Get started
Work

Adaptation d'une base de données pour l'intégration d'un algorithme de résolution d'inventaire en ACV dynamique

Year: 2013
Type: dissertation
Abstract: L’analyse du cycle de vie (ACV) est un outil d’evaluation environnementale qui comptabilise les impacts potentiels survenant tout au long du cycle de vie d’un produit ou service, de l’extraction de ses matieres premieres a sa fin de vie. Cette methode permet donc d’identifier les processus les plus contributeurs aux impacts environnementaux d’un produit, ainsi que de soutenir une prise de decision entre deux technologies ou produits basee sur des criteres environnementaux. L’ACV dynamique est une ACV prenant en compte le moment des emissions et des extractions dans l’environnement survenant tout au long du cycle de vie du produit ou service evalue. L’utilisation de facteurs de caracterisation dynamiques permet alors d’evaluer les impacts sur un horizon de temps fini et fixe dans un cadre temporel coherent. Afin de representer des systemes souvent complexes dont les chaines d’approvisionnement sont infinies, les praticiens ACV utilisent frequemment des bases de donnees d’inventaire en cycle de vie (ICV). Toutefois, l’information temporelle presente dans les bases de donnees d’ICV n’est pas suffisante pour l’implantation de l’ACV dynamique. Il n’est donc pas possible pour l’instant de prendre en compte le profil temporel des emissions et des extractions dans l’environnement survenant en arriere-plan des chaines de processus en ACV dynamique. Ce memoire de maitrise vise a evaluer la sensibilite des resultats de l’ACV dynamique d’avant-plan a la differentiation temporelle des processus d’arriere-plan afin d’elaborer des recommandations pour les developpeurs de bases de donnees d’inventaire quant a l’integration de nouveaux parametres temporels pour l’ACV dynamique. L’objectif de recherche est de developper une methodologie afin de montrer l’importance ou non pour les resultats en ACV dynamique d’ajouter de l’information temporelle aux processus en arriere-plan des systemes de produits et de l’appliquer a des etudes de cas pour la categorie d’impact rechauffement climatique. Les processus elementaires de la base de donnees ecoinvent v2.2 selectionnes pour la differentiation temporelle ont ete : les infrastructures (14% de la base de donnees), les processus issue de l’agriculture et de la foresterie (3% de la base de donnees), les produits entreposes (4% de la base de donnees), et les processus d’enfouissement des dechets (2% de la base de donnees). Donc, 20% des processus elementaires de la base de donnees ont ete assignes de parametres temporels non nuls parmi les suivants : proportion de materiel de remplacement, temps de rotation des cultures, temps d’entreposage, duree de construction, duree d’occupation des infrastructures, et duree de demolition. Les distributions temporelles des flux economiques et elementaires des processus elementaires estimees a partir des phases definies par les parametres temporels (p. ex. phases de construction, utilisation et demolition d’une infrastructure) ont ete considerees constantes dans le temps, a l’exception de l’absorption de carbone et des emissions dans l’air dans les sites d’enfouissement. Pour l’ACV dynamique d’avant et d’arriere-plan, pour des raisons de temps de calculs, seuls les flux elementaires et economiques des 13 premiers niveaux de la chaine de processus ont ete differenties temporellement. L’objectif de recherche a ete atteint; 8,6% des 4034 systemes de produits de la base de donnees ecoinvent v2.2 ont obtenu un ecart de plus de 10% entre les resultats de l’impact sur le rechauffement climatique de l’ACV dynamique d’avant et d’arriere-plan et l’ACV dynamique d’avant-plan, montrant l’importance de la differentiation temporelle pour les processus en arriere-plan de ces systemes de processus. Les categories de systemes de produits ou se trouvait la majorite de ces resultats etaient « Energie, bois », « Materiaux, bois », « Materiaux, papiers », « Infrastructure » et « Electricite ». Les limites principales de la methode sont 1) que l’objectif de recherche n’a ete atteint que pour la categorie d’impacts rechauffement climatique, 2) que l’incertitude des donnees temporelles n’a pas ete evaluee, 3) que les resultats obtenus de l’ACV dynamique d’avant-plan sont sensibles au positionnement des processus elementaires d’allocation et 4) que 2,3% des systemes de produits evalues en ACV dynamique d’avant et d’arriere-plan ont eu un resultat dont 90% et moins des impacts etait attribuable aux impacts des flux elementaires differenties temporellement. Finalement, il a ete recommande aux gestionnaires de bases de donnees d’ICV d’integrer de nouveaux parametres, tels que ceux proposes, afin de permettre la realisation d’ACV dynamique qui considereraient les profils temporels des emissions et extractions des processus elementaires d’arriere-plan pour l’evaluation des