0.1 Objectif de l'introduction

La dernier décade du siècle XX marque un changement important dans la façon d'aborder les problèmes environnementaux causés par l'activité humaine. Cela représente en effet un pas de plus dans l'évolution de la pensée environnementale (tableau 0.1). Cependant, cette décennie se caractérise principalement par l'introduction progressive du concept de prévention, consistant à éviter les problèmes environnementaux à la source au lieu de corriger ceux qui ont été créés. Cette longue période a permis de démontrer qu'il était plus rentable d'éviter les impacts négatifs que de devoir les corriger après les avoir créés. L'avantage que représente la prévention est devenu évident lorsqu'il a fallu réaliser de grands investissements pour corriger les impacts des activités antérieures, pour lesquelles l'on admettait faussement qu'il n'y avait pas de frais lorsque les effets environnementaux étaient externalisés (en tout état de cause, il n'y avait pas de frais pour les producteurs qui avaient externalisé la pollution). Dans ce processus d'évolution des mentalités vers la prévention à la source, la production plus propre (P+P) a sans aucun doute joué un rôle significatif. La P+P est la méthodologie de prévention la plus répandue dans le monde parmi les petites et moyennes entreprises (PME) et c'est pour cela qu'elle a été utilisée dans ce manuel.

Le but de ce chapitre introductif est d'orienter l'étudiant en ce qui concerne:

• l'objectif du document,
• la portée et le contenu du document,
• la structure générale du document afin qu'elle serve de guide pour un meilleur usage,
• les objectifs particuliers visés par sa publication et le transfert du contenu aux lecteurs.

0.2 Introduction didactique

Les universités éduquent les techniciens qui, à l'avenir, soit en qualité d'éducateurs à divers niveaux, soit en tant que professionnels des industries et des institutions, exerceront une influence déterminante sur le comportement des entreprises et de la société. Ainsi, les universités portent la responsabilité de conscientiser les étudiants, de leur apporter les connaissances nécessaires et de les familiariser à l'usage des outils de gestion qui permettront un développement durable. Les universités disposent de la capacité de développer le cadre conceptuel de cet objectif et doivent jouer ce rôle de formation et de recherche qui lui sont propres, au niveau de l'information publique ainsi que de l'assistance au développement de stratégies et de politiques adaptées aux objectifs.

Cette mission revient en partie aux universités:

• Former des professionnels ayant la capacité d'agir de façon correcte au niveau environnemental dans différents domaines scientifiques et technologiques.
• Mettre sur pied des programmes de formation complète en gestion environnementale et fournir les outils disponibles pour une gestion efficace.
• Incorporer un certain niveau de formation environnementale dans les programmes de toutes les disciplines afin de garantir que l'ensemble des universitaires acquiert les connaissances environnementales suffisantes pour agir de façon responsable.
• Mettre sur pied des programmes spécifiques de formation technique pour la conservation des ressources, la réduction des flux de déchets, les techniques de recyclage et de valorisation, ainsi que la résolution intégrée de problèmes environnementaux.
• Doter les programmes de contenu théorique et expérimental, en stimulant la recherche dans toutes les disciplines précitées.

0.3 Objectif du manuel

L'objectif du document est de mettre à la portée de l'étudiant une mise à jour des principes et de la méthodologie de la P+P, ainsi que de le préparer pour l'action future. Il est destiné à l'usage des étudiants universitaires et des professionnels souhaitant acquérir une formation complète en P+P, la méthodologie de prévention la plus répandue, ou en connaître les concepts principaux afin de les incorporer à une vision plus hétérogène des techniques environnementales.

Le manuel ne se veut pas purement informatif ou encyclopédique. Il poursuit un objectif de formation dans l'application de la méthodologie et dans les éléments qui étayent la méthodologie. Il est conçu comme un guide d'introduction à la P+P pour de futurs professionnels, profitant de l'expérience acquise durant la période de développement de la P+P.

Le manuel peut être utilisé individuellement, en d'autoformation, ou en groupe sous la tutelle d'un professeur dirigeant l'enseignement auprès des étudiants. Cette tutelle est particulièrement intéressante dans l'étude des cas et des applications proposées à la fin des chapitres car, bien souvent, les différentes façons d'interpréter les exposés ou d'aborder les solutions ne sont pas uniques. Même les questions d'autoexamen insérées dans le texte dans des circonstances spécifiques peuvent trouver une réponse plus appropriée que celle qui est donnée dans le document. Les tuteurs peuvent appliquer leurs propres formation et expérience pour juger si les acceptions des étudiants demeurent dans un contexte raisonnable.

0.4 Portée et contenu du manuel

Comme de nombreux autres textes visant à transférer les résultats de nombreuses expériences concrètes sous la forme d'une méthodologie, il convient de diviser les chapitres pour la fonctionnalité de leur contenu, avant tout pour le secteur industriel dans lequel il est possible de mettre l'expérience en application. Ce serait là une autre possibilité de se former à la P+P, qui est jugée moins appropriée (et plus difficile à appliquer) au contexte universitaire.

Fort heureusement, en complément il existe aujourd'hui une quantité considérable de références à la portée de tous, applicables à presque tous les secteurs industriels, auxquelles le lecteur devra accéder lorsqu'il voudra appliquer la méthodologie. Divers livres et manuels donnent des descriptions détaillées pour un secteur déterminé. En outre, il est possible d'obtenir encore davantage d'information sur Internet.

Le manuel est subdivisé, comme suit, en chapitres:

• Chapitre 1: Prévention à la source et P+P

  Le chapitre 1 explique comment la P+P s'intègre dans les objectifs de grande envergure du développement durable. La Conférence de Rio qui s'est tenue en 1992 a donné un élan décisif dans cette direction et incorpore l'environnement aux facteurs socioéconomiques dans le cadre du développement. Pour pouvoir rectifier les modèles de production et de consommation précédents, la nécessité de développer et de transférer les technologies propres est confirmée.

  Le Programme des Nations Unies pour l'environnement (PNUE) définit le modèle pour la P+P, un programme d'éco-efficacité présentant des avantages environnementaux et économiques, spécialement destiné aux petites et moyennes entreprises (PME). Ce chapitre révise le processus de développement du concept de P+P et de son introduction dans différentes régions du monde, dont la Méditerranée, et le rôle dévolu aux gouvernements en matière de P+P est évident.

• Chapitre 2: P+P et entreprise (PME)

  Le chapitre 2 a pour but de revoir le rapport entre P+P et entreprise, ainsi que de définir la petit et moyen entreprise (PME). Contrastant avec l'unanimité que recueille la méthodologie de la P+P, nous avons détecté de grandes différences dans la façon d'introduire cette méthodologie dans les grandes entreprises industrielles ou dans les PMEs, ainsi que dans les facteurs qui influent positivement ou entravent l'adoption de la P+P. Même si les opportunités existent indépendamment du type d'entreprise, les obstacles à l'application de la P+P diffèrent fortement en fonction de leur dimension et de leur capacité économique.

• Chapitre 3: P+P et systèmes de gestion de l'environnement

  Les rapports de la P+P avec d'autres outils destinés à l'amélioration environnementale sont analysés dans le chapitre 3. Certains outils sont destinés à la réflexion ou à être employés comme indicateurs pour savoir jusqu'à quel point le développement est ou non durable. D'autres sont des outils ou des stratégies visant à encourager un meilleur usage des ressources, comme l'écologie industrielle, la conception écologique, l'analyse du cycle de vie, etc. et notamment les systèmes de gestion environnementale (SGE). Les normes de la série ISO 1400 ont été adoptées mondialement en tant que systématique spécifique des SGE. En Europe, un schéma de gestion et d'audit environnemental, l'EMAS, a été publié aussi. Son objectif inclut les principes de la prévention environnementale. La directive européenne de prévention et de contrôle intégrés de la pollution (connue sous le sigle IPPC) inclut également la prévention et l'application des meilleures technologies disponibles (MTD) et, par conséquent, implicitement, l'application de la P+P.

• Chapitre 4: Aspects économiques de la P+P

  Le chapitre 4 révise les aspects économiques requis pour mettre en relief les avantages de la P+P. Pour que la direction d'une entreprise soit objectivement convaincue de l'intérêt d'investir dans la P+P elle doit avoir une vision économique correcte des coûts qu'implique la production des flux de déchets, et doit pouvoir constater que l'application de mesures d'éco-efficacité l'aidera à réduire ces coûts et contribuera à la rendre plus compétitive. Ce chapitre révise certains aspects de la comptabilité environnementale, les critères d'assignation à une activité et/ou à un produit déterminé des coûts et les critères d'analyse financière qui peuvent être utilisés pour déterminer la viabilité des opportunités de P+P et pour mettre en évidence que la P+P offre des avantages aussi bien économiques qu'environnementaux.

• Chapitre 5: Méthodologie de la P+P

  La méthodologie d'application de la P+P est décrite dans le chapitre 5. La caractéristique la plus importante de la P+P est d'avoir adopté une méthodologie simple et cohérente, facile à mettre en place dans les PME. Le chapitre décrit les éléments d'un programme ainsi que d'une évaluation de la P+P, et révise le rôle que joue l'ensemble du personnel de l'entreprise, à commencer par la direction avec la figure essentielle d'un coordinateur qui dirige et organise l'action dans la perspective d'un effort collectif. Il décrit également les étapes à suivre pour produire des options éco-efficaces, lesquelles doivent être évaluées techniquement et économiquement. Par ailleurs, il semble utile d'agir avec des critères de priorité et de mettre en évidence les bénéfices obtenus grâce à la P+P. L'évaluation du risque qu'implique la toxicité des matières est introduite, sa réduction étant incluse dans la définition du PNUE pour la P+P.

• Chapitre 6: Options générales de prévention à la source

  Il y a des options de P+P spécifiques à chaque secteur, liées à la technologie qui lui est propre, mais il y a également une série d'opportunités qui sont communes à presque tous les secteurs industriels. Le chapitre 6 énumère ces options de P+P dans les différentes étapes du cycle productif, à commencer par les plus générales qui incluent les bonnes pratiques environnementales (BPE) que doit observer toute installation industrielle. Il décrit ensuite différentes opportunités allant de ce qui peut se faire dans un département des achats jusqu'à l'application de la P+P lors du fonctionnement et pour la maintenance, avec une référence spécifique à la sélection de dissolvants alternatifs.

• Chapitre 7: P+P dans l'industrie chimique

  Le chapitre 7 introduit le cas spécifique de l'intégration de la P+P à l'industrie chimique, probablement le secteur où l'on retrouve la plupart des options présentes dans tous les autres secteurs et, en outre, d'autres options qui lui sont spécifiques. En raison de sa complexité, de sa valeur économique et de son impact environnemental, l'industrie chimique a fait l'objet de nombreuses études pour améliorer l'éco-efficacité des processus. Le chapitre décrit comment les concepts d'éco-efficacité et de P+P sont actuellement introduits dans les laboratoires de recherche et développement sous des dénominations telles que la chimie verte. Il décrit également la hiérarchisation des processus unitaires et la façon dont il convient d'aborder la recherche d'options de P+P dans la réaction chimique, étape caractéristique de l'industrie, qui exige des connaissances scientifiques et technologiques spécialisées. Une description plus détaillée est donnée pour le cas des processus discontinus, plus propres aux PME.

• Chapitre 8: Économie d'eau dans la P+P

  Le chapitre révise les principaux concepts dans la gestion industrielle de l'eau. L'eau était jusque là considérée comme une ressource facilement accessible et très bon marché en comparaison à d'autres matières premières. Jusqu'à il y a peu, les fabricants des pays industrialisés ne s'étaient guère souciés d'économiser l'eau. Ce n'est que lorsqu'il est devenu évident que cette ressource n'était pas illimitée, que les processus de fabrication dépendaient en grande partite de l'eau et que l'eau de qualité était toujours plus coûteuse qu'une action spécifique de conservation et de récupération de la ressource a été engagée. Dans ce chapitre, les voies possibles de conservation de l'eau et de recyclage des eaux résiduaires sont décrites. Des exemples de systèmes efficaces d'économie de l'eau sont donnés dans le cas des étapes de rinçage de l'industrie des traitements de surfaces qui consomment de grandes quantités d'eau. La technologie de séparation par membranes est introduite comme exemple des technologies modernes et c'est celle qui suscite le plus d'intérêt de la part des chercheurs.

• Chapitre 9: Économie d'énergie et P+P

  De même que le chapitre précédent, le chapitre 9 a un objectif spécifique, concernant dans ce cas l'énergie en tant qu'autre élément particulier de la P+P. L'intérêt pour l'économie d'énergie est devenu une priorité industrielle pour des raisons économiques après la crise énergétique de 1973, bien avant que ne soit organisée la P+P. Ainsi, l'expérience énergétique a permis d'acquérir rapidement une méthodologie de la P+P. Bien que l'intérêt spécifique pour l'économie d'énergie soit retombé, il a ressurgi dans les programmes de P+P pour son importance dans le changement climatique. Le chapitre décrit le système d'énergie et analyse les principaux outils d'évaluation énergétique, ainsi que certaines options d'amélioration. L'industrie de la bière a été choisie pour illustrer certaines applications spécifiques.

• Chapitre 10: Progrès et futur de la P+P

  Le chapitre 10 décrit comment mesurer les améliorations auxquelles a contribué la P+P, leurs liens avec le procédé novateur et la participation de la P+P à la transition vers un avenir durable. Le développement durable dépend de la capacité innovatrice permettant d'obtenir un facteur X de multiplication de l'efficacité dans l'utilisation des ressources. La gestion de la transition vers une société durable exige également des changements institutionnels dans la gestion de la connaissance et l'application d'une politique technologique définissant correctement la future trajectoire. De nombreuses industries pourront profiter de leur expérience en matière de P+P pour jouer convenablement leur rôle dans cette transition.

• Chapitre 11: La pratique de la prévention dans les universités (manuel de l'enseignant)

  Les universités n'ont généralement pas la capacité de proposer aux étudiants des stages pratiques réels de P+P dans une industrie, notamment si l'assistance aux cours est importante. Ce chapitre décrit les opportunités de s'approcher de la réalité industrielle avec des éléments accessibles à tous. L'usine à ingéniosité est une pratique de groupe, dans le cadre de jeux d'entreprise, qui permet d'explorer dans un environnement partiellement réel la capacité acquise lors de la formation plus théorique. Une application plus concrète de la P+P consiste à évaluer la gestion de la cuisine familiale (l'entreprise alimentaire qui est à la portée de tous) en observant l'analogie des processus qui sont nécessaires pour cuisiner avec les procédés de fabrication réels. Une autre application consiste à évaluer les laboratoires dont disposent les facultés expérimentales, pour ensuite établir une liste d'options de P+P. Finalement, le diagnostic d'une faculté est exposé comme cas pratique facilement applicable dans toute université.

0.5 Structure du document

Chaque chapitre comprend une partie théorique avec la table des matières correspondante et une partie pratique incluant une série d'exercices davantage destinés à faire une pause permettant de faire des recherches et de réfléchir.

D'autre part, dans la plupart des chapitres nous trouvons également:

• Des références à des fiches MedClean du CAR/PP qui permettent d'accéder à des descriptions de cas réels liés au contenu du chapitre.
• Un cas d'étude, visant à approfondir la réflexion et à faciliter la discussion des futures voies de progrès dans l'objet de l'étude.
• La plupart des chapitres sont complétés par une proposition d'activités aidant l'étudiant à passer à l'action, pour surmonter les limitations d'un document papier. Il va sans dire que, dans la mesure du possible, il est recommandé à l'étudiant d'essayer d'accéder à une expérience réelle dans une usine, peu importe le secteur industriel.

1.1 Objectif

La production plus propre (P+P) concerne l'industrie et l'environnement. L'industrie est un outil économique et social qui contribue au bien-être et à la qualité de la vie mais elle est en même temps source de conflits environnementaux. Elle fait donc partie des objectifs du développement durable. Plusieurs pays ont adopté la P+P pour prévenir la pollution à la source.

L'objectif de ce chapitre est:

• D'introduire le concept de la P+P, défini par le Programme des Nations Unies pour l'environnement (PNUE), et par d'autres institutions.
• De décrire le processus de développement du concept de P+P et son introduction dans les pays du pourtour méditerranéen.
• De souligner la fonction de la P+P comme un programme d'éco-efficacité, avec ses avantages d'ordre environnemental et économique.
• De décrire le rôle attribué aux gouvernements en matière de P+P.

1.2 Développement durable et P+P

Le concept de développement durable [1], [2] commence à faire partie du vocabulaire usuel à partir de la publication, en 1987, du rapport Our Common Future [3], connu aussi sous le nom de rapport Brundtland, élaboré par la Commission des Nations Unies pour l'environnement et le développement. L'objectif de la Commission était de relier les problèmes de l'environnement à ceux du développement en associant la lutte contre la pauvreté à l'économie et à l'écologie. Les premières séries d'actions de développement durable ont été définies en 1992 dans l'Agenda 21 [4].

Le concept de développement durable a progressivement pris forme et, au cours de cette phase, le Programme des Nations Unies pour l'environnement (PNUE) a lancé en 1989 le concept de production plus propre (P+P) défini comme la manière de produire qui oblige, conceptuellement et dans le processus pour la réaliser, à considérer toutes les phases du cycle de vie d'un produit ou d'un processus dans l'objectif de prévenir ou diminuer les risques pour l'homme et l'environnement, à court terme et à long terme.

1.3 Échelle hiérarchique de la gestion de l'environnement

Quand il a été démontré que la propagation des polluants dans l'environnement était une forme de gestion de l'environnement qui ne pouvait pas durer, les traitements après processus (end-of-pipe en anglais) ont été introduits. Ils avaient pour but d'éliminer ou de réduire postérieurement les problèmes liés aux flux de déchets issus des processus, dans une étape réalisée de manière externe au processus de fabrication, une fois l'origine des flux de déchets localisée. Dans l'échelle de gestion des flux de déchets (liste 1.1), les traitements sont actuellement considérés comme l'avant-dernière option. Par ordre de préférence, ils sont situés uniquement avant l'élimination contrôlée.

La P+P permet d'éviter ou de réduire les besoins de traitements après processus des flux de déchets. Ainsi, par exemple, dans le secteur de la tannerie, appliquer une technique d'utilisation exhaustive des bains de chrome comme mesure de P+P, permet d'économiser les matières premières et en même temps de diminuer la charge polluante des effluents.

1.4 Définition de la P+P

La production plus propre (en anglais Cleaner Production) est définie par le PNUE [5] comme:

"L'application continue d'une stratégie de prévention environnementale intégrée aux processus, aux produits et aux services dans l'objectif d'en augmenter l'éco-efficacité et de réduire les risques pour les êtres humains et l'environnement. La P+P s'applique:

• Aux processus de production en conservant les matières premières et l'énergie, en éliminant les matières premières toxiques et en réduisant la quantité et la toxicité de toutes les émissions et déchets.
• Aux produits en réduisant les impacts négatifs tout au long du cycle de vie d'un produit, depuis l'extraction des matières premières jusqu'à son élimination finale.
• Aux services en incorporant la préoccupation pour l'environnement dans la conception et la prestation de services.

L'incorporation de la P+P exige des changements d'attitudes qui garantissent une gestion de l'environnement responsable, créent une politique nationale conductrice, et évaluent les choix technologiques".

La définition du PNUE a été adoptée telle quelle ou avec de légères différences, par la majorité des pays de la Méditerranée [6]. C'est juste qu'il n'y a pas de définition officielle ni de formule officieuse de la P+P dans des pays de l'Union européenne qui associent directement la P+P au développement durable (Italie) ou l'assimilent aux meilleures techniques disponibles (Grèce).

1.5 Origines de la P+P

1.6 P+P et éco-efficacité

L'éco-efficacité est une stratégie qui associe l'amélioration de l'environnement aux avantages économiques. Comme stratégie, elle permet d'obtenir des processus de production plus efficaces et de réduire en même temps la consommation de ressources et la pollution (figure 1.2). L'éco-efficacité stimule l'innovation et la compétitivité et elle peut donc offrir des opportunités significatives pour l'entreprise. Son objectif est de faire croître les économies de façon qualitative plutôt que quantitative. En résumé, elle cherche à créer plus de valeur avec moins d'impact.

Figure 1.2 La P+P et l'éco-efficacité dans la prévention à la source de la pollution

Le concept d'éco-efficacité a été adopté dans son intégralité par le Conseil mondial des affaires pour le développement durable(WBCSD, World Bussiness Council for Sustainable Development) et l'Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE). Le WBCSD, auquel quelques-unes des grandes sociétés mondiales apportent leur support, est passé de l'utilisation de l'éco-efficacité comme simple concept (ainsi le faisait-il en 1991) à sa désignation comme un outil pour améliorer le comportement des entreprises. Le WBCSD a reconnu qu'il existait un parallèle entre l'éco-efficacité et la P+P. Les deux concepts ont pris forme presque en même temps, se sont développés parallèlement et se sont renforcés mutuellement grâce aux échanges de savoir-faireet d'expériences [15], [16].

L'OCDE promeut aussi le concept d'éco-efficacité. Les opportunités sont données à tous les types d'entreprise bien que la formule d'application d'éco-efficacité varie habituellement entre les grandes entreprises et les PME.

Pour l'OCDE, l'éco-efficacité traduit l'efficacité avec laquelle sont utilisées les ressources pour satisfaire les besoins humains. Elle peut être considérée comme le rapport entre la production ou services obtenus (output) et la somme des pressions environnementales créées (input). Ce rapport peut se référer soit à une entreprise, soit à un secteur industriel ou soit à l'économie dans son ensemble. Les études de l'OCDE confirment les expériences de P+P en estimant que les fabricants ont trouvé des formes rentables de réduire de 10 à 40 % l'utilisation de matières, d'énergie et d'eau par unité de production. Elles affirment également que les technologies contrôlées peuvent diminuer l'utilisation de substances toxiques de 90 % ou plus.

1.7 Le rôle des gouvernements dans la prévention

L'OCDE attribue aux gouvernements la responsabilité d'établir un cadre politique qui réduit la distance entre les objectifs sociaux et privés, ainsi que celle de renforcer la consistance des efforts que les entreprises avons que appliquer pour améliorer leurs conditions financières environnementales, et du travail. L'OCDE, conjointement avec la réglementation et les mesures économiques incitatives, préconise la création d'un climat favorable à l'innovation qui permettrait d'offrir de nouvelles options pour améliorer ces conditions. Les gouvernements ont aussi un rôle important à jouer dans la communication, afin que le public comprenne mieux la différence entre la prévention des déchets et les activités plus classiques comme le recyclage [17].

