ACV d'un réfrigérateur, cas d'étude pour optimiser la ... - avniR

Congrès International sur l’Analyse du Cycle de Vie Lille, Novembre 2011ACV d’un réfrigérateur, cas d’étude pour optimiser la conception modulaire d’unproduit afin de réduire son impact environnemental dans une chaîned’approvisionnement en boucle fermé.A. Cacherat 1 N. Lecocq 1 G. Kremer 21 Univ. Artois, IUT de Béthune, F-62400 Béthune, France2School of Engineering Design and Department of Industrial and Manufacturing Engineering,The Pennsylvania State University, University Park, PA 16802, USAalexandre.cacherat@gmail.com; nathalie.lecocq@univ-artois.fr; gek3@engr.psu.eduMots clefs : chaîne d’approvisionnement en boucle fermé, logistique inverse, optimisation multicritère,éco-conception de produit par ACV1. IntroductionDe nombreux produits manufacturés sont conçus de façon modulaire, dans unelogique de réduction des coûts. Cette logique va souvent à l’encontre d’un impact environnementalmoindre, par exemple en raison des transports nécessités par les fabrications de ces différentsmodules en des lieux très éloignés. D’un autre côté, la modularité peut aussi être un atout si lesmodules sont conçus pour en fin de vie être réutilisés ou recyclées. D’autre part, des systèmes dereprise en fin de vie de ces produits sont mis en place en raison de législations telle que la directiveeuropéenne WEEE. Se pose alors le problème de la logistique inverse pour retrouver ces produits etles démanteler afin d’en récupérer des pièces à recycler, des matières premières ou de l’énergie.Nous nous intéressons à l’éco-conception des produits avec une vision globale pour éviter lestransferts de pollution sur une chaîne d’approvisionnement maintenant en boucle fermé. Dans unedémarche de développement durable, il faut prendre en compte non seulement le coût mais l’impactenvironnemental et social de la fabrication, du transport, de l’utilisation et de la fin de vie de tous cesproduits manufacturés.2. MéthodologieNous avons travaillé sur le cas d’un réfrigérateur américain [2]. Par une démarcheappelée archéologie de produit, nous avons élaboré un processus de reconstruction du cycle de viede ce frigo : démantelé pièce à pièce, tous les composants ont été répertoriés, des informations surles matériaux employés et les gammes de fabrication ont été recherchées. Les processus de 80% dela masse totale du réfrigérateur ont pu être ainsi définis, un problème persiste toutefois pour lecompresseur composé d'une multitude de composants. Les impacts environnementaux obtenus grâceà l’ACV ont pu ensuite entrer en jeu dans un modèle d’optimisation multicritère d’une chaînelogistique, actuellement développé au laboratoire ADAPS de l’Université de Penn State [3].3. Archéologie du produitLa première étape a été de démanteler le réfrigérateur (cf. Fig. 1-2-3).Fig. 1-2-3 : Démantèlement du réfrigérateur

Congrès International sur l’Analyse du Cycle de Vie Lille, Novembre 20114. Analyse du cycle de vie du frigoNotre étude se concentre sur les différents modules du frigo, et la frontière dusystème concerne uniquement la phase de production. Toutefois, il faut noter que la phased’utilisation d’un frigo est la plus impactante [1], d’où l’importance des matériaux utilisés pour l’isolationet de l’efficacité énergétique du compresseur.Fig. 4 : Exemple de processus de fabricationFig. 5 : Adaptation à SimaproDes adaptations ont été nécessaires dans les choix des matériaux et processusréférencés dans la base de données Eco-Invent utilisée dans le logiciel Simapro pour réaliser cetACV. Nous présentons en exemple (fig. 4 et fig. 5) le processus de fabrication de la structuremétallique du frigo. Ainsi tous les composants du frigo, du plus grand au plus petit, ont été modélisésde cette façon.Fig. 6 : Energie liée à la production (structure métallique) Fig. 7 : Impact carbone (idem)La simulation a permis de définir les énergies (fig. 6) et l’impact carbone (fig. 7) liés àla production de ces différents composants. Les résultats obtenus ont été comparés à ceux de [4] et[5] nous ayant servi de base de travail, sachant que les performances énergétiques des frigos ontgrandement été améliorées depuis les origines de cet appareil [1]. Les résultats obtenus pourrontservir comme jeu de données à la modélisation multicritère actuellement développée [3].RemerciementsNous remercions sincèrement Dr. Ming-Chuan Chiu, Wu Hsun Chung, Chun-yu Linand Tien-Kai Lin (tous membres du groupe ADAPS de l’Université de Penn State) pour l’aide qu’ilsnous ont apportée.References[1] Boustani A., Sahni S., Gutowski T., Graves S., Appliance Remanufacturing and Energy Savings(2010), p 14-23, Environmentally Benign Manufacturing Laboratory, Sloan School of Management,MITEI.[2] Cacherat A. (2011) Internship report, LCA of refrigerator, DUT QLIO, IUT Béthune, Universitéd’Artois.[3] Chung W.-H., Okudan G. and Wysk R. (2011) Modular Design to Optimize Product Life CycleMetrics in a Closed-looped Supply Chain Proceedings of the 2011 Industrial Engineering ResearchConference, Reno, NV, USA.[4] Krikke H., Bloemhof-Ruwaard J.and Van Wassenhove L. N. (2003). "Concurrent product andclosed loop supply chain design with an application to refrigerators." International Journal ofProduction Research 41(16): 3689-719.[5] Umeda Y., Nonomura A. and Tomiyama T. (2000). "Study on life-cycle design for the post massproduction paradigm." Artificial Intelligence for Engineering Design, Analysis and Manufacturing:AIEDAM 14(2): 149-161.