Méthodes de calcul des impacts potentiels
Les résultats de mesure des critères inventoriés étant la plupart du temps de longues listes d'émissions, de ressources consommées et parfois d'autres produits, leur interprétation s'avère souvent difficile. Ainsi, les méthodes de calcul des impacts ont pour objectif d'aider à l'interprétation de ces données. Les méthodes les plus courantes en Europe sont Eco-Indicator 99, Impact 2002+, CML 2000 et ReCiPe.
On distingue alors deux catégories de méthodes de calcul des impacts potentiels en fonction de leur positionnement sur la chaîne des causes à effets : la méthode orientée-problèmes et la méthode orientée-dommages.
La méthode orientée-problèmes (problem oriented method ou midpoint approach)
Avec cette méthode, les données récoltées suite aux mesures des critères inventoriés sont regroupées dans des catégories intermédiaires (midpoints) situées au début de la chaîne de cause à effet dans le but de limiter les incertitudes sur l'interprétation finale.
Un indicateur intermédiaire caractérise les flux élémentaires et autres interventions environnementales qui contribuent au même impact. Les résultats sont alors exprimés en masse équivalente de la substance étudiée par rapport à une substance de référence. Par exemple, la toxicité pour l'humain est quantifiée en kgeq de chloroethylène par rapport à l'air.
La méthode orientée-dommages (damage oriented method ou endpoint approach)
Cette méthode permet de mettre plus clairement en évidence l'impact potentiel, mais l'interprétation finale est entachée de plus d'incertitudes qu'avec la méthode orientée-problèmes car la méthode consiste à considérer les impacts potentiels jusqu'au bout de la chaîne de cause à effet d'où une addition d'incertitudes.
Un indicateur de dommage est le résultat d'une modélisation quantitative d'un changement qualitatif, grâce à l'utilisation de coefficients de dommage associés à chaque substance de référence. On considère avec cette méthode un horizon temporel des impacts théoriquement infini.
Une étape de normalisation est dans les deux cas préférable pour faciliter l'interprétation. Ainsi, l'unité d'un facteur intermédiaire ou dommage normalisé est le nombre équivalent de personnes affectées pendant une année par unité d'émission de la substance de référence considérée.
Eco-Indicator 99
Cette méthode orientée-dommages est l'une des méthodes de mesure des impacts environnementaux les plus utilisées dans les ACV. Son originalité est de donner un résultat avec un score unique.
Trois différentes catégories de dommages sont considérés avec cette méthode de calcul :
- les dommages sur la santé humaine , mesurés en Disability Adjusted Life Years (DALY)
- les dommages sur la qualité de l'écosystème, mesurés en Potentially Disappeared Fraction (PDF) ensuite multiplié par l'aire du territoire étudié et par la période sur laquelle on veut considérer l'impact (court ou long terme) pour obtenir le dommage total.
- les dommages sur les ressources, mesurés en surplus d'énergie qui sera nécessaire dans le futur pour compenser la perte due au cycle de vie du produit étudié.
Pour prendre en compte le fait qu'un dommage n'est pas considéré de la même importance suivant les individus, trois perspectives différentes ont été développées et qui diffèrent donc en fonction de la pondération des différents dommages :
- perspective hiérarchique : la santé humaine et la qualité de l'écosystème pèsent pour 40% dans le résultat final
- perspective égalitaire : la qualité de l'écosystème compte pour la moitié du résultat final
- perspective individualiste : la santé humaine est le facteur de la plus important
Cette pondération démontre l'importance des préférences sociales et la normalisation finale des résultats est dépendante de la perspective choisie.
Site internet : PRé – product ecology consultants
Eco-indicator 99 impact assessment method for LCA
Article scientifique : Mark Goedkoop, Renilde Spriensma. "The Eco-Indicator 99. A damage oriented method for Life Cycle Impact Assessment", 17 avril 2000.
CML 2000
L'une des méthodes orientées-problèmes les plus reconnues et les plus utilisées en Europe.
