Opérationnalisation de l'analyse du cycle de vie pour le développement de nouveaux produits

Ce projet porte sur l'opérationnalisation de l'ACV dans le but d'intégrer des critères environnementaux dans la prise de décision des concepteurs de produits lors des phases préliminaires de conception. Ce mémoire détaille les différentes étapes parcourues pour intégrer ces critères au sein du processus de décision d'une entreprise développant des produits d'hygiène féminine. Cette intégration a été possible grâce au développement d'un outil d'aide à la décision établi à l'aide d'une approche de réingénierie. La prise en compte de critères environnementaux lors des phases préliminaires de conception est primordiale. En effet, les décisions prises lors de ces phases influencent la majorité des impacts environnementaux d'un produit. Parmi les méthodes d'évaluation environnementale disponibles dans la littérature, l'ACV apparaît comme la plus rigoureuse. Fondée sur une approche holistique, elle permet de quantifier différents impacts potentiels générés sur l'ensemble du cycle de vie d'un produit. Cependant la complexité de l'ACV limite son intégration et son utilisation lors des phases préliminaires de conception. C'est pourquoi elle intervient le plus souvent à la fin du processus de développement de produits. À ce stade, les données disponibles pour l'étude sont de bonne qualité, mais les possibilités d'amélioration du produit sont minimales. Pour remédier à ce problème l'ACV doit être intégrée au sein d'un outil développé en fonction des différents paramètres intervenant dans le processus de décision concerné. L'hypothèse de recherche sur laquelle se base ce projet est : l'éco-conception de nouveaux produits est facilitée par un outil d'aide à la décision qui intègre l'expertise de l'ACV et qui est adapté au processus de développement de produits de l'entreprise concernée. Pour y répondre, deux objectifs ont été établis : 1) réaliser un diagnostic du processus de décision existant et 2) développer un outil d'aide à la décision adapté. Le diagnostic est effectué dans le but de comprendre le processus de décision existant, afin d'en identifier les améliorations possibles. Pour encadrer ce diagnostic, une méthodologie de réingénierie a été établie. Chaque étape de cette méthodologie est bien définie afin d'assurer sa réalisation. Durant ce diagnostic, les différentes activités, rôles et responsabilités de chacun des acteurs du processus sont détaillés dans le but d'identifier les opportunités d'intégration de critères environnementaux. De plus, le diagnostic a permis de déterminer les caractéristiques du nouveau processus ainsi que celles de l'outil d'aide à la décision nécessaire. À partir de ces éléments, l'outil a été développé. Son développement s'est effectué en trois étapes : la modélisation du fonctionnement, la construction de la base de données et le développement de l'interface utilisateur. Ainsi, l'outil permet de comparer plusieurs choix de conception (au niveau composant ou au niveau produit) selon des indicateurs de coûts et des indicateurs environnementaux, fondés sur une ACV. Pour faciliter l'évaluation environnementale seules les phases les plus contributrices du cycle de vie ont été prises en compte (i.e. les phases d'extraction et d'approvisionnement des matières premières). Les résultats de chaque comparaison sont présentées de deux manières différentes : soit ils se rapportent à une entité de référence (i.e. un composant ou un produit), soit ils se rapportent à la valeur maximale (donc la pire) de chaque indicateur considéré. Plusieurs représentations graphiques ont également été mises en place afin de faciliter la prise de décision. Dans le nouveau processus de décision, seules les informations sur la composition des entités comparées sont nécessaires, ce qui permet d'utiliser facilement l'outil lors des phases préliminaires de conception. Le concepteur du produit peut alors faire ses choix en considérant directement leur dimension environnementale, en plus de leurs coûts. Le projet réalisé démontre que l'éco-conception de nouveaux produits est facilitée par un outil d'aide à la décision, intégrant l'expertise de l'ACV, et adapté au processus de développement de produits de l'entreprise.

Abstract

This project aims to explore the operationalization of life cycle assessment (LCA) in an effort to integrate environmental criteria into product designers' decision-making process in the early product development phases. The paper details the various steps taken to include these criteria in the decision-making process of a feminine hygiene product manufacturer through the development of a decision-support tool based on a reengineering approach. Accounting for environmental criteria in preliminary design phases is fundamental, since early choices dictate most of a product's environmental impacts. Of all current environmental assessment methods described in the literature, LCA is the most rigorous. Stemming from a holistic approach, LCA quantifies the potential impacts generated throughout a product's life cycle. However, the complexity of LCA limits its integration and use in the earliest design phases, and it is therefore most often used at the end of the development process. In these later phases, available data is of good quality but there are few ways to enhance the product. To remedy the situation, the LCA must be integrated into the tool that is developed, according to the various parameters of the decision-making process. This project hypothesis is as follows: A decision-support system that integrates LCA expertise and is adapted to a manufacturer's product development process facilitates new product development. Two objectives were set out to confirm this hypothesis: 1) carry out a diagnostic of the current decision-making process; 2) develop a specific decision-support tool. The current process will be assessed to ensure that it is fully understood and to determine any enhancements that could be made. A business process reengineering (BPR) methodology was set out to provide a framework for the evaluation. Each step in the methodology is clearly designed to ensure implementation. During the diagnostic, the various activities and roles and responsibilities of each person involved in the process will be established in order to determine environmental criteria integration opportunities. In addition, the assessment helps to determine the characteristics of the new process and required decision-support tool. The tool was established based on these elements in three steps (operation modeling, database compilation and user interface development) and therefore makes it possible to compare design alternatives at the component and product levels based on cost and environmental indicators, as set out in an LCA. To facilitate the environmental assessment, only the phases that post the greatest contributions to the life cycle were taken into account (i.e. the raw materials extraction and supply phases). The results of each comparison are presented in two formats, either in comparison to a baseline element (i.e. a component or product) or in comparison to a maximal value (worst-case scenario) for each indicator in the assessment. Several graphs were included to facilitate the decision-making process. In the new decision-making process, only comparative information on unit makeup will be required, facilitating the use of the tool in the preliminary design phases. The product designer will thus be able to make choices based on environmental aspects and cost. The project demonstrates that a decision-support system that integrates LCA and is adapted to a specific product development process facilitates new product ecodesign.