impacts sur le rechauffement climatique. De plus, les developpeurs de bases de donnees ICV devraient porter une attention particuliere a la coherence des considerations temporelles des processus lors de la modelisation. Aussi, il a ete recommande aux praticiens realisant des ACV dynamiques de differentier temporellement l’arriere-plan des systemes de produits issus des secteurs identifies sensibles, en priorisant une prise en compte des profils temporels issus de la phase d’agriculture et de foresterie. ---------- Life cycle assessment (LCA) is an environmental tool, which takes into account the potential environmental impacts of a product over its entire life cycle, from raw material extraction to end-of-life. This approach allows the identification of the major contributors to the environmental impact of a product, and may support decision-making between two technologies or two products based on environmental criteria. Dynamic LCA is an LCA that takes into consideration the temporal profile of emissions and extractions during a product life cycle. Then, using the dynamic characterization factors, impacts are assessed over a fixed and finite time horizon in a coherent temporal framework. To represent complex systems with infinite supply chains, LCA practitioners often use life cycle inventory (LCI) databases. However, the temporal information available in LCI databases isn’t sufficient for dynamic LCA. Therefore, it is not possible in dynamic LCA, for now, to take into account the temporal profile of emissions and extractions occurring in background processes of product systems. This thesis aims to evaluate how sensitive dynamic LCA results are to the addition of temporal information to background processes in order to elaborate recommendations to LCI database developers about the integration of new temporal parameters for dynamic LCA. The research objective is to develop a methodology to show the importance or not to introduce temporal information in the background system for dynamic LCA results and to apply it to study cases for the global warming impact category. The selected unit processes of ecoinvent v2.2 database for temporal differentiation were: infrastructure processes (14% of the database), crop and forestry processes (3% of the database), stored products (4% of the database), and disposal to landfills (2% of the database). In the end, temporal parameters were added to 22% of the database unit processes. These parameters were: replacement material proportion, rotation time, storage time, construction time, infrastructure occupation, and demolition time. The temporal distribution of elementary and intermediate flows was estimated with phases defined by temporal parameters (e.g. construction, use and end-of-life phases). These distributions were considered constant over time, with the exception of carbon uptake and emissions to air from landfills. For reasons of computing time, only the elementary and intermediate flows in the first thirteen-levels of the supply chain were temporally differentiated for the implementation of dynamic LCA. The research hypothesis was verified; for 8.6% of the 4034 product systems of the ecoinvent v2.2 database, the temporal differentiation of background processes changed global warming results, compared to dynamic LCA that considers the temporal profile of foreground processes only, by at least 10%. The LCA results that were the most sensitive to temporal differentiation of background unit processes were those from product systems in the categories « Energy, wood », « Material, wood », « Material, paper », « Infrastructure » and « Electricity ». The main limitations of the method were 1) the research objective was verified only for the global warming category, 2) the uncertainty of the temporal data was not evaluated, 3) the results obtained with dynamic LCA with only foreground processes temporally differentiated were sensitive to the positioning of allocation unit processes, and 4) 2.3% of the results in dynamic LCA with foreground and background processes temporally differentiated had 90% and less of the impact due to the impact of temporally differentiated elementary flows. In conclusion, it is recommended that LCI database developers integrate new temporal parameters, as the ones proposed, to allow the implementation of dynamic LCA with the consideration of the temporal profile of emissions and extractions of background processes for global warming impacts. Moreover, LCI database developers should pay attention to the coherence in the temporal considerations of the processes during modelling. Furthermore, it is recommended to LCA practitioners to temporally differentiate for dynamic LCA the background of the product systems from the sensible sectors identified, primarily for the temporal profiles from the crop and forestry phase.
Language: French
Open Access status: green
OpenAlex ID: W1631465817
Cites: 41
Cited by:
Related to: 10