Pour l'OCDE, la P+P et l'éco-efficacité sont les initiatives instrumentales qui ont permis d'augmenter l'efficacité dans la prévention des déchets. L'organisation demande une stratégie gouvernemen qui porte d'abord son attention sur les déchets ou matières représentant un risque intrinsèque ou des effets indirects significatifs au cours de leur extraction, utilisation ou gestion.

1.8 Cas pratique: la P+P dans les pays méditerranéens

Depuis le milieu des années 90, les pays du pourtour méditerranéen ont continuellement effectué des progrès dans l'adoption de mesures qui, directement ou indirectement, favorisent l'implantation de la P+P[6],[12]. Des centres nationaux de P+P ont été créés, ou sont en cours d'implantation dans la majorité des pays de l'est et du sud de la Méditerranée.

Ce ne sont pas uniquement les centres nationaux de P+P qui ont favorisé ces progrès mais d'autres institutions comme les chambres de commerce et d'industrie, les universités ainsi que d'autres centres, certains spécialisés en énergie, ont également participé à cet effort.

En revanche, dans les pays du nord de la Méditerranée, les centres qui se consacrent exclusivement à la P+P ne sont pas nombreux, excepté en Espagne parce que la P+P est considérée comme faisant partie des programmes généraux adoptés par les organismes responsables de la gestion des déchets.

1.9 Activités

Exercices

1. Cocher parmi les affirmations suivantes celles qui correspondent au développement durable:
   • Tient compte des aspects environnementaux, sociaux et économiques
   • Implique uniquement une amélioration de l'environnement
   • Donne priorité à l'impact social
2. Classer dans l'ordre chronologique les étapes historiques de l'évolution de la gestion de l'environnement:
   • Prévention à la source
   • Propagation dans l'environnement
   • Technologies durables
   • Traitement après processus
3. Cocher le véritable objectif de la P+P parmi les affirmations suivantes:
   • Compléter l'épuration non atteinte avec traitement après processus
   • Financer des projets environnementaux
   • Être un système complet de gestion de l'environnement
   • Aider les PME à implanter l'éco-efficacité
4. Cocher parmi les affirmations suivantes celles qui correspondent à la manière dont la P+P est exécutée:
   • Elle agit sur la consommation des ressources
   • Elle traite les flux de déchets après processus
   • Elle agit exclusivement sur la conception des produits
   • Elle cherche à identifier l'étape la plus polluante dans le processus

2.1 Objectif

La P+P convient et peut s'appliquer à tous les types d'entreprises quelles que soient leurs tailles. Cependant, les moyens dont elles disposent pour sa mise en place ne sont pas identiques. L'objectif de ce chapitre est de revoir les rapports entre P+P et entreprises, notamment entre P+P et petites et moyennes entreprises (PME):

• Comment définir une PME et son rôle dans les processus de production modernes.
• Les différences entre la manière d'introduire l'éco-efficacité dans les grandes entreprises industrielles et les petites et moyennes entreprises.
• L'attention qui a été portée en priorité aux PME dans les programmes P+P et l'augmentation de la compétitivité que son implantation peut représenter.
• Les facteurs qui influencent positivement ou rendent difficile l'adoption de la P+P.

2.2 Structure de la production industrielle

La production industrielle se fait dans des entreprises ayant des caractéristiques très variées en fonction:

• du secteur technologique auquel elles appartiennent,
• de leurs tailles,
• ou de la structure autour de laquelle elles s'organisent.

Même dans les pays les plus industrialisés, il existe des entreprises ayant des structures et des fonctions très simples. À l'opposé, on trouve les grandes sociétés avec de nombreux centres de production et beaucoup d'entreprises qui, indépendamment de leurs tailles, appliquent des processus de production modernes d'une certaine complexité.

Il est possible de mettre en place l'éco-efficacité dans tout type d'entreprise. En fait, beaucoup d'entreprises englobées sous le terme de petite et moyenne entreprise (PME) ont souvent une capacité d'introduire des innovations que n'ont pas de grandes entreprises aux structures trop centralisées.

2.3 Qu'est-ce qu'une petite et moyenne entreprise (PME) ?

En général, les PME présentent des caractéristiques qui les distinguent des grandes entreprises [19]:

• Elles n'ont pas de position dominante sur le marché.
• Elles ont des structures de gestion moins définies, souvent de propriété familiale, et sont gérées par les propriétaires.
• Elles ne bénéficient pas du soutien de co-entreprises ce qui rend le financement et l'assistance extérieure plus difficiles.

La petite et moyenne entreprise (PME) n'a pas de définition spécifique mais elle dépend dans une certaine mesure du territoire où elle s'applique et, en outre, elle évolue avec le temps notamment en ce qui concerne les facteurs économiques. Il faut faire aussi une distinction entre la petite entreprise et la micro-entreprise.

2.4 Les PME dans le pourtour méditerranéen

La responsabilité des PME dans la dégradation de l'environnement du pourtour méditerranéen ne peut pas être définie avec précision mais elle est probablement importante dans la mesure où 80 % à 90 % des entreprises sont des PME. Leur contribution à la production totale est importante et elles sont prépondérantes dans des secteurs traditionnellement polluants comme le textile, la tannerie, l'imprimerie, les recouvrements de surfaces, etc.

Dans certains pays, la disponibilité de sol industriel, la demande de produits de consommation bon marché et l'abondante main-d'œuvre non qualifiée ont favorisé le développement de PME de faible niveau technologique dans les villes. Nombre de ces entreprises ont profité de la protection et de la tolérance des pouvoirs publics pour continuer à pratiquer une gestion inefficace et peu productive. Ce modèle de développement a contribué à l'apparition de pics de pollution.

Certains pays du nord-est de la Méditerranée entrent actuellement dans une phase de restructuration économique comme conséquences des réformes politiques appliquées après la chute du communisme et l'amorce d'un processus de libéralisation progressive du marché. La disparition de la planification centralisée a été accompagnée de réformes législatives et institutionnelles ainsi que d'un processus de privatisation. Même s'ils avancent à leur rythme, ces pays sont en train de démontrer un engagement social de haut niveau et de procéder à des améliorations technologiques qui côtoient des technologies obsolètes et polluantes. Dans ce contexte, les PME ont amorcé leur propre processus de développement et de contribution à la production industrielle.

2.5 Comportement environnemental et compétitivité

Pour rendre leurs processus compatibles aux exigences de protection de l'environnement, les grandes entreprises ont l'habitude d'avoir leurs propres équipes avec suffisamment de connaissances et d'expérience en matière de gestion de l'environnement ou bien elles ont assez de ressources pour passer un contrat avec des services extérieurs qui puissent répondre à leurs nouveaux besoins. En revanche, les PME ont souvent une vision déformée de ce qu'est la P+P et des difficultés pour l'appliquer et transformer ainsi des réglementations en facteurs favorables.

D'autre part, beaucoup de PME ont une grande capacité d'innovation et une facilité d'adaptation aux conditions actuelles, supérieure à celle des grandes entreprises. Ces PME peuvent tirer parti du fait que la complexité industrielle exige que les systèmes de production soient décentralisés et flexibles, capables de s'adapter plus facilement aux vagues de changements imposés par le marché. La P+P a les ingrédients nécessaires pour être le tremplin à partir duquel elles progresseront vers une stratégie novatrice. Dans le cas contraire, les entreprises fermées à la question de l'environnement peuvent perdre l'opportunité d'être plus compétitives et de s'assurer une place dans le futur industriel en appliquant des mesures d'éco-efficacité.

2.6 Mesures incitatives pour la mise en place de la P+P

Le premier argument avancé par les entreprises pour appliquer une gestion de l'environnement qui inclue la P+P est qu'elle facilite le respect des dispositions législatives. Mais, alors que d'autres mesures environnementales ont un coût, les mesures de P+P se justifient parce qu'elles représentent un avantage économique tangible ou, ce qui est moins évident, parce qu'elles peuvent apporter des améliorations à l'entreprise.

En résumé, les mesures incitatives pour l'application de la P+P qui peuvent être identifiées sont très diverses et peuvent:

• faciliter le respect de la législation en vigueur,
• améliorer l'image de l'entreprise,
• apporter des avantages dans l'obtention de permis et démarches simplifiées,
• permettre de réaliser une économie de matières premières et d'énergie,
• permettre de réaliser des économies dans la gestion des flux de déchets: traitements et/ou contrôle des réservoirs,
• apporter des avantages économiques dans l'exploitation,
• apporter des avantages avec les compagnies d'assurances,
• diminuer d'éventuelles responsabilités civiles et pénales,
• permettre d'obtenir de meilleures conditions de travail en ce qui concerne l'hygiène et la sécurité,
• être une valeur plus sûre pour les actionnaires, etc.

2.7 La chaîne client-fournisseur

Il est possible de trouver une raison supplémentaire, de plus en plus importante, pour mettre en place un programme de P+P dans certaines entreprises. Les PME fournissent souvent des produits à de grandes entreprises qui exigent de leurs fournisseurs une politique et un comportement environnementaux corrects et exemplaires. Une entreprise peut être exclue du catalogue de fournisseurs si elle ne remplit pas ces conditions. De plus en plus, les PME, qui font partie intégrante d'une chaîne de production, se trouvent dans l'obligation d'adopter un système de gestion de l'environnement (SGE) qui satisfait le client.

L'adaptation des clients industriels et des consommateurs à certaines exigences, et la possibilité d'afficher un label environnemental correct peuvent être aussi importantes aujourd'hui que les exigences de qualité ou la livraison just-in-time (JIT).). De même qu'il peut être exigé au fournisseur une garantie de qualité, avec la norme ISO 9000 par exemple, il peut aussi lui être exigé une garantie de qualité environnementale comme disposer d'un système de gestion de l'environnement (chapitre 3) qui inclura d'une certaine manière la P+P.

2.8 Difficultés de mise en place de la P+P

Malgré les mesures incitatives déjà citées, la P+P peut avoir à résoudre une série de difficultés pour son implantation. Pour vaincre ces obstacles, ces difficultés doivent être identifiées et surmontées en même temps que les avantages de P+P deviennent plus explicites. Dans nombre de pays méditerranéens, il y a encore de sérieux obstacles à l'implantation de la P+P [20].

Les principales difficultés rencontrées dans certains pays apparaissent au niveau:

• Législatif et gouvernemental
  • Absence d'un cadre réglementaire efficace, carence des mécanismes législatifs et administratifs nécessaires à la stimulation de la P+P, conjointement avec le manque d'engagement du gouvernement ou de soutien institutionnel.
  • Il y a souvent une rivalité entre l'action des divers organismes gouvernementaux qui poursuivent des objectifs différents (industrie et environnement) et/ou une carence quant à la délimitation des compétences des organismes nationaux et locaux.
  • Application insuffisante de la réglementation en vigueur avec parfois des exigences différentes dans des régions d'un même pays.
  • Manque de soutien économique institutionnel pour promouvoir des études préliminaires ou des projets de démonstration qui mettent en évidence les avantages de la P+P.
• Des entreprises
  • Mauvais positionnement des entrepreneurs réticents au changement, les cadres dirigeants se méfiant de l'innovation et les cadres moyens se méfiant, eux, des changements de gestion et de production.
  • Attitude conservatrice des PME par manque de structure adéquate et d'expérience dans l'implantation de mesures comme la P+P.
  • Incapacité de nombreuses entreprises et manque de soutien de la part d'experts pour appliquer des systèmes de comptabilité analytique de coûts qui leur permettent de mettre en évidence les coûts environnementaux et les avantages économiques de la P+P.
  • Dans divers pays, manque de participation des industriels à la rédaction de politiques de développement, spécialement quand les priorités du pays sont tributaires de l'agenda politique du gouvernement.
  • Méconnaissance des avantages de la P+P et manque d'information (qui existe pourtant) sur les expériences positives menées dans le secteur.
  • Manque de personnel spécialisé dans la formation de techniciens et l'entraînement d'ouvriers.
• Économique et financier
  • Manque de ressources économiques pour implanter des mesures avantageuses pour l'environnement et pour la compétitivité de l'entreprise, comme l'ont prouvé les évaluations.
  • Difficultés pour obtenir des ressources financières externes dans des situations de précarité des entreprises (ce qui arrive souvent) même si la P+P a sa propre rentabilité.

Au niveau macroéconomique, les acteurs de la politique internationale ne reconnaissent pas le rapport entre économie et environnement, nécessaire pour atteindre le développement durable. Le système de comptabilité national d'où viennent les principaux indicateurs économiques qui servent à élaborer des politiques et à en mesurer l'efficacité ne tiennent pas compte de l'épuisement des ressources naturelles ni de la pollution du territoire. Le développement durable n'est donc pas envisagé, et le processus d'internalisation de coûts environnementaux n'est pas favorisé.

En outre, certains pays du pourtour méditerranéen continuent encore à subventionner les dépenses d'énergie et d'eau de l'industrie, dissuadant ainsi les entreprises d'adopter des techniques utilisant les ressources de manière rationnelle.

2.9 Caractérisation des entreprises

La mise en place d'un programme de P+P est facilitée si la vision des caractéristiques particulières de l'entreprise est bonne. Au cours de la première phase, particulièrement si l'implantation de la P+P est effectuée avec la collaboration d'un consultant externe, il convient de préciser les caractéristiques de l'industrie en ce qui concerne les aspects suivants (outre les coordonnées particulières de l'entreprise: adresse, responsables, secteur industriel, taille, etc.):

• Complexité technique de la fabrication

  Un des facteurs les plus spécifiques des entreprises est le contexte de complexité technique de fabrication, généralement en étroite relation avec le secteur industriel dont il s'agit. Il a été proposé jusqu'à 10 groupes pour classer les entreprises [21], mais pour aborder la P+P, il est suffisant de considérer quatre groupes principaux:

  • Production unitaire ou en petits lots
  • Production en série ou en grands lots
  • Production de base chimique en discontinu
  • Production en flux continu

  Quand différents produits sont fabriqués, le fait de connaître la distribution en pourcentage des divers produits et les séquences de production aide à planifier les évaluations. Les problèmes d'environnement seront probablement concentrés sur quelques produits ou étapes de production, produits ou étapes qui demanderont le plus d'attention.

• Analyse de la structure de l'organisation

  Pour analyser formellement la structure de l'organisation, des questions sur certaines dimensions ou variables primaires de toute organisation peuvent être posées [21]:

  • Spécialisation. Dans quelle mesure les activités de l'organisation sont-elles divisées en tâches spécialisées ?
  • Normalisation. Jusqu'à quel niveau sommes-nous arrivés dans l'application de procédures et de normes ?
  • Formalisation. Dans quelle mesure sont écrites les instructions, procédures, etc. ?
  • Centralisation. Jusqu'à quel point l'autorité apte à prendre des décisions a-t-elle été déléguée ?
  • Configuration. La forme de l'organisation est-elle très ou peu verticale ? Quel est le pourcentage du personnel étant spécialisé ? Quel est le pourcentage de technologie provenant d'un support externe ?
• Intégration en chaînes client-fournisseur

  Dans les procédés de fabrications modernes, il est très important d'évaluer le niveau d'intégration et de dépendance d'une entreprise dans la chaîne client-fournisseur. Il convient de connaître quelques aspects du niveau d'interdépendance entre les deux parties:

  • Degré d'intégration avec le fournisseur: commandes simples vs contrats à long terme
  • Degré d'intégration avec le client: commandes simples vs contrats à long terme
  • Dépendance de l'entreprise du client le plus important
  • Dépendance de l'entreprise du fournisseur le plus important
  • Sensibilité de l'entreprise au volume de production des clients

2.10 La vision fonctionnelle et la vision de processus

Il y a deux manières principales de voir une organisation: la vision fonctionnelle et la vision de processus.

La vision de processus aborde le travail en lui-même en identifiant les éléments du travail (processus) qui doivent être exécutés pour que l'entreprise fonctionne. Cette forme de considérer l'entreprise est avantageuse pour la relation client-fournisseur parce qu'elle correspond à la manière avec laquelle le client interagit avec l'entreprise: établissement de contrats, garantie de la qualité, réception des produits et des services, paiements et demandes d'assistance après-vente. Les processus fondamentaux sont divisés en sous-processus qui sont eux-mêmes divisés en activités. Une compréhension claire de ce que sont les processus (de travail) qui ont lieu dans l'entreprise permettra au chef d'entreprise d'appliquer des mesures d'amélioration continue et d'obtenir une gestion totale et effective basée sur les coûts des activités (chapitre 4).

Exemples typiques de sous-processus d'opérations:

• planification de produits
• contrôle de matières
• approvisionnements
• planification d'équipements et d'installations
• transformations
• contrôle qualité
• maintenance, etc.

Exemple d'analyse d'activités appliquée à un processus d'achat de matériels:

La division classique du travail a conduit les entreprises à s'organiser en départements. Chaque département fonctionnel contribue à la création d'un produit ou d'un service par des tâches qui peuvent être gérées indépendamment. Mais il n'y a pas de frontière nette entre les nombreuses activités des différents départements dans ce qu'on appelle les processus ou les flux de travail entre départements. Les systèmes de gestion totale des coûts découlent de cette vision des processus. Parmi les avantages qu'ils présentent: permettre d'attribuer les coûts généraux sur la base de la relation de cause à effet (chapitre 4).

Les six processus considérés comme fondamentaux sont les suivants [22]:

• Exécutifs
• Support interne
• Obtention de nouveaux marchés
• Conception de nouveaux produits et services
• Opérations
• Support après-vente

2.11 Indicateurs environnementaux de l'activité

Afin de voir l'évolution du comportement environnemental d'une entreprise dans quelques aspects-clés et communiquer facilement ce comportement, l'utilisation d'indicateurs environnementaux [23], [24] est recommandée. Ces indicateurs renseignent sur l'état actuel et permettent d'effectuer un suivi comparatif des améliorations obtenues au fil du temps. Pour certaines entreprises, il peut être plus important d'adopter formellement le concept d'évaluation du comportement environnemental développé comme norme ISO 14031 [25].

Pour l'OCDE, un indicateur est un paramètre, ou une valeur issue de paramètres, qui montre/fournit des renseignements/décrit l'état d'un phénomène/environnement/domaine avec une signification qui va au-delà de celle associée directement à la valeur du paramètre [26]. Un paramètre est une caractéristique mesurée ou observée, comme un indice est un ensemble de paramètres ou indicateurs, ajoutés ou pondérés. Le cadre analytique le plus généralement adopté par les indicateurs environnementaux est celui de pression-état-réponse(figure 2.1).

Figure 2.1 Cadre des indicateurs environnementaux: pression-état-réponse

Du point de vue de la direction de l'entreprise, les indicateurs ont trois fonctions principales:

• Prévenir si des aspects de gestion s'écartent de l'état correct.
• Informer sur le comportement général et permettre de planifier des améliorations.
• Faciliter la communication interne et externe sur le caractère conforme de l'activité.

L'efficacité des indicateurs dépend du niveau de réalisation des points suivants:

• Couvrir des aspects significatifs en rapport avec:
  • la législation environnementale
  • la politique environnementale de l'entreprise
• Être objectifs et basés sur des données disponibles et vérifiables.
• Être facilement compréhensibles par les utilisateurs.
• Répondre au souci des parties intéressées.
• Permettre des comparaisons.
• Être facilement applicables et être obtenus pour un coût raisonnable.

En général, un ensemble, non excessif, d'indicateurs qui couvrent les différents aspects environnementaux est adopté.

L'Université de Lowell a insisté sur six aspects principaux de la production durable [24] dont il faut tenir compte dans la proposition d'un ensemble d'indicateurs environnementaux (voir l'activité du paragraphe 2.12.):

1. Consommation des ressources: réduire la consommation de matières, eau, énergie, utiliser des énergies renouvelables, etc.
2. Flux de déchets: réduire les impacts sur l'environnement, toxicité, effet de serre, etc.
3. Économie du système: coûts environnementaux, reprise des produits défectueux, etc.
4. Travailleurs: taux d'accidents, formation, etc.
5. Produits: recyclabilité, biodégradabilité d'emballages, etc
6. Développement social et communautaire: rapports avec la communauté voisine, travailleurs locaux, etc.

2.12 Cas pratiques: la prévention de la pollution dans les industries de transformation

Pour Haas, la différence entre une perspective opérationnelle (comment pouvons-nous mieux faire?) et une perspective stratégique (comment pouvons-nous être meilleurs que nos concurrents?) est immense [28]. Il faut toujours garder à l'esprit les huit aspects de la production qui sont en interrelation. Les décisions concernant ces huit aspects de la fabrication sont essentielles pour obtenir un meilleur résultat stratégique. Berglund [29] a repris les huit aspects identifiés par Haas comme fondamentaux, et a fait une analyse du rôle de la prévention de la pollution pour chacun d'entre eux:

1. Conception du produit

   Elle doit mener à des produits moins toxiques, moins persistants, plus recyclables ou plus faciles à retraiter. Elle doit notamment:

   • Empêcher que certaines matières se propagent dans l'environnement (par exemple, élimination des CFC).
   • Faciliter leur élimination de l'environnement (par exemple, utilisation de plastiques recyclables).
   • Faciliter leur capacité à être retraités (par exemple, véhicules de démontage facile).
2. Conception du processus

   Grâce à leur expérience chez Union Carbide, les auteurs ont conclu que la prévention au sein des usines avance par étapes:

   • Phase I: Les premiers efforts sont dirigés vers les solutions les plus simples, évidentes, rentables ; y sont inclus les bonnes pratiques opérationnelles, la séparation des déchets, le recyclage simple sans traitements. Ces efforts abordent plus l'opération que le système physique et offre un bon amortissement de l'investissement.

   • Phase II: Des projets plus complexes et plus onéreux, souvent associés à des modifications d'équipements, de processus et de contrôle de processus émergent. Peuvent être inclus: l'ajout ou l'adaptation d'équipements auxiliaires pour des traitements simples à la source, éventuellement pour recycler des matières. Ils offrent en général un amortissement de l'investissement moindre et doivent être plus justifiés.

