Du choix des matériaux à l'éco-conception

Coopérative Mu, société coopérative de production - 521 744 912 RCS PARIS

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A G E N C E D ’ É C O - C O N C E P T I O N

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Du choix des matériaux à l'éco-conception

Mu pour les Ateliers Innovations Responsables

Mu, agence d’éco-conception

14, rue Soleillet – BL17 - 75020 Paris

Tel. : +339 53 48 40 14

@: [email protected]

www.cooperativemu.com

Les enjeux associés aux matériaux

Étude qualitative

La place du matériau dans l’éco-conception

Introduction

Les outils de sélection matériaux

Conclusion

Tentative de définition de l’ "éco-matériau"

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0/fr/

mailto:[email protected]

http://www.cooperativemu.com/




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Présentation de Mu

L’objet de la coopérative est de coupler l’ingénierie de l’environnement au design

industriel

Mu accompagne ses clients depuis l’idée du produit jusqu’à sa commercialisation

Mu est une agence d'éco-conception. Nous accompagnons nos clients

à transformer leurs idées de produits en écoproduits innovants.





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Le matériau, un enjeu de conception

Le matériau comme réponse aux contraintes techniques du produit.





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Durapulp Lampe W101

Le matériau, un enjeu de conception

Le matériau comme point de départ à la création du produit.





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Environ 25% des impacts de la consommation en Europe sont associés

à la production et à la fin de vie des matériaux.

Impacts de la

production et du

traitement en fin de vie

des matériaux

Autres sources

d’impacts

environnementaux

Répartition des impacts

environnementaux en Europe (EU 15)

Le matériau, un enjeu environnemental

Estimations à partir de l’étude « Assessing the environmental potential of clean material technologies, European Commission, JRC, Octobre 2002 »





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Si le secteur de la construction est le premier consommateur de

matériaux, l’enjeu environnemental concerne plusieurs secteurs.

Matériaux de construction

Véhicules Autres produits manufacturés

Emballages

Répartition des impacts environnementaux des

matériaux par secteur en Europe (EU 15)*







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•Substances cancérigènes

•Problèmes respiratoires

•Changement climatique

•Radiations

•Raréfaction de la couche d’ozone

Dommage sur la santé humaine

•Ecotoxicité

•Acidification / Eutrophisation

•Occupation des terres

Dommage sur les écosystèmes

• Raréfaction des ress. fossiles • Raréfaction des ress. minérales

Dommage sur les ressources

Les matériaux contribuent significativement à plusieurs impacts.

La mise en œuvre des meilleures pratiques peuvent permettre de

réduire la plupart de ces impacts à l’horizon 2030.







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Exemples d’appels à projets et projets en cours

Appel à projet européen 2008-2013 ; 5

domaines prioritaires dont :

• Recyclage des matériaux

• Matériaux de construction durable

• …

Échelle

européenne

Échelle

nationale

Échelle

régionale

Programme visant à définir une méthode

d’ACV ; 5 pays participants :

• « Développer et promouvoir les

Éco-matériaux pour la

construction »

Appel à projet depuis 2011 « Matériaux et procédés pour des produits performants » ;

4 thématiques dont :

• Matières premières : économie, substitution, réduction de l’impact environnemental

• Matériaux et fonctionnalités pour des produits performants

• …

Appel à projet 2013

« J’innove dans les matériaux : produits

et procédés innovants durables »

Opération collective : « Intégration des

biomatériaux dans les PME

franciliennes »

La réduction des impacts environnementaux des matériaux constituent

un axe important de recherche et développement.

Le matériau, un enjeu d’innovation





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La réduction des impacts environnementaux des matériaux constituent

un axe important de recherche et développement. Filières concernées : Plasturgie, Chimie Environnement, Caoutchouc et Polymères, Agro ressources,

Textiles et matériaux souples, Métaux, Eco Industries, Matériaux Innovants,

Exemples de pôles de compétitivité et clusters

Le matériau, un enjeu d’innovation





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Étude qualitative


Introduction


Conclusion






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Étude qualitative

Étude qualitative

•Sur la base d’entretiens d’environ 30-45 minutes

Sujet de l’étude

•Perceptions de ce qu’est un "éco-matériaux"

•Liens perçus entre "éco-matériau" et éco-conception

•Retours d’expériences sur les "éco-matériaux " (bénéfices, freins et moteurs)

Cibles

• 22 personnes, plutôt sensibilisées à l’éco-conception

•Différentes types d’entités représentées

•Différents métiers, en relation avec le développement de produits

+

Réalisation d’une étude qualitative avec l’université Descartes autour

de la notion d’ "éco-matériaux" d’octobre 2012 à février 2013.

Master 1 de « Sociologie d'enquête, parcours consommation et communication »





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Perceptions de ce qu’est un "éco-matériau" *

Définition de l’ "éco-matériau"

Ca n'existe pas!

