Etude et Bilan Carbone - Geolam

information technique
Bilan carbone
(Analyse du cycle de vie)
pour les bois composites Géolam
(Nos produits Geolam sont commercialisés au Japon sous la marque Einwood)
®
www.geolam.com
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1 - Analyse du cycle de vie et calcul du bilan carbone EINWOOD
(Nos produits Geolam sont commercialisés au Japon sous la marque Einwood)
1-1. Limites du système et scénarios de référence
Afin de mener à bien cette analyse, nous avons adopté le champ d’études tel que défini par Wada et al. 1 pour évaluer les variations
des valeurs du bilan carbone (analyse du cycle de vie) d’EINWOOD selon les filières de matériaux de recyclage entrant dans la
production des bois composites EINWOOD. Le schéma 1 expose les limites du système. Pour le cas des produits recyclés, la production
de matières premières ayant pour origine des produits initiaux ayant été eux-mêmes produits à partir de matières premières figure
à l’intérieur des limites du système en tant que processus d’approvisionnement en matières premières.
Produits recyclés
Ressource
obtenue/produite
Fabrication/
utilisation
du produit A
Recyclage
Fabrication/
utilisation
du produit B
Produits non recyclés
Cohérence du champ d'étude
Ressource
obtenue/produite
Fabrication/
utilisation
du produit A
Traitement/
destruction
des déchets
Ressource
obtenue/produite
Fabrication/
utilisation
du produit B
Schéma 1
Le schéma 2 illustre le scénario EINWOOD commenté dans cette étude.
Scénario bois composites d’origine recyclée (WPRC)
Limites du système
Extraction de pétrole brut
Fabrication de produits plastiques
Utilisation du produit
Transport
Tri, retraitement, déchiquetage en flocons
Fabrication de granulés recyclés
Transport
Récolte du bois
Fabrication de produits ligneux
Utilisation du produit
Transport
Tri, fabrication de copeaux de bois
Transport
Fabrication de la fibre de bois
Transport
Approvisionnement
en matières premières
Limites du système
Fabrication du produit
Transport du produit
Utilisation du produit
Fabrication du produit
Transport du produit
Utilisation du produit
Schéma 2
Les matières plastiques sont, en règle générale, des produits de recyclage de récipients, emballages et déchets industriels en
plastique. La fibre de bois résulte du retraitement de déchets de bois provenant de déchets recyclés de bois de construction.
Le processus de fabrication comporte deux étapes : mélange des matières premières et moulage et extrusion des produits finis. La
proportion de matières plastiques et de produits ligneux est une moyenne établie sur la base des chiffres fournis par les fabricants
que nous avons interrogés. La gamme des produits composites EINWOOD est très diversifiée, mais la présente étude se limite à la
production des panneaux alvéolaires standards.
En ce que concerne l’utilisation du produit fini, il est supposé que les panneaux alvéolaires sont déployés dans un environnement extérieur.
La présente étude ne tient pas compte de la production des biens d’équipement (des manufactures et autres installations de
production) associée aux différents processus.
1-2. Les conditions d’évaluation des processus individuels
Nous avons recouru dans le cadre de cette étude qui repose sur les informations disponibles à une méthode de calcul ascendante.
Lorsque les informations concernant des processus particuliers étaient indisponibles, nous avons utilisé des données déjà publiées
dans des rapports et documents de recherche antérieurs et jugées représentatives.
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1-2-1. Approvisionnement en matières premières – le plastique
Il apparaît dans le schéma 2 que la filière d’approvisionnement en matières premières pour les plastiques (sous forme de granulés
recyclés) se subdivise en transport des plastiques usagés, tri, retraitement, déchiquetage en flocons, fabrication et transport des
granulés recyclés.
En raison du fait que les fabricants de bois composite Einwood sous licence se procurent tous des granulés de plastique recyclés
auprès de négociants spécialisés, il ne nous a pas été possible d’obtenir les informations relatives au tri, au retraitement et au
déchiquetage en flocons ou à la fabrication des granulés. Nous avons donc calculé les émissions de CO 2 issues de ces processus à
partir des données disponibles dans la littérature publiée précédemment.
Nous avons également eu recours à la littérature publiée précédemment pour déterminer les critères de calcul des émissions de
CO 2 associées au transport des plastiques usagés. Sur la base d’un scénario envisageant un camion de 10 t chargé à 62% de sa
capacité et se déplaçant sur une distance de 500 km 2 , l’unité d’émission de CO 2 s’élève à de 0,1300 kg-CO 2 /t-km 2,3 , les émissions
de CO 2 par kilogramme transporté étant de 0,0650 kg-CO 2 /kg.