   • Phase III: Il s'agit de projets qui concernent des résidus intrinsèques (inhérents à la configuration fondamentale du processus), des recyclages plus complexes, des changements plus fondamentaux dans le processus, des changements de matières premières ou catalyseurs, ou des reformulations de produit. Comme les périodes d'amortissement de l'investissement sont plus longues, il est plus facile d'introduire ces projets au cours du développement d'une nouvelle unité ou d'un nouveau processus.

3. Configuration de l'usine

   Deux aspects sont particulièrement importants. Le premier est l'intégration complète de l'usine ; c'est-à-dire, une usine qui peut utiliser au maximum tous les produits et sous-produits à l'intérieur de l'usine même. Cela est plus facile à atteindre quand on extrapole le concept à une chaîne client-fournisseur. Le second concept est la facilité avec laquelle la maintenance est assurée et avec laquelle les changements sont introduits dans le processus.

4. Information et contrôle

   Outre un système permettant d'optimiser les rendements et de minimiser les sous-produits indésirables, il faut pouvoir contrôler les déchets (ou contrôler ceux qui gèrent les déchets quand la responsabilité concernant la livraison des déchets ne s'arrête pas à ceux qui doivent les gérer) et minimiser les situations de perte de contrôle (disposer d'un système solide).

5. Ressources humaines

   Pour s'assurer de l'implication de l'ensemble des travailleurs, il est important de leur garantir la formation et l'entraînement dans le cadre de l'identification des opportunités de prévention, de leur donner suffisamment de temps ainsi que de la reconnaissance et de la gratification.

6. Recherche et développement

   Quatre aspects suivants sont considérés comme importants:

   1. Trouver de nouveaux processus et des modifications des processus existants
   2. Nouvelles technologies de séparation
   3. Techniques analytiques qui facilitent l'identification des sources de pollution
   4. Supporter des améliorations incrémentales.
7. Relations client - fournisseur

   La prévention et la réduction des déchets s'obtiennent plus facilement avec une étroite relation fournisseur-client. Cela concerne aussi bien les fournisseurs d'équipements que de matières premières.

8. Organisation

   Le soutien et l'engagement doivent venir de tous les niveaux de l'entreprise. Cette dernière doit être organisée de telle manière à stimuler le travail en équipe et l'interaction de l'ensemble des employés. Par exemple, il faut souligner une chose parfois oubliée: il s'agit du rôle important joué par le département de comptabilité pour identifier les meilleures opportunités et pour reconnaître les avantages d'un programme de prévention.

Berglund suggère un ensemble de caractéristiques pour chaque département fonctionnel, d'aspects d'implantation et de tendances qui ont un rapport avec la prévention (et la P+P) (tableau 2.1).

2.13 Activités

Exercice 1

Exercice 2: Indicateurs de production durable

Observation des caractéristiques d'une industrie

3.1 Objectif

Le développement durable a promu diverses voies de recherche d'améliorations en rapport avec l'éco-efficacité et la P+P. Certaines sont plutôt destinées à provoquer la réflexion ou à être utilisées comme indicateurs du degré de durabilité du développement (flux de matières, facteur 4, empreinte écologique, etc.). D'autres sont des outils ou des stratégies destinés à orienter une meilleure utilisation des ressources, depuis la planification des systèmes et des produits à la prise de décisions, que ce soit de la part du fabricant ou que ce soit du point de vue du consommateur (écologie industrielle, conception écologique, analyse du cycle de vie, etc.). Ces stratégies ont leur place dans le cadre général d'un système de gestion de l'environnement (SGE) que toute entreprise devrait avoir [30], [31].

L'objectif de ce chapitre est le suivant:

• Introduire les systèmes de gestion de l'environnement (SGE), et la forme normalisée ISO 14000.
• Présenter l'étape supplémentaire en matière de transparence de la communication que représente l'EMAS dans les pays de l'Union européenne pour garantir le comportement des entreprises vis-à-vis de l'environnement.
• Décrire la contribution que la P+P peut apporter aux SGE et le rapport avec les meilleures technologies disponibles (MTD).
• Revoir certains outils environnementaux qui ont un rapport avec la P+P et qui ont leur place dans les SGE.

3.2 Systèmes de gestion de l'environnement (SGE)

3.2.5 Dynamique du SGE

Le système de gestion de l'environnement (SGE) commence par la déclaration d'une politique environnementale qui contient, au minimum, l'engagement de respecter la législation en vigueur et de garantir une amélioration constante de la gestion de l'environnement. Le SGE implique une action progressive et continue en quatre étapes: planifier, réaliser, contrôler et améliorer. D'habitude, il est associé à la roue de Deming qui, par son activité cyclique, améliore progressivement le comportement environnemental au cours du temps. Il faut que les objectifs inscrits dans le SGE soient aussi quantitatifs que possible.

3.3 L'audit environnemental

L'audit environnemental est un élément-clé du SGE. Il inclut une évaluation systématique, documentée, régulière et objective pour vérifier que l'organisation, la gestion et l'équipement environnemental fonctionnent correctement et l'EMAS, par exemple, vérifie que:

• Les plans établis par la gestion de l'environnement sont respectés.
• L'implantation et la maintenance sont effectuées de manière adéquate.
• Les informations sur les résultats de l'audit sont fournies.

Les éléments essentiels de l'audit environnemental (CCI) sont les suivants:

1. Soutien total de la direction, démontré d'une manière ouverte à toutes les étapes de l'audit.
2. Objectivité de l'équipe des auditeurs, ce qui suppose une indépendance suffisante des sujets audités.
3. Compétence professionnelle de l'équipe des auditeurs, qualifiés et avec suffisamment d'expérience.
4. Procédures bien définies et systématiques pour assurer une révision complète et efficace des sujets importants.
5. Processus bien documenté et rapports écrits avec clarté.
6. Garantie de la qualité de l'audit par des mécanismes appropriés qui lui donnent consistance et fiabilité.
7. Suivi des faits identifiés avec application des mesures appropriées.

3.4 Autres outils environnementaux

3.4.1 Métabolisme et écologie industrielle

Le concept de métabolisme industriel a été développé [37] sur la base de l'analogie entre les organismes biologiques et les activités industrielles, et défini comme l'ensemble intégré et complet de processus physiques qui transforment les matières premières et l'énergie, plus le travail, en produits finis et flux de déchets dans une condition plus ou moins stable. Le système économique agit comme mécanisme régulateur du métabolisme par le mécanisme des prix. La portée limitée de la fonction métabolique peut être développée en y incluant d'autres fonctions jusqu'à arriver à la notion d'écologie industrielle.

Le concept d'écologie industrielle se fonde sur l'analogie qui peut être faite entre les systèmes écologiques naturels et les systèmes industriels. Dans la chaîne alimentaire des systèmes biologiques, des organismes sont la source d'alimentation pour d'autres organismes et, en général, les déchets produits par un organisme peuvent être utilisés comme source de matière et d'énergie pour un autre organisme. Une communauté écologique mûre se comporte comme un système de minimisation des flux de déchets. Les processus et systèmes industriels sont aussi interactifs. Les flux de déchets de processus peuvent être utilisés pour alimenter d'autres processus. L'étude du flux de déchets à l'intérieur d'un système industriel peut nous révéler des opportunités pour le recyclage ou la réutilisation de matières.

L'écologie industrielle cherche un équilibre global entre toutes les activités, en commençant par observer le cycle de vie des produits et des systèmes de production. Un concept central de l'écologie industrielle est l'évolution du système industriel depuis un système linéaire non durable jusqu'à un système cyclique pour atteindre cet équilibre [38]. La P+P serait incluse dans l'écologie industrielle comme un élément de plus pour promouvoir une production et une consommation durables.

Figure 3.2 Passage du système linéaire non durable à un système cyclique

On trouve des exemples d'écosystèmes industriels dans l'éco-parc typique de Kalundborg au Danemark [39] ou dans le système fermé de support à la vie de la NASA, proposé pour des colonies dans l'espace.

Figure 3.3 Éco-parc industriel de Kalundborg (Danemark)

Figure 3.4 Système de survie à circuit fermé de la NASA

La fiche MedClean nº 40 relative à la réintroduction du lactosérum issu de la fabrication de produits laitiers dans le circuit alimentaire, décrit un exemple spécifique d'application du concept d'écologie industrielle (Égypte).

Du point de vue de l'écologie industrielle, la P+P a été critiquée pour deux défauts [40]. Le premier est qu'elle est destinée à des systèmes de production existants. Le second est qu'elle concentre son action sur les opportunités qui améliorent la compétitivité en même temps qu'elles réduisent l'impact environnemental (encore que justement c'est bien là que réside le plus grand intérêt de la P+P et c'est la raison principale pour laquelle les industriels l'adoptent). L'écologie industrielle voudrait corriger ces défauts en dirigeant son action à n'importe quelle étape du système productif, y compris la conception initiale des produits, les processus et les services ainsi que tous les impacts environnementaux, même ceux qui n'apportent aucun avantage économique.

3.4.2 Conception écologique

Dans la première décennie de son application, la P+P s'est principalement concentrée sur les systèmes de production existants, bien qu'à cette époque, par exemple, le PNUE ait explicitement intégré les produits dans sa définition. Pendant ce temps, l'idée de conception écologique s'est développée et s'est particulièrement focalisée sur les emballages et les produits de consommation.

La conception écologique (et le similaire DfE, Design for Environment, aux USA) intègre la prévention des impacts environnementaux associés au produit dans l'étape de sa conception. Comme elle incorpore aussi une stratégie de valeur ajoutée maximale des produits, elle fait partie d'un ample concept de l'éco-efficacité et peut être interprétée comme la facette de la P+P appliquée aux produits [41] avec les obstacles et les stimulants inhérents à son introduction [42].

La fiche Med Clean nº 8 relative à la réduction du carton d'emballage est un bon exemple de conception écologique (Malta).

La conception écologique apporte des améliorations dans:

• le concept et la fonction du produit,
• le choix de matériaux de moindre impact
• la planification de la réduction de l'impact du processus de fabrication,
• la planification de la diminution de l'impact de la distribution: récipients, emballages, transports,
• l'optimisation de l'utilisation du produit,
• la minimisation de la gestion à la fin de la vie utile du produit.

Plus que les pouvoirs publics, ce sont les ingénieries et les fabricants qui ont consacré le plus d'efforts à la conception d'usines industrielles et qui ont progressé dans l'incorporation d'améliorations environnementales conjointement avec l'application des mesures de sécurité pour réduire tout type de risques [43].

Plusieurs techniques se sont développées dans la méthodologie spécifique de la conception écologique. La matrice MET (tableau 3.5) et le cercle de stratégies de la conception écologique (figure 3.6) sont deux exemples des outils utilisés pour l'analyse de produits existants et l'évaluation des améliorations [44].

La matrice MET est un outil qualitatif pour effectuer une analyse fonctionnelle du profil environnemental d'un produit. Pour chaque étape du cycle de vie d'un produit (depuis la production des matières premières jusqu'à l'élimination finale) les impacts environnementaux sont introduits et regroupés sous trois entrées: cycle des matières, utilisation de l'énergie, émissions toxiques.

Le cercle des stratégies permet de visualiser les principaux domaines où il est prévu de pouvoir améliorer le produit en notant le profil de 0 à 5

Tableau 3.5 Exemple de matrice MET appliquée à une machine à café

		Cycle des matériaux Entrée/Sortie	Utilisation de l'énergie Entrée/Sortie	Émissions toxiques Sortie
Production et approvisionnement extérieur de matériaux et composants		- cuivre (matériel épuisable) - zinc (matériel épuisable)	-haut contenu énergétique des matériaux	- retardateurs de feu dans circuits imprimés - améliorations de flux par moulage par injection - émissions de benzène - émissions d'isocyanate dans peinture et encollage
Production intérieure		-déchets métalliques -déchets plastiques	- énergie du processus
Distribution			- énergie du transport
Utilisation	opération*	- verres plastiques (1.472 kg polystyrène) - papier de filtre (90 kg) - marc de café (2.944 kg) - cuillères plastiques (110 kg polypropylène) - matériel nettoyage - eau sale (4.160 l) - filtres eau (20)	- utilisation inefficace de l'énergie dans le bouilleur
	service	- parties facilement cassables	-transport du service de maintenance
Fin de vie du système	récupération	- certaines éléments de valeur ne sont pas réutilisés: - le bouilleur - élimination de la machine(37 kg) - emballage - plastiques non recyclés (5 kg) - plaques imprimées (0,5 kg)
	élimination			- circuits imprimés (0,5 kg) - cuivre** - zinc**
(*) Valeurs calculées pour la consommation de 4 cafés par jour pour 40 personnes, pendant 10 ans (**) Éléments auxquels il faut faire attention!

Figure 3.6 Le cercle de stratégie de la conception écologique

3.5 Cas pratique: introduction de la conception basée sur le cycle de vie dans les PME

Même au Canada, pays pourtant avancé sur les questions d'environnement, il est difficile de trouver des exemples de PME qui agissent de manière satisfaisante selon une stratégie environnementale cohérente. On pourrait penser que la diffusion de la norme ISO 14001 est un indicateur de la prise de conscience environnementale dans différents pays mais force est de constater qu'elle reflète plutôt l'attitude des multinationales et de leurs filiales. Telle est une des conclusions d'une étude basée sur un échantillon de 386 PME avec une certaine sensibilisation à l'environnement et réparties sur quatre secteurs d'activité: imprimerie, bois, métal et électricité/électronique [47]. Les auteurs ont conclu que, pour introduire une conception basée sur le cycle de vie dans les PME, on suit une courbe d'apprentissage en cinq étapes (figure 3.7).

Figure 3.7 Courbe d'apprentissage en 5 étapes

L'évaluation du chemin parcouru peut être effectuée sur la base de quatre indicateurs mixtes du niveau atteint:

1. Conception écologique
   • Matières premières
     • choisir des matières qui peuvent être recyclées ou être moins nocives pour l'environnement
     • réduire la quantité de matières premières
   • Énergie
     • réduire l'énergie nécessaire pour l'utilisation du produit
   • Vie du produit
     • rallonger la vie utile du produit
   • Conception écologique
     • concevoir le produit pour l'adapter à de nombreux futurs utilisateurs
     • concevoir le produit de telle manière qu'il soit facile à réparer
     • concevoir le produit de telle manière qu'il soit facile à démonter
     • concevoir le produit de telle manière qu'il soit facile à recycler
     • concevoir le produit de telle manière qu'il soit facile à fabriquer
2. Fabrication écologique
   • Conditions exigées aux fournisseurs
     • Choisir les sous-traitants sur la base de leur comportement environnemental
   • Énergie
     • réduire l'énergie requise pour la fabrication et le montage du produit
   • Émissions
     • réduire les émissions polluantes
     • traiter ou capturer les émissions polluantes
   • Déchets
     • minimiser les déchets
     • garantir un(e) correct(e) rejet/élimination des déchets
3. Recyclage
   • Procédures
     • établir des procédures de recyclage
     • établir des procédures appropriées aux matières dangereuses à la fin du cycle de vie du produit
   • Infrastructure
     • Garantir l'existence des infrastructures de recyclage
   • Conditionnement
     • utiliser des récipients recyclables
4. Gestion de l'environnement
   • Politiques et procédures
     • politique environnementale écrite et détaillée
     • politique environnementale proactive qui va au-delà des exigences législatives
     • établissement d'objectifs environnementaux quantifiables
   • Surveillance
     • surveillance des coûts et avantages environnementaux
     • audit environnemental régulier
     • réévaluation du SGE régulière
   • Personnel
     • distribution des rôles et responsabilités qui concernent les programmes environnementaux
     • formation adéquate du personnel
     • rémunération et promotion du personnel basées sur les objectifs environnementaux

Voici quelques-unes des conclusions des auteurs de l'étude:

• Au début du nouveau millénaire, le niveau d'implantation de la norme ISO 14001 est bas et les étapes IV et V ne sont pratiquement pas atteintes.
• C'est surtout le fait d'être fournisseurs de grandes entreprises ou la volonté d'imiter les tactiques des concurrents qui sont à l'origine des initiatives environnementales des PME.
• Même si les responsabilités et l'image de l'entreprise conjointement avec les avantages économiques sont les principales motivations pour avancer vers la conception écologique, les chefs d'entreprises ne sont pas insensibles à la valeur ajoutée offerte par les aspects innovateurs de gestion, fabrication et processus et par une meilleure prise de conscience des questions environnementales.

Parmi les quatre secteurs étudiés:

• Le secteur de l'imprimerie est celui qui affiche de meilleurs résultats probablement à cause de l'expérience acquise dans la P+P (par exemple en remplaçant des dissolvants ou en effectuant des prélavages) et dans le recyclage (intensif pour le papier ou l'utilisation d'encres à base de soja recyclées).
• Quant aux secteurs électrique, électronique et mécanique, c'est dans la conception verte et le recyclage qu'ils présentent de meilleurs résultats. La conception écologique, l'innocuité des matières utilisées et la faible consommation d'énergie des produits en sont les aspects les plus significatifs.
• Le secteur du bois a surtout pris des initiatives dans la P+P et pour que ses produits soient plus verts (c'est le cas de l'utilisation de conservateurs du bois).

3.6 Activités

4.1 Objectif

Pour que la direction d'une entreprise soit objectivement convaincue de l'intérêt à investir dans la P+P, elle doit avoir une vision économique correcte des coûts entraînés par la production de flux de déchets et elle doit pouvoir constater comment l'application de mesures d'éco-efficacité l'aidera à réduire ces coûts et à la rendre plus compétitive. Avec la P+P, l'objectif poursuivi est d'obtenir un avantage sur les deux plans, le plan économique et le plan environnemental. Malheureusement beaucoup de chefs d'entreprise, par manque de preuve comptable, pensent que l'avantage obtenu sur un des deux plans s'obtient toujours au détriment de l'autre.

Dans ce chapitre, nous allons revoir:

• Certains aspects de la comptabilité environnementale nécessaires pour arriver à une meilleure connaissance des coûts environnementaux, souvent englobés dans des coûts généraux, que supporte réellement une entreprise.
• Critères d'assignation à une activité et/ou produit déterminé de la part correspondante des coûts communs à diverses activités.
• Critères d'analyse financière qui peuvent être utilisés pour déterminer la viabilité des opportunités de la P+P et pour mettre en évidence que la P+P offre des avantages aussi bien économiques qu'environnementaux.

4.2 Gestion comptable de l'environnement

4.5 Analyse financière d'options de P+P

Quand les options de P+P entraînent des investissements, la partie de bénéfice économique dans l'éco-efficacité doit être justifiée comme dans tout autre projet de production. Pour démontrer l'intérêt à appliquer une option de P+P, il faut lui appliquer les mêmes outils d'analyse financière qui sont appliqués à d'autres projets de l'entreprise, avec lesquels elle sera en concurrence pour obtenir une partie des ressources financières, jamais abondantes mais accessibles si elles contribuent à améliorer la compétitivité de l'entreprise. Les critères de rentabilité qui s'appliquent le plus généralement sont les suivants [53]:

• Période d'amortissement de l'investissement (PAI)

  La PAI est la durée nécessaire pour que l'encaisse accumulée compense l'investissement réalisé pour le projet. L'encaisse différentielle est l'économie nette imputable à l'implantation de la solution alternative proposée par rapport au processus productif actuel. Grâce à la PAI, le chef d'entreprise peut connaître le moment à partir duquel les changements introduits dans son entreprise commenceront à générer des bénéfices nets pour son compte d'exploitation. La PAI, parfois critiquée par les économistes parce qu'elle ne tient pas compte du taux d'intérêt, est fort utile. La formule pour la calculer est la suivante:

  

  En général, la PAI est considérée comme suffisamment intéressante si elle est inférieure à 3 ans. Sinon, l'analyse peut être approfondie avec d'autres outils d'analyse financière.

• Valeur actuelle nette (VAN)

  La VAN est la valeur actualisée des bénéfices différentiels générés chaque année. Elle représente les bénéfices générés pendant la durée de vie de l'investissement par rapport à l'investissement du début. Plus la VAN est importante (positive), plus l'investissement est intéressant. La formule pour la calculer tient compte du nombre d'années de vie utile de l'investissement:

  

  où:

  • i est l'année spécifique de la vie du projet (en général l'année i=0, l'année d'application de l'investissement, qui commence à rapporter des revenus l'année i=1).
  • r est le taux d'intérêt (coût de l'argent pour l'entreprise ou rendement d'un excédent de ressources financières).
• Taux de rentabilité interne (TRI)

  Le TRI est l'intérêt qui rend égales la valeur actualisée des bénéfices différentiels accumulés chaque année et la valeur de l'investissement réalisé. Plus le TRI est important (positif), plus l'investissement est intéressant. Le TRI est calculé pour une VAN égale à zéro:

  

Au moment de prendre la décision, le chef d'entreprise doit aussi tenir compte des bénéfices intangibles, difficiles à estimer mais qui sont sans nul doute générés par l'introduction de mesures P+P.

Les bénéfices intangibles peuvent être obtenus grâce à:

• Moins de responsabilité issue de:
  • Sanctions
  • Dommages aux personnes et aux biens
  • Dommages aux ressources naturelles et à l'environnement
• Une meilleure image de l'entreprise
• Une meilleure image du produit
• Une meilleure qualité du produit
• Une meilleure santé des employés
• Une productivité plus importante due à de meilleures relations avec le personnel

La fiche MedClean nº 1 représente un bon exemple d'évaluation économique des opportunités de minimisation complétant le diagnostic de prévention de la pollution chez un fabricant de batterie de voiture en Tunisie.

4.6 Cas pratique: assignation de coûts dans l'ISO 14041

En général, les technologues ne participent pas beaucoup au développement d'assignation de coûts [54]. Cependant, on observe dernièrement une plus grande implication des techniciens suite à l'introduction de plus en plus fréquente de la méthodologie des SGE et de l'application des méthodes d'assignation de matières et polluants dans les analyses de cycle de vie dans l'ISO 14041 [55]. L'objectif implicite poursuivi par l'ACV est d'anticiper les conséquences environnementales de nos actions. Mais différentes formes d'assigner des consommations de matières et des flux de déchets dans des processus multifonctions débouchent sur différentes sortes d'information et portent à une série de conclusions sur les processus d'assignation transférables à l'assignation de coûts.

