Bibliographie & annexes
Présentation
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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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Lire l’articleAuteur(s)
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Hamid BEN AHMED : Enseignant-chercheur – Département de mécatronique - ENS Rennes, laboratoire SATIE
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Briac BAUDAIS : Ingénieur en Génie électrique, doctorant - ENS Rennes, laboratoire SATIE
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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.
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MOTS-CLÉS
écoconception impacts environnementaux analyse cycle de vie ACV ICV inventaire sur cycle de vie circularité systèmes électriques
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ACV de quelques systèmes énergétiques
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3. Impacts des principaux composants en électronique de puissance
3.1 Conséquences sur la fabrication des cartes électroniques et principaux composants
La figure 5 représente les impacts environnementaux liés aux cartes de commande (1 carte de commande rapprochée et 1 carte logique) d’un onduleur de voiture électrique de 150 kW . L’ACV de l’onduleur entier est présenté au paragraphe 3.2. La carte de commande rapprochée a une surface de 150 cm2 et la carte logique de 70 cm2. Le tableau 3 montre les différentes masses totales des sous-parties présentes sur les PCB. D’après la figure 5, pour les différents impacts environnementaux, les circuits intégrés et le matériau FR4 (composite de résine époxyde renforcé de fibre de verre), avec les pistes de cuivre, sont les principaux hotspots avec respectivement ≈ 50 % et ≈ 20 % des impacts.
HAUT DE PAGE3.2 ACV d’un onduleur IGBT pour véhicule électrique
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Impacts des principaux composants en électronique de puissance
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).
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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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