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Impacts Environnementaux des Analyses de Cycle de Vie
Impact ‘ Formation d’Oxydants Photochimiques ’
Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’J.M. Engasser 1
Analyse de Cycle de Vie et Impacts environnementaux
Définition de l’impact Formation d’Oxydants Photochimiques
Origine des composants contribuant à l’impact
Effets néfastes de l’ozone
Réactions photochimiques de production d’ozone
Evaluation de l’indicateur d’impact FOP
Réduction de l’impact FOP
Sommaire
Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’J.M. Engasser 2
une méthodologie pour évaluer les impact environnementaux d'un ‘produit’ (produit industriel, procédé, service, organisme)
durant l'ensemble des étapes de sa vie (du berceau à la tombe)
L’Analyse de Cycle de Vie (ACV)
Utilisation de ressources
Pollutionair, eau, sol
matières premières& énergie
recyclage
fabrication conditionnement
distribution
utilisation
fin de vie
Risques de toxicité
Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’J.M. Engasser 3
Impacts associés à l’utilisation ressourcesConsommation de ressources non renouvelablesConsommation de ressources renouvelablesConsommation d’énergie primaire
Impacts associés à la pollution de l’airPotentiel de réchauffement globalAcidification atmosphériqueFormation d’oxydants photochimiquesDestruction d’ozone stratosphériqueEmission de métaux et particules
Impacts environnementaux de l’ACV (1)
Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’J.M. Engasser 4
Impacts associés à la pollution de l’eauDemande chimique en oxygèneDemande biochimique en oxygèneEutrophisation aquatiqueRejets de métaux
Impacts associés à production déchets solides
Déchets solides valorisésDéchets solides éliminés non radioactifsDéchets solides radioactifs
Impacts associés à la toxicité des émissionsToxicité sur l’environnement (écotoxicité) Toxicité pour l’homme
Impacts environnementaux de l’ACV (2)
Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’J.M. Engasser 5
Impacts associés à la pollution de l’air
Formation d’Oxydants Photochimiques (FOP)
Dans cette ressource pédagogique
L’impact FOP c’est quoi ?composés responsables origines réactions de formation
Comment évaluer l’impact ?Comment réduire l’impact ?
Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’J.M. Engasser 6
L’impact Formation d’Oxydants Photochimiques (FOP) représente la transformation, sous l’influence du rayonnement solaire, de polluants atmosphériques en ozone et autres composés oxydants.
Ces phénomènes ont lieu dans les couches d'air proche du sol et dans la troposphère : formation d’un smog photochimique
Les oxydants formés ont des effets néfastes sur la santé humaine et sur les végétaux (mauvais ozone)
L’impact Formation d’Oxydants Photochimiques est aussi dénommé Potentiel d’oxydation photochimique ou Création d’ozone troposphérique.
Impact Formation d’Oxydants Photochimiques
Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’J.M. Engasser 7
Ozone troposphérique et stratosphériquehttp://fo3rest.eu/project/fr_resume.php
Smog photochimiquehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Ozone_troposphérique
Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’J.M. Engasser 8
Impact ’’Formation d’Oxydants Photochimiques’’
Précurseurs et oxydants photochimiques
Polluants précurseurs Oxydants photochimiques
Oxydes d’azote Noxmonoxyde d’azote NO dioxyde d’azote NO2
Composés organiques volatils COV
Monoxyde de carbone (CO)
Oxydes de soufre (SOx)
Ozone O3
Peroxyde d'hydrogène (HO2)
Peroxy acétyl nitrate (PAN)
Aldéhydes
Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’J.M. Engasser 9
Origine des polluants précurseurs
Les oxydes d’azote NOx
de la combustion de combustibles fossiles
de procédés industriels production d'acide nitrique et d'engrais, traitement de surfaces, ….
