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Quels indicateurs environnementaux sont évalués en ACV ?

La méthodologie multicritère de l’ACV permet d’avoir une vision globale de l’empreinte environnementale du produit ou service étudié en quantifiant son impact environnemental sur plusieurs indicateurs environnementaux et plusieurs milieux (air, eau, sol…).

Contrairement à une étude d’empreinte carbone qui est monocritère et se concentre uniquement sur un indicateur environnemental, l’ACV évalue les impacts sur plusieurs indicateurs, par exemple le réchauffement climatique, la toxicité sur les écosystèmes, l’eutrophisation des milieux aquatiques, etc.

 

 

Un impact environnemental désigne l’ensemble des modifications (qualitatives et quantitatives) qu’une activité (produit, service, organisation) génère sur l’environnement. Un impact est évalué à l’aide d’indicateurs environnementaux qui permettent de quantifier les effets sur l’environnement.

Les indicateurs ACV

Dans le cadre de la réalisation d’une étude, les indicateurs utilisés en ACV peuvent différer selon les méthodologies utilisées du fait de leur construction scientifique, leur périmètre, ou bien encore les effets qu’ils souhaitent montrer. Dans cet article, nous choisissons de nous focaliser sur les indicateurs définis dans le cadre de la méthodologie de la Commission européenne, la méthode Environmental Footprint.  En effet, cette méthode est aujourd’hui la plus utilisée dans les études que nous réalisons, ce qui permet de contribuer à une uniformisation des pratiques. Elle reste généraliste et couvre les impacts pertinents à la plupart des produits et services.

La méthodologie EF3.1 prend en compte ces indicateurs :

Changement climatique

Définition et effets :
L’indicateur du changement climatique, aussi appelé potentiel de réchauffement global, caractérise les émissions de gaz à effet de serre (GES : dioxyde de carbone CO2, méthane CH4, etc.) qui sont à l’origine du phénomène de réchauffement climatique.
L’influence d’un gaz dépend de sa capacité à absorber le rayonnement infrarouge de la Terre, de sa concentration, mais aussi de son temps de résidence ou de sa durée de vie dans l’atmosphère.
Bien que l’effet de serre soit un phénomène naturel, l’activité humaine contribue à émettre des GES en trop grande quantité par rapport à la capacité d’absorption de la planète, ce qui contribue au phénomène d’effet de serre additionnel.
Le changement climatique entraine de nombreux changements tels que par exemple l’augmentation de la fréquence et de l’intensité des extrêmes chauds, des précipitations extrêmes, des sécheresses ou bien encore l’augmentation de la proportion de cyclones et la diminution du manteau neigeux du pergélisol.

Principales sources :
Les principaux secteurs de génération de GES à l’échelle mondiale sont l’énergie (principalement avec la production d’électricité), le transport, l’industrie et la construction. Les émissions surviennent notamment lors de la combustion de combustibles fossiles tels que le charbon, le pétrole ou encore le gaz naturel.
Nous pouvons également citer l’influence de l’agriculture qui entraine des émissions de méthane (CH4) et de protoxyde d’azote (N2O), ou bien encore la déforestation qui joue également un rôle de par la libération dans l’atmosphère du dioxyde de carbone (CO2) initialement stocké.

Mesure de l’impact :
Le potentiel de réchauffement global (PRG) est le pouvoir réchauffant d’un gaz, rapporté au pouvoir réchauffant de la même masse de dioxyde de carbone sur une période donnée. Il est alors mesuré en kilogrammes d’équivalent de dioxyde de carbone : kg CO2 eq.,
Le CO2 étant considéré comme le gaz de référence pour le changement climatique, son potentiel de réchauffement global pour une durée de 100 ans est fixé à 1. Par exemple, si un gaz a un potentiel de réchauffement global de 30, alors l’effet de serre généré par 1 kg de ce gaz sur l’ensemble de sa durée de vie dans l’atmosphère est équivalent à l’effet de serre généré par 30 kg de CO2 sur 100 ans dans le cas de l’indicateur le plus courant, le PRG 100 (d’autres valeurs peuvent être utilisées comme le PRG 20 ou PRG 500). Dans ses rapports, le GIEC fournit et remet à jour régulièrement les valeurs de potentiel de réchauffement global des gaz en fonction de l’avancée des connaissances scientifiques sur le sujet.

