Développement de méthodes d’éco conception pour des produits-services durables

L'éco-conception consiste à intégrer l'environnement dès la phase de conception des produits (biens ou services) afin de diminuer leurs impacts. Cette intégration repose sur une approche globale et multi-critère de l'environnement et est fondée sur la prise en compte de toutes les étapes du cycle de vie des produits. Mais face aux défis posés par les enjeux environnementaux, il faut dès à présent repenser ces méthodes d'éco-conception en relation avec les sciences sociales et économiques, ceci afin de trouver le meilleur compromis possible entre niveau de vie et impacts sur l'environnement.

La manière dont nous consommons et utilisons les produits mis sur le marché induit de plus en plus d'impacts sur l'environnement. Il s'agit donc pour les concepteurs et fabricants des produits, d'adopter une démarche d'éco-conception. Les enjeux industriels autour de l'éco-conception sont aujourd'hui nombreux en termes de gains économiques, d'image et de différenciation sur le marché.

Il s'agit pour les industriels :

• de mieux maîtriser le cycle de vie des produits (risques, coûts),
• d'anticiper les attentes naissantes des donneurs d'ordre ou des consommateurs, favorables à une meilleure prise en compte de l'environnement (législation, écolabels),
• de faire de l'environnement un facteur pour favoriser les démarches d'innovations pour les produits.

Une des principales difficultés est que l'expertise liée au développement durable n'est pas fiabilisée et qu'il faut continuellement remettre en question les résultats établis. En effet, il faut tenir compte du caractère incertain des scénarios de fin de vie, cette incertitude étant liée :

• aux futures législations,
• aux développements technologiques (évolution des matériaux, des process de traitement des produits en fin de vie),
• aux développements économiques (taux de retour des produits, prix des matériaux recyclés,...),
• aux comportements d'achat. 

Cela implique de développer des méthodes de recherche permettant d'avoir une bonne connaissance des évolutions relatives aux métiers et d'intervenir régulièrement sur le terrain pour enquêter sur les besoins réels de chacun.

De plus, l'optimisation environnementale effectuée au niveau du produit seul, ne suffit pas à minimiser les impacts environnementaux. En effet, nous pouvons observer que l'usage des produits conditionne fortement les impacts environnementaux occasionnés par leur existence. On voit ainsi se développer de nouvelle stratégies concernant le cycle de vie des produits qui visent à diminuer leurs impacts environnementaux (et leurs coûts !) par la réutilisation. En évitant d'incinérer ou de mettre les produits à la décharge dès leur fin d'usage, on crée ainsi des cycles de vie de produit en boucle fermée. Mais le passage du concept « cradle to grave » au concept « cradle to cradle » constitue un véritable changement de paradigme dans notre société de consommation, nous amenant à développer des méthodes et outils pour évaluer très tôt en conception le niveau d'acceptabilité du produit par les industriels et par les consommateurs selon des critères environnementaux, techniques, sociaux et économiques.

Les travaux de recherche actuels en éco conception consistent en :

• L'analyse de la littérature scientifique, d'études de cas et  de logiciels experts dans le domaine de l'environnement. Ces analyses, qui parfois sont des analyses statistiques, nous permettent de caractériser les propriétés environnementales d'un produit, d'identifier les indicateurs pertinents pour l'évaluation du produit en conception et de définir des objectifs qualitatifs et quantitatifs qui servent de valeurs cibles lors de la conception.

• Des observations du terrain industriel et de la recherche participante afin d'analyser les besoins et stratégies des industriels et leurs évolutions en particulier vis à vis des préoccupations environnementales. Ces interventions nous aident à construire de nouvelles expertises liées au traitement des produits en fin de vie, en nous appuyant sur des success stories et nous permettent d'étudier les démarches de conception actuelles, pour intégrer plus efficacement les aspects environnementaux en conception.

• La construction de modèles pour le produit et son cycle de vie, afin de réaliser des simulations concernant les impacts environnementaux générés selon les choix de conception effectués. Ces modèles se doivent d'être évolutifs et capables de supporter des définitions de nouveaux aspects liés à l'environnement. Des réflexions en groupes pluridisciplinaires afin de pouvoir considérer de façon globale la problématique posée, de mettre en commun les outils et méthodes (LCA) et d'interfacer les métiers entre eux le plus tôt possible en conception.

Ces travaux de recherche ont permis aux chercheurs du laboratoire G-SCOP, de mettre en place plusieurs méthodes et outils pour la conception de systèmes peu impactants sur l'environnement, utilisables dans les phases amont de la conception.

Les thèmes abordés par l'équipe depuis maintenant une dizaine d'année sont :

• la recyclabilité des produits,
• les règles d'éco-conception,
• le désassemblage pour un recyclage noble,
• le remanufacturing,
• la diminution des consommations énergétiques des produits,
• la gestion des cycles de vie,
• l'éco-conception des services ou des systèmes produits-services,

Ces travaux ont donné lieu à plusieurs collaborations industrielles et à la réalisation de démonstrateurs ou d'outil logiciel accessibles en ligne:

• REPRO2 
• CLOEE
• RESICLED (vidéo de présentation de l'outil)

Les travaux actuellement menés visent à mieux comprendre quels sont les usages réels des produits aujourd'hui. Il faudra en effet disposer de modèles pour faire accepter le futur changement de paradigme lié à la dématérialisation aux consommateurs (la réutilisation n'est pas forcément contraire au principe d'innovation), mais également aux industriels, qui ont à augmenter la valeur globale de leur produit, incluant la valeur économique mais également la valeur d'usage et la valeur environnementale.

Contact : Peggy Zwolinski, laboratoire G-Scop

Publications :

• N. Maussang, P. Zwolinski, D. Brissaud, "Product-Service System design methodology: from the PSS architecture design to the products specifications", Journal of Engineering Design, Vol 20, Issue 4, pp 349-366, 2009.

• A. Gehin, P. Zwolinski, D. Brissaud, "Integrated design of product lifecycle - the fridge case study", CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, Vol 1, issue 4, pp 214-220, 2009.

• M.D. Lobendahn Wood, F. Mathieux, D. Brissaud, D. Evrard, "Results of the first adapted design for sustainability project in a south Pacific small island developing state: Fiji", Journal of Cleaner Production, Vol 18, pp 1775-1786, 2010

• F. Mathieux, D. Brissaud, "End-of-life product-specific material flow analysis. Application to aluminum coming from end-of-life commercial vehicles in Europe", Resources, Conservation & Recycling, accepted in July 2010