Evaluation environnementale d'une machine Lasea nouvelle génération (LASEA NEO)

Abstract

L'amélioration continue des équipements, méthodes et techniques dans l’industrie manufacturière s’accompagne ces dernières années d’une prise de conscience grandissante sur les thématiques liées au développement durable et plus spécifiquement à l’environnement. Dans cette dynamique, les entreprises soucieuses des préoccupations environnementales, sociales et gouvernementales tel que LASEA, cherchent à réviser divers aspects du cycle de vie de leurs produits. C’est donc dans ce contexte que l’objectif de cette étude a été, d’évaluer l’incidence environnementale d’une solution de micro-usinage LASEA neo. L'analyse du cycle de vie (ACV) est l’outil qui a été employé pour évaluer ces impacts. Ladite analyse a été réalisée selon une approche "du berceau à la tombe", et cinq étapes du cycle de vie ont été prises en compte à savoir : la production des composants, l’assemblage & les tests, la distribution et l’utilisation. L’élimination finale n’a pas été prise en compte au vu de la complexité y relative et du temps imparti pour la réalisation de ce travail, mais surtout au fait que la machine est récente : aucune LASEA neo n’est pour l’instant arrivée en fin de vie, ce qui entraine un manque de données primaires pour cette étape. La comparaison de la LASEA neo avec un autre équipement d’usinage laser LASEA (LS4) s’est quant à elle focalisée sur leur utilisation pour une tâche spécifique. Les données relatives au processus ont été fournies par des mesures pratiques sur les machines et les données manquantes ont été tirées de la littérature et d'entretiens avec les parties prenantes. Dans cette analyse de cycle de vie, sur l’ensemble des catégories d’impact de la méthode d’évaluation environnementale EF, cinq ont été retenues à savoir : l’utilisation des ressources, minéraux et métaux « Resource use, minerals and metals », l’utilisation des ressources fossiles « Resource use, fossils », les particules fines en suspension « Particulate matter », l’acidification et le changement climatique « Climate change ». Les résultats de l’ACV de la LASEA neo montrent que les étapes ayant le plus d'impact sur l'environnement sont la production des composants et l’utilisation de la machine. La production des composants, arrive en tête avec des impacts qui ont une contribution comprise entre 26 % (utilisation des ressources fossiles) et 99,51 % (utilisation des ressources, minéraux et métaux), sur l’impact global du système. L’emploi de la machine est la deuxième étape la plus impactante avec l’utilisation des ressources fossiles (71,51% de contribution) comme catégorie d’impact la plus importante. Au cours de l'étape de production des composants, l’électronique et le granite sont les composants ayant la plus forte incidence sur les principales catégories d’impact. Ils s’illustrent respectivement et ceci de manière notoire sur l’utilisation des ressources, minéraux et métaux et les particules fines en suspension. Pour l'étape d’utilisation, la consommation électrique et les consommables (charbon actif et fibre de verre) sont les processus ayant le plus grand d'impact. Concernant l’évaluation comparative entre les deux machines d’usinage laser, sur base de leur consommation respective pour usiner deux pièces, on a pu montrer que la LASEA neo a un impact nettement inférieur par rapport à la LS4. Ceci pouvant s’expliquer par le fait que la neo a cette aptitude d’usiner en simultanée plusieurs pièces, réduisant ainsi l’énergie nécessaire. Différents scénarios et alternatives ont été évalués afin de réduire l’empreinte environnementale de la LASEA neo. Les suggestions d’amélioration se sont focalisées sur l’étape de production des composants, car étant la plus impactante. Pour le cas de l’électronique, plusieurs alternatives ont été envisagées notamment la suppression du rack NVR (Network Video Recorder), ce qui permet une diminution de l’impact de l’électronique de près de 20%. Pour le second composant ayant le plus d’impact : le granite, on a pu constater qu’un changement de fournisseur ou encore le choix d’un matériau alternatif (le béton), constituent des pistes de réduction d’impact sur le cycle de vie du produit, sous réserves d’études plus approfondies. S’agissant du trajet optique (3eme composant en termes d’impact), on a envisagé un remplacement de l’aluminium par de l’acier, ce qui contribue à une réduction allant de 64 à 91,072 % sur les catégories d’impacts considérées. Néanmoins, cette alternative peut présenter comme inconvénient, l’alourdissement des composants optiques. Pour l’ossature métallique (4eme composant en termes d’impact), son remplacement par un composite avec de la fibre de lin peut constituer une alternative prometteuse sur le plan environnemental et bien d’autres aspects. En conclusion, cette étude a permis de quantifier l’impact de la LASEA neo sur son cycle de vie, mais aussi d’identifier des leviers d’amélioration dans la conception. De plus, elle permet d’envisager d’autres perspectives à ce travail, à savoir : la comparaison avec des technologies d’usinages dites traditionnels, une analyse de sensibilité davantage détaillée, une étude technico-économique des solutions proposées, une analyse complète du cycle de vie de la LS4 mais, surtout une étude approfondie de la fin de vie de la machine LASEA neo.