Les émissions de CO 2 résultant du tri, du retraitement et du déchiquetage en flocons s’élèvent à 0,0857 kg-CO 2 /kg. Cette valeur
est obtenue à partir de celle des émissions de CO 2 résultant du tri et du désassemblage manuels des déchets plastiques et figurant
dans la littérature publiée précédemment 7 . Les émissions de CO 2 issues de la fabrication de granulés recyclés s’élèvent à 0,0838 kg-
CO 2 /kg, valeur déduite de celle relative au moulage et à l’extrusion publiée dans la littérature 7 . Pour le tri, le retraitement et le
déchiquetage en flocons, le rendement de production est de 98,5% ; pour la fabrication des granulés recyclés, il est de 99,7% selon
la même littérature 7 .
Les émissions de CO 2 associées au transport des granulés recyclés ont été calculés, ici encore, sur la base des critères indiqués dans
la littérature précédemment publiée. Pour un camion de 10 t 2 chargé à 62% 2 de sa capacité et se déplaçant sur une distance de
500 km 2 , l’unité d’émission de CO 2 s’élève à 0,1300 kg-CO 2 /t-km 2,3 , les émissions de CO 2 par kilogramme transporté étant de
0,0650 kg-CO 2 /kg.
1-2-2. Approvisionnement en matières premières — le bois
Il apparaît dans le schéma 2 que la filière d’approvisionnement en matières premières pour le bois (sous forme de fibre de bois) se
subdivise en transport des déchets de bois, tri, production de copeaux de bois, transport des copeaux de bois, fabrication de la fibre
de bois et transport de la fibre de bois.
Nous avons eu recours à la littérature précédemment publiée pour calculer les émissions de CO 2 associées au transport des déchets
de bois. Sur la base d’un scénario envisageant un camion de 4 t 2 chargé à 62% 2 de sa capacité et se déplaçant sur une distance de
10 km 5 , la valeur de l’unité d’émission de CO 2 s’élève à 0,2178 kg-CO 2 /t-km 2,3 , les émissions de CO 2 par kilogramme transporté
étant de 0,0022 kg-CO 2 /kg .
Aucun des fabricants de bois composite Einwood sous licence ne produisant en interne les copeaux de bois utilisées dans leur
production, nous avons dû recourir aux informations disponibles dans la littérature précédemment publiée 5 en matière de tri et de
fabrication des copeaux de bois. Nous fondant sur les valeurs de consommation énergétique pour le tri et le broyage du bois en
grumes (processus utilisant en général des séparateurs magnétiques, des trieuses pneumatiques et/ou des détecteurs à métaux), nous
avons pu établir que la consommation d’électricité s’élève à 0,0233 kWh/kg et celle de mazout à 0,00185 l/kg. En multipliant ces
valeurs par les coefficients d’émission respectifs préconisés par le ministère de l’environnement japonais dans son document intitulé
Méthodologie de calcul et coefficients d’émission à fins d’évaluation, de présentation et de publication 3 , on obtient pour les
émissions de CO 2 associées au tri et à la fabrication de copeaux de bois la valeur de 0,0179 kg-CO 2 /kg. On considère que la proportion
de copeaux de bois produites adaptées à la production du bois composite EINWOOD s’élève à près de 70%, le reste, soit
près de 30%, étant utilisé comme combustible 5 .
Nous avons ensuite calculé la valeur de la consommation énergétique associée à la production de fibre de bois : elle s’élève à 0,9084
kWh par kilogramme. Ce chiffre moyen est déduit des informations obtenues auprès de fabricants de bois composite
Einwood sous licence produisant eux-mêmes leur fibre de bois. En multipliant ici encore cette valeur par le coefficient d’émission
correspondant préconisé par le ministère de l’environnement japonais dans son document intitulé Méthodologie de calcul et
coefficients d’émission à fins d’évaluation, de présentation et de publication 3 , on obtient pour les émissions de CO 2 associées à la
production de fibre de bois la valeur de 0,5096 kg-CO 2 /kg pour un rendement de 94,3%.
