Définition du champs d'étude

Afin de comparer ces matériaux qui à priori n'ont pas forcément les mêmes propriétés physico-chimiques, nous avons choisi une fonction commune, à savoir emballer des produits alimentaires au moyen de films. De plus, ceux-ci constituent une utilisation courante.

L’unité fonctionnelle représente une quantification de la fonction d’un produit. Il s'agit de l'unité de référence pour comparer des matériaux a priori différents. Comme toute unité, elle se doit d’être précise, mesurable et additive. Pour la fonction "Emballer des produits alimentaires", nous avons choisi l'unité fonctionnelle suivante : "Produire, collecter et traiter xx m² de film plastique". Nous n'avons pas préciser la surface utilisée car dans notre étude nous avons directement utilisé un flux de référence (c'est-à-dire la quantité de produit nécessaire pour couvrir les besoin de l'unité fonctionnelle). En effet, lors de nos recherches bibliographiques, nous avons pu obtenir l'inventaire des flux du PLA de NatureWorks dont le flux de référence était 1kg de PLA. Rapporté au PE via la densité, on obtient 0,736 kg de PE.

Types plastiques Densité (g/cm3) [*] Flux de référence (kg)
Polyéthylène (PE) 0,92 0,736
Acide polylactide (PLA) 1,25 1

Densités et flux de référence, Source : Bio Intelligence Service

Les limites du système dans l'océan

Cette étude ACV comprend l’intégralité du cycle de vie : du berceau à la tombe. Nous considérerons donc les étapes de production, transport et fin de vie. Dans notre cas, cette dernière comprend l'extraction des plastiques des océans puis leur revalorisation, qui se décline en deux voies : l'incinération et la valorisation en diesel.

Schéma des limites du système dans l'océan, Source : Bio Intelligence Service

Les limites du système classique

On notera que nous avons également réalisé une étude ACV du PE et du PLA en considérant un cycle de vie "classique", à savoir sans que le plastique ne tombe pas dans l'océan. Cette étude complémentaire nous a permis dans un premier temps de modéliser un scénario bien connu afin de se raccrocher à une référence et dans un second temps d'aborder le sujet du recyclage.

Schéma des limites du système classique, source : Bio Intelligence Service

Etape 2 : Inventaire des données sur le cycle de vie

Les bases des données utilisées sont celles présentes dans EcoInvent pour Le PE et celles récupérées dans l’inventaire des flux de Nature Works.

Etape 3 : Evaluation des impacts

Afin d'évaluer les différents impacts environnementaux, le logiciel SimaPro propose un large pannel de méthodes de calcul utilisant des indicateurs d'impacts potentiels, qui permettent de quantifier les rejets dans l'air, l'eau et le sol ainsi que les flux de déchets émis par le système.

Source : http://www.alembal.com/

Il existe deux grandes familles d'indicateurs d'impacts potentiels, chacun correspondant à une vision différente :

  • La vision Midpoint, qui se focalise sur les impacts ou effets, utilise des facteurs d'impacts.
  • La vision Endpoint s'intéresse elle aux dommages constatés. Ici, les facteurs de caractérisation intermédiaire sont regroupés en différentes catégories de dommages.

Pour notre étude, nous avons utilisé la méthode de calcul la plus courante en Europe, Impact 2002+. Cette méthode présente l'avantage de permettre d'adopter les deux approches possibles. Voici ses facteurs d'impacts que l'on a regroupé ensuite en quatre catégories de dommages pour plus de lisibilité :

Tableau des facteurs et catégories d'impacts

Etape 4 : Interprétation

Cette partie est traitée dans l'onglet "Résultats", cependant on notera qu'il existe quatre types de représentation :

  • La caractérisation permet de convertir les résultats de l’inventaire en une unité commune en fonction de leurs contributions respectives à la catégorie d’impact considérée (par exemple : "Changement climatique exprimé en kg de CO2eq").
  • La normalisation permet de quantifier l’importance relative des différents impacts entre eux. Pour une catégorie donnée, on divise le score d'impact de notre cycle de vie par l'impact moyen d'une zone géographique considérée. Ainsi, on peut voir quelle catégorie subit le plus d'impacts.
  • La pondération consiste à donner plus de poids aux dommages qui sont jugés plus «graves ».
  • Le score unique permet d’obtenir une note environnementale unique pour le produit analysé en agrégeant les scores obtenus pour chaque catégorie de dommages pondérée.

Nous avons opté pour la pondération et le score unique pour faciliter la lisibilité et l'interprétation de nos résultats, même si ce faisant, nous avons perdu de l'information.