Acidification

Définition et effets :

L’acidification est un phénomène résultant de l’émission de substances acidifiantes (oxyde d’azote NO, dioxyde de soufre SO2, ammoniac NH3, acide chlorhydrique HCl) dans l’environnement.

Ces substances réagissent en présence d’humidité en libérant des ions hydrogène (H+) et sont à l’origine du phénomène de pluies acides et modifient le pH des milieux, provoquant ainsi une dégradation des forêts, une acidification des lacs, un affaiblissement de la flore, ou encore une érosion des sols, etc.

Principales sources :

Les principales sources de substances acidifiantes sont l’agriculture (NH3), le raffinage du pétrole, l’utilisation et la combustion de combustibles fossiles soufrés et chlorés (procédés industriels, véhicules, incinération des ordures ménagères). Plus les combustibles contiennent du soufre, plus leur contribution à l’acidification est importante.

Mesure de l’impact :

L’impact potentiel des substances contribuant à l’acidification est converti en équivalent de moles d’ion hydrogène : mol H+ eq.

Eutrophisation - Marine

Définition et effets :

L’eutrophisation est un phénomène qui se manifeste lorsque des substances contenant de l’azote (N) ou du phosphore (P) sont rejetées dans les écosystèmes. L’eutrophisation marine est principalement due aux composés azotés qui représentent le facteur limitant de ce milieu.

Ces apports nutritifs favorisent la prolifération d’algues, la dégradation des milieux aquatiques, le blocage de la lumière, ou bien encore la diminution de la biodiversité (en effet, la prolifération d’algues entraine une consommation de l’oxygène disponible dans l’eau par celles-ci, et donc une mortalité de la faune aquatique dépourvue de cet oxygène).

L’eutrophisation marine est dépendante du contexte géologique avec des risques plus élevés dans les zones avec fonds peu profonds (température plus élevée, luminosité maximale, concentration en nutriments augmentée) et ayant un hydrodynamisme faible, car partiellement protégées de l’agitation marine (estuaires, etc.).

Principales sources :

Les émissions d’azote sont causées en grande partie par l’utilisation agricole d’engrais, mais aussi par les activités industrielles et domestiques (eaux usées, processus de combustion). Les apports en azote et phosphates des eaux marines littorales proviennent généralement des cours d’eau qui se déversent dans la mer.

Mesure de l’impact :

L’impact potentiel des substances contribuant à l’eutrophisation marine est converti en équivalent de kilogrammes d’azote : kg N eq.

Eutrophisation - Eau douce

Définition et effets :

L’eutrophisation est un phénomène apparaissant lorsque des substances contenant de l’azote (N) ou du phosphore (P) sont rejetées dans les écosystèmes. L’eutrophisation des eaux douces est principalement due aux composés phosphatés qui représentent le facteur limitant de ce milieu.

Ces apports nutritifs favorisent la prolifération d’algues, la dégradation des milieux aquatiques, le blocage de la lumière, ou bien encore la diminution de la biodiversité (en effet, la prolifération d’algues entraine une consommation de l’oxygène disponible dans l’eau par celles-ci, et donc une mortalité de la faune aquatique dépourvue de cet oxygène).

Principales sources :

Les sources les plus importantes d’émissions de phosphore sont l’utilisation agricole (engrais, déjections animales), les rejets industriels et domestiques notamment dans les stations d’épuration des effluents urbains et industriels (déjections, détergents, lessives, etc.).

Mesure de l’impact :

L’impact potentiel des substances contribuant à l’eutrophisation de l’eau douce est converti en équivalent de kilogrammes de phosphore : kg P eq.

Eutrophisation - Terrestre

Définition et effets :

L’eutrophisation est un phénomène qui se manifeste lorsque des substances contenant de l’azote (N) ou du phosphore (P) sont rejetées dans les écosystèmes. L’eutrophisation terrestre est principalement due aux composés azotés qui représentent le facteur limitant de ce milieu.

