La place du développement durable dans la conception de produits - Sciences de l'Ingénieur - Terminale S

La place du développement durable dans la conception de produits - Sciences de l'Ingénieur - Terminale S

Télécharge notre cours de sciences de l'ingénieur terminale S sur le développement durable, et plus précisément, le rôle du développement durable dans la conception de produits.

L'objectif est de bien comprendre la place du développement durable dans le cadre des conceptions de produits et de savoir comment s'assurer qu'un produit répond à ses attentes.

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La place du développement durable dans la conception de produits - Sciences de l'Ingénieur - Terminale S

Le contenu du document

Dans cette leçon, nous allons analyser le rôle du développement durable dans la conception des produits.

PRÉREQUIS

  • Connaître la définition de : Cahier des charges fonctionnel.

OBJECTIFS

  • Comprendre la place du développement durable dans la conception des produits.

Introduction

Problématique

  • Comment s’assurer qu’un produit réponde aux attentes du développement durables ?

Lors de la conception d’un produit, on réalise une analyse fonctionnelle qui permet de prendre en compte les besoins du client qui l’utilisera et les attentes en termes de développement durable auquel il devra répondre.

Ces besoins sont consignés dans un document que l’on appelle CDCF (Cahier des Charges Fonctionnel). Un produit peut être un système pluritechnologique. Nous définirons cette notion dans la séquence suivante.

DÉFINITION : CDCF, Cahier des Charges Fonctionnel. Le CDCF est un document permettant de détailler les fonctionnalités attendues d’un produit ou d’un service, ainsi que les contraintes (techniques, réglementaire, budgétaires …) auxquelles il est soumis.

I. CONCEPT DE DÉVELOPPEMENT DURABLE

DÉFINITION : Développement durable. Voici la définition selon le rapport Brundtland, 1987 : « Un développement qui répond aux besoins du présent sans compromettre la possibilité, pour les générations à venir, de pouvoir répondre à leurs propres besoins ».

Le concept de développement durable repose sur trois dimensions ou « piliers » qui sont liés les uns aux autres :

  • Économique
  • Social
  • Écologique

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De nos jours, une entreprise ou un organisme ayant en charge la conception d’un produit ou d’un service doit prendre en compte, dès la phase conception, les trois dimensions du développement durable.

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II. DÉMARCHE DE L’ÉCOCONCEPTION

En Sciences de l’Ingénieur, le concept de développement durable est généralement traité à travers la démarche de l’écoconception. Cette démarche s’intéresse plus particulièrement à la dimension écologique du développement durable en se basant sur l’utilisation de plusieurs outils.

DÉFINITIONS : Écoconception. L'ADEME (1) donne une définition intéressante de l'écoconception : [...] l'écoconception vise à "intégrer des aspects environnementaux dans la conception et le développement de produits". [...] définit l'écoconception comme "l'intégration de caractéristiques environnementales dans la conception de produit en vue d'améliorer la performance environnementale du produit tout au long de son cycle de vie". [...] (2)

(1) L’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (ADEME) est un établissement public sous la tutelle conjointe du ministère de la Transition écologique et solidaire et du ministère de l’Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation.

(2) Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie. Écoconcevoir les produits. Les enjeux de l'écoconception, les bénéfices pour l'entreprise, pour l'économie et l'environnement. (2018, mise à jour le 20/11/2018). 

Exemples d’impacts environnementaux et leurs causes :

  • Réchauffement et dérèglement climatique causés par l’effet de serre (rejets de gaz à effet de serre).
  • Accumulation des déchets nocifs et toxiques pour l’Homme et l’environnement (stockage des déchets radioactifs, des pesticides non utilisés…).
  • Pollution de l’eau, de l’air et des sols (particules fines, pesticides …).
  • Épuisement des ressources non renouvelables (extraction du pétrole, du charbon …).

