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  1. 1. 1> Séminaire des doctorants de 1ère année – Laboratoire Génie Industriel – Ecole Centrale Paris – 01/06/2010 Eco-conception de systèmes industriels complexes Application aux sous-stations d’électrolyse d’aluminium François Cluzel Areva T&D/Ecole Centrale Paris
  2. 2. 2> Séminaire des doctorants de 1ère année – Laboratoire Génie Industriel – Ecole Centrale Paris – 01/06/2010 Cadre général Thèse CIFRE AREVA T&D Power Electronics Massy, département R&D Débutée en mai 2009 Encadrement académique Bernard Yannou (directeur de thèse, LGI, ECP) Dominique Millet (Supméca Toulon) Dominique Pareau (LGPM, ECP) Yann Leroy (LGI, ECP) Encadrement industriel Joël Devautour (Directeur R&D) François Puchar (Senior Sales Manager) Collaboration Daniel Afonso (CUBIK Partners)
  3. 3. 3> Séminaire des doctorants de 1ère année – Laboratoire Génie Industriel – Ecole Centrale Paris – 01/06/2010 Aluminium Dunkerque
  4. 4. 4> Séminaire des doctorants de 1ère année – Laboratoire Génie Industriel – Ecole Centrale Paris – 01/06/2010 La sous-station d’électrolyse Environ 3000t d’équipements pour 700 MW Plusieurs centaines de tonnes d’huile 20-100 M€ par sous-station Transports dans le monde entier Durée de vie > 30 ans Pas de fin de vie identifiée N’est qu’un « petit » sous-système de l’aluminerie ++ x x x x x x x x
  5. 5. 5> Séminaire des doctorants de 1ère année – Laboratoire Génie Industriel – Ecole Centrale Paris – 01/06/2010 Contexte Contexte industriel Eco-conception en développement face Aux réglementations [WEEE 03, RoHS 03, EuP 09, REACH 06] À la politique environnementale d’AREVA (Areva Way) À la concurrence (ABB, Fuji) Volonté de se différencier de la concurrence Contexte académique Limites de l’ACV [Reap et al. 08a, Reap et al. 08b] Face à des systèmes complexes [Millet et al. 07] Face à un contexte d’implantation/utilisation changeant [Cooper 03, Günther & Langowski 97] Intégration de l’éco-conception en entreprise [Le Pochat 05, Daoud 09] Indicateurs environnementaux types ACV sont illisibles, voire trompeurs pour des non-experts [Millet et al. 07]
  6. 6. 6> Séminaire des doctorants de 1ère année – Laboratoire Génie Industriel – Ecole Centrale Paris – 01/06/2010 Objectifs Objectifs industriels Intégrer l’éco-conception Se différencier de la concurrence Objectifs académiques Manager l’ACV et l’éco-conception de systèmes complexes dans un contexte changeant Proposer des arguments de différenciation par l’éco- conception fiables et parlants pour les clients
  7. 7. 7> Séminaire des doctorants de 1ère année – Laboratoire Génie Industriel – Ecole Centrale Paris – 01/06/2010 Méthodologie d’éco-conception basée sur le DMAIC Environmental Improvement 1. A classical eco-design process Define Goal and scope Mea- LCI Analyze Interpretation Improve Environmental Improvement Control Environmental Control -sure LCIA 3. The new DMAIC project for eco-design Define Measure Analyze Improve Control 2. A classical DMAIC project 1ère publication Cluzel F., Yannou B., Afonso D., Leroy Y., Millet D., and Pareau D., 2010, “Managing the complexity of environmental assessments of complex industrial systems with a Lean 6 Sigma approach,” CSDM 2010, Complex Systems Design and Management 2010, Paris, France. Mais peu applicable en l’état (délais, complexité) Goal and scope LCI InterpretationLCIA
  8. 8. 8> Séminaire des doctorants de 1ère année – Laboratoire Génie Industriel – Ecole Centrale Paris – 01/06/2010 Méthodologie d’éco-conception basée sur le DMAIC Approche globale Approche spécifique 1 Arbitrage et choix des projets d’amélioration Approche spécifique 2 Approche spécifique i Système à étudier Système amélioré Mise à jour des données globales