Un processus multifonctions est défini comme une activité qui remplit plus d'une fonction. Cela peut être un processus de production qui fabrique plus d'un produit. Il peut s'agir encore d'un processus de gestion de flux de déchets qui comporte plus d'un flux et peut-être la valorisation d'un flux qui produit de l'énergie. Le problème dans l'assignation est de décider quelle part de la charge environnementale finale de l'activité doit être attribuée à chaque produit ou flux de déchets. La charge environnementale inclut les ressources consommées et toutes les émissions ou déchets finaux produits. Le fait qu'une matière issue du cycle de vie d'un produit aille finir, par recyclage, dans un autre cycle de vie, représente aussi un problème d'assignation parce qu'une partie de la fonction est exportée vers ce dernier cycle de vie.

Les conclusions auxquelles on arrive ne sont pas simples à résumer. L'assignation basée sur des relations causales, physiques (basée sur le volume de production de chaque produit, par exemple) entre fonctions, est possible si les fonctions sont physiquement indépendantes les unes des autres. Le problème d'assignation peut rarement se résoudre par une simple division et il faut employer un système étendu. Le problème d'assignation est encore plus compliqué à résoudre quand, au lieu de matières, il faut assigner des coûts: quel coût assigner au produit désiré et au sous-produit si le marché accepte seulement le sous-produit quand il a un prix assez bas ? L'assignation doit tenir compte, même s'il est petit, de l'effet sur le volume de production de la fonction exportée comme sous-produit.

Le système étendu, ou une approximation adéquate, peut aider à résoudre le problème d'assignation. Celui-ci peut être résolu s'il existe une alternative de production (de création) de la fonction exportée qui indique quelles sont les limites de l'assignation. Si le sous-produit B, par exemple, peut être fabriqué par un autre moyen, une assignation excessive empêcherait son introduction comme produit utile et pourrait le convertir en déchet et charger le produit A d'une manière pire encore. L'alternative donne l'information supplémentaire nécessaire pour décider les limites de l'assignation.

Système étendu

Le système montre le processus multifonctionnel et les activités qui peuvent être indirectement affectées par un changement dans la production de B. Comme l'assignation ne peut pas être décidée en tenant compte du processus, on utilise un système étendu avec une production alternative qui permettra de décider quelle assignation peut être faite au produit B.

4.7 Exercices d'application

Exercice 1

1. Indiquer si les affirmations suivantes sont vraies ou fausses. La comptabilité environnementale:

   • inclunt et remplace la comptabilité classique
   • nous permet de démontrer l'éco-efficacité
   • travaille directement avec les coûts indirects
   • se fait à la marge des comptables
   • n'est pas nécessaire dans les microentreprises
   • n'est pas nécessaire si les coûts indirects représentent un petit pourcentage
   • est plus intéressante si beaucoup de produits différents sont fabriqués

2. Que faut-il introduire comme investissements ou comme dépenses annuelles ?

   • Assurance du transport de l'équipement à l'usine
   • Assurance de l'équipement en fonctionnement
   • Consommation d'électricité à la mise en route initiale
   • Consommation d'électricité pendant un arrêt pour entretien
   • Consommation d'électricité du processus normal
   • Consommation d'électricité dans un cours de formation

3. Indiquer si les affirmations suivantes sont vraies ou fausses:

   • Les coûts des essais de laboratoire peuvent être potentiellement dissimulés
   • Les amendes sont un coût conventionnel
   • Les services auxiliaires sont un coût conventionnel
   • La PAI ne tient pas compte du taux d'intérêt
   • Dans la VAN, ce sont les premières années de vie de l'installation qui ont le plus d'influence
   • Le TRI est indépendant de la durée de vie des équipements

Exercice 2

Calcul de la rentabilité d'une application de P+P

Une entreprise qui utilise un dissolvant catalogué comme toxique l'envoie actuellement à l'incinération comme moyen d'élimination finale, pour un coût annuel total de 207 400 €. Deux alternatives se présentent à l'entreprise:

La première est d'envoyer le dissolvant à un gérant extérieur pour le recycler, pour un coût annuel de 149 800 €.

La deuxième est d'acquérir un distillateur pour faire le recyclage dans l'entreprise même. Dans ce cas, l'investissement nécessaire se compose de: 76 400 € pour le coût de l'équipement, plus 50 600 € en équipements supplémentaires, plus 13 000 € pour le montage. La mise en fonctionnement se ferait immédiatement après l'acquisition. La vie utile de l'équipement est de 5 ans. Les coûts opérationnels, plus le coût pour éliminer les déchets, sont de 104 400 € annuels.

Le taux d'intérêt est stabilisé à 5,5 %. Déterminer l'intérêt économique des 2 solutions. Comparer les rentabilités des solutions proposées en appliquant différents critères.

Voir solution.

Comme la deuxième solution est immédiatement opérationnelle, le montant de l'achat est inclus au début de la première année de fonctionnement.

Année	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Coût annuel total 103 € Situation actuelle	207,4	207,4	207,4	207,4	207,4	207,4	207,4	207,4	207,4	207,4
Solution 1 Coût annuel total 103 €	149,8	149,8	149,8	149,8	149,8	149,8	149,8	149,8	149,8	149,8
Solution 2 Coût annuel total 103 €	244,4	104,4	104,4	104,4	104,4	244,4	104,4	104,4	104,4	104,4
Différence entre solutions 1 et 2	(94,6)	45,4	45,4	45,4	45,4	(94,6)	45,4	45,4	45,4	45,4

• Valeur actuelle nette (VAN) des coûts en 10 ans (de l'année 0)

  Situation actuelle

  1.563 103 €

  Solution 1

  1.129

  Solution 2

  1.021

• Taux de rentabilité interne (TRI) de l'économie de la solution 2 par rapport à la solution 1 (il est évident qu'il faut abandonner la situation actuelle pour une des deux solutions alternatives proposées)

  TIR = 34,2 %

  Avec un taux d'intérêt de 5,5 % la solution 2 est la plus intéressante.

• De plus, la période d'amortissement de l'investissement (PAI) est de: PAI = 140/ (207,4 - 104,4) = 1,36 ans ; c'est-à-dire 16,3 mois

Exercice 3

Assignation de coûts

Dans un processus d'argenture électrolytique, une analyse des coûts basés sur les activités (enregistrés dans la comptabilité générale comme des coûts indirects) a été effectuée avec la répartition correspondant au Schéma joint (adapté de la référence [56]). Des coûts spécifiques ont été assignés aux flux liquides (L), boues (B), vapeurs (V), particules (P), grenaille (G) et filtrats (F).

Déterminer la contribution en pourcentage des coûts indirects par étapes et phase contaminée. À l'aide d'un diagramme de Pareto (chapitre 6), montrer les flux les plus significatifs.

(Note: la distribution de coûts est relative. Elle a été ramenée à une base de calcul de 10 000 unités qui permet de déterminer la distribution de coûts en pourcentage avec une précision de deux décimales: 100,00 %).

Schéma du processus d'argenture électrolytique

Assignation de coûts indirects (base 10 000 unités)

Étape		Matière première	Gestion	Traitements	Élimination	Audit	Étiquetage	Labora-toire	Équipement protection	Formation
											2. Préparation	L	50	105	325	150	15	25	40	10	15
B	20	410	500	850	80	50	350	100	200
V	0	50	0	0	10	0	0	10	15
3. Lavage acide	L	20	40	100	60	15	5	15	5	5
	B	5	95	60	140	15	15	50	25	40
	V	0	50	0	0	10	0	0	10	15
4,8,10 et 11. Rinçage	L	50	55	20	20	5	0	10	0	0
											5 et 12. Polissages	P	5	0	0	25	0	0	15	10	0
G	10	25	0	50	0	0	0	0	0
6. Nettoyage Soude	L	20	75	85	65	0	20	0	30	25
	B	10	180	275	350	40	25	150	45	100
	V	0	75	0	0	10	0	0	15	20
7. Neutralisation	L	5	20	45	25	5	5	5	5	5
	B	5	55	60	100	10	5	40	10	25
	V	0	50	0	0	10	0	0	10	15
9. Argenture	L	950	90	125	100	0	25	0	35	25
	B	300	265	325	525	50	30	230	55	150
	F	0	0	0	80	0	10	0	0	25
Total		1450	1640	1920	2540	275	215	905	375	680

Voir solution.

Étape		Somme
2. Préparation	L	735
	F	2560
	V	85
3. Lavage acide	L	265
	F	445
	V	85
4,8,10 et 11 Rinçage	L	160
5 et 12. Polissages	P	55
	G	85
6. Nettoyage soude	L	320
	S	1115
	V	20
7. Neutralisation	L	120
	S	310
	V	85
9. Argenture	L	1350
	S	1930
	T	115
Total		10000

Diagrama de Pareto

Les quatre premières causes de coût représentent plus de 70 % des coûts enregistrés comme indirects. L'influence des étapes 2 et 9 est suffisamment importante pour y porter une attention particulière à l'heure de chercher à améliorer le système.

5.1 Objectif

La caractéristique la plus importante de la P+P, sur laquelle coïncident fondamentalement tous les groupes qui l'ont mise en pratique, est d'avoir adopté une méthodologie simple et cohérente, facile à mettre en place dans les PME. Jusqu'à un certain point, c'est un héritage de la méthodologie des audits énergétiques encouragée à fin des années 70, perfectionnée pendant des années d'application jusqu'à atteindre une grande efficacité. Ce chapitre décrit:

• Les composants d'un programme et d'une évaluation de la P+P.
• Le rôle joué par le personnel dans son ensemble, de la direction à tous les employés de l'entreprise, avec la figure essentielle d'un coordinateur, un leader et un organisateur de l'effort collectif.
• Les étapes à suivre pour créer des options d'éco-efficacité qui doivent être techniquement et économiquement évaluées.
• La convenance d'agir avec des critères de priorité et de mettre en évidence les avantages obtenus avec la P+P.
• La manière de donner la priorité nécessaire à l'évaluation de l'utilisation de produits toxiques et du risque associé.

5.2 Le programme de P+P

5.3 Évaluations de la P+P

5.4 Étapes de l'évaluation

Une évaluation systématique de la P+P est constituée de diverses étapes divisées en tâches plus ou moins nombreuses [58], [59], [60], [61], [62], [63]. Elle comprend essentiellement les étapes et les contenus suivants:

1. Préparation de l'évaluation
   • Manifestation expresse de l'engagement de la haute direction et de son soutien à l'évaluation.

     Il est fondamental que la direction exprime clairement son engagement avec le processus pour garantir le succès de l'évaluation de la P+P. Particulièrement dans les entreprises à l'organisation complexe, c'est elle qui pourra faire intervenir tous les groupes potentiellement impliqués. Ce n'est que si la direction exprime clairement et positivement son intention d'appliquer la P+P que les différents niveaux d'organisation s'engageront.

   • Définition des objectifs finaux et partiels.

     Les objectifs poursuivis dans l'évaluation doivent être développés en détail. Leur définition peut exiger la participation spécifique du personnel dans les différents domaines d'exécution. Les objectifs sont déterminés en tenant compte de la législation environnementale et du degré de son application, de la technologie utilisée dans les processus de fabrication, de l'information de benchmarking relative aux produits fabriqués, des ressources humaines disponibles et des impératifs du marché.

   • Organisation de l'équipe d'évaluateurs.

     L'équipe d'évaluateurs doit inclure des membres de toutes les fonctions impliquées et elle peut aussi incorporer un expert externe qui peut apporter sa propre expérience dans d'autres évaluations et qui n'est pas influencé par la routine de s'occuper toujours de la même installation. Au cours de l'évaluation, il faudra compter sur la participation des ouvriers à tous les niveaux quand ils peuvent apporter de bonnes idées d'amélioration grâce à leur contact permanent avec les processus. Si la fonction qualité existe dans l'entreprise, elle devra aussi être impliquée dans l'analyse afin de prévoir les éventuelles réactions des clients aux changements qui peuvent affecter la qualité réelle (ou perçue) du produit. Au cours de la préparation, les difficultés ou obstacles ainsi que la manière de résoudre ces problèmes pouvant être rencontrés dans l'implantation d'opportunités doivent également être considérés.

2. Révision de la documentation du processus
   • Révision des étapes, des unités de processus et des diagrammes correspondants, y compris des traitements après processus des flux de déchets.

     Les diagrammes de processus, associés aux équipements et aux différentes unités les plus importants, sont la représentation du processus de transformation des matières premières en produits, ainsi que de l'origine, de la circulation et de la destination des produits, sous-produits et flux de déchets créés, aussi bien au cours de la transformation principale que dans les autres opérations du processus, y compris les recirculations internes et les traitements des flux de déchets (figure 5.1). Il faut vérifier que les diagrammes de processus disponibles dans les archives reflètent la situation actuelle et qu'ils sont complets. S'ils n'existent pas, il faudra dessiner des schémas graphiques du processus sur le terrain.

     Figure 5.1 Diagramme de processus

     
   • Identifier les entrées de matières premières, d'eau et d'énergie.

     Il faut identifier toutes les entrées de matières premières et auxiliaires, y compris d'eau et d'énergie, ainsi que leur position dans le diagramme de processus. Il faut aussi déterminer les flux ou charges de matières et les quantités accumulées dans la période de temps choisie pour effectuer les calculs des bilans.

   • Identifier les sorties du processus, produits et sous-produits.

     De la même manière que cela a été fait avec les entrées, il faut identifier toutes les sorties du processus, sous toutes les formes qui se présentent:

     • produits
     • sous-produits
     • flux de déchets
     • flux de déchets potentiellement dangereux
     • matières recyclées dans un processus extérieur
   • Identifier les destinations finales des flux de déchets.

     Il faut identifier les destinations finales de tous les flux de déchets (recyclage externe, élimination contrôlée, etc.). Il faut déterminer si leurs caractéristiques se trouvent dans les limites admissibles du point de destination, ainsi que les éventuelles responsabilités du producteur et du gérant externe des déchets.

   • Déterminer les niveaux initiaux de remise en circulation interne, de recyclage externe et de réutilisation.

     Les niveaux initiaux de récupération de matières permettent de compléter l'analyse du processus et de les comparer avec la situation finale après application de la P+P. Le diagramme de flux et les bilans de matières doivent inclure les remises en circulation de matières sous formes de liens fermés à l'intérieur du processus même. Les matériaux recyclés dans un processus externe seront comptés comme une sortie. Les matériaux réutilisés normalement seront comptés deux fois, une fois comme sortie et une autre fois comme entrée de matériaux.

   • Identifier les flux prioritaires

     La P+N, comme la minimisation des déchets, exige notamment la réduction, voire l'élimination si cela est possible, de tous les flux de déchets qui contiennent des substances toxiques ou dangereuses. Les flux dont le volume de polluants est plus important ou les opérations les moins efficaces sont également prioritaires.

3. Vérifier l'information sur le terrain
   • Réaliser une inspection visuelle sur le terrain.

     L'inspection sur le terrain est une première possibilité de se rendre compte des conditions de fonctionnement de l'installation, de son niveau de maintenance et de son type de nettoyage. Elle permet de vérifier l'information obtenue à partir des archives, des diagrammes et des feuilles de données, et particulièrement celle qui fait référence aux flux de déchets potentiellement dangereux.

   • Réviser les données d'archives et les compléter avec des données réelles.

     L'observation sur le terrain des valeurs enregistrées du fonctionnement du processus et de l'instrumentation permet de vérifier et compléter l'information des archives. Le prélèvement d'échantillons et les analyses serviront à comparer l'information des archives disponibles avec la réalité du processus.

4. Analyse des bilans et rendements du processus
   • Compléter les bilans de matière et d'énergie.

     Les bilans de matières et d'énergie sont effectués autour des unités de processus, groupements d'équipements ou équipements individuels pour vérifier la consistance des données disponibles ou pour déceler un éventuel manque de données. Si le processus est continu et stable dans le temps, le bilan peut être effectué dans la période de temps la plus adéquate, par exemple 24 heures. Si par contre le processus n'est pas stable dans le temps, les difficultés sont plus grandes et il faut que l'exécutant soit suffisamment expert. Des lectures des entrées et des sorties faites simultanément, sans considérer le temps de résidence, donneront lieu très probablement à une interprétation erronée. Dans les processus discontinus, le bilan se fait sur une charge ou cycle complet. Si c'est possible, les mesures s'effectuent plusieurs fois et les évaluations se font sur la moyenne.

     ∑ entrée de matières = ∑ sortie de matières

     (sans accumulation)

     ∑ sortie d'énergie = ∑ sortie d'énergie

   • Évaluer l'efficacité dans l'utilisation de matières et d'énergie.

     Les bilans réalisés autour d'équipements où il y a une certaine forme de transfert de masse ou d'énergie, et plus particulièrement s'il existe des transformations de type chimique, permettent de déterminer les rendements réels des processus individuels et des équipements, de diagnostiquer l'efficacité du processus ou équipement et de trouver les causes du manque d'efficacité.

   • Faire l'analyse de l'exergie et ajustement thermodynamique (pinch).

     Ces techniques, contrairement au bilan énergétique basé sur le premier principe de la thermodynamique, appliquent le second principe et l'analyse de réseaux de transfert de chaleur pour déterminer jusqu'à quel point le processus s'écarte des limites pratiques d'efficacité énergétique.

     ∑ entrée d'énergie = ∑ sortie d'exergie

     ∑ entrée d'exergie ≠ ∑ sortie d'exergie

   • Rechercher le potentiel de séparation des flux.

     De nombreux problèmes de P+P ou de traitement des flux secondaires peuvent être plus facilement résolus par un traitement individualisé. Dans la plupart des cas, les mélanges transforment des flux de déchets d'éventuel traitement individuel plus ou moins simple en flux de déchets, somme des précédents, de traitement plus complexe. Un flux inerte mélangé à un flux toxique devient automatiquement un flux toxique de plus grand volume.

5. Identification d'opportunités et évaluation technique
   • Identifier quelles sont les options les plus évidentes.

     L'application de certaines options identifiées dans les étapes précédentes apparaîtra évidente dès le début, particulièrement celles qui n'impliquent qu'un changement de gestion, tandis que d'autres seront techniquement immédiatement écartées.

   • Identifier d'autres options techniquement justifiées.

     Entre les options évidentes et celles qui peuvent être écartées, il y a un groupe d'options qui demandent une analyse technique et économique plus profonde avant de décider si leur exécution est appropriée. Cela donnera lieu en général à une discussion entre les experts. Il y a également d'autres sources d'idées comme par exemple les fournisseurs, notamment lorsque les options ont un composant technologique très spécialisé. Avant d'exécuter les options qui entraînent un changement d'équipements, leur disponibilité, leur fiabilité et leur maintenance doivent être garanties. Il est possible que les ouvriers aient besoin d'une formation supplémentaire. Si des quantités plus importantes de services auxiliaires sont nécessaires (eau, vapeur, etc.), leurs disponibilités doivent être vérifiées. Si d'éventuels changements sont attendus dans la qualité du produit, il faut s'assurer que les clients les acceptent. Si la productivité de l'installation peut varier, ces modifications doivent être reflétées dans les calculs de l'évaluation économique.

   • Développer des solutions alternatives à long terme.

     Beaucoup d'options potentielles ne font actuellement pas partie du groupe d'options exécutables à cause de certaines circonstances économiques ou technologiques. Celles qui ne sont pas prioritaires ou qui ne sont pas immédiatement exécutables seront intégrées au programme de P+P et le moment opportun de leur exécution sera déterminé.

6. Évaluation du risque
   • Évaluer et comparer le risque associé à la présence des produits toxiques.

     Un des objectifs de la P+P est la diminution du risque de la production pour ce qui concerne l'intervention ou l'incorporation de produits toxiques dans le processus (également pour d'autres types de risques qui font l'objet d'études spécifiques). L'évaluation idéale des solutions alternatives de synthèse des produits, en plus des consommations de matières premières et d'énergie, tient compte d'une estimation complète de la toxicité, de la persistance et de la bioaccumulation de tous les réactifs, produits et flux de déchets des options évaluées (cas pratique).

7. Évaluation économique
   • Déterminer les coûts actuels et anticiper les coûts futurs.

     L'analyse technique doit être complétée par une évaluation économique pour choisir correctement les options. Pour les évaluations économiques, il faut déterminer les investissements nécessaires et les coûts opérationnels actuels, mais il convient de prévoir les coûts futurs et même les coûts d'élimination.

   • Réaliser des études de viabilité économique et financière.

     En accord avec les critères économiques prévus par la direction (période d'amortissement de l'investissement, taux interne de rentabilité, valeur nette présente, taux d'intérêt de l'argent, etc.), les études de viabilité économique des options techniquement justifiées sont effectuées. De plus, d'autres aspects difficiles à quantifier sont considérés comme les responsabilités civiles ou pénales, ainsi qu'une meilleure image de l'entreprise. L'évaluation économique complète l'étude technique et débouche sur l'étape de prise de décisions et d'assignation de priorités.

   • Déterminer des priorités d'exécution.

     Établir des priorités d'exécution est une des tâches les plus importantes, particulièrement quand les ressources économiques sont limitées. Une discussion avec l'équipe d'évaluateurs peut aider à déterminer l'ordre des priorités en tenant compte:

     • des limites légales permises dans les émissions de tout type,
     • des risques potentiels,
     • des quantités de déchets produits,
     • du potentiel de récupération,
     • des coûts de traitement ou d'élimination des déchets,
     • des ressources disponibles.
8. Plan d'action
   • Préparer un rapport avec des conclusions.

     Les résultats des évaluations devront être documentés et la direction, qui doit autoriser les mesures d'améliorations, devra être informée. Le rapport permettra de vérifier les futurs résultats.

   • Concevoir un plan d'action.

     Le plan d'action doit être préparé de manière détaillée comme pour n'importe quel nouveau projet à exécuter. Les données techniques comme les ressources humaines et économiques nécessaires devront être spécifiées.

   • Obtenir des sources de financement.

     Même si certaines des options sont fondamentalement des améliorations de gestion et ne font pas appel à des ressources économiques, d'autres demandent un investissement initial. Pour leur exécution, elles seront normalement en concurrence avec d'autres besoins opérationnels.

   • Exécuter les options.

     L'exécution des changements doit être effectuée avec la même efficacité que celle de tout autre type de projet.

   • Vérifier les résultats.

     Une fois les changements exécutés et l'usine en fonctionnement, il faut passer à l'étape de vérification de l'exécution correcte et des améliorations obtenues. Les nouvelles valeurs de consommations, de production de déchets, de productivité, de qualité du produit, des coûts, etc. doivent être convenablement vérifiées.

   • Mesurer le progrès.