Site internet : Universiteit Leiden – Institute of Environmental Science (CML)
IMPACT 2002+
Cette méthode combine les deux types d'approches méthodologiques puisqu'elle se veut être la combinaison entre les méthodes IMPACT 2002, Eco-Indicator, CML 2000 et IPCC. Ainsi, les 14 catégories intermédiaires considérées par la méthode IMPACT 2002+ sont adaptées de celles d'Eco-Indicator 99 et de CML 2000 (cf schéma ci-contre). De plus, le risque toxicologique cumulé et l'impact potentiel associé d'une masse donnée de substance chimique émise dans l'environnement est déterminé à partir de l'outil IMPACT 2002.
Image : IMPACT 2002 (IMPact Assessment of Chemicals Toxics, version 2002)
Ce modèle de toxicité (toxicity model) estime les risques toxicologiques cumulés et les impacts potentiels associés aux émissions de plus d'un millier de matières chimiques (organiques ou métaux) à une échelle régionale et mondiale. De plus, une distinction est opérée entre l'effet sur l'écosystème et l'effet sur l'humain.
Ainsi, avec la méthode IMPACT 2002+, tous les points intermédiaires sont exprimés à partir d'une substance de référence et reliés aux quatre catégories de dommages :
- les dommages sur la santé humaine
- les dommages sur la qualité du l'écosystème
- les dommages sur le changement climatique
- les dommages sur les ressources
Ces dommages sont évalués à un horizon de 500 ans.
Site internet : University of Michigan – Risk Science Center -
Risk and Impact Modeling: IMPACT 2002+
Article scientifique : Olivier Jolliet, Manuele Margni, Raphaël Charles, Sébastien Humbert, Jérôme Payet, Gerald Rebitzer and Ralph Rosenbaum (Industrial Ecology & Life Cycle Systems Group, GECOS, Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL), Lausanne, Switzerland). "IMPACT 2002+: A New Life Cycle Impact Assessment Methodology", The International Journal of Life Cycle Assessment, 2003, n°8, vol.6, p.324-330.
ReCiPe
Cette méthode se veut être une amélioration de CML 2000 et Eco-Indicator 99 et donc une combinaison des approches orientée-problèmes et orientée-dommages. Elle considère 18 indicateurs intermédiaires et 3 indicateurs finaux (ceux d'Eco-Indicator 99).
Site internet : ReCiPe
Situation dans le cadre de la controverse sur les ACV
On constate donc après cette brève revue des méthodes de calcul des impacts potentiels qu'il existe une très grande diversité des approches et des méthodes pouvant donner lieu à des variations entre résultats issus des différentes méthodes jusqu'à 20%.
Cependant, on ne peut pas réellement considérer que ces méthodes sont à la base d'une sous-controverse très active à celle des ACV. On considérera plutôt qu'il existe une absence de consensus face à ce problème.
Selon l'ingénieur agronome à l'INRA Benoît Gabrielle (cf. Chercheurs) s'il n'existe pas vraiment de consensus c'est parce que, pour l'instant, les équivalences se basent sur le forçage radiatif alors que l'on peut à la place considérer que ce n'est plus la puissance mais la température réelle qui importe. Alors, les résultats sont différents, d'autant plus que les coefficients de caractérisation des impacts sont aussi en perpétuelle évolution.
De même, une étude qui a par exemple comparé Eco-Indicator 99, CML et Impact 2002+, a constaté des différences significatives dans les résultats concernant les impacts toxiques sur l'écosystème ou sur l'eutrophisation.
On peut également souligner le problème lié à l'absence de prise en compte de certains facteurs tels que le bruit ou la toxicité de certains métaux encore peu connue. L'ingénieur bioressource Bruno Gagnepain de l'ADEME (cf. ADEME) souligne d'ailleurs qu'il existe des incertitudes sur les nouveaux facteurs d'impacts pris en compte, comme l'eutrophisation des milieux naturels, ainsi que toutes les conséquences nouvellement prises en compte en plus du bilan énergétique, notamment parce qu'il est difficile de trouver des situations de référence, sans biocarburants, dans le cas où l'on utiliserait exclusivement les carburants fossiles.
En savoir plus
Site internet :
Earthshift - SimaPro Impact Assessment Methods
Article scientifique :
Hubert Halleux, Stéphane Lassaux, Albert Germain (Université de Liège, Laboratory of Industrial chemistry, Belgium), Comparision of Life Cycle Assessment methods, application to a wastewater treatment plant, Proceeding of LCE, 2006.
