Produits en caoutchouc et en plastique

Source des données et commentaires

L'association européenne des producteurs de plastique (dont l’intitulé en Anglais à l’époque de la publication de ce qui suit était Association of Plastic Manufacturers in Europe ou APME, devenu depuis PlasticsEurope) a publié en 1997 et 1998  des analyses de cycle de vie donnant les émissions dans l'air de CO2, méthane, N2O associées à la production d'un certain nombre de produits chimiques de base et de matières plastiques.

Ces documents - éventuellement actualisés - servent le plus souvent de base au calcul des facteurs d’émission en équivalent CO2, avec les remarques suivantes :

▪les PRG des gaz mineurs (méthane, protoxyde d’azote) ont changé depuis 1997, ce qui, toutes choses égales par ailleurs, change les facteurs d’émission, mais comme les ACV publiées fournissent les émissions par gaz l’adaptation est facile,

▪la technologie a pu s’améliorer (ou plus rarement se dégrader) en 15 ans, ce qui peut modifier les émissions calculées à l’époque,

▪le contexte économique a pu changer, ce qui peut changer les règles d’allocation si cette dernière est faite au prorata des valeurs économiques dans les process qui servent à plusieurs co-produits, ce qui est fréquent dans l’industrie chimique,

▪le facteur d’émission utilisé pour l’électricité a également pu changer depuis la date de la publication, soit parce que les lieux de production ont changé, soit parce que l’électricité de réseau d’un pays a vu son facteur d’émission changer, soit parce que le facteur par producteur a changé pour les sites retenus pour les calculs (car les industriels choisissent leur producteur d’électricité, et le Bilan Carbone leur impute alors le facteur d’émission de l’électricité achetée).

Rien de ce qui précède n’est rédhibitoire dans une approche en ordre de grandeur pour obtenir des valeurs moyennes acceptables pour l’Europe, mais il faut néanmoins garder ces limites en tête.

Sauf mention contraire, l’incertitude pour tous les facteurs d’émission des plastiques est de 20%, ce qui signifie que pour un plastique disposant d’un facteur d’émission de 2 550 kgCO2e par tonne, nous nous trouvons en fait dans une fourchette de 2 050 à 3 080 kgCO2e par tonne.

Recyclage du plastique

Ce que l’on appelle de manière générique « recyclage du plastique » peut en pratique désigner trois procédés qui utilisent le même plastique jeté, mais ne fournissent pas la même matière en sortie :

▪les techniques dites « de régénération », transforment les vieux plastiques en une pâte utilisée ensuite comme source d'énergie,

▪les techniques dites « mécaniques » consistent à trier, nettoyer puis broyer les vieux plastiques pour fournir des granulés incorporés dans les processus de production d’objets en plastique. Souvent, la présence de produits non extractibles (impuretés, colorants, etc) n’autorise pas la production d’un plastique recyclé ayant les mêmes propriétés mécaniques et thermiques que le plastique initial,

▪enfin les techniques dites « chimiques », les plus efficaces mais aussi les plus énergivores, consistent à retrouver le monomère de départ par décomposition thermique du polymère.

Seules les deux dernières techniques sont utiles pour déterminer le facteur d’émission d’un plastique issu de matière recyclée, puisque la régénération, contrairement à son nom, fournit de l’énergie et non du plastique en sortie.

Lorsque le recyclage est mécanique, l'énergie nécessaire pour la collecte, le broyage et le nettoyage des plastiques est en première approximation la même pour tous les plastiques. Initialement, les calculs se sont largement inspirés d’une publication réalisée en 1998 par l’EPA1. Les données actuellement en ligne sont basées sur une actualisation de cette étude2.

Polystyrène

Polystyrène primaire ou vierge

Les émissions dans l'air associées à la production du polystyrène GPPS vierge (non transformé en produit fini) sont issues de l’écoprofil de l’APME3 :

Facteur d’émission de la production de Polystyrène GPPS. Source APME, 1997 - PRG IPCC 2007

D’autres variétés de polystyrène sont données avec des valeurs un peu différentes :

▪2 900 kgCO2e par tonne pour le polystyrène « high impact »

▪3 600 pour le polystyrène thermoformé.

Cette ACV ne fournit pas de facteur d’émission pour le polystyrène expansé.

