Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
L'intégration de l'environnement dans les prises de décision nécessite la collecte, le traitement et la communication efficace de nouvelles informations. Dans cette optique, des méthodes comme l'analyse de flux de matière et d'énergie ou l'analyse de cycle de vie ont été élaborées. Cet article présente l'un des outils mis à la disposition des ingénieurs pour mener à bien ces démarches : le logiciel Umberto®. Après un rappel des principes analytiques sous-jacents, le fonctionnement de base du logiciel est décrit. Les fonctionnalités avancées et potentialités évolutives sont ensuite détaillées.
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Integrating the environment into decision-making processes requires the collection, treatment and efficient communication of new information. Within this context, methods such as the analysis of flows of matter and energy or life-cycle analysis have been developed. This article presents one of the tools available to engineers in order to carry out these approaches: the Umberto ® software. After a presentation of the underlying analytical principles, the basic operation of the software is described. Advanced functionalities and prospects of evolution are then detailed.
Auteur(s)
-
Célian COLON : Ingénieur conseil écoconception et écologie industrielle EVEA
-
Samuel CAUSSE : Ingénieur conseil ACV et écoconception EVEA
INTRODUCTION
Quel que soit le système sur lequel l'ingénieur travaille, ce dernier a besoin d'outils pour le comprendre, le modéliser, le tester et l'optimiser. Tout système peut être décrit comme constitué d'un support matériel structuré, traversé par des flux de matière, d'énergie, d'information et de monnaie. Cette structure et ces flux permettent au système de remplir certaines fonctions. L'une des méthodes d'analyse la plus générale consiste donc à étudier la manière dont les flux transitent entre les différents compartiments du système, et en quoi cette dynamique influence son comportement.
Cette approche, très générale, a été déclinée de différentes façons suivant les secteurs d'activité. Elle fait, par exemple, partie intégrante de l'ingénierie des procédés et de la chimie, mais se retrouve également en agronomie, voire plus récemment en urbanisme. À partir des années 1970, les préoccupations environnementales croissantes ont donné un nouveau souffle à cette approche. Elle est apparue comme une étape indispensable pour comprendre, mesurer et gérer les impacts d'un système, quel qu'il soit, sur son environnement. Elle a permis d'apporter des éléments de réponses aux questions relatives à l'épuisement des ressources naturelles non renouvelables, à la dispersion des polluants dans l'environnement (air, eau et sol), ou plus généralement à la durabilité à long terme des activités économiques. Sa méthodologie a été revue et généralisée et sa dénomination, dans le milieu des sciences de l'environnement, est devenue « analyse de flux de matière et d'énergie », ou AFME. Parfois artificiellement opposée à d'autres méthodes, comme l'analyse de cycle de vie (ACV), l'AFME constitue en fait la brique de base de la plupart des études environnementales.
Umberto® est un logiciel spécialement conçu pour réaliser des AFME, certaines versions incluant également des fonctions approfondies d'ACV, d'analyse de coût, et de réalisation d'empreinte carbone. Plus généralement, cet outil s'inscrit dans des démarches :
-
d'amélioration de l'efficacité matérielle ou énergétique (appelée « éco-efficacité ») d'une grande variété de systèmes industriels (processus de production, site industriel, etc.) et d'optimisation des coûts ;
-
de prévention de la pollution (émissions de gaz polluants, d'effluents, production de déchets) ;
-
d'évaluation environnementale de produits ou de services (ACV) et d'écoconception ;
-
d'évaluation environnementale à l'échelle d'une entreprise (construction et suivis d'indicateurs d'éco-efficacité, préparation de rapports développement durable, etc.) ou d'un territoire.
Le présent article rappelle les principes généraux de l'AFME et montre en quoi Umberto® assiste l'ingénieur dans ce type de démarches. Les fonctionnalités basiques et avancées du logiciel sont ensuite présentées et commentées.
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MOTS-CLÉS
Outil de modélisation Analyse de flux de matières et d’énergie Analyse de cycle de vie Ingénierie environnementale éco-efficacité
KEYWORDS
Modeling tool | Material and Energy Flow Analysis | Life Cycle Analysis | Environmental engineering | eco-efficiency
DOI (Digital Object Identifier)
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Réalisation d'une AFME simple avec Umberto®
En anglais
1. AFME : méthode générale d'analyse des systèmes
1.1 Principes de l'AFME
L'analyse de flux de matière et d'énergie consiste à étudier la manière dont la matière (incluant l'eau), l'énergie, voire l'information et la monnaie, traversent un système, préalablement rigoureusement défini dans le temps et l'espace. L'AFME cherche en outre à établir des liens entre :
-
les caractéristiques des différentes parties du système ;
-
la structure du système ;
-
la dynamique de ses flux ;
-
et le comportement global du système (fonctions remplies, notion de performance, de stabilité, de résilience, etc.).
L'AFME implique donc la construction d'un modèle conceptuel du système étudié, composé de processus, de stocks et de flux, qui met en cohérence des données et permet de tester des hypothèses.
Le principe physique supportant l'AFME est la loi de conservation de l'énergie et de la masse. Elle permet le calcul des transferts de flux entre les différents compartiments du système.
L'une des grandes forces de l'AFME est de rendre visibles et explicites des informations qui peuvent être facilement ignorées, parfois malgré leur évidence. La loi de conservation de la masse et de l'énergie oblige en effet sans cesse à se poser la question de l'origine et du devenir des flux. Une AFME facilite ainsi la mise en lumière de certains phénomènes souvent négligés : la production de déchets, la perte de chaleur, la dispersion de substances dans l'environnement, etc.
HAUT DE PAGE1.2 Domaines d'application
L'AFME n'est pas spécifique à un secteur d'activité : toute industrie, commerce ou service peut l'utiliser. Depuis les années 1990, l'AFME est notamment promue par la communauté scientifique de l'écologie industrielle, qui y voit une méthode d'analyse systémique des réseaux industriels et des territoires ...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BRUNNER (P.H.), RECHBERGER (H.) - Practical Handbook of Material Flow Analysis. - Lewis Publishers (2004).
-
(2) - ERKMAN (S.) - Vers une Écologie Industrielle. - MAYER (C.L.), 2e éd. (2004).
-
(3) - BRINGEZU (S.) - Industrial ecology and material flow analysis. - In : Perspectives on industrial ecology, BOURG (D.), ERKMAN (S.) (eds.), Greenleaf Publishing, p. 20-35 (2003).
-
(4) - WOLMAN (A.) - The metabolism of cities. - Scientific American, 213(3), p. 179-190 (1965).
-
(5) - WEIDEMA (B.P.), WESNAES (M.S.) - Data quality management for life cycle inventories – an example of using data quality indicators. - Journal of Cleaner Production, 4, p. 167-174 (1996).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Ifu Hamburg GmbH et Ifeu – Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH 2011 Umberto for Eco-efficiency (version 5.6), [Logiciel] ifu Hamburg GmbH, Max-Brauer-Allee 50, 22765 Hamburg, Allemagne
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Ifu Hamburg GmbH Software for Life Cycle Assessment (LCA), Energy Management and Material Efficiency for optimizing operational processes. http://www.umberto.de (page consultée le 14 décembre 2012)
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Atelier en anglais : Umberto User Workshop, a lieu tous les ans en Allemagne en septembre. http://www.umberto.de/en/workshop/
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