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Recherche fondamentale
Actualités 09 avril 2020

Des modélisations dynamiques pour aider à (vraiment) atteindre la neutralité carbone

Un travail de thèse mené à IFPEN a développé des outils permettant de décrire des flux de carbone biogénique sur la base de modèles dynamiques et non plus avec les modèles statiques habituels.

Enjeux et prospective
Études environnementales 23 septembre 2019

Analyse du cycle de vie (ACV) des véhicules fonctionnant au GNV et bioGNV

IFPEN vient de réaliser une étude pour l’AFG et l’AFGNV afin de comparer l’impact sur le réchauffement climatique des véhicules fonctionnant au GNV (gaz naturel pour véhicules) et bioGNV à celui des véhicules gazole, essence et électrique grâce à la méthodologie ACV.

Analyse du Cycle de Vie (ACV)
Brèves

Infographie : Analyse du Cycle de Vie (ACV)

L'analyse du cycle de vie (ACV) : un essentiel pour mesurer l’impact environnemental global de nos produits
Analyse de cycle de vie (ACV)
Innovation et industrie

Nos atouts

Analyse de cycle de vie (ACV)
Nos atouts

  • Une équipe dédiée de trois ingénieurs/docteurs en Analyse de cycle de vie aux compétences couvrant l’ensemble de la chaîne de valeur de l’énergie et des transports, complétée par une équipe de jeunes chercheurs travaillant en collaboration avec des laboratoires de recherche spécialisés en ACV (Elsa Montpellier, CIRAIG Canada, etc.)  :
     

Anne Bouter

 

Anne Bouter : bioénergies, ressources en biomasse, changement d’affectation des sols, mobilité

 

 

Pierre Collet

 

Pierre Collet : bioénergies, variabilité, changement d’affectation des sols, changement climatique

 

 

Sandra Beauchet

 

Sandra Beauchet : bioénergies, impact eau, matériaux biosourcés, changement d’affectation des sols

 

 

  • Une proximité forte avec les équipes R&I, qui permet d’intégrer l’expertise ACV en amont des projets.
     
  • Un lien très étroit avec les équipes en charge de la prospective et le logiciel Times pour des ACV systémiques.


 

Analyse de cycle de vie (ACV)
Innovation et industrie

Analyse de cycle de vie (ACV)

Analyse de cycle de vie (ACV)
CONTEXTE ET ENJEUX

L’Analyse de cycle de vie (ACV) est une méthode d’évaluation visant à quantifier les impacts environnementaux d’un produit ou d’un service, dans un objectif d’éco-conception ou pour choisir parmi plusieurs produits ou services le plus performant. Tous les impacts potentiels sur l'environnement et les consommations de ressources sont étudiés, depuis l’extraction des matières premières jusqu’au traitement des déchets (« du berceau à la tombe »).

Il s’agit d’une approche globale, multi-étapes et multicritères, normée (ISO 14040-44) et recommandée par l’Union européenne.

Depuis les années 80, la pratique des ACV se développe rapidement et elle est aujourd'hui utilisée par :

  • des instances publiques internationales, européennes et nationales,
  • la communauté scientifique,
  • les industriels.
     

De nombreuses déclinaisons existent pour :

  • tenir compte de spécificités régionales ou sectorielles,
  • intégrer de nouveaux critères, comme par exemple :
    • le risque de pénurie d’eau,
    • la monétarisation des impacts environnementaux,
    • les nouveaux indicateurs du changement climatique.
       

L'ACV est un outil aujourd’hui indispensable pour évaluer les impacts sur l'environnement des activités liées aux nouveaux systèmes énergétiques. Elle permet d’identifier :

  • les principaux postes de pollution,
  • les opportunités pour améliorer les performances environnementales des produits et services(services) à différentes phases de leur cycle de vie.

 

Réaliser des études et développer des méthodologies
pour soutenir la prise de décision et orienter les stratégies de R&I.

 
Voir l'infographie

infographie ACV

Nos solutions

Nos réseaux 

Nos atouts 

 

Analyse de cycle de vie (ACV)
Innovation et industrie

Nos réseaux

Analyse de cycle de vie (ACV)
Nos réseaux

SCORELCA

Logo Scorelca« Nous somme partenaires du réseau SCORELCA, une structure de recherche coopérative sur l’ACV et la quantification environnementale créée à l’initiative de grandes entreprises françaises (EDF, Engie, Renault, Saint-Gobain, TotalEnergies et Veolia), avec le soutien de l’Ademe. Il poursuit plusieurs objectifs :

  • définir des programmes de recherche relatifs à l’ACV,
  • favoriser l’échange entre les différents acteurs s’impliquant dans l’utilisation de l’ACV de manière à construire collectivement les meilleures pratiques du domaine,
  • intervenir, dans le cadre des échanges scientifiques européens et internationaux, afin d’assurer une veille technologique sur l’ACV.
     

