Intégration de stratégies d’éco-conception dans les processus de fabrication des avions Le projet PLEIADES, financé par l’UE, a démontré que les flux de travail d’éco-conception intégrés aux processus de conception technique permettent aux concepteurs aéronautiques d’injecter des performances environnementales dès les premières phases du développement du produit, ce qui permet d’économiser beaucoup de temps et d’argent par la suite. Transports et Mobilité Technologies industrielles © Skycolors, Shutterstock L’aviation commerciale est responsable d’environ 2 à 3 % des émissions mondiales de carbone. Les fabricants du secteur aérospatial se fixent des objectifs de réduction des émissions – tels que l’engagement de Rolls-Royce à atteindre la neutralité carbone d’ici 2030 pour ses propres activités – permettant aux acteurs du secteur d’atteindre la neutralité carbone d’ici 2050. Le défi – l’évaluation de l’impact environnemental pendant la conception Déterminer la performance environnementale dès le début du développement pourrait permettre de fabriquer des produits aéronautiques plus performants, d’accélérer la prise de décision et de réduire les délais de mise sur le marché. «Les ingénieurs sont actuellement confrontés au problème de la sélection des matériaux et des processus, en effet, la conservation des données environnementales ne s’inscrit généralement pas dans le processus de conception du produit, dans la mesure où il est difficile de recueillir ces données avant la fabrication d’une pièce. La sélection des matériaux et des procédés de fabrication est basée sur leurs propriétés (sécurité) et leur coût, bien que la sécurité soit le facteur le plus important pour l’industrie aérospatiale», fait remarquer Donna Dykeman, coordinatrice du projet PLEIADES financé par l’UE. Les performances environnementales sont négligées parce que les analyses du cycle de vie (ACV) prennent beaucoup de temps. «L’ACV d’un seul matériau peut prendre six semaines. Les constructeurs aérospatiaux comptent probablement plusieurs milliers de nomenclatures pour leurs produits aéronautiques. L’installation d’un compteur d’énergie sur les équipements qui forment et assemblent les pièces d’avion produit une multitude de données primaires, mais la génération de ces données pour différents produits nécessiterait des délais extrêmement longs», ajoute Donna Dykeman. La solution: exploiter les données de référence et réduire l’incertitude uniquement pour les points de données les plus hautement pertinents PLEIADES a exploité des données de référence immédiatement disponibles – des données qui avaient déjà été collectées par des sources primaires pendant des années, ou a eu recours à des estimations/équations pour extrapoler des valeurs. «Les partenaires du projet estiment que le temps nécessaire à l’attribution de données environnementales de référence à une nomenclature est 10 à 100 fois plus court que le temps nécessaire à la réalisation d’une ACV complète pour chaque produit. Le fait de passer en revue les données de référence permet aux ingénieurs d’obtenir à la fois les performances techniques et l’impact environnemental dès les premières phases du développement du produit», explique Donna Dykeman. La principale réalisation de PLEIADES a consisté en la démonstration de flux de travail d’éco-conception qui intègrent les aspects environnementaux et de durabilité dans la phase de conception. Les décisions prises lors de la phase de conception déterminent plus de 80 % des coûts de fabrication des produits et des impacts environnementaux. Nouveau logiciel Les partenaires du projet ont présenté un logiciel qui prend en compte les aspects d’éco-conception dans les processus d’ingénierie. Rolls-Royce a fourni des spécifications internes, des données sur les matériaux et les processus qui ont été stockées dans la suite logicielle de gestion des informations sur les matériaux de Ansys Granta MI Enterprise. Granta MI Enterprise permet de contrôler les nomenclatures par rapport aux réglementations relatives aux substances soumises à des restrictions, aux matériaux critiques et aux aspects de responsabilité sociale tels que les matériaux de conflit, et d’attribuer des données de référence environnementales provenant de MaterialUniverse, un ensemble de données contenant plus de 4 000 matériaux et processus disponibles dans le commerce. L’université du Surrey a évalué les incertitudes liées aux données de référence environnementales. «L’empreinte carbone d’un matériau varie parfois de +/-100 % en fonction des règles appliquées au modèle d’ACV, du lieu de mesure, etc. Nous avons effectué une analyse de sensibilité pour évaluer la facilité avec laquelle l’impact environnemental est affecté par ces variables et nous nous sommes concentrés sur les matériaux dont l’impact environnemental est le plus élevé pour les affiner ensuite par l’ACV», explique Donna Dykeman. L’université du Surrey a appliqué l’analyse de sensibilité conjointement avec un outil de gestion de l’incertitude basé sur le concept de «matrice de pedigree». En définitive, les partenaires du projet, l’Université de Stuttgart et Sphera, ont utilisé le logiciel GaBi pour proposer de meilleures estimations de la performance environnementale d’un matériau et/ou d’un processus de fabrication. Mots‑clés PLEIADES, ACV, performance environnementale, données de référence, données environnementales, concept de design