  9. 9. 9> Séminaire des doctorants de 1ère année – Laboratoire Génie Industriel – Ecole Centrale Paris – 01/06/2010 Contribution environnementale d’un sous-système 2ème publication (soumise) Cluzel F., Millet D., Leroy Y., and Yannou B., 2010, “Relative contribution of a subsystem to the environmental impact of a complex system: application to aluminium electrolysis conversion substations,” Submitted to IDMME - Virtual Concept 2010, Bordeaux, France. Mise en évidence de l’importance de La durée de vie L’origine de l’énergie Problèmes Les tendances peuvent être inversées Les actions d’éco-conception ne peuvent être les mêmes d’un site à l’autre ! Le concept d’unité fonctionnelle comporte des faiblesses
  10. 10. 10> Séminaire des doctorants de 1ère année – Laboratoire Génie Industriel – Ecole Centrale Paris – 01/06/2010 Conclusions & Perspectives Travaux en cours DMAIC initial – Phase Mesurer (ICV, EICV) Stagiaire Supméca Fin du DMAIC initial : septembre Première réflexions sur un modèle étendu de durée de vie Intégrer les spécificités locales (énergie, environnement, climat…) Intégrer la maintenance/obsolescence Intégrer le contexte socio-économique (ROI) Travaux futurs Identification des DMAIC d’approfondissement potentiels Mise en place d’outils d’éco-conception adaptés Mise en place d’éco-indicateurs/simulateurs marketing [Nordheim & Barrasso 07] Collaboration avec les clients d’AREVA T&D (niveau système)
  11. 11. 11> Séminaire des doctorants de 1ère année – Laboratoire Génie Industriel – Ecole Centrale Paris – 01/06/2010 Références [Cooper 03] Cooper J., 2003, “Specifying functional units and reference flows for comparable alternatives,” The International Journal of Life Cycle Assessment, 8(6), pp. 337-349. [Daoud 09] Daoud W., 2009, “Développement d’un système de management intégré de l’éco-conception des appareillages électriques de moyenne tension,” Thèse de doctorat, Ecole Nationale Supérieure d'Arts et Métiers, Paris, France. [EuP 09] European Union, 2009, Directive 2009/125/EC of 21 October 2009 establishing a framework for the setting of ecodesign requirements for energy-related products (recast), European Union. [Günther & Langowski 97] Günther A., and Langowski H., 1997, “Life cycle assessment study on resilient floor coverings,” The International Journal of Life Cycle Assessment, 2(2), pp. 73-80. [Le Pochat 05] Le Pochat S., 2005, “Intégration de l'éco-conception dans les PME: proposition d'une méthode d'appropriation de savoir-faire pour la conception environnementale des produits,” Thèse de doctorat, Ecole Nationale Supérieure d'Arts et Métiers, Paris, France. [Millet et al. 07] ]Millet D., Bistagnino L., Lanzavecchia C., Camous R., and Poldma T., 2007, “Does the potential of the use of LCA match the design team needs?,” Journal of Cleaner Production, 15, pp. 335- 346. [Nordheim & Barrasso 07] Nordheim E., and Barrasso G., 2007, “Sustainable development indicators of the European aluminium industry,” Journal of Cleaner Production, 15(3), pp. 275-279. [REACH 07] Union Européenne, 2007, Règlement (CE) n°1907/2006 d u Parlement européen et du Conseil du 18 décembre 2006 concernant l'enregistrement, l'évaluation et l'autorisation des substances chimiques, ainsi que les restrictions applicables à ces substances (REACH), Union Européenne. [Reap et al. 08a] Reap J., Roman F., Duncan S., and Bras B., 2008, “A survey of unresolved problems in life cycle assessment - Part 2: impact assessment and interpretation,” The International Journal of Life Cycle Assessment, 13(5), pp. 374-388. [Reap et al. 08b] Reap J., Roman F., Duncan S., and Bras B., 2008, “A survey of unresolved problems in life cycle assessment - Part 1: goal and scope and inventory analysis,” The International Journal of Life Cycle Assessment, 13(4), pp. 290-300. [RoHS 03] European Union, 2003, Directive 2002/95/EC of the 27 January 2003 on the restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment. [WEEE 03] European Union, 2003, Directive 2002/96/EC of the 27 January 2003 on waste electrical and electronic equipment (WEEE).

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