Ces nutriments provoquent une croissance de plantes spécifiques et limitent ainsi la croissance dans l’écosystème d’origine.

Principales sources :

Les sources les plus importantes d’émissions de phosphore sont l’utilisation agricole (engrais, déjections animales), les rejets industriels et domestiques notamment dans les stations d’épuration des effluents urbains et industriels (déjections, détergents, lessives, etc.).

Mesure de l’impact :

L’impact potentiel des substances contribuant à l’eutrophisation terrestre est converti en équivalent de moles d’azote : mol N eq.

Ecotoxicité - Eau douce

Définition et effets :

L’écotoxicité rend compte des impacts toxiques liés au rejet de polluants et de substances potentiellement toxiques pour le vivant sur un écosystème, et qui peuvent affecter des espèces ainsi que le fonctionnement de l’écosystème. 

Principales sources :

Certaines substances toxiques ont tendance à s’accumuler dans les organismes vivants et sont issues de multiples secteurs, tels que l’agriculture avec les émissions de produits phytosanitaires, les rejets industriels et domestiques notamment dans les stations d’épuration des effluents urbains et industriels (émissions de solvants chimiques, métaux lourds tels que le plomb ou encore le mercure, etc.).

Mesure de l’impact :

L’unité de mesure de l’écotoxicité en eau douce est l’unité toxique comparative pour les écosystèmes : CTUe (Comparative Toxic Unit).

Cette unité est basée sur le modèle USEtox (méthodologie spécifique sur les aspects écotoxicologiques et toxicologiques) et elle mesure l’effet toxique potentiel d’une substance sur les espèces en prenant en compte la concentration de la substance, le volume d’eau affecté et la durée d’exposition.

Appauvrissement de la couche d'ozone

Définition et effets :

La couche d’ozone stratosphérique située entre 10km et 50km autour de la Terre assure un rôle protecteur en nous protégeant des rayons ultraviolets dangereux (UV-B). Certains gaz utilisés par l’activité humaine entrainent une destruction des molécules d’ozone de la couche d’ozone de la stratosphère.

L’amincissement de la couche d’ozone augmente l’exposition aux rayonnements ultraviolets, entraînant des conséquences sur la santé humaine (cancers de la peau, affaiblissement de la réponse immunitaire) et sur les écosystèmes (réduction de la photosynthèse, conséquences sur les rendements agricoles, contribution au déclin des amphibiens, etc…).

Principales sources :

L’appauvrissement de la couche d’ozone est accentué par l’utilisation de certains gaz utilisés par l’activité humaine tels que les gaz chlorés et bromés à longue durée de vie (CFC, HCFC, halons), les gaz réfrigérants ou bien encore les retardateurs de flamme.

Mesure de l’impact :

Les impacts potentiels de toutes les substances pertinentes pour l’appauvrissement de la couche d’ozone sont convertis en leur équivalent en kilogrammes de trichlorofluorométhane, de sorte que l’unité de mesure est en kg CFC-11 eq.

Toxicité humaine - Cancer

Définition et effets :

Cet indicateur considère les impacts potentiels, via l’environnement, sur la santé humaine, liés à l’absorption de substances toxiques par inhalation d’air, ingestion d’eau et/ou d’aliments ou pénétration cutanée, dans la mesure où ils sont liés au cancer.

Mesure de l’impact :

L’unité de mesure est l’unité toxique comparative pour l’Homme : CTUh (Comparative Toxic Unit for humans). Cette unité est basée sur le modèle USEtox, une méthodologie spécifique sur les aspects écotoxicologiques et toxicologiques, et mesure l’augmentation estimée de la morbidité dans la population humaine totale par unité de masse d’une substance chimique émise (cas par kilogramme).

Toxicité humaine - Non cancer

Définition et effets :

Cet indicateur considère les impacts potentiels, via l’environnement, sur la santé humaine, liés à l’absorption de substances toxiques par inhalation d’air, ingestion d’eau et/ou d’aliments ou pénétration cutanée, dans la mesure où ils sont liés à des effets autres que le cancer et qui ne sont pas provoqués par des particules ou des substances inorganiques affectant les voies respiratoires ou des rayonnements ionisants.

