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-efficiency of PT+PMCF (r.u) Congrès International sur l’Analyse du Cycle de Vie Lille, Novembre 2011 same) than the initial product. The set of solutions is displayed in the form of Pareto set (see Figure 2) which is considered as decision support tool. After the analysis of all optimal solutions is carried out, the expert can choose one solution taking into account considerations not expressed in the specifications. -0.98 -0.99 front de Pareto PMCF+PT actual PT only -1 -1.01 -1.02 3. Conclusion -1.03 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 principal transformer (PT) mass (r.u) Figure 15 : trade-offs found by optimizer for a principal transformer used in railway traction In this study, the problems encountered in eco-design and LCA of railway traction components have been highlighted. To overcome these problems, solutions are proposed to help the designer through a process of eco-design. Improving environmental performance is ensured by optimization algorithms that are able to provide a set of trade-offs between two conflicting criteria: ecological and economic. References [1] ISO 14001 Environmental Management Systems. International Organization for Standardization, 1996. [2] Standard ISO 14040, October 2006. [3] Commission Regulation (EC) No 640/2009 of 22 July 2009 implementing Directive 2005/32/EC of the European Parliament and of the Council with regard to ecodesign requirements for electric motors [4] O. Jolliet, M. Margni, R. Charles, S. Humbert, G. Payet, G. Rebitzer, R. Rosenbaum,“IMPACT 2002+: A New Life Cycle Impact Assessment Methodology ”, The International Journal of Life Cycle Assessment, pp.324-330, 2003. Acknowledgement This work was supported by MEDEE. MEDEE is co-financed by European Union. Europe is moving in Nord Pas-de-Calais with the European Regional Development Fund (ERDF). - 74 -
Congrès International sur l’Analyse du Cycle de Vie Lille, Novembre 2011 Analyse du cycle de vie de xérogels de carbone Raphaëlle Melon, Roberto Renzoni, Alexandre Léonard, Nathalie Job, Angélique Léonard Laboratoire de Génie chimique, Université de Liège 17 allée de la chimie, 4000 Liège, Belgique Raphaelle.melon@ulg.ac.be; r.renzoni@ulg.ac.be; a.lenard@ulg.ac.be Mots clefs : LCA ; ReCiPe ; xérogels de carbone ; comparaison ; séchage. Introduction Dans le cadre du projet européen SOMABAT visant notamment à développer de nouveaux matériaux pour la conception de batteries lithium-polymère, une analyse du cycle de vie appliquée à la production de xérogels de carbone a été réalisée. Ces matériaux carbonés à la texture contrôlée sont pressentis pour devenir la matière active de l’anode. Méthodologie Cette analyse se concentre sur le transport des matières premières et la synthèse des xérogels de carbone. Leur utilisation en tant que matière active à l’anode des batteries lithium-polymère sera envisagée ultérieurement. L’unité fonctionnelle choisie est la synthèse de 1 kg de matériau carboné et la méthode utilisée est ReCiPe endpoint. La synthèse du matériau se réalise en quatre grandes étapes : (1) un transport par camion des réactifs de synthèse et l’homogénéisation de ces derniers par agitation mécanique, (2) la phase de réaction, gélification puis vieillissement du gel en étuve à 85 °C pendant deux à trois jours, (3) le séchage et (4) la pyrolyse sous un flux d’azote avec le programme de chauffe suivant : (i) 1,7 °C/min jusque 150 °C avec un palier de 15 minutes, (ii) 5 °C/min jusque 400°C maintenu pendant une heure, (iii) 5 °C/min jusque 800 °C avec un palier de deux heures. Quant au séchage, trois techniques ont été comparées : Le séchage sous vide (‘vide’) : réalisé en deux étapes dans une étuve reliée à une pompe à vide. L’échantillon est porté à 60 °C pendant 24h sous une pression décroissante passant de 105 Pa à 103 Pa. Ensuite, la température est augmentée jusque 150 °C et ce pendant 5h sous une pression de 103 Pa. Le séchage convectif (‘conv.’) : réalisé dans un courant d’air chaud à 115 °C avec une vitesse superficielle de 2 m/s et sous humidité ambiante. Le séchage par micro-ondes (‘MO’) : réalisé dans un four d’une puissance de 1000 kW pendant 30 minutes. Inventaire et qualité des données Toutes les données utilisées dans cette analyse ont été obtenues par l’expérimentation. Cependant, par manque de données expérimentales, la consommation énergétique liée au séchage convectif est une estimation de la littérature 1,2,3,4 . Nous nous sommes servis de la base de données Ecoinvent pour l’encodage des données dans le logiciel SIMAPRO. En ce qui concerne les consommations d’électricité, ces dernières ont été calculées sur base des bilans énergétiques et du mix énergétique belge de 2008 publié par l’Agence International de l’Energie. Ce mix montre que l’électricité belge est principalement produite à partir du nucléaire (57%), du gaz (31%) et du charbon (9%). Résultats et discussion Les résultats (Tableau 4) montrent que le séchage sous vide est la technique la plus énergivore avec 96,8 % des impacts environnementaux qui sont dus à cette étape. Le séchage par micro-ondes, bien que moins énergivore par rapport à la technique sous vide, présente une contribution environnementale élevée de 58,6 %. En ce qui concerne le séchage convectif sous courant d’air chaud, il ne représente que 6,4 % de l’impact total de la synthèse. En effet, les consommations sont nettement moins importantes. De plus, ce sont des consommations d’énergie sous forme thermique et non d’électricité comme dans les deux autres cas. La production de chaleur est supposée être réalisée à partir de gaz naturel. Pour cette voie de séchage, c’est principalement la phase de production et de transport des matières premières qui est responsable de l’impact environnemental. - 75 -
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