     Le bénéfice obtenu avec les différentes options implantées doit être quantifié et l'amélioration présentée à la direction pour confirmer les avantages du programme P+P et obtenir son implantation ou sa consolidation dans l'entreprise.

   • Réévaluer si nécessaire.

     Exceptionnellement, un réajustement des prévisions de progression peut être nécessaire. Que la progression soit plus forte ou plus faible que celle qui a été prévue, il faut accumuler l'expérience obtenue pour de futures options.

5.5 Cas pratique: évaluation du risque associé aux substances toxiques

5.6 Application à l'évaluation d'options

6.1 Objectif

Pour chaque secteur industriel, il y a des options de prévention à la source qui lui sont spécifiques, en relation avec la technologie qui lui est propre, mais il y a également une série d'opportunités qui sont communes à presque tous les secteurs. Ce chapitre établit la liste des options les plus générales de la P+P dans différentes étapes du cycle productif:

• les bonnes pratiques que doit suivre toute usine industrielle;
• les opérations de traitement depuis le chargement et les transvasements de matières premières jusqu'au déchargement des produits;
• la maintenance des équipements et des installations;
• les changements de matières pour d'autres, moins toxiques;
• des aspects plus spécifiques comme la sélection de dissolvants alternatifs.

6.2 Bonnes pratiques environnementales

Les bonnes pratiques environnementales (BPE) sont un ensemble de mesures applicables dans l'industrie qui, de manière simple, permettent d'améliorer son comportement environnemental. Elles sont souvent un bon début pour la prise de conscience environnementale dans une entreprise, avant de passer à l'application des programmes de P+P. Des BPE très générales peuvent être définies pour toute l'industrie ou elles peuvent l'être pour un secteur industriel déterminé, mais chaque entreprise devrait concevoir son propre catalogue de BPE selon les conditions propres à son activité.

Différentes manières d'arriver à définir un catalogue de BPE peuvent être adoptées. Cela dépendra de la portée que l'on veut leur donner et des mesures qui sont considérées comme les plus importantes pour l'entreprise, le secteur ou l'institution qui les définit.

Un programme de BPE doit surtout être réalisable dans la pratique et, par conséquent, il doit être basé sur les moyens existants et doit partir de l'actuel niveau de prise de conscience de l'entreprise.

Une méthodologie simple procédant par étapes est proposée aux entreprises qui désirent élaborer leur propre programme de BPE.

Dans son manuel de Conception et application d'un programme de BPE dans l'industrie [68], le Ministère de l'environnement du Gouvernement catalan propose quatre temps (comme en musique) pour élaborer un programme de BPE.

Un exemple nous montre comment une usine de jouets qui voulait implanter son propre programme de BPE a suivi la procédure suivante pour identifier une bonne pratique d'application simple afin de réduire la production de déchets spécifiques.

La fiche MedClean nº 18 relative à la prévention de la pollution dans une industrie de produits laitiers en Égypte, est un autre exemple de bonne pratique environnementale.

6.3 P+P dans les domaines de traitement et de maintenance

Les améliorations potentielles dans les domaines de traitement et de maintenance affectent les procédures et les instructions, les personnes et les installations [69], [70], [71], [72]. Quelques-unes des recommandations sont communes à tous les secteurs et processus (y compris les BPE) mais chaque secteur aura ensuite ses propres recommandations plus ou moins spécifiques selon ses procédés.

6.4 P+P dans la gestion des approvisionnements

La gestion des approvisionnements, y compris les activités d'achats de matières et la gestion des magasins (inventaires), offre des possibilités de réduction des déchets qui, en général, ne demandent aucun investissement ou alors un investissement minime [75]. Une bonne gestion peut réduire le volume des inventaires et, par conséquent, l'investissement correspondant ainsi que l'espace réservé pour le magasin. Les critères de stockage sont habituellement déterminés en ignorant le facteur environnemental et même les avantages de type économique qu'il peut apporter. En ce qui concerne les approvisionnements de matières, il y a un problème de conditionnement et d'emballages qui représentent une source de flux de déchets.

Aujourd'hui, tout le monde reconnaît l'importance des relations client-fournisseur et le rôle que joue le personnel du service achats dans ces relations en matière de P+P [69], [70], [76], [77]. Dans la relation de plus en plus forte de la chaîne client-fournisseur, pour certains processus de production, des systèmes just-in-time (JIT) sont appliqués. Ils permettent de réduire, voire d'annuler, les stockages intermédiaires. Il s'agit là d'une situation idéale mais dans beaucoup de processus le manque de garantie du respect du système JIT peut représenter des problèmes de toute sorte comme l'arrêt d'un processus qui s'effectue en continu, et même des conséquences négatives plus importantes que le bénéfice théoriquement attendu. Par conséquent, avant d'appliquer le système JIT, il faut effectuer une analyse complète des bénéfices et risques associés.

6.5 Changements de matières

6.5.4 Utilisation de dissolvants

Les dissolvants sont des substances utilisées dans un grand nombre d'industries différentes pour des applications différentes:

• Dégraissage à la vapeur pour le nettoyage de pièces en plastique ou en métal.
• Nettoyage à sec de vêtements.
• Nettoyage à froid de pièces et équipements.
• Fabrication et application de peintures et de teintures.
• Processus d'extraction dans l'industrie alimentaire.
• Fabrication et utilisation d'adhésifs.
• Fabrication de produits chimiques.
• Fabrication de produits pharmaceutiques.
• Processus d'impression.

On entend par dissolvant, un liquide organique d'évaporation rapide à température ambiante avec des émissions de composés organiques volatils (COV). De nos jours, il s'agit également des dissolvants aqueux et semi-aqueux.

Afin d'éviter ou de réduire les impacts environnementaux négatifs associés à l'utilisation de dissolvants, une bonne partie de la P+P dans certaines industries passe par l'incorporation d'une gestion éco-efficace des dissolvants [81].

Le système de gestion des dissolvants inclut:

• L'inventaire des types, les applications et les quantités introduites dans l'entreprise.
• Les coûts qu'ils représentent.
• Les voies d'émission et les systèmes de captage ou de destruction.
• Les mesures et la quantification des émissions et des rétentions.
• La situation par rapport à la réglementation.
• L'actualisation des registres.
• L'évaluation des options d'amélioration.
• La sélection des options qui correspondent le mieux.

Figure 6.1 Système de gestion de dissolvants (Réf.: Direction générale de qualité environnementale du Ministère de l'environnement et du logement du Gouvernement catalan).

La gestion des dissolvants est le processus permettant d'arriver à une meilleure compréhension du comment et du pourquoi de l'utilisation de dissolvants par une entreprise. Elle sert également à trouver la manière de contrôler et de réduire la consommation de dissolvants ainsi que les émissions de COV associées. Les options d'amélioration peuvent être les suivantes:

• Changement pour des dissolvants aqueux [82], [83]
• Changement pour d'autres dissolvants organiques [84]
• Meilleure utilisation et un meilleur contrôle des émissions [85]
• Meilleur captage des émissions de réservoirs et d'équipements
• Recyclage interne [86]
• Recyclage externe

Un système de gestion structuré et systématique peut faire partie d'un programme de P+P, être une activité indépendante ou faire partie d'un SGE complet. Pour de nombreuses entreprises le coût de plus en plus important des dissolvants est une raison pour appliquer la P+P aussi valable que le respect des obligations légales sur l'environnement qui sont de plus en plus restrictives en ce qui concerne les COV.

La fiche MedClean nº 30 présente un cas spécifique d'élimination du trichloréthylène dans la fabrication de pièces métalliques, en substituant ce dissolvant par un nettoyant non toxique à base aqueuse.

6.6 Cas pratique: solutions non standard dans l'application de la P+P

Dans l'application de la P+P, on ne trouve pas toujours de solutions standard dans les manuels ou alors elles ne sont pas directement applicables. Il faut souvent trouver des solutions originales ou prendre des décisions qui n'ont rien de simple. Il convient que l'évaluateur ait des connaissances générales de la méthodologie de solution de problèmes et de prise de décisions, qui sont applicables à la P+P comme à tout autre domaine de la gestion de la technologie. Il peut adopter, par exemple, la manière de planifier, de réaliser, de contrôler et d'améliorer (PACR) proposée par Deming pour le domaine de la qualité industrielle et appliquée dans le projet des SGE (chapitre 3).

6.7 Activités

7.1 Objectif

L'industrie chimique est caractérisée par un fonctionnement autour d'un réacteur, pièce maîtresse dans les processus chimiques au cours desquels des molécules se transforment selon une stœchiométrie bien définie. L'industrie chimique moderne est liée en partie à l'industrie pétrolière, très présente dans divers pays méditerranéens, et qui permet de créer de la valeur ajoutée et d'améliorer le rendement économique des exportations. En fait, les processus unitaires de raffinement de pétrole sont similaires à ceux de l'industrie chimique même s'ils ont des objectifs plus spécifiques. Dans le pourtour méditerranéen, on peut aussi citer le poids important de l'industrie chimique dans la production de fertilisants et dans des secteurs traditionnels comme la tannerie ou les finitions textiles. Beaucoup d'autres secteurs industriels incluent dans leur technologie des transformations chimiques intégrées dans leur processus de fabrication particuliers. L'industrie chimique, par sa complexité, son poids économique et son impact sur l'environnement, a fait l'objet de nombreuses études pour améliorer l'éco-efficacité du secteur.

Ce chapitre:

• Décrit la manière dont le concept d'éco-efficacité et la P+P sont progressivement introduits dans les laboratoires de recherche et développement sous des dénominations comme chimie verte, légère ou durable.
• Résume les niveaux conceptuels, ou hiérarchisation des processus unitaires, qui constituent les processus continus et discontinus.
• Montre comment il faut aborder la recherche d'options de P+P en commençant par la réaction chimique, étape caractéristique de l'industrie, pour laquelle des connaissances pointues en science et technologie sont nécessaires.
• Décrit le cas des processus discontinus, plus propres aux PME, avec la méthodologie appropriée pour identifier des opportunités de P+P.

7.2 L'industrie chimique dans le monde moderne

Il est difficile de concevoir le monde actuel sans l'industrie chimique. Sa contribution a été essentielle dans les progrès de la société moderne et dans l'amélioration de la qualité de la vie. C'est également un secteur qui emploie, directement ou indirectement, un pourcentage considérable de la population.

Les avantages offerts par l'industrie chimique ne sont plus perçus comme extraordinaires. Par contre, l'augmentation de la production a mis en évidence les effets secondaires indésirables des systèmes de production adoptés par un secteur qui était peu sensible aux questions de l'environnement. L'industrie chimique a devancé la mise en application de l'éco-efficacité pour corriger ses impacts et améliorer son image. Ainsi, depuis longtemps, on peut trouver de nombreuses références dans les publications du secteur chimique qui introduisent la prévention à la source et la minimisation comme les meilleurs moyens d'éviter les impacts sur l'environnement et qui interprètent les flux de déchets comme une claire indication de perte de rendement [92], [93], [94], [95].

Avant d'affronter les problèmes environnementaux, l'industrie chimique s'était vue obligée de fournir de grands efforts pour résoudre les problèmes d'hygiène et sécurité industrielles très souvent liés aux problèmes de l'environnement. La P+P présente des intérêts variés et complémentaires pour le secteur auxquels il faut ajouter l'intérêt pour la conservation et l'utilisation efficace des matières et de l'énergie dont l'industrie chimique est grande consommatrice.

7.3 Les processus chimiques

Différents types d'opérations unitaires (détaillées dans beaucoup de manuels d'opérations fondamentales et d'ingénierie de la réaction chimique) se conjuguent dans les processus chimiques.

7.4 Origine des impacts sur l'environnement

Les réactions chimiques s'effectuent rarement dans un sens unique de molécule à molécule. En général, les atomes et les radicaux actifs ont la possibilité de se combiner de plusieurs manières ; on parle alors de réactions en parallèle et de réactions en série avec comme résultat la formation de sous-produits en même temps que le produit désiré. Quand les sous-produits n'ont aucune application, on les appelle des déchets (tableau 7.1).

C'est pourquoi il faut rechercher la manière d'augmenter l'efficacité matérielle entendue comme le rapport entre la somme des produits obtenus et la somme des matières premières et auxiliaires introduites dans le processus, et éviter les circonstances qui entravent l'efficacité (tableau 7.2).

L'efficacité matérielle (qui est l'inverse de l'intensité matérielle ou consommation de matière première par unité de produit) varie beaucoup en fonction du segment industriel (tableau 7.3) en question

Les impacts de l'industrie chimique affectent tous les vecteurs environnementaux:

• Elle utilise un grand nombre de catalyseurs, souvent fabriqués à partir de métaux lourds, qui sont à l'origine d'une gamme variée de déchets solides conjointement avec d'autres matières auxiliaires utilisées dans des processus d'absorption, d'échange ionique, adjuvants de filtration ou de séchage, etc. et des produits secondaires des réactions, boues de traitements des eaux, récipients contaminés et beaucoup d'autres.
• Il faut généralement soumettre les eaux résiduaires, qui ont aussi des origines très variées, à des traitements physico-chimiques complets qui peuvent être effectués avant les traitements biologiques pour éviter la toxicité qu'elles peuvent représenter pour les micro-organismes.
• D'autres liquides résiduaires non aqueux, comme les dissolvants et les lubrifiants, exigent des traitements spécifiques pour les fractions qui ne peuvent pas être recyclées.
• Outre les émissions ponctuelles de gaz pouvant se produire depuis le processus, il y a d'autres émissions fugitives dans les joints et autres points, et aussi des émissions secondaires comme celles qui peuvent venir des traitements des eaux résiduaires.

Certains des impacts sur l'environnement provoqués par l'industrie chimique et ayant des conséquences globales sont traités de manière particulière. Par exemple, c'est le cas:

• du remplacement des chlorofluorocarbones (CFC) à cause de leur impact sur la couche d'ozone stratosphérique,
• de la pluie acide particulièrement associée aux processus de combustion,
• de l'éventuel changement climatique associé à la production de dioxyde de carbone et à l'effet de serre qu'elle entraîne, due principalement, mais pas exclusivement, à la combustion de matières fossiles non renouvelables.

La complexité du traitement intégral de toutes sortes d'émissions à laquelle l'industrie chimique est obligée de faire face favorise la mise en place de l'éco-efficacité qui a été instaurée de manière relativement facile dans les grandes entreprises. C'est cette même complexité qui a rendu difficiles les progrès en matière d'éco-efficacité pour les PME du secteur. La P+P, en revanche, offre un moyen approprié pour avancer dans ce domaine.

7.5 La chimie verte

La dénomination " chimie verte " est celle qui a probablement gagné le plus d'adeptes pour se référer au développement de nouveaux moyens de synthèse [97], [98], [99], [100] de produits qui tiennent compte de la question environnementale depuis le premier niveau de recherche de nouveaux procédés. La chimie verte, appelée aussi chimie légère ou chimie durable, possède les caractéristiques de développer des moyens de synthèse qui, dans la mesure du possible, appliquent:

• l'utilisation de matières premières renouvelables
• le minimum de matières toxiques utilisées
• un bon rendement et une sélectivité dans les transformations
• le maximum de valorisation de l'ensemble de produits et sous-produits
• la recyclabilité des matériaux

Les principes de la chimie verte sont décrits dans le tableau 7.4

L'application du concept d'optimisation par voie expérimentale ou à l'aide de modèles mathématiques avait été facilement introduite dans l'ingénierie des processus, comme un outil presque indispensable d'élaboration. Mais les caractéristiques de la science chimique en laboratoire ne rendaient pas facile l'optimisation de la voie synthétique. Dans les laboratoires de recherche, la priorité était d'obtenir la molécule par des moyens relativement économiques, sans accorder l'importance requise aux sous-produits des transformations.

Conscients des implications de la voie de synthèse dans les impacts sur l'environnement, et des avantages et inconvénients que la situation d'une entreprise peut représenter par rapport à ses concurrents, les centres de recherche appliquée ont progressivement adopté la nouvelle philosophie de concevoir des processus et des produits chimiques qui réduisent l'utilisation de matières et/ou éliminent la production de déchets tout en augmentant l'hygiène et la sécurité à toutes les étapes de la production.

7.6 Méthodes hiérarchiques dans la conception de processus

La configuration des processus chimiques est finalement décidée à l'étape de la conception. Diverses méthodes, pas très différentes les unes des autres, ont été proposées. Elles établissent une hiérarchie de décisions destinée à développer une stratégie logique de choix entre différentes options. Les méthodes hiérarchiques commencent par décomposer la conception en sections très simples qui sont ensuite traitées de manière séquentielle.

La première méthode de conception hiérarchique a été proposée par Douglas [102] en divisant la tâche de synthèse de processus complexes et en procédant selon les niveaux de décision suivants:

• Niveau 1: Production continue face à la production discontinue
• Niveau 2: Structure entrée/sortie du diagramme de flux
• Niveau 3: Considérations du réacteur et structure de recirculation
• Niveau 4: Spécification des systèmes de séparation
• Niveau 4a: Système de récupération de la vapeur
• Niveau 4b: Système de récupération du liquide
• Niveau 5: Réseau d'échange de chaleur

Une alternative, parmi toutes celles proposées pour modifier ou amplifier la solution de Douglas de synthèse de processus, est le diagramme en oignon [103] de Smith y Petela de Smith et Petela (figure 7.1) qui analyse de l'intérieur vers l'extérieur, en couches concentriques, les composants suivants: réacteur, séparation et remise en circulation, réseau d'échange de chaleur et services auxiliaires.

Figure 7.1 Diagramme en oignon

7.7 Les transformations dans le réacteur chimique

Parmi les transformations chimiques, beaucoup ne mènent pas à un produit simple: en plus de la réaction principale, ont lieu d'autres réactions en série et/ou en parallèle qui produisent des substances secondaires appelées à devenir des sous-produits ou des déchets. La recherche s'oriente donc à trouver les conditions optimales de réacteur, température, temps de séjour, catalyseur, etc., pour obtenir:

1. une conversion efficace de la matière première
2. une bonne sélectivité pour produire la substance la plus intéressante.

On peut distinguer cinq sources potentielles de formation de sous-produits et/ou de flux de déchets (en fonction de l'utilisation ou du rejet éventuel) dans les réacteurs chimiques:

• La production de sous-produits ou de flux de déchets parallèlement à la réaction principale (tableau 7.5):

  A + B → P (Produit) + S (Sous-produit/Flux de déchets)

• Les réactions secondaires en série à partir du produit principal qui génèrent des sous-produits résiduaires (tableau 7.6)

  A + B → Produit

  P → S (Sous-produit/Flux de déchets)

• La basse conversion et, pour une certaine raison, l'impossibilité de remettre en circulation des matières premières qui n'ont pas réagi
• Les impuretés dans les matières premières qui deviennent des déchets ou peuvent réagir et produire des sous-produits ou des flux de déchets supplémentaires
• Les catalyseurs dégradés, au fonctionnement défectueux, sans possibilité de recyclage

L'amélioration des rendements et la diminution de la formation de sous-produits résiduaires ont été longuement étudiées. Plusieurs livres [104], [105], [106] offrent des analyses détaillées de ces possibilités. L'évaluation commence en identifiant les facteurs déterminants des réactions [107], [108].

Tableau 7.5 Réacteur et conditions qui réduisent la formation de sous-produit dans le cas de réactions en parallèle

Tableau 7.6 Réacteur et conditions qui réduisent la formation de sous-produit dans le cas de réactions en série

Il faut appliquer alors les principes de la science de l'ingénierie pour:

• Améliorer la conversion

  Afin d'améliorer la conversion, on peut envisager:

  • D'employer un des réactifs en excès.
  • De retirer le produit ou un des produits en continu pendant la réaction, par exemple en le vaporisant depuis la phase liquide.
  • D'effectuer la réaction en étapes avec séparation du produit ou d'un des produits entre les étapes.
  • Si pendant la réaction le nombre de molécules totales augmente, ajouter un gaz inerte dans des réactions en phase gazeuse ou un dissolvant inerte dans des réactions en phase liquide, pour augmenter la conversion à l'équilibre (inversement, sa présence diminue la conversion quand le nombre de molécules est réduit).
  • Dans les réactions endothermiques, maintenir la température aussi haute que possible tout en étant compatible avec les autres facteurs pour augmenter la conversion. Dans le cas de réactions exothermiques, la température doit être aussi basse que possible et compatible avec la vitesse de réaction.
  • Dans les réactions en phase gazeuse, si le nombre de molécules totales diminue, travailler à la pression la plus haute possible en tenant compte des conséquences en matière de sécurité et du coût supplémentaire en équipements et opérations. Si le nombre de molécules augmente, l'idéal est de diminuer la pression au fur et à mesure que la réaction progresse, que ce soit par la réduction de la pression absolue ou par l'introduction d'un diluant inerte.

  Lorsque la séparation postérieure et la remise en circulation de la matière première qui n'a pas réagi sont possibles, il peut être préférable de ne pas trop s'inquiéter du degré de conversion tout en gardant à l'esprit qu'une conversion plus élevée augmente l'efficacité de la séparation et en diminue le coût.

  La production de pesticides, de par leur toxicité, est un cas particulièrement important en matière de réduction des déchets et d'amélioration du rendement de la production. La fiche MedClean nº 12 relative au cas d'une entreprise d'herbicides en Croatie dans laquelle des améliorations significatives ont été apportées, représente un exemple d'améliorations réussies grâce aux transformations chimiques.

• Choisir le réacteur le plus approprié

  Dans le choix du réacteur (figure 7.2), il faut considérer que:

  • Dans le réacteur discontinu agité (RDA) et le réacteur de flux piston (RFP ou tubulaire) toutes les matières ont idéalement un temps de séjour identique.
  • Dans le réacteur continu parfaitement agité (RCPA), les temps de séjour sont très variables. Il peut être avantageux que les produits introduits se diluent juste après leur introduction dans le réacteur.
  • Plusieurs RCPA en série se comportent presque comme un RFP.

  Figure 7.2 Types de réacteur

  
• Analyser les conditions optimales pour desréactions en parallèle et en série

  Dans les réactions en parallèle qui donnent un produit (P) et un sous-produit ou déchet (S):

  • Dans le cas d'une seule matière première (A) ), pour augmenter la sélectivité, ce qui favorise la formation du produit désiré, il faut tenir compte des coefficients cinétiques et de l'ordre des réactions en concurrence et profiter des différences dans le sens le plus favorable.
  • Les coefficients cinétiques peuvent être avantageusement modifiés par l'utilisation appropriée de catalyseurs ou des énergies d'activation des réactions (E).