Un matériau

renouvelable

*Commentaires issus de l’enquête qualitative réalisée pour Mu par une étudiante l’Université Paris Descartes

Des perceptions de la notion très diverses •Un terme confus

•Une notion qui porte sur la matière elle-même ; la comparaison entre deux matières ; le

produit qui l’utilise





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Recyclé

Caractéristiques

techniques eq.


Perceptions de ce qu’est un "éco-matériau"*

Les qualités d’un "éco-matériau"

Disparation de la relation au produits au profit de qualités intrinsèques

aux matériaux






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L’éco-matériau et l'éco-

conception sont indissociables

*sur la base de l’enquête qualitative réalisée pour Mu par une étudiante l’Université Paris Descartes

Liens perçus entre

"éco-matériau" et éco-conception*

Pour la plupart un lien est établi entre "éco-matériau" et éco-

conception






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"Éco-matériaux" : bénéfices pour le produit

L’ "éco-matériau" est perçu comme un avantage concurrentiel visible

Retours d’expériences sur les "éco-matériaux" *






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Prix


Terminologie

Retours d’expériences sur les "éco-matériaux"*

Quels freins à l’intégration d’un "éco-matériau"

Des freins de nature très diverses, liés à l’offre, à la demande et à la

technicité du sujet






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Accessibilité facilité

Quels moteurs pour l’intégration d’un "éco-matériau"

Un besoin en informations pour le grand public et en formation pour

les entreprises


Retours d’expériences sur les "éco-matériaux"*





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Étude qualitative


Introduction


Conclusion






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« Éco-matériau », tentative de définition

Introduction du terme en 1991 au Japon

6 critères identifiés :

•‘‘Hazardous substance free materials’’,

• ‘‘Materials with high material efficiency’’,

•‘‘Materials with green environmental profile (manufacturing process)’’

•‘‘Recyclable materials (higher recyclability)’’.

•‘‘Functional materials for environmental protection’’

•‘‘Materials for advanced energy systems (Energy saving materials)’’

1 : SOURCE : ”Ecomaterial”, (Society of Non-Traditional Technology, Tokyo) (1991). K. Halada and R. Yamamoto

Prise en compte de critères

intrinsèques aux matériaux

En 1991 K. Halada défini les éco-matériaux comme des « matériaux qui

contribuent à la réduction de l'impact environnemental lié aux activités

humaines »1





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2 : SOURCE : Halada, K. and R. Yamamoto (2001). “The current status of research and development on eco-materials round the world.”

Introduction des

performances techniques et

de la comparaison à un

matériau conventionnel

Élargissement de la notion en 2001

Pre-requisites : •optimization of physical and/or chemical properties and best technical

performance

Necessary conditions : •Significant environmental improvements* compared to conventional

materials

•No tradeoff of environmental load through the whole life cycles, and

•If there is a tradeoff, whole life cycle environmental data must be available to

verify the improvement of environmental performance.

Improvements : Sur les 6 critères précédents

En 2001, K. Halada redéfini les éco-matériaux comme des matériaux

qui « favorisent l’amélioration de l’environnement sur l’ensemble du

cycle de vie tout en démontrant leurs performances »2






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1 ”Ecomaterial”, (Society of Non-Traditional Technology, Tokyo) (1991). K. Halada and R. Yamamoto

Introduction d’autres notions

: produits, pratiques

utilisateurs, développement

économique local

En 2010 O.Umezawa, Y. Shinohara, E.Yamasue tentent de « reconstruire

le concept d’éco-matériaux pour un société durable ».3

3 : SOURCE : O.Umezawa, Y. Shinohara, E.Yamasue, 2010, Special Issue on Growth of Ecomaterials as a Key to Eco-Society IV


Redéfinition de la notion en 2010

3 catégories définies :

•Materials and articles for achieving high eco-efficiency of products

•Materials and articles for raising environmental consciousness of

consumers and promoting environmental practices of consumers

•Materials and articles for building new life styles suitable for regional

communities





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Étude qualitative


Introduction


Conclusion






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prise en compte des exigences

techniques et économiques

prise en compte

de l’humain

prise en compte de

l’environnement

Tout produit est source d’impacts

Principes de l’éco-conception

L'éco-conception est une démarche préventive « intégrer l’environnement

dans la conception et le développement de produits (biens et services) » Démarche cadrée par la norme ISO/TR 14062:2002





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L’éco-conception est une approche … •Multiétapes





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•Systémique





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Changement climatique

Toxicité

Ressources

Source : ADEME


•Systémique

•Multicritères





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Changement climatique

Toxicité

Ressources

Source : ADEME


•Systémique

•Multicritères





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Pour comparer deux produits, une unité fonctionnelle est

nécessaire.