En ce qui concerne les émissions de CO 2 associées au transport, nous avons utilisé, sur la base de la littérature précédemment
publiée, le scénario envisageant un camion de 10 t 6 chargé à 62% de sa capacité 2 se déplaçant sur une distance de 54,4 km 6 . La
valeur de l’unité d’émission de CO 2 s’élève à 0,1300 kg-CO 2 /t-km 2,3 , les émissions par kilogramme transporté ayant une valeur de
0,0071 kg-CO 2 /kg. Ces chiffres ont été appliqués tant au transport des copeaux de bois qu’au transport de la fibre de bois.
1-2-3. Production
Nous fondant sur la moyenne des informations obtenues auprès des fabricants de bois composite EINWOOD sous licence, nous avons
établi que la consommation énergétique associée à la production s’élève à 1,8220 kWh par kg de bois composite EINWOOD.
Multiplié par le coefficient d’émissions de CO 2 pour l’énergie electrique 6 , on obtient une valeur d’émission de CO 2 de 1,0221 kg-
CO 2 /kg pour un rendement de 94,3%. Le ratio bois/matières plastiques est de 52/48.
3

1-2-4. Transport du produit
Il a été difficile de caractériser les émissions de CO 2 pour le transport des produits en raison de la diversité des filières de vente
utilisés par les fabricants de bois composite Einwood sous licence auprès desquels nous avons été en mesure d’obtenir des
informations. Nous avons pour cette raison eu recours aux critères utilisés en matière de transport indiqués dans la littérature
précédemment publiée, pour envisager le scénario d’un camion de 10 t 2 chargé à 62% de sa capacité et se déplaçant sur une
distance de 500 km. Sur cette base, l’unité d’émission de CO 2 s’élève à 0,1300 kg-CO 2 /t-km, 3 , les émissions de CO 2 par
kilogramme transporté étant de 0,0650 kg-CO 2 /kg.
1-2-5. Utilisation
Nous avons adopté l’hypothèse d’une utilisation standard du composite EINWOOD, à savoir sous forme de profilés composites boisplastique
installés dans un environnement extérieur. Le bois composite EINWOOD ne nécessitant aucun entretien, comme par
exemple la remise en peinture, nous supposons donc que la valeur des émissions de CO 2 durant la période d’utilisation est nulle.
1-3. Résultats et discussion
Le bilan carbone (analyse du cycle de vie) pour les produits EINWOOD s’élève à 1,54 kg-CO 2 par kilogramme de bois
composite EINWOOD.
Tableau 1 - Bilan carbone (analyse du cycle de vie) pour les bois composites d’origine recyclée (WPRC) par kilogramme de
produit – résultats des calculs
Approvisionnement
en matières
premières plastiqu es
Approvisionnement
en matières
premières ligneuses
Processus Moyenne Proportion
d’émissions
de CO 2
Intrants (plastiques)
0,515 kg
Transport des plastiques usagés Émissions de CO 2 0,033 kg- CO 2 2,1%
Tri, retraitement, déchiquetage en flocons Émissions de CO 2 0,044 kg- CO 2 2,9%
Fabrication de granulés recyclés Émissions de CO 2 0,042 kg- CO 2 2,7%
Transport de granulés recyclés Émissions de CO 2 0,033 kg- CO 2 2,1%
Intrants (bois)
0,833 kg
Transport de déchets de bois Émissions de CO 2 0,002 kg- CO 2 0,1%
Tri, fabrication de copeaux de bois Émissions de CO 2 0,010 kg- CO 2 0,6%
Transport des copeaux de bois Émissions de CO 2 0,004 kg- CO 2 0,3%
Fabrication de la fibre de bois Émissions de CO 2 0,283 kg-CO 2 18,4%
Transport de la fibre de bois Émissions de CO 2 0,004 kg-CO 2 0,3%
Intrants (plastiques)
0,506 kg
Intrants (bois)
0,555 kg
Fabrication
Produits finis
1,000 kg
Rendement 94%
Émissions de CO 2 1,022 kg-CO 2 66,3%
Transport du produit Transport Émissions de CO 2 0,065 kg-CO 2 4,2%
Utilisation du produit Utilisation du produit (sur 20 ans) Émissions de CO 2 0,000 kg-CO 2 0,0%
Total 1,54 kg CO 2 / kg 100%
2. L’utilisation de matière plastique vierge dans la production de
composites bois-plastique (WPC) et son impact sur le bilan
carbone (analyse du cycle de vie)
La matière plastique entrant dans la fabrication des bois composites EINWOOD est unematière plastique recyclée ; c’est l’une de ses
caractéristiques essentielles. Pour évaluer le gain en termes de bilan carbone résultant de l’utilisation de matières plastiques recyclées,
nous avons établi le bilan carbone (analyse du cycle de vie) de la production de composites bois plastique (WPC) utilisant de la
matière plastique vierge, non recyclée et appelée ici « composites bois-plastique vierge ».