Mesure de l’impact :

L’unité de mesure est l’unité toxique comparative pour l’Homme : CTUh (Comparative Toxic Unit for humans). Cette unité est basée sur le modèle USEtox, une méthodologie spécifique sur les aspects écotoxicologiques et toxicologiques, et mesure l’augmentation estimée de la morbidité dans la population humaine totale par unité de masse d’une substance chimique émise (cas par kilogramme).

Emissions de particules fines

Définition et effets :

Cet indicateur rend compte des effets nocifs pour la santé humaine des émissions de particules (PM) et de leurs précurseurs (par exemple NOx, SO2).

Plus les particules sont petites, plus elles sont dangereuses car elles peuvent pénétrer plus profondément dans les poumons et ainsi entrainer des maladies pulmonaires, des risques d’AVC, ou bien encore des infarctus.

Principales sources :

Les particules fines sont émises par plusieurs secteurs : industrie, agriculture, transports, combustions (bois, charbon, déchets…), etc.

Mesure de l’impact :

L’impact potentiel des substances inorganiques respiratoires est mesuré comme la variation de la mortalité due aux émissions de particules, et est converti en l’équivalent d’un kilogramme de particules d’un diamètre inférieur ou égal à 2,5 micromètres : kg PM 2,5 eq.

Rayonnements ionisants

Définition et effets :

L’exposition aux rayonnements ionisants (radioactivité) peut avoir des effets sur la santé humaine.

En effet, lorsque ces rayonnements touchent nos cellules, une mutation de celles-ci peut se produire, et donc un développement de maladies (selon la durée d’exposition et l’intensité : vomissement, stérilité, brûlures, cancers, etc.).

Principales sources :

Les rayonnements ionisants peuvent être issus de la radioactivité naturelle du milieu (radon, uranium dans le sol, etc.), des rejets de l’activité nucléaire ou bien encore des examens médicaux.

Mesure de l’impact :

L’impact potentiel sur la santé humaine de différents rayonnements ionisants est converti en équivalent de kilobequerels d’uranium 235 : kBq U235 eq.

Formation d'ozone photochimique

Définition et effets :

L’ozone photochimique, aussi appelé smog (contraction de « smoke » signifiant fumée et « fog » signifiant brouillard), est la formation d’ozone (O3) dans la troposphère (partie de l’atmosphère terrestre située au plus proche de la surface du globe jusqu’à une altitude d’une dizaine de kilomètres).

Contrairement à l’ozone présente en haute altitude et ayant une fonction protectrice en empêchant les UV de pénétrer dans l’atmosphère, l’ozone formée en basse altitude a des effets néfastes sur la santé humaine (problèmes respiratoires, irritations) et sur la flore et la faune.

Principales sources :

L’ozone photochimique se forme après réaction d’oxydes d’azote (rejet des véhicules thermiques) ou bien des composés organiques volatils (agriculture, industrie, solvants : ex formaldéhyde, propane) avec le rayonnement solaire.

Mesure de l’impact :

L’impact potentiel des substances contribuant à la formation d’ozone photochimique est converti en l’équivalent en kilogrammes de composés organiques volatils autres que le méthane : kg NMVOC eq (non-methane volatile organic compounds).

Epuisement des ressources – Minéraux et métaux

Définition et effets :

Cet indicateur évalue la baisse de disponibilité du total des ressources extractibles en minéraux et en métaux et rend compte du fait que l’extraction des ressources aujourd’hui obligera les générations futures à extraire moins de ressources ou des ressources différentes.

Mesure de l’impact :

La quantité de matériaux contribuant à l’épuisement des ressources est convertie en équivalent de kilogrammes d’antimoine : kg Sb eq (incidence de l’extraction de 1 kg d’une matière sur les stocks existants, comparé à celle de 1 kg d’antimoine).

Epuisement des ressources – Fossiles

Définition et effets :

La Terre contient une quantité finie de ressources non-renouvelables, telles que les combustibles fossiles comme le charbon, le pétrole et le gaz naturel. Cet indicateur évalue la baisse de disponibilité du total des ressources extractibles en combustibles fossiles et rend compte du fait que l’extraction des ressources aujourd’hui obligera les générations futures à extraire moins de ressources ou des ressources différentes.