Les composés organiques volatils COV
d'origine anthropique raffinage, solvants organiques, gaz non brûlés des véhicules
d’origine naturelle émissions par les plantes, fermentations
Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’J.M. Engasser 10
Effets néfastes de l’ozone
sur la santé humaine
gaz agressifirritation des yeux et muqueuses
irritation des voies respiratoires (asthme ,œdème pulmonaire)
sur les écosystèmes forestiers et agricoles
nécroses folaires oxydation d’acides aminés, protéines et acides gras
réductions de rendements agricoles cultures de blé, pomme de terre,…
Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’J.M. Engasser 11
Réactions de production photochimique d’ozone
Formation Ozone
O + O2 O3
Production Ophotododissociation NO2
NO2 NO + O
Reformation NO2
NO + HO2 NO2 + OH
NO + CH3O2 NO2 + CH3O
Production OHphotodissociation ozone
O3 O2 + O(1D)
O(1D) +H2O 2 OH
Production HO2 et CH3O2
CO + OH CO2 + H
H + O2 HO2
CH4 + OH CH3 + H2O
CH3 + O2 CH3O2
Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’J.M. Engasser 12
O
Formation Ozone
O2
O3
Photodissociation NO2 NO2
NO
COVred
COVox
O2
NO
Reformation NO2
Cycle photochimique de formation d’ozone
Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’J.M. Engasser 13
Formation de l’ozone troposphériquehttp://www.appanpc.fr/Pages/article.php?art=195
Oxydation COV
Evaluation de l’indicateur d’impact
Définition de l’indicateur d’impact
L’indicateur d’impact quantifie l’impact environnemental généré par l’ensemble des étapes du cycle de vie du produit
Pour l’impact Formation d’Oxydants Photochimiques, l’indicateur d’impact IFOP est exprimé en kg équivalent C2H4 (éthylène)
Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’J.M. Engasser 14
Evaluation de l’indicateur d’impact FOP
Méthode d’évaluation de l’Indicateur d’impact
L’indicateur d’impact est évalué à partir de l’inventaire des flux matière et énergie des étapes du cycle de vie.
Inventaire
Intrants énergie
Intrants matière
Emissions matière
Indicateur d’impactCycle de vie
Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’J.M. Engasser 15
Evaluation de l’indicateur d’impact FOP
matières premières& énergie
recyclage
fabrication conditionnement
distribution
utilisation
fin de vie
COVNOx
COVNOx
COVNOx
COVNOx
COVNOx
COVNOx
Contribution des émissions au cours du cycle de vie
Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’J.M. Engasser 16
Molécules Coefficients d’équivalence C2H4
ethylène C2H41
éthanol C2H5OH 0,40
benzène C6H60,19
hexane C6H140,48
monoxyde de carbone CO 0,027
dioxyde de soufre SO2 0,048
Coefficients d’équivalence des précurseurs d’oxydants
Evaluation de l’indicateur d’impact FOP
Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’J.M. Engasser 17
Contributions des intrants matière (matières premières, réactifs)
Procédé de fabrication, transport
matière (matières premières, réactifs)
recyclage
fabrication conditionnement
distribution
utilisation
fin de vie
intrants matière
Evaluation de l’indicateur d’impact FOP
COVNOx
Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’J.M. Engasser 18
Contributions des intrants énergie
pétrole
gaz naturel
charbonpétrole
uranium
gazole essence
gaz
électricité
biomasse biomasse
Evaluation de l’indicateur d’impact FOP
recyclage
fabrication conditionnement
distribution
utilisation
fin de vie
COVNOx
COVNOx
COVNOx
COVNOx
combustion
COVNOx
Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’J.M. Engasser 19
Relation pour le calcul de l’Indicateur d’impact
L'indicateur d’impact IFOP est évalué en ajoutant les contributions des intrants et
extrants de l’inventaire par la relation :
mi : les quantités d’intrants et d’extrants (matière et énergie) données par l’inventaire
Fi : les facteurs d’impact correspondants des intrants et extrants
les indicateurs d’impact FOP des intrants énergétiques et matière
les coefficients d’équivalence C2H4 des gaz émis
Evaluation de l’indicateur d’impact FOP
Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’J.M. Engasser 20
Comment réduire l’impact FOP d’un produit ?
Réduire les consommations
d’énergie recyclage
fabrication conditionnement
distribution
utilisation
fin de vie
Réduire les émissions de
COV, CO, NOx
Impact ‘Formation d’Oxydants Photochimiques’J.M. Engasser 21
Réduire les consommations d’intrants matière