  • O quand il y a deux matières premières (A + B) utilisées comme réactifs, leur introduction peut être combinée pour effectuer un processus semi-discontinu:

    • dans le cas d'une cuve à agitation, charger complètement une des matières au début puis introduire graduellement l'autre (figure 7.2 d)
    • dans le cas d'un réacteur tubulaire, introduire une matière à l'entrée du tube et l'autre dans des endroits intermédiaires le long de la canalisation (figure 7.2 e )
    • ou bien utiliser un comportement similaire au RCPA en série dans lequel une des matières est complètement chargée dans le premier réacteur et avance progressivement dans toute la série pendant que l'autre matière est chargée partiellement dans chacun des réacteurs individuels de la série (figure 7.2 f ).

  Dans les réactions en série:

  • Il faut chercher le temps de séjour idéal. S'il est trop court, la conversion peut être faible. S'il est trop long, le produit peut se décomposer excessivement en sous-produits. Pour éviter la décomposition, il faut maintenir une faible concentration du produit.
• Appliquer les conditions qui améliorent la sélectivité

  Pour améliorer la sélectivité, on peut:

  • utiliser en excès un des produits introduits,
  • si la formation du sous-produit est réversible et diminue le nombre de molécules, augmenter la concentration d'inertes ; si le nombre de molécules augmente, diminuer la concentration d'inertes,
  • séparer le produit au fur et à mesure que la réaction se produit,
  • recycler les sous-produits dans le réacteur.

7.8 Utilisation de catalyseurs

Parallèlement à l'intérêt suscité par la chimie verte, il y a la catalyse [109], [110]. Les catalyseurs jouent un rôle de plus en plus important pour améliorer la sélectivité des réactions et peuvent être le facteur déterminant pour la nouvelle voie de synthèse de substances. L'intérêt des catalyseurs réside spécialement dans les réactions catalysées en phase hétérogène, comme dans le cas d'un catalyseur solide dans des gaz en réaction, parce qu'un avantage supplémentaire du catalyseur est qu'une étape de séparation n'est généralement pas nécessaire pour le récupérer.

Le catalyseur idéal est parfaitement sélectif et n'a pas besoin de dissolvants. Même si on n'atteint jamais la condition idéale, il peut y avoir une approximation asymptotique. Outre les imperfections dans la sélectivité et le besoin de dissolvants, il y a le problème de la désactivation progressive de la catalyse.

Un autre progrès, en ce qui concerne les réactions catalytiques, est l'utilisation de l'eau au lieu de dissolvants organiques. L'eau est un bon liquide de coordination pour beaucoup de matériels catalytiques. Beaucoup de réactions (Dies-Alder, carbonylations, alkylations et polymérisations) peuvent avoir lieu en base aqueuse. Il n'y a qu'un inconvénient: les catalyseurs métalliques ne sont pas solubles dans l'eau ; mais là aussi il y a des progrès parce que les catalyseurs peuvent être associés à des ligands hydrophiles qui stabilisent leur présence dans la solution.

L'ingénierie des réactions a aussi facilité le contrôle des réactions catalytiques avec une technologie combinée de réacteur-catalyseur. Ainsi, quand par exemple on souhaite ajuster les températures de réaction dans une fourchette déterminée, thermodynamiquement favorable à la réaction voulue, on peut utiliser des catalyseurs en lit fluidisé pour améliorer la distribution de flux et le transfert de chaleur.

7.9 Les processus de séparation

Les changements de processus doivent tenir compte des améliorations des réactions et aussi des processus de séparation. La séparation la plus sélective possible, de produits et sous-produits, des flux de déchets indésirables et des matières non transformées dans l'étape de réaction, a une influence considérable sur l'éco-efficacité des processus. En plus de fournir des produits de la qualité requise, les processus facilitent la remise en circulation directe ou la séparation de flux qui vont au recyclage, à la récupération ou au traitement. Il s'agit d'effectuer la combinaison optimale réaction-séparation.

Les mesures de P+P qui peuvent être appliquées sont nombreuses (distillation, absorption, etc.), et de la même manière que la réaction est une étape caractéristique de l'industrie chimique, les processus de séparation ont de nombreuses opportunités dans d'autres secteurs industriels. La séparation et la récupération de dissolvants, par exemple, sont aussi utiles dans l'industrie chimique que dans les traitements de surfaces qui utilisent des dissolvants pour le dégraissage.

La recherche d'équipements plus sélectifs et de meilleurs contrôles automatiques, des séquences de séparation de multiproduits (figure 7.3), la séparation de flux de déchets, les bourses de sous-produits et les recyclages externes font partie d'autres opportunités dans l'amélioration des processus chimiques [107].

Figure 7.3 Alternatives de séparation après la réaction A+B → P+S+(A)

7.10 Cas pratique: les processus discontinus

Les processus discontinus sont plus caractéristiques des PME parce qu'ils s'appliquent à beaucoup d'industries de chimie fine et de chimie pharmaceutique. Les étapes à suivre dans l'évaluation P+P d'un processus existant qui s'effectue en discontinu sont pratiquement identiques à celles qui seraient suivies dans les différents niveaux de la conception d'un nouveau processus [111], [112].

L'adaptation de la proposition de Douglas pour les processus discontinus est la suivante [111]:

• Niveau 1: Analyse de la structure entrée/sortie

  Le premier niveau identifie les introductions de matières dans le processus, les réactions principales et secondaires, les conversions attendues et les sélectivités des réactions, ainsi que les flux de déchets créés. Les options de P+P proposées pour l'analyse au premier niveau concernent:

  • Les problèmes de flux de déchets produits par la chimie de la réaction
  • Les problèmes produits par les catalyseurs déjà consommés
  • Les éventuels changements dans les additifs et dissolvants pour éviter la production d'un déchet
  • Les impuretés présentes dans les matières introduites qui peuvent produire des flux de déchets
  • L'utilisation éventuelle d'une partie des sous-produits dans de futurs chargements du réacteur
• Niveau 2: Analyse de la conception réacteur-recirculation

  Au second niveau, l'attention est spécialement portée sur le réacteur, en considérant les différentes phases de l'opération: chargement, chauffage, réaction et déchargement du réacteur. Les questions les plus habituellement traitées dans l'évaluation concernent:

  • La situation du réacteur (ouvert/fermé) pendant le chargement
  • Les pertes de matière en situation d'ouverture
  • L'ordre dans lequel sont ajoutés les réactifs et comment cela affecte le potentiel des émissions
  • Les effets de la chaleur de dissolution sur les pertes supplémentaires
  • L'utilisation d'un excès de réactif
  • Le déplacement potentiel de l'équilibre de la réaction
  • La manière d'obtenir une réaction complète
  • La manière de réduire la formation de sous-produits
  • La remise en circulation de certains des flux
  • Le point vers lequel la recirculation doit être dirigée
  • L'utilisation de reflux
  • Les émissions potentielles de dissolvants à travers les ouvertures de ventilation pendant la réaction
  • Le besoin de refroidir avant la décharge
  • Niveau 2a: Chargement du réacteur
  • Niveau 2b: Chauffage
  • Niveau 2c: Réaction
  • Niveau 2d: Déchargement du réacteur
• Niveau 3: Analyse du système de séparation

  Au troisième niveau, il faut décider quel type de séparation peut être effectuée et si elle se fait directement depuis le réacteur ou à l'aide d'un dispositif séparé. Voici les considérations habituelles pour chaque alternative:

  • L'opération du système de séparation en continu ou par chargements
  • Les propriétés physiques des matières et comment elles affecteront le choix du processus de séparation
  • Les matières auxiliaires nécessaires, comme les dissolvants par exemple
  • L'apport supplémentaire d'énergie nécessaire
  • L'utilisation de technologies de membrane
  • Les effluents issus du processus de séparation
• Niveaul 4: Analyse de l'intégration énergétique

  Au quatrième niveau, l'intégration thermique du processus est analysée. Dans les processus discontinus, il y une autre complication due au fait que les courants chauds et froids ont lieu à des moments différents au cours du processus. Un réservoir, utilisé pour stocker la chaleur, peut être incorporé mais cela implique un équipement supplémentaire et une perte de flexibilité. Les considérations propres à ce niveau concernent:

  • La disponibilité simultanée de courants chauds et froids pendant le cycle
  • Les endroits où est utilisée ou produite de l'énergie de haut niveau
  • La diminution de l'efficacité du transfert de chaleur due aux gradients de température
  • La possibilité de diminuer la température à laquelle la chaleur est fournie
  • Le type d'énergie utilisée et son degré d'adéquation
  • L'amélioration potentielle du coefficient de transfert
• Niveau 5: Analyse du nettoyage et de la programmation

  Le cinquième niveau est propre aux processus discontinus parce que des quantités significatives de déchets peuvent être produites pendant les nettoyages ou parce qu'il manque une programmation adéquate de la fabrication de différents produits dans l'installation même. Les points à considérer sont, par exemple:

  • Les dissolvants nécessaires au nettoyage
  • Le nombre de lavages nécessaires avec la méthode prévue
  • L'utilisation des dissolvants de nettoyage comme chargement dans le processus suivant
  • L'éventuelle réalisation, d'une certaine manière, de contre-courant
  • L'éventuelle réutilisation de l'agent de nettoyage ou sa régénération

7.11 Activités

8.1 Objectif

Il n'y a pas si longtemps encore, les industriels ne se souciaient guère des économies d'eau. Dans le processus d'industrialisation, l'eau était considérée comme une ressource très bon marché par rapport à d'autres matières premières. Quand il est devenu de plus en plus évident qu'il s'agissait d'une ressource limitée, surtout dans le pourtour méditerranéen, que les processus de fabrication dépendaient grandement de l'eau et qu'une eau de qualité coûtait de plus en plus cher, le développement de mesures de conservation et de récupération de l'eau s'est amorcé.

Ce chapitre:

• Met en évidence l'importance spéciale que revêt l'eau dans le pourtour méditerranéen.
• Revoit les concepts principaux de la gestion industrielle de l'eau et les différentes utilisations qui en sont faites dans l'industrie.
• Décrit quelques-unes des différentes manières de conserver l'eau et de recycler les eaux résiduaires.
• Prend comme exemple le cas de l'industrie des traitements de surfaces qui applique des systèmes efficaces d'économie d'eau au cours des étapes de rinçage de pièces qui consomment normalement de grandes quantités d'eau.

8.2 Importance de l'eau en Méditerranée

Le manque d'eau douce dans le pourtour méditerranéen est une caractéristique de grande importance dont tout projet industriel doit tenir compte. Il s'agit également d'un aspect essentiel qui faut prendre en compte dans la promotion et l'application de la P+P dans les pays de la zone.

Le tableau 8.1 montre la relation entre la consommation et les ressources disponibles [113]. Les chiffres figurant dans le tableau sont assez significatifs pour comprendre l'importance d'une gestion correcte de l'eau à tous les niveaux. Certains pays consomment une quantité supérieure à leurs ressources renouvelables: c'est le cas de la Libye, de l'Égypte et d'Israël. D'autres utilisent des quantités très élevées sans toutefois atteindre la situation limite des pays précédemment cités. Les déficits doivent être équilibrés avec la consommation d'eau fossile, non renouvelable, ou en appliquant des technologies qui consomment de l'énergie.

Dans le pourtour méditerranéen, la gestion durable de l'eau dans l'industrie et son utilisation efficace est une tâche qui a besoin d'être considérée de manière particulière dans le diagnostic d'opportunités de la P+P, avec des actions concernant exclusivement l'eau. En fait, certaines entités de la zone méditerranéenne impliquées dans la P+Ptraitent déjà la question de l'eau comme une priorité.

8.3 La gestion de l'eau dans l'industrie

8.4 Utilisations industrielles de l'eau

L'eau est utilisée dans l'industrie pour diverses applications et processus dont les besoins en eau varient tant en terme de qualité que de quantité. En fonction de l'application, les volumes consommés varient de quelques litres à de nombreux mètres cubes par heure [115], [116].

Utilisations de grands volumes

Utilisations de volumes modérés

Utilisations de petits volumes

Consommation d'eau potable

La qualité nécessaire varie selon l'utilisation qui est faite de l'eau. Très peu d'applications exigent une eau de haute qualité. Une eau de qualité supérieure aux exigences les plus strictes est souvent utilisée dans les applications. Les différentes exigences de qualité offrent la possibilité de récupérer l'eau et de l'utiliser en cascade, en profitant progressivement des eaux partiellement polluées dans des applications de moins en moins exigeantes, même s'il est habituellement nécessaire d'appliquer une technologie de traitement partiel pendant l'intervalle avant la réutilisation. Seules les eaux qui ne peuvent pas être recyclées devront être rejetées, après un traitement si elles n'ont pas la qualité exigée pour le rejet.

8.5 Types d'eaux résiduaires

Les eaux résiduaires issues des processus peuvent être classées en fonction de leur origine et de leur qualité. La qualité de l'eau est étroitement liée à l'utilisation qui en a été faite. Il convient souvent de séparer les eaux résiduaires pour pouvoir les traiter de manière plus efficace ou de leur attribuer une destination spécifique. Des eaux concentrées en polluant peuvent rendre économiquement viable la récupération de ce dernier. C'est le cas du chrome dans les eaux résiduaires des tanneries ou des métaux lourds des systèmes de recouvrement de surfaces. Certaines des eaux séparées sont également plus faciles à traiter en vue de leur réutilisation que s'il faut les épurer plus à fond pour leur rejet, dans des conditions correctes, dans l'environnement.

Dans une usine, on peut commencer par faire une séparation des eaux selon leur origine:

1. Eaux d'unités de fabrication et processus
   • Eaux qui sont intervenues dans les réactions et transformations principales.
   • Eaux de lavage de produits.
   • Eaux de lavage de récipients et de rinçages.
2. Eaux de services auxiliaires et opérations de support
   • Purges de chaudières.
   • Purges de tours de refroidissement.
   • " purges de lavage de gaz.
   • Eaux d'éjecteurs et pompes à vide.
   • Eaux résiduaires traitées.
   • Eaux de nettoyage général.
3. Eaux de pluie
   • Polluées.
   • Non polluées.

8.6 Réduction des consommations industrielles

Les trois principales manières de réduire les volumes d'eau consommés sont:

• l'élimination des pertes,
• la réduction des consommations dans les applications individuelles,
• la réutilisation des eaux section (8.7).

Les consommations d'eau ne correspondent pas toujours aux besoins réels. Il existe de nombreuses possibilités de conservation de l'eau dans les usines de fabrication qui peuvent être identifiées, évaluées et même réduites après avoir effectué les mesures correspondantes sans pour autant être obligé de faire appel à des experts, même si, sans nul doute, la contribution de ceux-ci peut augmenter les possibilités de conservation.

Voici d'autres exemples d'opportunités de conservation de l'eau dans les processus et dans les services auxiliaires:

• Contrôler les flux par des restrictions ou des systèmes automatiques
• Procéder à des nettoyages avec des systèmes efficaces comme:
  • la projection d'eau à pression au lieu d'utiliser des tanks d'immersion,
  • l'utilisation de systèmes à contre-courant ou en cascade pour les lavages et les rinçages,
  • le contrôle de la conductivité des bains aqueux avant la décharge du bain sur des recouvrements de surfaces.
• Dans le système des eaux sanitaires, on peut par exemple:
  • installer des systèmes de fermeture automatique des fontaines,
  • brider le débit des douches,
  • limiter les décharges d'eau dans les toilettes.
• Passer de systèmes de base aqueuse à des systèmes secs, comme par exemple:
  • utiliser des filtres pour retenir des particules dans des gaz au lieu de faire des lavages avec des douches d'eau,
  • passer au refroidissement par air au lieu du refroidissement par eau.

8.7 La réutilisation des eaux

Les solutions alternatives de réutilisation des eaux résiduaires dépendent de leurs caractéristiques, de la qualité de l'eau que l'on souhaite obtenir et des critères d'évaluation techniques et économiques. Il faut donc recueillir des informations sur:

• les types de polluants (organique, inorganique, etc.) et leurs concentrations,
• la variabilité en quantité et en qualité des eaux à traiter,
• l'état des polluants (s'ils sont dissous ou en suspension),
• la nature du polluant dissous (gaz, solide ou liquide),
• les rendements qui peuvent être obtenus avec chaque technologie,
• tous les investissements et coûts associés à la récupération,
• les exigences opérationnelles et de maintenance,
• le type et la quantité de déchets que laisse le traitement.

Avec les mesures de réutilisation, des économies importantes peuvent être faites sur la consommation d'eau, à condition que l'on ne prétende pas effectuer une amélioration de la qualité trop importante. Il ne faut pas prétendre épurer des eaux résiduaires de pollution complexe jusqu'à un niveau de qualité élevé. Quand les eaux résiduaires sont un mélange d'eaux de différentes origines, il faut vérifier la compatibilité des substances contenues et celles avec lesquelles elles rentrent en contact.

Les consommations d'eau sont très importantes dans certaines industries comme celle du sucre. Par conséquent, des actions de réutilisation telles que celles menées à bien par une industrie marocaine du secteur, décrite dans la fiche MedClean nº 9, permettent de réduire la consommation d'eau de 60 %.

La formation d'incrustations, de dépôts par croissance microbiologique ainsi que la corrosion sont des problèmes communs qui proviennent de l'emploi d'eaux réutilisées et qu'il faudra contrôler. D'autres problèmes sont spécifiques à chaque secteur industriel. Par exemple, dans la fabrication du papier, sa couleur peut être altérée par la présence de fer ou de manganèse.

8.8 Technologies de récupération

De nombreuses technologies de récupération correspondent aux technologies employées dans les traitements typiques d'eaux résiduaires (tableau 8.2). Les processus de traitement de grands volumes, comme la décantation, la décalcification ou le traitement biologique, ont des coûts d'épuration par mètre cube d'eau traitée relativement bas. D'autres traitements sont plus sélectifs, d'application spécifique et représentent des coûts unitaires élevés qui dépendent du degré de pureté que l'on souhaite atteindre [116], [117], [118].

La fiche MedClean nº 28, relative à une entreprise espagnole de composants mécaniques, décrit un exemple de récupération de l'eau après être passée par un évaporateur.

Tableau 8.2 Technologies applicables au traitement des eaux polluées

Technologie	Polluant inorganique soluble	Polluant organique soluble	Polluant en suspension	Polluant biologique
Entraînement (stripping) par vapeur, air, etc.
Échange ionique
Charbon actif
Centrifugation
Cristallisation
Électrodialyse
Évaporation, distillation
Extraction avec dissolvants
Filtration
Flottation
Oxydation biologique
Oxydation chimique
Précipitation
Sédimentation (coagulation, floculation)
Séparation par membranes (osmose, ultrafiltration)

8.9 La technologie des membranes

Parmi les différentes technologies récemment développées pour la récupération et la réutilisation de l'eau, la technologie des membranes occupe une place particulièrement importante. La filtration par membranes de polymères permet la séparation des composants et celle-ci donne un perméat et un concentré. Le perméat est la partie qui traverse la membrane semi-perméable. Le concentré, qui suit le flux tangentiel sur la membrane, entraîne avec une partie du fluide les composants qui ne peuvent pas traverser la membrane.

Le degré de concentration dépend de la distribution de polluants entre eau purifiée et eau concentrée (par exemple, un facteur 4x, correspond à un rapport de distribution 75/25 perméat/concentré). L'efficacité de la séparation dépend de la taille et d'autres facteurs spécifiques de la molécule qui se sépare.

8.10 Cas pratique: les recouvrements de surfaces

Pour que l'étudiant comprenne bien les avantages de la P+P, il faut lui présenter des situations réelles ainsi que des opportunités évidentes et assez intéressantes qui renforcent son intérêt. Beaucoup de publications sectorielles sont destinées à répondre à cette exigence. Une des publications du CAR/PP est consacrée au secteur des traitements de surfaces [119]. De la même manière, la fiche Med Clean nº 2" Production plus propre dans un établissement du secteur des bains galvaniques moyennant l'adoption de bonnes pratiques et de changements dans le procédé " contient une sélection des mesures appliquées et des résultats atteints.

L'industrie des recouvrements de surfaces métalliques produit des eaux résiduaires très complexes et toxiques, avec des ions de métaux lourds, des cyanures et des restes de dissolvants qui demandent des traitements physico-chimiques. Dans ce secteur, quelques-unes des meilleures opportunités de la P+P se trouvent précisément dans l'économie d'eau au cours des rinçages des pièces après recouvrement.

Après chaque étape de recouvrement, il faut faire un rinçage du métal en excès entraîné depuis les bains, ce qui implique des consommations d'eau élevées proportionnellement à la production [119], [120], [121]. Il s'agit d'un des processus où les techniques d'économie d'eau trouvent leur meilleure application et il constitue un exemple excellent des avantages du lavage à contre-courant en comparaison avec le rinçage simple et le rinçage en parallèle.

8.10.1 Rinçage simple et répété sans ajout d'eau propre

Après le processus de recouvrement, le rinçage simple est effectué dans un réservoir sans plus d'eau qu'au début. On n'ajoute pas d'eau propre pendant les rinçages et on suppose que le mélange dans le réservoir est parfait. Si la concentration initiale (dans le polluant) de l'eau de rinçage est égale à zéro, alors la concentration dans le réservoir après n immersions est

où

v = volume entraîné à chaque immersion (litres)

V = volume du réservoir de rinçage

C₀ = concentration initiale de la solution de polluant entraînée depuis le bain de recouvrement (mg/litre)

C _n = concentration du réservoir de rinçage après n immersions (mg/litro)

8.10.2 Rinçage dans un réservoir unique avec ajout d'un débit Q constant d'eau propre

L'entraînement pour chaque immersion (v) est assimilé à un débit q constant, q constante,

q = v·n/t·Q

où

n =nombre d'entraînements dans un temps t

Q = débit d'eau constant ajouté au réservoir et rejeté par un déversoir

Après un certain temps, on arrive à une concentration d'équilibre

8.10.3 Rinçage dans n réservoirs en série, chacun d'eux avec un ajout en parallèle d'un débit égal, Q, d'eau propre

La concentration à la sortie du réservoir n est

Le débit d'eau propre introduite dans chaque réservoir pour obtenir une concentration déterminée de polluant C_n est

Si q<<Q approximativement, on obtient la forme habituelle

et le débit total d'eau propre consommée est

8.10.4 Rinçage à contre-courant avec un apport unique de débit Q d'eau propre

La concentration en polluant dans le réservoir n et dans l'entraînement après avoir traversé n réservoirs en série, est

Le débit Q nécessaire si q<<Q est

8.11 Activités

Exercice 2

1. La première activité proposée est de déduire les équations des systèmes qui sont présentés pour les quatre types de rinçage (8.10.1 à 8.10.4).

