Abstract :
[fr] Cette étude propose et compare des solutions d'éco-conception des réfractaires utilisés dans la sidérurgie basées sur des ACV du « berceau à la porte » et du « berceau à la tombe ».
L'ACV du « berceau à la porte » de produits et procédés existants permet d’analyser leur performance environnementale actuelle et d’aider à identifier des solutions d'éco-conception visant à réduire l’impact environnemental lié à la production. Parmi les options possibles, on peut mentionner une plus grande efficacité dans l’emploi des ressources et de l'énergie nécessaires aux processus de production, une teneur plus élevée en matériaux recyclés, une réduction de production de déchets ou l'élimination de substances qui empêchent la recyclabilité. Outre l'amélioration des systèmes de production actuels, les entreprises s'intéressent de plus en plus à l'inclusion prospective d'informations environnementales en lien avec la phase d’utilisation du produit. Cette approche implique de ne pas s’arrêter à la porte de l’usine mais d’anticiper des scénarios d’utilisation, en fonction des performances des matériaux. Cela revient également à considérer un système plus large que la simple production du matériau, via une unité fonctionnelle adaptée. Dans ce cas, l'objectif de l'éco-conception est de remplir la fonction choisie, comme la production d’acier, en minimisant l’impact sur l'environnement, par exemple, en consommant moins de produit ou en assurant une plus grande durée de vie du produit. Le but de ces actions est de répartir les impacts de la fabrication du produit, de réduire l'empreinte par utilisation et de promouvoir une utilisation efficace des ressources. Cette étude aborde l'éco-conception des réfractaires, c'est-à-dire des matériaux céramiques capables de résister à des températures élevées dans des conditions opératoires sévères. Les réfractaires assurent l'isolation thermique et le confinement des cuves et des fours utilisés dans les processus industriels à haute température impliqués, entre autres, dans la production du fer et de l'acier, du verre et du ciment. Le premier objectif de l'étude actuelle est de montrer que parfois, des solutions d'éco-conception opposées peuvent être proposées en se concentrant sur la production (ACV berceau à la porte) plutôt que sur l'utilisation (berceau à la tombe) du matériau. En effet, il semblerait que réduire les impacts environnementaux liés à la production pourraient a contrario réduire les performances des réfractaires en service et in fine augmenter l’impact environnemental du système complet incluant la phase d’utilisation. Par exemple, une teneur élevée en matériaux recyclés pourrait être critique pour les réfractaires en dégradant leurs performances d'utilisation, ce qui les rend plus exposés à l'usure et, par conséquent, moins durables. Au contraire, l'utilisation de matières premières plus énergivores pourrait garantir un meilleur comportement à l'usage et une durabilité et une recyclabilité prolongées, compensant ainsi les impacts associés à la production. Cette étude applique ces considérations au cas d'une brique réfractaire utilisée dans la fabrication de l'acier. Tout d'abord, une ACV du berceau à la tombe évalue les impacts de la production des briques afin d'identifier les points chauds environnementaux et de proposer des solutions d'éco-conception. Ensuite, une ACV du berceau à la tombe est réalisée pour tenir compte de l'utilisation du matériau et proposer des solutions durables en fonction de la fonction du matériau, en lien avec la production d’une certaine quantité d’acier. Enfin, les deux ensembles d'actions potentielles sont comparés et hiérarchisés en fonction de leur efficacité. Au-delà de l'évaluation des solutions d'éco-conception, la mise en place d'une ACV du berceau à la tombe présente des défis méthodologiques liés au choix de l'unité fonctionnelle et à la mise en place de l'inventaire. Par conséquent, le deuxième objectif du projet est de détailler comment la fonction du produit et ses conditions de travail dans le four sont simplifiées et traduites en flux d'inventaire sur la base de données de laboratoire et de littérature à grande échelle. Une formule combinant l’empreinte environnementale de la production et les performances d'utilisation est fournie.