Faute de disposer d'autres sources, nous retiendrons la valeur proposée ci-dessus pour le polystyrène primaire : 2 824 kg équivalent CO2 par tonne.

Le styrène (donc la résine initiale) est à 2 700 kg équivalent CO2 par tonne selon cette même source.

Polystyrène recyclé

N’ayant pas de valeur, faute de mieux et par défaut, nous utiliserons le facteur d’émission équivalent au polystyrène primaire : 2 820 kg équivalent CO2 par tonne.

Polychlorure de Vinyle

Le polychlorure de vinyle, ou PVC (acronyme venant de l’appellation anglaise : PolyVinyl Chloride) peut être utilisé pour plusieurs usages : productions de pièces en plastique moulé, de pièces en plastique extrudé (tuyaux), de feuilles rigides, ou de films souples.

L’APME mentionnée plus haut fournit des éco-profils pour ces 4 usages, ainsi que pour la production de la résine initiale.

Production du polymère

A partir du monomère (le chlorure de vinyle) il existe plusieurs procédés de polymérisation pour produire du PVC, dont les performances ne sont pas identiques. Ces procédés s’intitulent respectivement « suspension », « emulsion » et « bulk ». Les usages des PVC obtenus en sortie de ces procédés sont indiqués dans le tableau ci-dessous.

Usages des différents types de PVC

Les facteurs d’émission de 1998 étaient les suivants pour ces trois procédés (Le « suspension PVC » était le plus courrant à l’époque).

FE de la production de PVC avant transformation, selon le procédé de polymérisation.

Source : APME, 1998 - PRG IPCC 2007

Une actualisation du calcul pour le « emulsion » effectué sur la base de données PlasticsEurope 2006 conduit aux valeurs suivantes :

FE de la production de PVC avant transformation, pour le procédé « émulsion ».

Source : PlasticsEurope, 2005-2007 - PRG IPCC 2007

Nous retiendrons cette valeur actualisée, soit 1 890 kg équivalent CO2 par tonne pour une production primaire (100% de matériau vierge).

PVC transformé

Divers ecoprofils de l’APME4 donnent les valeurs suivantes pour les émissions des principaux gaz à effet de serre lors de la production de pièces en Polychlorure de Vinyle (ces valeurs comprennent donc à la fois la production du matériau et sa transformation en pièces) :

Emissions par tonne pour divers polystyrènes travaillés.

Source : APME, 1998 - PRG IPCC 2007

Les documents utilisés ne précisent pas quel est le procédé de fabrication du polymère (bulk, suspension ou émulsion).  Toutefois ces valeurs peuvent être utilisées faute de mieux pour des pièces transformées.

PVC recyclé

L’actualisation du document de l’EPA précédemment cité5 fournit pour le PVC 100% ex-recyclé la valeur de 400 kgCO2e par tonne, que nous prendrons comme référence.

Polyéthylène haute densité

Polyéthylène haute densité primaire

Une autre publication de PlasticsEurope6 fournit les émissions dans l’air de la production d’une tonne de polyéthylène haute densité (souvent désigné par l’acronyme français PEHD, ou anglais HDPE).

Facteur d’émission de la production de Polyéthylène haute densité

Source : PlasticsEurope 2005 - PRG IPCC 2007

Cette valeur, cohérente avec ce qui se trouve ailleurs dans la littérature, servira de référence.

Polyéthylène haute densité issu de recyclé

La publication 2006 de l’EPA7 fournit comme valeur 202 kgCO2e/tonne (la valeur était de 1000 kgCO2e/tonne dans la version précédente, ce qui laisse supposer un fort changement de procédé), que nous prendrons par défaut.

De même que vu précédemment, une formule d'interpolation linéaire permettra de tenir compte d'un taux de recyclé variable.

Polyéthylène basse densité

Polyéthylène basse densité primaire

Une publication de PlasticsEurope8 propose la valeur de 2 094 kgCO2e par tonne pour la production d'une tonne de polyéthylène basse densité (avant transformation en produit fini), ainsi qu'il suit.

Facteur d’émission de la production de Polystyrène basse densité.