III. OUTILS DE CALCULS DES IMPACTS

A. Analyse du Cycle de Vie (ACV)

L’Analyse du Cycle de Vie est un outil scientifique encadré par des normes ISO (série 14040). Elle vise l’évaluation de tous les impacts environnementaux, sociaux et économiques sur l’ensemble du cycle de vie du produit ou d’un service.

Cette analyse se base donc sur le cycle de vie d’un produit et permet d’établir sa performance environnementale.

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Cette analyse permet ainsi d'éviter que les innovations ne deviennent des sources de problèmes (pollutions, conditions sociales…). C’est ce qu’on appelle le transfert d’impact. L’ACV se déroule en 4 étapes :

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Concernant l’évaluation des impacts, l’ACV se base sur l’utilisation d’autres outils comme : Le Bilan Carbone®, la Base IMPACTS®, l’empreinte écologique, …

À savoir que ces outils peuvent être utilisés indépendamment de l’ACV.

B. Bilan Carbone®

Le Bilan Carbonne® est un outil développé par l’ADEME, et sa gestion est assurée depuis 2011 par l’ABC (Association Bilan Carbone). Il permet d’évaluer les émissions de gaz à effet de serre (GES) engendrées par l’ensemble des étapes du cycle de vie d’un produit.

Le Bilan Carbonne® est un outil couramment utilisé en Sciences de l’Ingénieur pour quantifier les émissions en CO2. Exemples de gaz à effet de serre : Gaz carbonique (CO2) ; méthane (CH4) ; oxyde nitreux (N2O) etc.

L'estimation de ces émissions est obtenue par calcul à l’aide de facteurs d'émission permettant de convertir les données observables en émissions de gaz à effet de serre exprimées en équivalent carbone

On notera la conversion suivante : 1 kg de CO2 équivaut à 0.274 kg d’équivalent carbone. Le terme « équivalent carbone » se note couramment : equ. C, eqC, eC ou C.

IV. NORMES ET DIRECTIVES ENVIRONNEMENTALES

La mise en œuvre des outils de calculs des impacts nécessite souvent la prise en compte de normes et/ou de directives de la part des entreprises qui fabriquent des produits.

A. Série des normes ISO2 14000

Cette série de normes désigne l’ensemble des normes concernant le management environnemental. En d’autres termes, elle a pour objectif d’aider les entreprises à réduire leur impact sur l’environnement et à respecter les lois applicables et les règlements. Exemples :

  • ISO 14040. Analyse du cycle de vie, principes et cadre.
  • ISO 14064. Évaluer et promouvoir la réduction des gaz à effet de serre.

B. Directive européenne DEEE (2002/96/CE) du 27 janvier 2003

La directive DEEE a pour objectif prioritaire la prévention en ce qui concerne les Déchets d'Équipements Électriques et Électroniques, ainsi que leur réutilisation, leur recyclage et d’autres formes de valorisation

En outre, elle vise aussi l’amélioration des performances environnementales de tous les opérateurs concernés tels que les producteurs, les distributeurs et les consommateurs.

C. Directive européenne RoHS (2002/95/CE) du janvier 2003

La directive RoHS (Restriction of Hazardous Substances Directive ou Restriction de l’utilisation de certaines substances dangereuses) a pour objectif prioritaire la limitation de l’utilisation de certaines substances dangereuses dans les équipements électriques et électroniques.

Conclusion

Réponse à la problématique « Comment s’assurer qu’un produit réponde aux attentes du développement durables ? » : En utilisant les outils du développement durable pour l’éco-conception du produit.

LE PETIT + DANS TA COPIE

Il est facile de gagner quelques points au baccalauréat sur les questions liées au développement durable et plus particulièrement à l’environnement : il faut bien lire le sujet, les documentations et faire preuve de bon sens …

POUR ALLER PLUS LOIN …

  • La traduction anglaise de « développement durable » est « sustainable development ».
  • Rapport Brundtland concernant la naissance du concept de développement durable :
    • https://www.diplomatie.gouv.fr/sites/odyssee-developpement-durable/files/5/rapport_brundtland.pdf

AUTEUR

Tommy Cellier, Académie de Lyon

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