Nous avons notamment réalisé un état de l’art sur les analyses prospectives énergies et ressources, et développé une méthodologie pour guider les praticiens ACV souhaitant réaliser une ACV prospective. Nous avons aussi rédigé un état de l’art de la prise en compte de la dimension spatiale en ACV et proposé des recommandations pratiques sur les façons de l’intégrer dans différentes études. »

Anne Bouter, ingénieur en ACV, IFPEN

 

EcoSD (Éco-conception de Systèmes pour un Développement durable)

Logo EcoSD« Nous faisons partie des membres du réseau EcoSD, porté à la fois par des entreprises et des universitaires et soutenu par les pouvoirs publics, créé pour favoriser les échanges entre chercheurs et industriels dans le domaine de l'éco-conception de systèmes pour un développement durable. La recherche sur les méthodes et outils ACV y occupe une place importante et donne lieu à des projets de recherche collaboratifs et des thèses de doctorat. Nous avons déjà participé à plusieurs projets portés par le réseau, notamment sur :

  • l’évaluation environnementale de différents services de mobilité,
  • ou encore l’évaluation de la criticité des ressources en ACV.
     
Photo groupe


Nous avons aussi organisé avec Irstea, l’INRA et l’école des Métiers de l’Environnement, un séminaire dédié à la spatialisation en analyse du cycle de vie en mars 2017, qui a rassemblé une centaine de représentants des milieux académiques, industriels et institutionnels. »

Sandra Beauchet, ingénieur en ACV, IFPEN

 

Projet H2020 PHOTOFUEL

« Le projet PHOTOFUEL a pour objectif le développement de technologies de production de carburant par voies biocatalytiques. Nous sommes chargés d’évaluer :

  • l’impact de ces technologies sur la composition des carburants,
  • leur comportement sur les performances des moteurs. »
     

Anne Bouter et Cyprien Ternel, ingénieurs en ACV, IFPEN

 

Projet européean SCelecTRA (Scenarios for the electrification of Transport)

Scelectra - logo« Nous avons coordonné le projet SCelecTRA du programme Eranet- Electromobility, dont l’objectif était :

  • d’identifier les politiques publiques favorisant le développement de la mobilité électrique européenne à horizon 2030,
  • d’évaluer leurs impacts environnementaux ainsi que leurs coûts externes.
     
Projet Scelectra


Les principales conclusions du projet portent sur les éléments suivants :

  • les scénarios de pénétration des véhicules électrifiés dans le marché européen à horizon 2030 : plus d’une soixantaine de scénarios ont été élaborés avec un modèle Times d’optimisation économique. Il apparaît que la part des véhicules électrifiés pourrait atteindre jusqu’à 30 % du marché automobile européen dans le scénario le plus optimiste,
  • les bénéfices environnementaux des véhicules électrifiés : le rapport souligne l’importance de l’étape de production des batteries dans le bilan environnemental global du véhicule électrique,
  • l’étude des outils de politiques publiques a montré que les programmes de mise à la casse et les aides à l’achat de véhicules électrifiés sont plus efficaces que les actions sur les taxes de carburants,
  • le développement de l’infrastructure de bornes de recharge est un facteur déterminant dans le développement du marché des véhicules électrifiés,
  • la demande additionnelle en électricité sera couverte par de nouvelles capacités et non par une moindre consommation dans les autres secteurs. »

    Benoît Chèze, IFPEN

 

Climat, environnement et économie circulaire
Innovation et industrie

Climat, environnement et économie circulaire

De nouvelles thématiques de R&I, tirées par les marchés de la transition énergétique et de l’économie circulaire, font aujourd’hui leur apparition. La pluridisciplinarité des chercheurs d'IFPEN est capitalisée au sein de projets portant sur des domaines aussi divers que le captage/stockage du COou le recyclage des plastiques, répondant aux problématiques des industriels. 
 

Analyse de cycle de vie (ACV)
Innovation et industrie

Nos solutions

Analyse de cycle de vie (ACV)
Nos solutions

De l’ACV attributionnelle à l’ACV conséquentielle

" Nos ingénieurs économistes travaillent sur les méthodes permettant d'évaluer les performances des filières de l'énergie et des transports. Parmi les sujets traités récemment, on peut citer les l’analyse des enjeux environnementaux de la mobilité, des biocarburants, des produits biosourcés, ou encore de solutions de stockage de l’énergie. La puissance de nos études repose sur leur approche systémique :

  • une ACV attributionnelle réalise un bilan environnemental à l’instant « t » : elle intègre  la description des flux physiques mais elle ne permet pas, à elle seule, de prédire l’incidence, sur un secteur, de l’implantation d’une nouvelle filière ;
  • nous proposons donc de coupler ces ACV classiques avec des scénarios économiques et énergétiques, capables de quantifier les conséquences environnementales de décisions politiques et industrielles à grande échelle. Cette nouvelle approche, dite ACV conséquentielle, prend en compte un ou plusieurs secteurs économiques, les secteurs énergie et transport, ou l’ensemble de l’économie. Elle repose sur des modèles de prospective des systèmes énergétiques. Nous l’avons par exemple utilisée pour étudier l’impact de l’émergence de la technologie de production de biocarburant BtL (Biomass To Liquid) à l’horizon 2030 en France. »
     

Jérôme Sabathier, chef du département Économie et évaluation environnementale, direction Économie et Veille, IFPEN

 

Un lien fort avec les outils de prospective

« Nous avons d’ores et déjà publié plusieurs études et analyses sur les ACV prospectives. Parmi elles :

Anne Bouter et Daphné Lorne, ingénieurs IFPEN

 

Analyses et études disponibles

Étude économique, énergétique et environnementale pour les technologies du transport routier français (E4T)

Etude E4T

« Nous avons publié, en juillet 2018, le rapport final de l’étude menée en collaboration avec l’Ademe, dressant un bilan transversal de l'impact de l'électrification par segment en France. Ce document propose une analyse des grandes tendances sur l'électrification en cours de mise en place ou de développement.
 