Source : PlasticsEurope 2005 - IPCC 2007 pour les PRG

Cette valeur, cohérente avec le reste de la littérature, sera arrondie à 2 090 kgCO2e par tonne.

Polyéthylène basse densité issu de recyclé

La publication 2006 de l’EPA9 fournit comme valeur 202 kgCO2e/tonne, que nous prendrons par défaut.

Ici encore une interpolation linéaire permettra de tenir compte d'un taux de recyclé variable.

Polyéthylène terephtalate ou PET

PET amorphe primaire (ou vierge)

Les calculs sont basés sur une publication de PlasticsEurope de 200510 qui donne les émissions dans l'air liées à la production d'une tonne de Polyéthylène terephtalate amorphe.

Facteur d’émission de la production de PET amorphe vierge.

Source PlasticsEurope 2005 - PRG IPCC 2007

Nous retiendrons donc 3 260 kgCO2e par tonne.

Autres formes de PET primaire (ou vierge)

Le PET peut également s’utiliser pour fabriquer des bouteilles ou des films. La même publication de PasticsEurope sur le PET fournit les valeurs suivantes (après application des PRG de l’IPCC 2007) :

▪PET amorphe : 4 305 kg équivalent CO2 par tonne,

▪PET qualité bouteille : 3 410 kg équivalent CO2 par tonne,

▪PET en film : 5 500 kg équivalent CO2 par tonne (après transformation en film ; valeur arrondie à 2 chiffres significatifs).

PET issu de recyclé

Le recyclage du PET étant majoritairement mécanique, c’est la valeur de 202 kgCO2e/tonne  qui est prise par défaut pour le PET amorphe. Pour les autres formes de PET, on retranchera l’économie due au recyclage sur le PET amorphe, soit 3 263 kgCO2e par tonne, ce qui donne :

▪PET qualité bouteille 100% ex-recyclé : 348 kgCO2e par tonne,

▪PET en film : 2 460 kgCO2e par tonne (valeur arrondie à 2 chiffres significatifs).

Une interpolation linéaire permettra ici aussi de tenir compte d'un taux de recyclé variable.

Polypropylène

Le facteur d’émission « PP Polypropylène » est issu du guide ADEME "Comptabilisation des émissions de GES - Application à la filière viti-vinicole". Ce guide sectoriel a été co-construit avec de nombreux organismes tels que l’ADEME et DR Aquitaine, Bourgogne, Champagne et Languedoc Roussillon / IFV / Centres techniques et organismes régionaux (BIVB, CIVB, CIVC) / bureaux d'études (Aventerre, Ajyr, Alain Bonhoure Conseil, Cairn Environnement, ECO2 Initiative, Envylis) / Groupe ICV (Institut coopératif du vin) / SOCOTEC, le Centre Technique Industriel UNGDA.

La donnée proposée a été déterminée à partir des Eco Profils « Plastics Europe ».

Nylon

Nous donnons, à titre indicatif, les émissions dans l'air associées à la production de Nylon fournies également par l'APME11, car cela permet de fixer les idées en ce qui concerne un produit plus sophistiqué que les plastiques de base.

Facteur d’émission de la production de Nylon 66.

Source : Dr. I. Boustead / 1999 / Eco-profiles in the european industry.

Plastique, valeur par défaut

Il peut arriver que, lors d'un Bilan GES, la décomposition par type de plastique utilisé ne soit pas commode à réaliser (par exemple pour tenir compte des emballages en plastique pour les produits achetés, pour lesquels la composition ne figure pas). Il faut alors recourir à une valeur moyenne, représentant les émissions moyennes liées à la production d'une tonne de plastique. Il s'agit, en quelque sorte, d'une valeur tenant compte des tonnages respectifs des différentes qualités de plastique et des facteurs d'émission par plastique.

Le mémento des décideurs de la MIES12 donne une valeur moyenne pour le plastique de 2 350 kg équivalent CO2 par tonne. Ce montant étant cohérent avec les valeurs obtenues ci-dessus pour les plastiques les plus courants, nous la retiendrons, faute de mieux, lorsque le type de plastique n’est pas connu.

Pour le plastique 100% ex-recyclé nous prendrons la valeur de 202 kgCO2e par tonne par défaut, en faisant l’hypothèse que le mode largement dominant de recyclage est mécanique.