2-1. Bilan carbone (analyse du cycle de vie) des composites bois-plastique vierge
2-1-1. Limites du système et scénarios de référence
Nous avons utilisé le scénario illustré dans le schéma 3 pour calculer le bilan carbone des composites bois-plastique vierge. Afin de
pouvoir comparer le scénario plastique recyclé avec le scénario plastique vierge en utilisant la méthode préconisée par Wada et al. 1 ,
nous avons normalisé le champ d’étude en intégrant au système de matière première vierge un processus de traitement/destruction
des déchets pour des produits équivalents aux matériaux recyclés utilisés dans les produits initiaux (voir schéma 1).
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Dans notre scénario, la matière plastique principalement considérée est la matière plastique vierge sous forme de résine
de polypropylène (PP) vierge. L’approvisionnement en matières premières incorpore par conséquent l’incinération de
produits équivalents aux matériaux recyclés entrant dans la composition du produit initial.
Extraction de pétrole brut
Fabrication de produits plastiques
Utilisation du produit
Transport
Incinération
Extraction de pétrole brut
Transport
Raffinage/production de PP vierge
Transport
Récolte du bois
Fabrication de produits ligneux
Utilisation du produit
Transport
Tri, fabrication de copeaux de bois
Transport
Fabrication de la fibre de bois
Transport
Approvisionnement
en matières premières
Limites du système
Schéma 3
Fabrication du produit
Transport du produit
Utilisation du produit
Fabrication du produit
Transport du produit
Utilisation du produit
2-1-2. Conditions d’évaluation des processus
Pour ce qui est des processus identiques au scénario EINWOOD présenté dans le schéma 2, nous avons utilisé les résultats
de la section 1 Analyse du cycle de vie et calcul du bilan carbone EINWOOD.
La section suivante décrit les conditions de calcul révisées pour la résine de polypropylène (PP) vierge utilisée comme
matière plastique.
2-1-2-1. Approvisionnement en matières premières — le plastique
Il apparaît dans le schéma 3 que la filière d’approvisionnement en matériau de production plastique sous forme de résine
de polypropylène (PP) vierge se subdivise en un certain nombre de processus différents : transport des plastiques usagés,
incinération, extraction de pétrole brut, transport de pétrole brut, raffinage/production de la PP et transport de la PP.
Nous avons eu recours à la littérature précédemment publiée pour calculer les émissions de CO 2 associées au transport des
plastiques usagés. Sur la base d’un scénario envisageant un camion de 4 t 2 chargé à 62% de sa capacité 2 et se déplaçant
sur une distance de 30 km 4 , la valeur de l’unité d’émission de CO 2 s’élève à 0,2178 kg-CO 2 /t-km 2,3 , les émissions de CO 2
par kilogramme transporté étant de 0,0065 kg-CO 2 /kg.
Les valeurs des émissions de CO 2 associées à l’extraction du pétrole brut, au transport du pétrole brut et au raffinage/
production de la PP sont respectivement celles indiquées dans la littérature précédemment publiée 7 . Le total cumulé de ces
processus s’élève à 1,379187 kg-CO 2 /kg.
Enfin, les émissions de CO 2 issues du transport de la PP ont été calculée sur la base de la littérature précédemment publiée,
avec un scénario envisageant un camion de 10 t 5 chargé à 62% de sa capacité 5 et se déplaçant sur une distance de 500 km 5 .
Il en résulte que la valeur de l’unité d’émissions de CO 2 s’élève à 0,1300 kg-CO 2 /t-km 5,6, celle des émissions de CO 2 par
kilogramme transporté étant de 0,0650 kg-CO 2 /kg.
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2-1-3. Résultats
Le tableau 2 récapitule les calculs du bilan carbone pour les composites bois-plastique vierge. La valeur qui résulte de ces
calculs est de 3,271 kg-CO 2 par kilogramme.
