Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article fait suite à la présentation du contexte et de la méthodologie d'écoconception en génie électrique. A travers quelques exemples d’études issues de l’état de l’art, cette partie propose des illustrations des approches d’Analyse sur cycle de vie (ACV) et d’éco-optimisation dans le domaine du génie électrique. Il s’agira, en particulier, d'analyser des comparaisons entre impacts environnementaux des matériaux, ou composants utilisés dans les systèmes électriques ou électroniques de puissance.
Enfin, un exemple d’écodimensionnement d’une machine électrique est présenté, montrant que, dans certains contextes, favoriser le rendement de fonctionnement est contraire à la minimisation des impacts.
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This article follows the presentation of the context and methodology of ecodesign in electrical engineering. Through a few examples of state-of-the-art studies, this part offers illustrations of Life Cycle Assessment (LCA) and eco-optimization approaches in the field of electrical engineering. In particular, comparisons are made of the environmental impact of materials and components used in electrical and power electronics systems.
Finally, an example of eco-sizing of an electrical machine is presented, showing that in certain contexts, favoring operating efficiency is contrary to minimizing impacts.
Auteur(s)
-
Hamid BEN AHMED : Enseignant-chercheur – Département de mécatronique - ENS Rennes, laboratoire SATIE
-
Briac BAUDAIS : Ingénieur en Génie électrique, doctorant - ENS Rennes, laboratoire SATIE
-
Gurvan JODIN : Enseignant-chercheur – Département de mécatronique - ENS Rennes, laboratoire SATIE
INTRODUCTION
Bien que relativement confidentielles, quelques études ACV de composants du génie électrique sont publiées soit par des industriels, soit par des académiques. Un état des lieux spécifique pour l’électronique de puissance est proposé dans une publication par les membres d’un groupe de travail dénommé « Convertisseurs électroniques de puissance plus soutenables (CEPPS) » du GDR SEEDS.
Dans cet article, nous allons illustrer un certain nombre d’études issues de la bibliographie. Nous commencerons par des exemples liés aux matériaux du génie électrique, puis des exemples relatifs à quelques dispositifs électriques. Les premiers exemples se limitent à la phase de fabrication (hors usage). La phase d’utilisation est liée aux conditions d’utilisation et donc très spécifique à l’exemple traité, c’est-à-dire peu généralisable.
L'expertise technique et scientifique de référence
MOTS-CLÉS
écoconception impacts environnementaux analyse cycle de vie ACV ICV inventaire sur cycle de vie circularité systèmes électriques
KEYWORDS
ecodesign | environmental impacts | live cycle impact assessment | LCA | LCI | life cycle inventory | circularity | power systems
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Eco-optimisation du dimensionnement d’un moteur pour domotique
En anglais
4. ACV de quelques systèmes énergétiques
4.1 ACV des moteurs électriques à aimants permanents
Ici, il s’agit d’une étude ACV complète d’un moteur électrique synchrone à aimants permanents (PMSM) pour véhicules électriques . Dans la référence précitée, trois options de moteur électrique ont été comparées dans l’étude : (1) un PMSM équipé d’aimants Nd(Dy)FeB, (2) un PMSM équipé d’aimants SmCo5, et (3) un moteur synchrone-réluctant (SynRM) assisté par aimants permanents de type céramiques en Sr-ferrite.
Un certain nombre de paramètres de performance ont été maintenus constants entre les solutions comparées : tous les moteurs peuvent fournir et gérer le même décollage (c’est-à-dire la même capacité à fournir un couple pour l’accélération de 0 à 50 km/h en 3,2 à 3,3 s pour toutes les options), la vitesse maximale (145 km/h) et les points de fonctionnement du cycle de conduite choisi pour l’évaluation de l’efficacité énergétique en phase d’utilisation : le « cycle d’essai mondial harmonisé pour la conduite de véhicules utilitaires légers » (WLTC).
Cependant, les machines ont été autorisées à différer en termes de performances d’accélération au-delà de la vitesse de base nominale, et elles présentent des puissances nominales de pointe légèrement différentes : 100 kW pour le PMSM Nd(Dy)FeB, 97 kW pour le PMSM SmCo5 et 95 kW pour le SynRM Sr-ferrite assistée par PM.
L’unité fonctionnelle est un kilomètre parcouru. Chaque moteur répondant aux paramètres de performance susmentionnés a été supposé résister à une distance totale de 200 000 km sur le cycle de conduite sélectionné (le WLTC) pendant...
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ACV de quelques systèmes énergétiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FANG (L.), TURKBAY ROMANO (T.), RIO (M.), MELOT (J.), CREBIER (J.C.) - L’apport des normes et de la réglementation pour la soutenabilité en électronique de puissance. - Symposium de génie électrique, SGE 2023, Lille (2023).
-
(2) - HERIBERT (J.) - Mise en application réussie de la directive ErP. - Eaton, Livre blanc Directive ErP 2009/125/CE (2014).
-
(3) - SPHERA - Electronics in LCA and Life Cycle Thinking of Electronics, Hot Spots and Lessons (to be) Learned. - SICT, Belgique, Sphera (2020). http://PowerPoint-Präsentation (sictdoctoralschool.com)
-
(4) - HERRMANN (C.), SPIELMANN (M.) - Methods and Overview on Activities on Carbon Footprints. - Electronic Goes Green, Berlin (2008).
-
(5) - WOLFOVA (M.), ESTOKOVA (A.), ONDOVA (M.), MONOKOVA (A.) - Comparing of the external bearing wall using three cultural perspectives in the life cycle impact assessment. - IOP Conference Series : Materials Science and Engineering, 385, p. 012064, 10.1088/1757-899X/385/1/012064 (2018).
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
1.1 Entreprises proposants des bases de données ACV
AccessCCUS – Site web à l’initiative de l’université du Michigan (USA) https://assessccus.globalco2initiative.org/lca/databases/
Ademe – Base Empreinte® https://base-empreinte.ademe.fr/
CODEE – Conception développement durable environnement Un département du LCIE https://codde.fr/
Écoinvent https://ecoinvent.org/
EPLCA https://eplca.jrc.ec.europa.eu/ELCD3/
Sphera – GaBi Database https://sphera.com/product-sustainability-gabi-data-search/
WEE-LCI – Base de données LCI de l’écosystème https://weee-lci.ecosystem.eco/
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