Mesure de l’impact :

La quantité de matériaux contribuant à l’utilisation des ressources fossiles est convertie en Mégajoules (MJ).

Epuisement des ressources – Eau

Définition et effets :

Le prélèvement d’eau douce dans les lacs, les rivières ou les eaux souterraines contribue la raréfaction de la disponibilité de l’eau par zone dans un bassin hydrographique.

Principales sources :

Les principales causes d’épuisement sont : l’agriculture (irrigation), l’industrie (refroidissement des centrales thermiques), les usages domestiques.

Mesure de l’impact :

La catégorie d’impact tient compte la disponibilité ou la rareté de l’eau dans les régions où l’activité a lieu si cette information est connue. L’impact potentiel est exprimé en mètres cubes (m3) d’utilisation de l’eau liée à la rareté locale de l’eau.

Utilisation des sols

Définition et effets :

Cet indicateur évalue l’utilisation et la transformation des terres en conséquence de plusieurs types d’activités : agriculture, sylviculture, étalement urbain (logement), développement réseau routier, exploitation minière, etc. Les impacts peuvent varier et inclure la perte d’espèces, la teneur en matière organique du sol ou la perte du sol lui-même (érosion).

Mesure de l’impact :

Il s’agit d’un indicateur composite mesurant les impacts sur quatre propriétés du sol (production biotique, résistance à l’érosion, régénération des eaux souterraines et filtration mécanique), exprimé en Points (Pts).

Comparaison avec une étude monocritère

Les études monocritère se focalisent sur l’étude d’un seul indicateur : indicateur du changement climatique dans le cas d’un bilan carbone ou d’une empreinte carbone ; indicateur de l’épuisement de la ressource eau dans le cas d’une empreinte eau, etc.

Info : les bilans réalisés à partir de la « base Empreinte » sont appelés « Bilans GES » (BEGES). Les BEGES sont applicables aux entreprises (obligatoire sous certaines conditions) mais pas aux produits et services.

Le principal avantage d’une étude multicritère réside dans le fait de la quantification de plusieurs impacts pertinents pour le produit et donc la possibilité d’évaluer des réductions sur plusieurs indicateurs. En effet, là où un bilan carbone peut permettre d’évaluer les impacts des émissions de gaz à effet de serre d’un produit, il ne permet pas d’apporter des éléments quant à la toxicologie de celui-ci, ou bien encore quant à l’épuisement des ressources. En fonction de la typologie de produit, cela peut amener à passer à côté de la principale problématique du produit.
Il est important de souligner qu’un produit aura toujours des impacts sur plusieurs indicateurs. Très souvent, un seul flux pourra contribuer à différents impacts, par exemple le trichloréthylène émis dans l’air se transforme rapidement sous l’effet des photons du soleil en CO2 et HCl. Il contribue ainsi à l’effet de serre et à l’acidification atmosphérique.

Cette vision globale d’une étude multicritère permet également de définir la pertinence environnementale d’une solution en s’assurant qu’il n’y ait pas de transfert d’impacts entre les indicateurs. Cela est notamment important lors de la comparaison de deux systèmes ou dans le cas d’une étude d’éco-conception.

En effet, il est possible que la modification des matériaux d’un produit entraine une diminution sur l’impact du changement climatique, mais une augmentation sur d’autres indicateurs.

Pour aller plus loin

Vous voulez en savoir plus sur les indicateurs ACV, rendez-vous sur les différentes sources utilisées pour réaliser cet article

Life Cycle Assessment & the EF methods – European Commission

Potentiel de réchauffement global — Wikipédia

Répartition sectorielle des émissions de CO2 dans le monde | Chiffres clés du climat 2022

Obscure impacts demystified: Ecotoxicity – PRé Sustainability

What are the units of characterization factors in USEtox? | USEtox®

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RECOMMANDATION (UE) 2021/2279 DE LA COMMISSION du 15 décembre 2021relative  à  l’utilisation  de  méthodes  d’empreinte  environnementale  pour  mesurer  et  indiquer  la performance environnementale des produits et des organisations sur l’ensemble du cycle de vie

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