Tableau 2 : Bilan carbone (analyse du cycle de vie) pour les bois composites d’origine recyclée (WPRC plastiques vierges)
par kilogramme de produit — résultats des calculs
Processus
Moyenne pour toutes Proportion
pour toutes
d’émissions
entreprises de CO 2
Intrant (plastiques)
0,506 kg
Transport des plastiques usagés Émissions de CO 2 0,001 kg- CO 2 0,0%
Approvisionnement
Incinération des déchets plastiques Émissions de CO 2 1,149 kg- CO 2 35,1%
en matières
premières plastiqu es
Extraction de pétrole brut Émissions de CO 2
Importation de pétrole brut Émissions de CO 2
0,698 kg- CO 2 21,3%
Fabrication de plastique vierge Émissions de CO 2
Transport résine PP Émissions de CO 2 0,033 kg- CO 2 1,0%
Intrants (bois) Émissions de CO 2 0,833 kg- CO 2
Transport de déchets de bois Émissions de CO 2 0,002 kg- CO 2 0,1%
Approvisionnement
Tri, fabrication de copeaux de bois Émissions de CO 2 0,010 kg- CO 2 0,3%
en matières
premières ligneuses
Transport des copeaux de bois Émissions de CO 2 0,004 kg- CO 2 0,1%
Fabrication de la fibre de bois Émissions de CO 2 0,283 kg-CO 2 8,7%
Transport de la fibre de bois Émissions de CO 2 0,004 kg-CO 2 0,1%
Intrants (plastiques)
0,477 kg
Fabrication du produit
Intrants (bois)
0,523 kg
Produits finis
1,000 kg
Rendement 94%
Émissions de CO 2 1,02 kg-CO 2 31,2%
Transport du produit Transport Émissions de CO 2 0,065 kg-CO 2 2,0%
Utilisation du produit Utilisation du produit (sur 20 ans) Émissions de CO 2 0,000 kg-CO 2 0,0%
Total 3,27 kg-CO 2 100%
3. Conclusions
Notre analyse permet de tirer les conclusions suivantes :
(1) Le bilan carbone du bois composite EINWOOD s’élève à 1,54 kg-CO 2 /kg.
(2) Le bilan carbone du composite bois-plastique vierge s’élève à 3,27 kg-CO 2 /kg. On observe par conséquent que les intrants de
matières plastiques recyclées dans la filière de production réduisent à hauteur de 53,6% le total des émissions de CO 2 pour l’ensemble
des processus de production.
(3) Le bilan carbone (analyse du cycle de vie) pour une superficie de 10 m 2 de profilé plein EINWOOD (1ère génération) s’élève à
430,6 kg-CO 2 . Le bilan carbone (analyse du cycle de vie) pour une superficie de 10 m 2 de profilé moussé EINWOOD (3ème génération)
est de 288,2 kg-CO 2 . Le bilan carbone (analyse du cycle de vie) du bois composite EINWOOD est par conséquent inférieur au bilan
carbone d’un profilé plein en composite bois-plastique vierge, ce dernier s’élevant à 913,9 kg-CO 2 .
EINWOOD EINWOOD WPC vierge
Intrant (plastiques) Profilé moussé Profilé plein Profilé plein
Poids/par 10 m 2 . 187 279 279
Kg-CO 2 288,2 430,6 913,9
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Références
1) Yasuhiko Wada, Hiroyuki Miura et Akiyasu Hirata : « Study of recycling phase evaluation methodologies in Life Cycle
Assessment », Environmental Systems Research, vol. 22, p. 141-146, 1994
2) Secrétariat du projet d’essai CFP (Institut d’information et de recherche Mizuho) : Product Category Rules (PCR)
(accredited PCR number = PA-BG-01)—Plastic flat for cargo and transportation,
http://www.cfp-japan.jp/common/pdf_authorize/000035/12696087511.pdf,
30 juillet 2010 (référence)
3) Ministère de l’environnement japonais : Méthodologie de calcul et coefficients d’émission à fins d’évaluation,
de présentation et de publication,
http://www.env.go.jp/earth/ghg-santeikohyo/material/itiran.pdf,
30 juillet 2010 (référence)
4) Plastic Waste Management Institute, Technical Development Committee, Environmental Impact Assessment WG :
Recycling LCA of copiers, vehicle bumpers and ATMs, Plastic Waste Management Institute, mars 2006
5) Seiji Hashimoto, Takaumi Ohara et Yasushi Terashima : « Évaluation de l’impact sur l’environnement du recyclage des
déchets de bois », Collections of the Japan Society of Civil Engineers, n°643/VII-14, p. 37-48, février 2000
6) Takuya Shimase : Trajets de transport des copeaux de bois, abstracts de la conférence d’automne 2006 de la Société
économique de la forêt japonaise, novembre 2006.
7) Institut de gestion des déchets plastiques : étude de données LCI sur les produits pétrochimiques, Institut de gestion des
déchets plastiques, juillet 1999
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