   Voir solution.

   1. Rinçage simple et répété sans ajout d'eau propre

      

      Le rinçage est simple, sans ajout d'eau propre et on suppose que le mélange dans le réservoir est parfait. Si la concentration initiale (dans le polluant) de l'eau de rinçage est égale à zéro et

      v = volume entraîné à chaque immersion (litres)

      V = volume du réservoir de rinçage

      C₀ = concentration initiale de la solution de polluant entraînée depuis le bain de recouvrement (mg/litre)

      C_n = concentration du réservoir de rinçage après n immersions (mg/litre)

      Le bilan du polluant pour la 1re opération de rinçage est

      

      et la concentration de polluant

      

      Le bilan pour la 2^e opération de rinçage

      

      et la concentration de polluant

      

      Alors la concentration dans le réservoir de rinçage après n immersions est

      

   2. Rinçage dans un réservoir unique avec ajout d'un débit constant d'eau propre

      L'entraînement pour chaque immersion (v) est assimilé à un débit q constant,

      q = v.n/t. Q

      où n = nombre d'entraînements dans un temps t Q = d'eau constant ajouté au réservoir et rejeté par un déversoir

      

      En régime transitoire la concentration après un temps t est

      

      Après un certain temps, on arrive à une concentration d'équilibre

      

   3. Rinçage dans n réservoirs en série, chacun d'eux avec un ajout constant d'un débit égal Q d'eau propre

      

      En état stationnaire la concentration à la:

      • sortie du 1er réservoir (problème antérieur)

        

      • sortie du 2e réservoir

        

      • Finalement, la concentration à la sortie du réservoir n est

        

      Le débit d'eau propre introduite dans chaque réservoir pour obtenir une concentration déterminée de polluant C_n est

      

      Si q<<Q, approximativement, on obtient la forme habituelle

      

      et le débit total d'eau propre consommée est

      

   4. Rinçage à contre-courant avec un apport unique de débit Q d'eau propre

      

      Dans le cas de 2 réservoirs (C₃= 0) en état stationnaire:

      Bilan au 1er réservoir

      

      Bilan au 2e réservoir

      

      Après substitutions et résolution, on obtient

      

      La concentration en polluant dans le réservoir n, et dans l'entraînement après avoir traversé n réservoirs en série, est

      

      Le débit Q nécessaire si q<<Q est

      

2. La deuxième activité consiste à déterminer les consommations d'eau et les concentrations moyennes des effluents correspondants aux cas indiqués, quand le fonctionnement est stationnaire, ainsi que l'entraînement depuis le réservoir de processus est de 1 litre/minute à une concentration de 100 000 mg/litre:

   Type de rinçage	Consommation d'eau (litres/minute)	Concentration moyenne de l'effluent (mg/l)
   Simple
   2 étapes en parallèle
   3 étapes en parallèle
   4 étapes en parallèle
   2 étapes à contre-courant
   3 étapes à contre-courant
   4 étapes à contre-courant

Voir solution.

Exemple de solution pour le rinçage en 2 étapes en parallèle

On commence par faire le bilan à la sortie du dernier (2n) réservoir

Q = 99 l/min et réservoir

Consommation totale d'eau = n. Q = 2.99 = 198 l/min

Sortie du 1er réservoir

Concentration moyenne de l'effluent = (99x1000 + 99x10)/198 = 505 mg/l

Tableau des solutions

Type de rinçage	Consommation d'eau (litres/minute)	Concentration moyenne de l'effluent (mg/l)
Simple	9.999	10
2 étapes en parallèle	198	505
3 étapes en parallèle	62	1.622
4 étapes en parallèle	36	2.777
2 étapes à contre-courant	100	1000
3 étapes à contre-courant	22	4.641
4 étapes à contre-courant	10	9.999

9.1 Objectif

Les usines industrielles utilisent l'énergie sous des formes différentes (électricité, vapeur, etc.) et avec des équipements très variés. L'intérêt pour l'économie d'énergie est devenu prioritaire pour des raisons économiques après le choc pétrolier de 1973, bien avant que la P+P s'organise. En fait, c'est l'expérience énergétique qui a servi quelques années plus tard à acquérir rapidement une méthodologie de P+P. S'il est vrai que l'intérêt spécifique pour économiser l'énergie a faibli, il s'est cependant renforcé dans les programmes de P+P à cause de son rôle important dans le changement climatique.

Ce chapitre:

• décrit le système énergie,
• revoit la trajectoire de l'audit énergétique,
• analyse les outils principaux d'évaluation énergétique,
• décrit quelques applications des évaluations énergétiques.

9.2 Éco-efficacité énergétique

Au milieu des années 70, l'augmentation du prix de l'énergie a été beaucoup plus forte que celle du prix des matériaux et des équipements industriels. Cela justifiait de grands investissements dans des équipements pour économiser l'énergie. Dans cette nouvelle donne économique de crise de l'énergie, s'est amorcé un mouvement pour la conservation de l'énergie et l'introduction d'améliorations pour l'efficacité énergétique. Ensuite, le prix relatif de l'énergie a baissé et l'intérêt pour une meilleure gestion énergétique a diminué.

Certains pays du pourtour méditerranéen sont de grands producteurs d'énergie fossile et une bonne partie des recettes de leurs balances commerciales est obtenue grâce aux exportations de combustibles. Ceci ne devrait pas inciter à renforcer une industrie spécifique basée sur une énergie bon marché parce que l'absence de mesures incitatives en matière d'efficacité énergétique peut dépasser les avantages théoriques en agissant en cascade sur l'ensemble du tissu productif. Quoi qu'il en soit, l'éco-efficacité ne devrait pas être ignorée mais au contraire être promue comme un composant de la culture industrielle d'un pays.

La P+P a toujours considéré l'énergie comme un composant parmi d'autres de l'éco-efficacité des transformations. Mais la conservation et l'efficacité énergétique ainsi que l'application d'énergies renouvelables.ont revêtu un intérêt supplémentaire à cause de la probabilité d'un changement climatique associé principalement aux émissions de dioxyde de carbone dans la combustion des énergies fossiles. L'effet positif des énergies renouvelables sur le changement climatique est indirectement renforcé par la réduction de l'emploi de chlorofluorocarbones (CFC) dont l'utilisation est étroitement liée aux équipements consommateurs d'énergie.

9.3 Systèmes énergétiques

Le système énergétique est composé de divers sous-systèmes qui peuvent être l'objet d'études individuelles spécialisées et être optimisés de manière indépendante, mais qui sont finalement soumis à une évaluation d'ensemble. L'hétérogénéité du système énergétique commence par les diverses formes sous lesquelles se présente l'énergie: cinétique, potentielle, chimique, etc. mais ce sont l'énergie calorifique et l'énergie électrique qui sont le plus couramment utilisées dans toutes les industries. L'énergie calorifique est appliquée de manières très différentes (eau chaude, vapeur sous pression et huile thermique) et elle est aussi associée à certaines des matières en transformation comme la chaleur sensible dans un métal fondu ou la chaleur de vaporisation lors de la phase vapeur d'une colonne de distillation.

Dans un système énergétique, on distingue [122] (figure 9.1):

1. Les entrées d'énergie sous ses différentes formes (fuel, électricité, vapeur, renouvelable, etc.)
2. Les transformations intérieures de formes d'énergie à d'autres
3. Les systèmes de distribution pour faire arriver l'énergie aux points de consommation
4. Les points d'utilisation avec les différents emplois auxquels l'énergie est destinée
5. Les systèmes de récupération énergétique
6. Les sorties ou pertes énergétiques

Figure 9.1 Principaux sous-systèmes du système énergétique

9.4 L'audit énergétique

Au cours du temps, le prix de l'énergie présente des tendances variables, relativement différentes des variations que peuvent suivre les prix des matières premières. Par conséquent, un système énergétique conçu pour fonctionner de manière optimale dans des circonstances bien déterminées peut ne plus fonctionner de la même manière dans d'autres circonstances. Les technologies s'améliorent en recherchant une plus grande efficacité. L'audit énergétique (mal nommée, car il s'agit plutôt d'un diagnostic ou d'une évaluation de tout le système énergétique) peut être effectué comme un exercice isolé mais il est préférable qu'il fasse partie d'un programme permanent de gestion énergétique, d'un programme de P+P ou d'un SGE bien implanté. Tous ces programmes sont de bonnes occasions de s'adapter aux circonstances qui varient souvent.

La méthodologie d'audit de programmes énergétiques [122], [123], [124] est similaire à celle des diagnostics ou des évaluations de P+P (chapitre 5). Elle implique le support entier de la direction, l'assignation de la responsabilité à un authentique promoteur et la participation de toutes les parties intéressées, y compris celle des opérateurs du système. L'équipe d'audit peut commencer par vérifier l'existence d'études préalables réalisées sur le système énergétique. Le point de départ pour l'évaluation sera d'obtenir desinformations importantes du système qui permettent de fixer des objectifs et d'établir des indicateurs de progrès.

Ensuite, l'audit sur le système physique est planifié et exécuté en différentes étapes. Les études sur documents doivent être complétées par des visites et des vérifications sur le terrain. Pour l'expert en énergie, la visite du terrain l'aide à identifier les éventuelles divergences entre la réalité et l'information sur le papier ainsi qu'à identifier d'autres opportunités basées sur la série de règles pratiques que tout expert acquiert avec l'expérience. Cette étape inclut les points suivants:

• Collecte de données techniques du système énergétique

  Elle inclut les données de la conception originale ainsi que les éventuelles modifications du système, les listes des équipements, les spécifications, l'amélioration technique actuellement disponible pour l'application, etc.

• Analyse des sous-systèmes et composants individuels du système [125]

  Chacun des sous-systèmes et composants (coproduction, production de vapeur, systèmes de refroidissement, etc.) est analysé de manière indépendante, avant les évaluations de l'ensemble. L'efficacité des équipements individuels, isolations, conduits, etc. est comparée avec les données originales et avec les meilleures techniques disponibles au moment présent et qui n'impliquent pas de coût excessif.

• Vérification des bilans d'énergie des procédés

  Le principe de conservation de l'énergie (1er principe de la thermodynamique) est appliqué pour faire les bilans d'énergie et vérifier les destinations ainsi que les pertes d'entrées d'énergie. Habituellement, ils sont plus complexes quand interviennent des procédés de transformations comme des combustions, des réactions chimiques, etc.

• Analyse de l'exergie[125], [126]

  L'exergie est la quantité maximale de travail qu'un système peut fournir jusqu'à obtenir l'équilibre avec son environnement. L'exergie résulte de l'analyse effectuée selon le 2e principe de la thermodynamique (par exemple, ce n'est pas la même chose de disposer de 1 MJ de chaleur à 1 000 °C qu'à 200 °C. Le travail que l'on peut récupérer d'un gaz à 1 000 °C est très supérieur à celui que l'on peut récupérer d'un gaz à 200 °C). Les pertes d'efficacité signalées par l'analyse d'exergie peuvent être très différentes de celles déterminées par un simple bilan calorifique.

  Exemple de pertes d'énergie et d'exergie dans une usine thermoélectrique à charbon

  Composant	Perte d'énergie (%)	Perte d'exergie (%)
  Générateur de vapeur	9	49
  Turbines	0	4
  Condensateur	47	1,5
  Autres	3	5,5

• Analysepinch (ajustement thermodynamique de réseaux de chaleur) [127], [128]

  La technique pinch permet d'évaluer la récupération optimale de chaleur dans des usines industrielles où existe le besoin en parallèle de chauffages et de refroidissements. La technique est complétée par une évaluation thermoéconomique. Dans des réseaux complexes d'échange de chaleur, de meilleures économies d'énergies pouvant atteindre jusqu'à 40 % ont été obtenues grâce à cette technique.

• Utilisation de règles pratiques

  Les experts en énergie ont à leur disposition une série de règles pratiques acquises avec l'expérience qui leur permettent d'identifier assez facilement les points où peuvent être attendus de bons résultats avec l'application de mesures d'améliorations des procédés. Par exemple, des fumées qui sortent de la cheminée à 200 °C offrent une option évidente d'éventuelle récupération de chaleur.

• Détermination des caractéristiques du système énergétique

  Au vu des opportunités techniques et des évaluations économiques correspondantes, un éventail d'opportunités de conservation ou d'amélioration de l'efficacité de l'énergie est déterminé. À partir de ces opportunités, il sera décidé quelles options seront choisies.

• Exécution des programmes

  Comme dans tout programme de P+P, l'exécution commence habituellement par les opportunités qui offrent de plus grands avantages économiques, facilement justifiables devant la direction à son plus haut niveau.

Actuellement, beaucoup d'entreprises ont déjà réalisé un exercice d'économie d'énergie quand le coût énergétique représente une partie importante du coût total de production. Mais malgré tout, les facteurs de changement économique et technologique permanent permettent de détecter de nouvelles opportunités. Pour les entreprises qui n'ont pas porté une attention spécifique à la question énergétique, le niveau de succès est habituellement équivalent à d'autres aspects de la P+P.

9.5 Options pour réduire la consommation énergétique

Les options pour améliorer la gestion de l'énergie dans chacun des sous-systèmes énergétiques sont très variées [125], [129].

Certaines options concernent la conception des équipements de procédés pour qu'ils soient plus efficaces et réduisent leurs demandes d'énergie (par exemple dans la distillation). D'autres options utilisent des systèmes auxiliaires qui permettent de récupérer l'énergie qui sinon serait rejetée dans l'environnement (économiseurs, thermocompression) ou réussissent à extraire de l'énergie de l'environnement avec un apport supplémentaire (pompes à chaleur).

L'amélioration de la gestion de l'énergie est souvent obtenue en considérant le système calorifique dans son ensemble (réseaux de transfert) ou en combinant de manière optimale les différentes formes d'énergie (électrique et calorifique dans des systèmes de cogénération) que demande la fabrication. Une autre possibilité est de réunir et d'étudier les demandes d'usines proches les unes des autres.

Certaines des meilleures options se trouvent dans les sous-systèmes suivants:

• Combustions: fours et chaudières
  • Contrôler l'excès d'air dans la valeur optimale et le CO contenu dans les fumées.
  • Installer des économiseurs et des préchauffeurs d'air pour réduire la température des fumées.
  • Ajuster régulièrement le brûleur.
• Échangeurs de chaleur
  • Récupérer le maximum de chaleurs résiduaires.
  • Utiliser des techniques pinch pour fixer les limites de récupération.
  • Déterminer un programme optimum de nettoyage, et la meilleure manière de l'effectuer.
  • Considérer l'utilisation d'échangeurs de faible Δt.
  • Promouvoir la turbulence pour augmenter les coefficients de transfert.
• Sous-systèmes de séparation des fluides
  • Optimiser l'intégration de chaleur entre alimentations et produits.
  • Utiliser des colmatages efficaces.
  • Optimiser le point d'alimentation des colonnes.
  • Et de nombreuses autres options spécifiques.
• Systèmes auxiliaires de procédés
  • Optimiser le bilan vapeur/énergie électrique.
  • Réduire les pertes dans les purgeurs de vapeur.
  • Utiliser un système de cogénération optimale.
  • Remplacer les parties internes des tours de refroidissement inefficaces.
  • Optimiser le parcours de l'eau de refroidissement.
  • Utiliser des pompes à chaleur.
  • Considérer l'utilisation de systèmes de thermocompression.
• Sous-système électrique
  • Utiliser des moteurs de grande efficacité.
  • Remplacer par des moteurs à vitesse variable lorsqu'il fonctionne en dessous de sa capacité.
  • Vérifier le facteur de puissance du système.
  • Revoir la possibilité de réduire les pics de consommation.
  • Considérer l'éventuelle utilisation de générateurs afin d'éviter les pics de consommation.
• Éclairage
  • Remplacer par des systèmes efficaces.
  • Activer uniquement l'éclairage de la zone de travail.
• Réviser l'efficacité des pompes, des compresseurs, des ventilateurs, etc.
• Vérifier l'épaisseur des isolations et des matières réfractaires

  Une industrie du secteur alimentaire en Croatie a réussi à réduire de manière significative les pertes d'énergie calorifiques en isolant les canalisations qui transportent les fluides chauds (fiche MedClean nº 54, " Réduction des pertes d'énergie dans les procédés de transport "). Par ailleurs, la réduction de la consommation d'énergie représente une diminution des émissions de dioxydes de carbone et un effet positif en matière de prévention du changement climatique.

• Vérifier les systèmes de contrôle et les instruments

9.6 Cas pratique: l'industrie de la bière

9.6.1 Procédé de fabrication

La fabrication de la bière (figure 9.2) est basée sur un procédé de fermentation dont la connaissance est très ancienne. Dans le passé, ce procédé impliquait de grandes consommations d'eau et d'énergie (tableau 9.1). Grâce aux nouvelles techniques, les consommations par unité de production peuvent être considérablement réduites. De nombreuses installations modernes incorporent déjà ces avancées, mais elles sont aussi des options d'amélioration pour les usines plus anciennes [130]. Le processus de production offre plusieurs exemples d'application de mesures de P+P pour des économies d'énergie.

Le malt est la principale matière première utilisée dans la fabrication de la bière. Cependant, la culture du malt est habituellement considérée comme une industrie à part. Pour fabriquer le malt, l'orge est humidifiée afin de germer. Il est ensuite séché à l'air chaud et les germes sont séparés. Pour le séchage, de l'air chaud de 60 °C à 85 °C passe sur l'orge pendant environ 40 heures. Au cours de l'étape du séchage, l'humidité chute de 45 à 4 % afin de conserver le grain dans de bonnes conditions et en faciliter le transport. Le séchage est un procédé qui consomme beaucoup d'énergie.

Le malt est alors prêt pour la production de bière dont le procédé varie d'une usine à une autre, même s'il suit un modèle général. D'abord, le malt est moulu et cuit dans de l'eau pour produire le moût. Ensuite, le moût est filtré pour éliminer les matières solubles, puis il est torréfié avec du houblon qui donne l'amertume typique de la bière. Au cours de la torréfaction, 6 à 12 % du moût s'évapore. Si la vapeur n'est pas récupérée, il y a une perte d'énergie et des mauvaises odeurs dans l'environnement. La manière la plus simple de récupérer la vapeur est de l'utiliser dans d'autres applications et pour faire des nettoyages. Mais elle peut également être récupérée pour la même opération en passant par une étape de recompression qui élève sa température. Le marc solide récupéré dans le filtre peut servir soit d'aliment frais pour des animaux situés à proximité de l'usine soit être pressé et séché.

Le moût bouilli est refroidi et clarifié avant de le faire fermenter avec de la levure. La nouvelle levure qui se forme en excès doit être séparée et stabilisée pour la récupérer comme aliment. Après la première fermentation, le moût est centrifugé et refroidi à une température contrôlée, puis stocké. Ces refroidissements représentent une part importante des besoins de réfrigération d'une brasserie.

Pour l'expédition, avant d'être conditionnée, la bière est filtrée, clarifiée. Ensuite, on ajoute des additifs et la bière est carbonatée avec du CO₂, issu des fermentations. Une grande partie de la bière est mise en bouteilles mais une autre est expédiée en fûts. Afin de garantir la stabilité de la bière stockée, elle est soumise soit à un filtrage stérile, soit à une pasteurisation.

Figure 9.2 Schéma de fabrication de la bière

Tableau 9.1 Entrées et sorties habituelles pour obtenir 1 hl de bière

		Inefficace	Efficace
Entrée	Malt et autres	18	15
	Énergie MJ	350	150
	ÉlectricitékWh	20	8-12
	Eau hl	20	5
Sortie	Sous-produits
	Sous-produits	17	14
	Levure	3	3
	Eaux résiduaires
	Volume hl	18,5	3,5
	DBO	1,2	0,8

9.6.3 Applications énergétiques

La consommation d'énergie dans la fabrication de la bière est élevée mais les technologies actuelles offrent diverses possibilités d'améliorer le rendement énergétique. Dans une évaluation énergétique, l'application de trois techniques spécifiques de conservation de l'énergie peut être considérée, en plus du simple échangeur de chaleur.

1. Les systèmes de cogénération sont très efficaces quand un apport important de chaleur est nécessaire et l'énergie électrique correspondant au système peut être valorisée.
2. La pompe à chaleur offre plusieurs possibilités d'application dans un certain intervalle de températures. Elle prend de la chaleur d'une source froide (air ou eau à température ambiante) et elle la libère à 55-80 °C en utilisant un fluide porteur approprié dans un cycle inverse de Rankine ou Carnot.
3. La compression mécanique de la vapeur d'eau est une autre alternative, quand ce fluide peut être récupéré avec son contenu énergétique.

Dans tous les cas, l'économie du procédé est variable et dépend des prix du gaz, du carburant et de l'énergie électrique. Au cours de l'étape de production du malt, le procédé de séchage consomme de grandes quantités d'énergie. Une première possibilité est de profiter des gaz chauds d'un système de cogénération dans le séchage. Cette solution trouve des applications dans une période de récurrence de 2-3 ans [135].

Existent deux possibilités alternatives de séchage du malt avec récupération d'énergie. La première correspond à la récupération simple de chaleur par échangeur (figure 9.3) où la chaleur supplémentaire nécessaire pour compléter le séchage provient de la chaudière auxiliaire.

Figure 9.3 Installation du séchage du malt

La seconde correspond à l'utilisation d'une pompe à chaleur (figure 9.4) pour augmenter l'efficacité thermique. Dans une installation traditionnelle avec chaudière à gaz, ce dispositif permet de réduire la consommation énergétique spécifique du séchage de 705 kWh à 213 kWh par tonne de malt [136].

Figure 9.4 Installation de séchage du malt avec pompe à chaleur

Le cycle de la pompe à chaleur est le même que celui qui est appliqué dans le circuit de réfrigération [137]. Dans ce cas, de l'énergie à basse température est extraite puis est libérée à température ambiante. Le besoin de froid se situe autour des 35 MJ par hl de bière.