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Illustration : Éco-conception d’un contenant de bière

DISTRIBUTION

•Poids des contenants pleins

•Résistance à la casse

CONDITIONNEMENT

•Procédé de rinçage et

remplissage

FIN DE VIE

•Recyclabilité du matériau

•Filière de recyclage

PRODUCTION

•Types de matières premières

•Procédés de mise en forme

UTILISATION

•/

Le choix du matériau influence plusieurs étapes du cycle de vie.

Sur la base d’une analyse de cycle de vie de contenants de bière au Québec, CIRAIG, 2010





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0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

Production Conditionnement Distribution Fin de vie

PD

F*m

2*a

n


Le choix du matériaux dépend du profil environnemental du produit.

Dommages sur les éco-systèmes par phase de vie






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Bouteille

Verre :

221 grammes

Bouteille

Aluminium :

43 grammes

2 matériaux ne peuvent être comparés qu’à qualités fonctionnelles

équivalentes pour un produit donné.







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0

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0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09


PD

F*m

2*a

n


Les transferts d’impacts doivent être évités ou arbitrés.






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0

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0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09


PD

F*m

2*a

n




Un bénéfice environnemental potentiel grâce au matériau, après remise

en cause du produit.






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Le choix du matériaux dépend du profil environnemental du produit.







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La contribution du matériau aux impacts dépend du type de produit.

Illustration : Sac en cuir





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Illustration : chemise en coton





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La place du matériau dans l’éco-conception L’exemple de la pile


Illustration : pile





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Étude qualitative


Introduction


Conclusion






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Les outils de sélection de matériaux

Spécifique secteur

Multi-secteurs

Données env.

qualitatives

Données env.

quantitatives

maté

riau

thèq

ues

bases de

données et

logiciels

guides

écolabels





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Spécifique secteur

Multi-secteurs

Données env.

qualitatives

Données env.

quantitatives

maté

riau

thèq

ues

bases de

données et

logiciels

guides

écolabels





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Des matériauthèques diverses : • Apportant des services de conseil ou non

• Virtuelle et/ou physique et/ou livre

• Dédiées métiers (produit, aménagement, architecture,…) ou non

• Intégrant des notions d’environnement ou non






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Spécifique secteur

Multi-secteurs

Données env.

qualitatives

Données env.

quantitatives

maté

riau

thèq

ues

bases de

données et

logiciels

guides

écolabels





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• Outils de conception qui intègrent des données environnementales sur les matériaux :

• Base de données sources (données d’inventaire matériaux) :

• Base de données produits :


…. Liste exhaustive :

http://lca.jrc.ec.europa.eu/lcainfohub/databaseList.vm

Textile, Cuir, Bois, papier, Plastique, caoutchouc, métaux, produits de

construction Produits de construction

Outils quantitatifs : bases de données et logiciels, généralistes ou

sectoriels, simplifiés ou détaillés, libre d’accès ou non …

….





44 / 50 20 février 2013


Spécifique secteur

Multi-secteurs

Données env.

qualitatives

Données env.

quantitatives

maté

riau

thèq

ues

bases de

données et

logiciels

guides

écolabels





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• Spécifique sur une thématique

• Spécifiques matières

• Spécifiques produits qui intègrent des critères matériaux


Produits textiles, papier à copier, papier graphique, cartons,

panneaux de bois

Les Éco-labels : ils intègrent la plupart du temps des critères sur la

matière.

Guide sur les labels : http://ecocitoyens.ademe.fr/sites/default/files/guide_labels_oct2010.pdf





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Données env.

qualitatives

Données env.

quantitatives

Spécifique secteur

Multi-secteurs

maté

riau

thèq

ues

bases de

données et

logiciels

guides

écolabels





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Les guides sectoriels : publication par des consortiums, des ONG, des

centres techniques





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Étude qualitative


Introduction


Conclusions






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Exemples de produits •n’ayant pas fait l’objet d’une démarche d’éco-conception avec des "éco-matériaux"

•éco-conçus sans "éco-matériaux"

•éco-conçus intégrant des "éco-matériaux"

Synthèse et conclusions

Monacca/Fujitsu

concept Biblo NX95 (2008)

Coque en bois de cèdre et bioplastique

Gobilab/Ragot/Mu (2011)

Gobi

Lafuma (2012)

Ecolife 35

50% du corps du sac en polyester recyclé





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Synthèse et conclusions

Le choix matériau est rarement suffisant … • Une partie de la démarche d’éco-conception

• Un arbitrage nécessaire en fonction des enjeux du produit

• Des cas particuliers…pour certains produits

… Mais souvent nécessaire.

• Un aspect environnemental souvent notable, à prendre en compte…parmi d’autres

• La partie émergée de l’iceberg…aux yeux du grand public

En quoi le choix du matériau est un enjeu d’ éco-

conception?

Si l’"éco-matériau" n’existe pas, la notion d’ "éco-matériau" peut être

une clé d’entrée pour favoriser les démarches d’éco-conception et les

mettre en valeur !


Design

Du choix des matériaux à l'éco-conception