Globalement, cette synthèse montre que :

  • hormis pour le segment du véhicule poids lourd long routier, la motorisation conventionnelle (essence ou Diesel) sera fortement concurrencée en 2030, que ce soit du point de vue de son coût total de possession (TCO) ou de son impact environnemental (émissions de gaz à effet de serre (GES) et polluants). La diffusion de ce type de motorisation devrait donc fortement se ralentir d'ici 2030,
  • l'architecture Mild Hybrid 48V (MHEV 48V), poussée au maximum de ses performances, pourrait être une solution très intéressante pour concurrencer les solutions Full Hybrid actuelles (HEV) à dérivation de puissance,
  • les véhicules hybrides rechargeables (PHEV) semblent les solutions les plus pertinentes du point de vue de l'impact sur les émissions de GES, grâce à leur batterie de taille limitée parfaitement adaptée à l'usage majoritaire du véhicule. Leur rentabilité économique, sans aide à l'achat, reste néanmoins un verrou pour favoriser leur déploiement,
  • les véhicules électriques (BEV) sont des solutions efficaces pour réduire la pollution locale et les émissions de GES, d'autant plus s’ils sont très utilisés (à l'instar des bus) de façon à amortir l'impact de la fabrication de la batterie par l'usage. Néanmoins, la rentabilité économique de ces solutions reste limitée actuellement (ou le devient grâce aux aides à l'achat) mais devrait s’améliorer d'ici 2030 avec la réduction annoncée du coût des batteries,
  • la tendance actuelle à l'accroissement de la taille de batteries pour augmenter l'autonomie sur les véhicules électriques, est préjudiciable pour l'impact GES de la filière électrique. Ce point devra faire l'objet d'une attention particulière à l'avenir. »
     

Cyprien Ternel et Anne Bouter, ingénieurs en ACV, et Fabrice Le Berr, chef du département Systèmes électrifiés, IFPEN
 

Couverture rapport E4T

 Télécharger le rapport : 
 Projet E4T - Bilan transversal de l'impact de l'électrification par segment - Avril 2018

 >> Communiqué de presse Ademe-IFPEN du 05 juillet 2018 
 

 

Étude Techno-economic and Life Cycle Assessment of methane production via biogas upgrading and power-to-gas technology

« L’utilisation croissante des énergies renouvelables, par essence intermittentes, exige de convertir le surplus d’électricité produite pendant les périodes ponctuelles de surproduction, en une forme d’énergie stockable. La conversion de l’électricité en gaz est une façon de répondre à cette problématique, car elle permet de stocker, puis de valoriser l’électricité excédentaire. La technologie utilisée est le Power-to-Gas, qui consiste à :

  • utiliser l’électricité pour convertir l’eau en hydrogène par électrolyse,
  • synthétiser du méthane à partir de dioxyde de carbone et d’hydrogène.
     

Nous avons réalisé une analyse techno-économique et ACV de la production de méthane par la combinaison de la digestion anaérobie et de la technologie Power-to-Gas appliquée la valorisation des boues d’épuration.
 
Plusieurs conclusions se dégagent de notre étude :

  • plus l’électricité est chère, plus le processus de méthanisation doit durer longtemps pour être compétitif avec l’injection de méthane à partir de biogaz,
  • la réduction de la consommation d'électricité de l'étape d'électrolyse diminue les coûts de production,
  • d'un point de vue environnemental, le Power-to-Gas continu génère plus de gaz à effet de serre que l'injection directe, mais un fonctionnement intermittent avec de l'électricité renouvelable peut réduire considérablement les émissions,
  • l'impact du Power-to-Gas continu est plus élevé que la valorisation du biogaz, mais bien moins que l'énergie fossile,
  • le développement futur d’une faible consommation d’électricité du procédé d’électrolyse et l’intégration de crédits renouvelables issus de la valorisation du CO2 pourraient accroître la compétitivité de cette technologie. »

    Anne Bouter, ingénieur en ACV, IFPEN


>> Voir toutes les études environnementales
 

Numéro 29 Science@ifpen
Brèves

ACV conséquentielle et évaluation des impacts de la loi relative à la transition énergétique

L’analyse du cycle de vie (ACV) est un outil d’évaluation des impacts environnementaux le plus souvent statique, linéaire et limité à la description des seuls flux physiques lorsqu’il s’agit d’évaluer