La torréfaction est une autre opération grande consommatrice d'énergie.Il y a deux alternatives de récupération de chaleur: la torréfaction par échange simple ou stockage intermédiaire (figure 9.5), et l'utilisation d'un système de compression par éjecteur (ou compression mécanique) de la vapeur (figure 9.6) [130], [138]. La solution la plus conventionnelle de chauffage requiert une consommation de 737 kWh par tonne de vapeur tandis qu'avec la compression mécanique elle se réduit à 52 kWh [138].

Figure 9.5 Récupération de chaleur par préchauffage

Figure 9.6 Récupération de chaleur par compression mécanique de la vapeur

La technique du pinch ta aussi été appliquée à l'industrie de la bière pour intégrer toutes les charges de chauffage et de refroidissement [139].

9.7 Activités

Exercice 2

Application: économie d'eau et d'énergie dans une machine à laver industrielle

L'exercice suivant est proposé comme un exemple d'application où il existe la possibilité d'économiser l'eau et l'énergie. Le cas traité est celui d'une entreprise de lavage industriel qui nettoie quelques 500 tonnes de linge par an, distribuées sur 200 jours ouvrables. Le procédé de lavage utilisé, techniquement similaire à celui d'un lave-linge domestique, est particulièrement polluant. L'eau qui sert à chaque opération individuelle du procédé de lavage est utilisée une seule fois pour être ensuite rejetée dans les égouts. Initialement, il n'y a aucune récupération de l'énergie.

Du point de vue de la consommation des ressources, l'opération est très inefficace. De plus, il y a une tendance à augmenter le prix de l'eau et un impôt sur la consommation a été établi. Il existe aussi l'obligation de traiter les eaux avant leur rejet.

Le programme de lavage est séquentiel et inclut les étapes suivantes dans les conditions indiquées:

Trempage	40 ºC	eau douce	8 litres eau/kg de linge
Prélavage	40 ºC	eau douce	8 litres eau/kg de linge
Lavage	80 ºC	eau douce	5 litres eau/kg de linge
1. Rinçage	40 ºC	eau douce	6 litres eau/kg de linge
2. froid	froid	eau douce	6 litres eau/kg de linge
3. froid	froid	eau douce	6 litres eau/kg de linge
4. froid	froid	eau douce	6 litres eau/kg de linge
5. froid	froid	eau dure	6 litres eau/kg de linge

Sauf pour le dernier rinçage, l'eau utilisée est de l'eau douce afin d'assurer la qualité du procédé.

Le rapport litres d'eau/linge indiqué est le nombre de litres d'eau par kg de linge qu'il doit y avoir dans la machine, une partie de laquelle est absorbée par le linge et l'autre est libre. On peut considérer que 2,5 litres d'eau/kg de linge restent dans le linge après la vidange de la machine. La centrifugation permet d'essorer 1 litre d'eau supplémentaire par kilogramme de linge.

Au cours du prélavage et du lavage, une lessive (mélange de savon et d'eau de Javel) est utilisée. Le savon possède la composition suivante:

acide gras	40 %
tensioactif non ionique	5 %
acide alkylbenzène sulfonique	5 %
alcool isopropylique	10 %
brillant optique	0,1 %
eau	jusqu'à100 %

L'eau de Javel est une solution d'hypochlorite de sodium à 30 % en poids.

Dans le rinçage, on utilise comme produit blanchissant une solution d'hypochlorite de sodium à 12,5 % en poids de chlore actif et une solution d'acide acétique à 40 % en poids comme neutralisant.

Les quantités ajoutées sont:

Prélavage	15 g savon/kg de linge sec
	15 g eau de Javel/kg de linge sec
Lavage	20 g savon/kg de linge sec
	g eau de Javel/kg de linge sec
Premier rinçage	2 g chlore/kg de linge sec
Cinquième rinçage	2 g acide acétique/kg de linge sec

L'eau rejetée après le prélavage a un pH de 9,5 tandis que celle rejetée après le lavage a un pH de 10,5.

L'énergie consommée pour le chauffage de l'eau est obtenue par de la vapeur surchauffée à 120 °C.

Il vous est demandé de proposer des options d'économie d'eau et d'économie d'énergie (indépendamment, il faudra former les nouveaux agents d'entretien).

Voir solution.

Solution possible pour appliquer des mesures d'économie à la machine à laver industrielle

10.1 Objectif

Une partie des applications de la P+P a des résultats qui se manifestent immédiatement ou à court terme. D'autres options pourront éventuellement être appliquées à l'avenir lorsque les coûts environnementaux seront internalisés, lorsque des critères financiers plus sensibles au développement durable seront appliqués ou lorsque certaines technologies seront perfectionnées. Pour encourager l'implantation de nouvelles applications, il est important de tenir un registre des progrès accomplis grâce à l'application des mesures de P+P. Mais la P+P ne facilite pas seulement l'introduction de l'entreprise industrielle dans le domaine environnemental, elle la prépare aussi pour les options innovatrices et pour la compétitivité future. Atteindre un développement durable exige une étape de transition durant laquelle sont gérés les changements nécessaires pour rendre cet objectif possible. Ces changements doivent être capables d'être à l'origine du développement technologique suffisant pour obtenir le facteur X d'efficacité que l'on croit nécessaire dans l'utilisation des ressources.

Ce chapitre explique:

• La mesure du progrès dans l'application de la P+P.
• Le rôle innovant de la P+P.
• Les changements nécessaires pour atteindre un développement durable.
• Le facteur X par lequel il faut multiplier l'éco-efficacité.
• La relation entre connaissance et politique technologique pour orienter la future recherche innovatrice.

10.2 Mesure du progrès

Plusieurs propositions de mesure du progrès environnemental accompli avec l'application de la P+P peuvent être faites sous forme d'indices ou d'indicateurs. L'utilisation d'une forme quantitative sera toujours préférable. Il convient de mesurer parallèlement, chaque fois que c'est possible, les avantages économiques réels que la P+P représente. L'ensemble des mesures pourra être comparé avec les prévisions faites dans les évaluations préliminaires et permettra de juger avec quel degré de réalisme ces dernières ont été faites. Les mesures du progrès devraient faire partie des indicateurs de la gestion d'entreprise intégrée [140].

Pour exprimer les résultats, des valeurs absolues ou des indices relatifs peuvent être utilisés. Comme valeurs absolues, on peut prendre une série de valeurs mesurées sur une base annuelle et comparer des valeurs consécutives dans le temps pour déterminer la mesure du progrès. Une autre solution est d'utiliser des indices normalisés qui donnent eux-mêmes la mesure du progrès.

L'indice de réduction, RI, est calculé selon l'équation suivante:

où:

Gb = quantité traitée ou produite dans l'année de référence

Gn = quantité traitée ou produite après un an

Pb = produit fabriqué dans l'année de référence

Pn = produit fabriqué après un an

Le rapport Pn/Pb est aussi l'indice d'activité de l'usine de fabrication.

Parallèlement, d'autres indices d'utilisation interne peuvent essentiellement être utilisés, comme:

• Rendement des matières premières dans une transformation:

  Rendement % = 100 * produit/matières introduites

• Efficacité de récupération dans une unité de séparation:

  Efficacité = récupération/matières introduites

• Indice de déchets:

  Indice de déchets = ∑ flux de déchets/∑ matières introduites

10.3 La P+P comme processus innovant

La prospérité de la société industrielle au cours du XXe siècle a été, entre autres, le résultat d'un intense processus de recherche scientifique et technologique qui a été suivi du processus innovant La recherche scientifique fondamentale (acquisition de nouvelles connaissances) et appliquée (résolution de problèmes techniques particuliers) sont la base pour construire un ensemble de connaissances cumulatif, organisé et systématique. Cette connaissance ouvre la voie à de nouvelles découvertes (découvrir ce qui existait déjà mais qui nous était inconnu) et à des inventions (inventer ce qui n'existait pas). Le processus d'innovation technologique se nourrit de ces découvertes et de ces inventions, et développe des activités qui permettent de les mettre en pratique. Pour apprécier la P+P comme un précurseur de l'innovation dans l'entreprise, il suffit de remarquer que la P+P " se nourrit également de découvertes et d'inventions, et développe des activités qui permettent de les mettre en pratique ".

L'innovation est le complément nécessaire pour introduire avec succès la nouveauté technologique dans la société. Certaines innovations peuvent être considérées comme simplement incrémentales, tandis que d'autre sont radicales. Les entreprises qui misent sur la P+P ont habituellement une vocation d'innovation et adoptent la P+P comme un élément supplémentaire de progrès technologique et souvent comme une amorce de la mise en pratique de cette vocation.

La capacité de développer des innovations radicales, à court terme, n'est pas la même dans les différents pays du pourtour méditerranéen mais ils ont pratiquement la même compétence pour les innovations incrémentales, notamment lorsque celles-ci ont pour but d'adapter les technologies aux conditions propres au pays. La P+P contribue au développement et s'enrichit des expériences locales qui tiennent compte des particularités de chaque pays: disponibilité des ressources matérielles et de main-d'œuvre spécialisée, conditions environnementales, etc.

10.4 Transition vers un développement durable

Établir la liste des progrès accomplis grâce à la P+P est certes satisfaisant mais il faut relativiser la situation présente. Le passage de la société actuelle à une société qui s'inscrit dans le cadre du développement durable exige des changements beaucoup plus significatifs que les changements incrémentaux que peut fournir la P+P et d'autres outils orientés vers des améliorations à court terme. Dans les prochaines décennies, les améliorations incrémentales ne seront pas suffisantes pour garantir une croissance économique qui aille de pair avec des améliorations environnementales et sociales.

Les changements nécessaires pour arriver à établir une société durable sont d'une toute autre ampleur et devront être canalisés dans un processus de transition [141], [142], [143]. La possibilité d'optimiser ce processus de transition vers le développement durable dépend fortement de la disponibilité de technologies appropriées mais aussi d'une stratégie d'innovation et de conditions qui à tous les niveaux (international, local, gouvernemental, scientifique et social) doivent être orientées vers la durabilité. Les transformations nécessaires dans l'industrie affecteront la majorité des secteurs (tableau 10.1) [142]. Dans ce sens, pour que les entreprises ne s'écartent pas de la voie de l'innovation (figure 10.2), l'acquisition d'une certaine capacité de changement par la P+P leur sera particulièrement utile.

Le processus de transition implique de nombreux facteurs et protagonistes. Pour que cela soit possible, il faudra créer des perspectives de transition partagées par des parties aux caractéristiques différentes. Il faut donc un système de gestion de la transition avec une vision d'avenir et un système de communication interne entre les parties. Ainsi un système de transition pour créer une méthode d'approvisionnement énergétique qui n'augmente pas l'émission de CO₂ dans l'atmosphère (exemple de la figure 10.1) aura besoin de mettre en jeu diverses technologies ; mais pour que celles-ci puissent être vues par les fabricants comme des opportunités commerciales, il faudra qu'elles soient accompagnées d'actions déterminées par les pouvoirs publics (subventions, avantages fiscaux, réglementation, etc.) [144].

Figure 10.1 Transition d'un approvisionnement en énergie fossile vers un neutre

Figure 10.2 Transition du début de la P+P vers l'innovation

Dans les pays méditerranéens où la P+P joue un rôle important dans l'innovation incrémentale, la collaboration avec les centres nationaux ou universitaires de recherche appliquée, qui apporte l'expérience acquise sur le terrain dans le secteur industriel, devrait dynamiser et faciliter l'augmentation des chances de succès de ces centres de recherche dans la participation à l'innovation radicale.

10.5 Dimension sociale du changement technologique

Les premiers efforts visant à améliorer l'environnement ont été dirigés vers l'application des technologies de nettoyage après processus (end-of-pipe) plutôt que vers l'application des technologies plus propres. Pour corriger cette tendance, un mouvement apparaît dans les années 70 sous le concept de technologie appropriée, définie comme " la technologie qui s'adapte au contexte psychosocial et biophysique qui prévaut dans un lieu et une période déterminés " [141]. Ce mouvement n'a pas atteint son objectif parce qu'il n'a pas tenu compte de la dimension sociale du changement technologique nécessaire pour avoir une influence décisive sur la nouvelle conception des systèmes technologiques. La résistance de nombreux ingénieurs à appliquer des technologies alternatives de conception s'explique en partie par les modèles technologiques.

Dans les circonstances de technologie normale, le développement, ou trajectoire technologique, est déterminé par le modèle existant (figure 10.2). L'innovation technologique radicale rencontre souvent l'opposition de beaucoup d'entreprises à cause des changements sociaux qu'elle peut impliquer (changement dans le travail et habileté des travailleurs, forme d'organiser la production, relations avec les clients et les fournisseurs, etc.). La législation et les instruments économiques qui s'appliquent, afin de résoudre des situations de conflit d'intérêts, sont rarement assez puissants pour entraîner le changement technologique de l'ampleur requise pour s'approcher de la durabilité bien que soit inscrit, dans le concept même de la durabilité, le besoin de rendre compatibles développement, environnement et respect social.

Figure 10.2 Trajectoire technologique déterminée par le modèle existant [141]

10.6 La gestion de la transition

Il est difficile de définir de manière rigide le cadre dans lequel il faut progresser vers la transition mais une période d'observation et d'analyse des tendances et des résultats d'actions ayant le développement durable comme objectif a commencé dans certains pays [143], [144]. Il découle de ces analyses une série de principes de gestion de la transition pour orienter le début de la route vers une nouvelle étape d'innovation technologique:

• Stratégie à long terme dans l'établissement d'objectifs

  Les stimulations à l'innovation environnementale visent à optimiser les systèmes existants et sont souvent le résultat d'approximations à court et moyen terme. Il est presque impossible de résoudre certains des problèmes environnementaux persistants (changement climatique, diminution des ressources non renouvelables) avec les politiques actuelles. Il faut aborder ces problèmes d'une manière nouvelle pour réunir les conditions qui permettront de les résoudre. En termes plus généraux, il faut identifier et résoudre les conflits entre les activités actuelles et les futurs objectifs de la société.

• Stratégies intégrées des aspects économique, social et écologique

  Une fois la qualité de l'environnement restaurée à un niveau suffisant, une politique environnementale qui ne serait pas équilibrée par rapport aux aspects socio-économiques ne serait pas justifiée. La stratégie devrait optimiser le système intégré sans renoncer toutefois à une intensification des améliorations environnementales en équilibre avec les autres aspects stratégiques.

  
• Composition de la transition par projection et rétroaction

  Un des principaux défis est de relier les tendances actuelles avec les changements de tendance qui peuvent se produire à court terme après avoir défini la situation souhaitée à long terme, ce qui obligerait à réorienter la route de la transition. Pour atteindre l'objectif d'une transition continue, il est recommandé de signaler le plus de routes possibles dans les deux sens (figure 10.4) et de créer des espaces de situations intermédiaires où les objectifs des deux voies coïncident.

  Figure 10.4 Schéma des deux voies de définition des états futurs

  
• Support institutionnel de la phase initiale

  La transition exige des changements dans l'entreprise. La majorité des entreprises préfèrent agir comme elles l'ont toujours fait et il est difficile qu'elles prennent des initiatives de changement si elles ne sont pas convaincues que leurs concurrents changeront aussi. Il faudra encourager les industries à investir dans des technologies durables en soulignant les changements de valeurs survenus dans la société et la prise de conscience écologique des consommateurs. Même s'il y a un petit nombre d'entreprises qui peuvent prévoir les avantages à être les premières à appliquer le changement, la vitesse de la transition est donnée par l'ensemble du secteur en question. Il est positif que les gouvernements soutiennent les mouvements pionniers. Les politiques de subvention sont justifiées et légitimées par l'argument que les coûts de R&D sont assumés par peu tandis que beaucoup, et éventuellement la société tout entière, profitent des fruits de la R&D.

• Culture de consultation et coopération

  Ce processus de transition oblige à aborder d'une manière différente la création de nouvelles technologies. Il faut stimuler les entreprises, avec tous les instruments dont nous disposons, pour qu'elles développent les technologies en portant un autre regard sur la compétitivité: elles doivent tenir compte des exigences et de la fonctionnalité qui peuvent être demandées dans le futur. Le changement peut s'accélérer si les industries interviennent dans la définition des priorités. Outre cette participation à la détermination du futur, le changement culturel devra aussi inclure la coopération, facilitée par la constitution de réseaux basés sur le partage des connaissances et les actions d'intérêt commun.

• Nouvelle conception du système institutionnel

  La transition passe par une nouvelle conception des systèmes institutionnels et sociaux qui favorisent le développement de nouvelles technologies et qui ont pour objectif le développement durable et l'application d'une bonne combinaison de l'ensemble des instruments institutionnels.

10.7 Le facteur X de changement

Un changement de l'ampleur en question dans ce chapitre peut se mesurer par un facteur X (4,10 ou autre) [145]. Le facteur X est le multiplicateur de l'éco-efficacité des processus. À très court terme, la P+Pest associée aux améliorations incrémentales des processus existants. Dans une seconde étape de progrès, de nouvelles technologies pouvant multiplier par 4 l'efficacité des processus actuels sont implantées. Finalement, les technologies durables s'obtiendraient par rétroaction, déterminant en premier l'objectif à atteindre et, ensuite, comment y parvenir (figure 10.5).

Figure 10.5 Cadre temporel de technologies durables

Dans un cadre de progrès comme celui représenté dans la figure 10.6, c'est aux scientifiques qu'il revient d'identifier les signes et les évidences de la non-durabilité physique et environnementale à partir de l'observation de l'état du monde (par des mesures, indicateurs, etc.) aussi bien au niveau global qu'au niveau local. Les tendances observées sont influencées par de complexes cycles biologiques, géologiques, physiques et chimiques de l'environnement. La dynamique environnementale a besoin d'établir pour chaque évidence (changement climatique, par exemple) un inventaire des relations cause-effet et la mesure de l'intensité avec laquelle les différentes causes agissent sur l'effet étudié. Cette information (indicateurs d'état, tendances et causes) doit être partagée avec les agents sociaux.

Figure 10.6 Évolution vers de nouvelles technologies durables

Pour obtenir le facteur X de changement, l'éventail d'outils et de méthodologies de gestion actuels [146], [147], [148], [149], [150], [151], [152] devra évoluer pour s'adapter aux exigences futures, afin d'être capables de surmonter de nouveaux obstacles et d'introduire les changements technologiques appropriés dans le système de production. Dans le futur, les propositions de nouvelles technologies devraient être finalement soumises à une évaluation technologique qui vérifie les conditions de durabilité.

10.8 Cas pratique: instruments de politique technologique

Des perceptions différentes du développement durable peuvent mener à des types d'intervention différents de la part des gouvernements dans la gestion du processus de transition. Une révision des différents instruments appliqués par les pays européens a permis de recueillir les éventuelles actions principales [146] pour développer une politique technologique basée sur la connaissance. Parmi les catégories indiquées ci-dessous, c'est aux gouvernements de choisir celles qui sont les plus appropriées aux caractéristiques du pays.

11.1 Objectifs

La création de nouveaux diplômes en sciences et en ingénierie environnementale ainsi que l'introduction de cours de nature environnementale dans d'autres études (connu comme programme environnemental) ont donné un élan certain à la formation environnementale ces dernières années. De nombreuses matières enseignées sont destinées à résoudre les problèmes environnementaux par des traitements après processus et la P+P est en général très peu abordée dans ces disciplines [153], [154]. L'université est pourtant le lieu où doivent être diffusés le concept et la pratique de la prévention à la source afin que celle-ci soit spontanément adoptée à l'avenir comme une valeur d'entreprise. Dans l'intention d'approcher l'étudiant le plus près possible de l'expérience réelle vécue dans les industries, ce chapitre:

• Explique l'exercice de l'usine à ingéniosité, utilisé internationalement comme exercice d'introduction de la minimisation de la P+P adaptable à tous les âges.
• Offre une solution alternative à la portée de chacun quand il est difficile d'accéder à une usine pour pratiquer la P+P: sa propre cuisine (qui peut être assimilée à une usine à cuisiner) avec l'évaluation de P+P correspondante à effectuer.
• Propose de réaliser le diagnostic d'un laboratoire expérimental (comme celui de chimie) présent dans toutes les universités scientifiques et d'y effectuer des mesures de P+P.
• Donne l'exemple du diagnostic environnemental d'une école ou d'une université assimilable à une activité de services.

11.2 L'usine à ingéniosité

11.2.1 Introduction

Cet exercice a été développé par le Minnesota Technical Assistance Program y el Waste Reduction Institute for Training and Application Researchaux États-Unis, et a fait partie de programmes de formation en production plus propre (P+P) adressés dans le monde entier à des publics divers: industriels, législateurs, administrations et en général tous ceux désireux de s'initier aux concepts de la P+P.

Les principes de la minimisation sont illustrés par un processus industriel simulé. L'objectif est d'initier les participants à l'identification d'opportunités qui conduisent à la réduction à la source aussi bien de la production de déchets que de la consommation de ressources. Les difficultés pour identifier et appliquer des mesures de minimisation surgissent souvent de circonstances aussi diverses que la résistance au changement que manifeste le personnel de l'entreprise, la pression à laquelle est soumise la direction ou la difficulté à choisir et à justifier les changements dans les processus de fabrication sans une information et une communication suffisantes.

Une bonne communication peut être aussi indispensable que la capacité technique pour arriver à identifier et implanter des mesures qui conduisent à la minimisation de déchets. Il est prétendu que les participants, une fois l'exercice terminé, reconnaissent la capacité que toute personne a, même dans des situations qui ne lui sont pas familières, d'appliquer les principes de la P+P et d'identifier des opportunités d'amélioration. Les participants prendront aussi conscience des avantages de formuler des questions correctes et d'écouter les personnes adéquates.

11.2.2 Matériel nécessaire

Des groupes de 6-7 personnes sont formés. Pour chaque groupe, il faudra:

• Une table de travail
• Une feuille de papier où situer le bâtiment de production (approximativement d' 1 m²)
• Des marqueurs et des étiquettes adhésives
• Des machines à extruder la plastiline (comme, par exemple, Play-Doh, Fábrica Loca, Fábrica Loca, qui possèdent les accessoires nécessaires: couteau, etc.)
• 2 pots de plastiline de couleur jaune
• 2 pots de plastiline de couleur bleue
• 2 pots de plastiline d'une autre couleur.

Il faudra également disposer d'une balance que tous les groupes utiliseront.

11.3 L'usine à cuisiner

11.4 La P+P dans les laboratoires universitaires

11.5 Cas pratique: Le diagnostic de l'université