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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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Célian COLON : Ingénieur conseil écoconception et écologie industrielle EVEA
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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 :
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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 ;
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de prévention de la pollution (émissions de gaz polluants, d'effluents, production de déchets) ;
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d'évaluation environnementale de produits ou de services (ACV) et d'écoconception ;
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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
DOI (Digital Object Identifier)
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AFME : méthode générale d'analyse des systèmes
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6. Conclusion
De par ses soubassements théoriques inspirés des réseaux de Petri, Umberto® permet d'élaborer des modèles d'AFME de systèmes infiniment divers. Ses fonctionnalités de modélisation permettent d'aborder des systèmes complexes, à différents niveaux d'agrégations, et de prendre en compte des phénomènes non linéaires. Umberto® peut servir à la modélisation de cycles de vie de produits et de services, de procédés et de sites industriels, de chaînes logistiques ainsi que de territoires.
Dans le logiciel, ces modèles de flux servent de bases à des analyses techniques (optimisation de procédés), économiques (analyses de coûts) et environnementales (comme l'ACV et l'empreinte carbone), facilitées par l'intégration de bases de données d'ICV. Ces différentes analyses permettent l'identification des pistes d'amélioration des performances énergétiques et environnementales et de réduction de coût. Le logiciel est également ouvert à des technologies lui permettant de communiquer avec d'autres outils. L'intégration à un environnement logiciel permet de faciliter la mise en commun de données et le reporting, et permet à une entreprise d'intégrer ces analyses de manière permanente dans ses prises de décisions.
Enfin, Umberto® est un logiciel régulièrement mis à jour pour intégrer les fréquentes innovations de méthodologies d'analyses environnementales, et en particulier d'ACV (modélisation du recyclage, ACV conséquentielle, ACV sociale, etc.), permises notamment par l'évolution des bases de données qui les étayent (localisation spatio-temporelle des données de flux, prise en compte des incertitudes, etc.).
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BRUNNER (P.H.), RECHBERGER (H.) - Practical Handbook of Material Flow Analysis. - Lewis Publishers (2004).
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(2) - ERKMAN (S.) - Vers une Écologie Industrielle. - MAYER (C.L.), 2e éd. (2004).
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(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).
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(4) - WOLMAN (A.) - The metabolism of cities. - Scientific American, 213(3), p. 179-190 (1965).
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(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
HAUT DE PAGE
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)
HAUT DE PAGE
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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