Efficacité énergétique et innovation verte

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Une solution doit être simple et offrir la plus grande utilité possible. L’expert en écoconception Rainer Züst ne fait pas grand cas des directives. Il préfère rechercher dans chaque produit le levier qui permet d’accroître au maximum son efficacité et d’en faire profiter le plus grand nombre.

Par Yvonne von Hunnius, 11.08.2015

« Une étincelle a jailli », s’exclame Rainer Züst, les yeux encore brillants. Cet expert en écoconception revient tout juste de la dernière séance de son cours à l’EPF de Zurich (intitulé « Écoconception – ou l’art de concevoir des produits respectueux de l’environnement ») lors de laquelle de jeunes ingénieurs mécaniciens ont présenté leurs projets d’études. Il leur était demandé de travailler sur des idées d’écoconception en y associant des effets d’échelle et des systèmes intelligents. « Pour des ingénieurs mécaniciens, cette tâche n’est pas habituelle, mais fascinante – elle permet à leur travail de contribuer simultanément aux intérêts de leur entreprise et à ceux de l’environnement », explique Rainer Züst, lui qui réfléchit depuis plus de 20 ans aux différentes façons de concevoir des produits qui servent autant l’économie, la société et l’environnement. Cet expert ne transmet pas son savoir uniquement à l’EPF de Zurich et dans de hautes écoles spécialisées. En tant qu’entrepreneur et membre du pool d’experts de l’initiative Reffnet.ch, il réalise également des projets concrets avec des entreprises.

 


Rainer Züst

Portrait : chargé de cours à l'université et praticien, Rainer Züst s’occupe depuis plus de 20 ans de questions relatives à l’écoconception. Cet ingénieur mécanicien, docteur en sciences techniques, enseigne à l’EPF de Zurich ainsi qu’à l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT). Il est propriétaire et gérant de la société Züst Engineering SA et partie prenante dans la réalisation de nombreux projets. Rainer Züst est par ailleurs membre du directoire et du pool d’experts du Réseau Suisse pour l’efficacité des ressources Reffnet.ch. Rainer Züst est père de quatre fils. Il habite dans un bâtiment à énergie positive qu’il a lui-même conçu et qui a été érigé selon les principes de la construction biologique.


Une approche simple avec de grands effets

L’écoconception est appliquée depuis longtemps dans un grand nombre d’entreprises en raison d’un avantage économique de taille : elle réduit les coûts matériels, qui représentent à eux seuls près de 45 % du coût total d’un produit. Le potentiel à exploiter dans ce domaine reste toutefois gigantesque si l’on considère – études à l’appui – que l’application de mesures d’écoconception peut réduire ces coûts matériels jusqu’à concurrence de 25 %. Rainer Züst compte parmi les grands experts suisses qui s’emploient à développer l’écoconception dans le sens d’une économie verte. Pour atteindre ce but, il se fonde sur une approche simple : « Lorsque j’arrive dans une entreprise, je commence par étudier en détail le produit planifié ou existant, ainsi que son utilisation possible. Puis j’essaie de repérer à quel stade de sa vie le produit est susceptible de consommer le plus de ressources : c’est là que se trouve le levier le plus efficace », explique Rainer Züst. Il travaille également pour Reffnet.ch, un réseau qui a été créé en 2014 sur mandat de la Confédération par plusieurs hautes écoles et entreprises de conseil Reffnet.ch aide les entreprises à améliorer la gestion des matériaux qu'elles utilisent ; l'écoconception est un moyen possible d'y parvenir Les entreprises peuvent demander à bénéficier gratuitement des conseils du pool d’experts de Reffnet.ch durant cinq jours. Selon Rainer Züst, cette durée est déjà suffisante pour faire avancer un projet de manière décisive. Dans le meilleur des cas, l’écoconception est intégrée dès la phase de conception du produit, ce qui favorise l’innovation, mais elle peut également intervenir plus tard dans le processus.

Des améliorations sans circonvolutions

Pour identifier les plus gros potentiels, Rainer Züst adopte une démarche pragmatique et établit un profil énergétique sur la base d’indicateurs couramment utilisés. Énergétique uniquement ? « Non. Je dresse aussi la liste des matériaux qui entrent dans la fabrication du produit, afin de montrer aussi clairement que possible à l’entreprise les avantages qu’elle peut tirer de l’écoconception. » Car il sait d’expérience que tout se joue ici : l’entreprise doit comprendre rapidement où se trouve son intérêt. Parmi les entreprises qui sont parvenues à concevoir des produits et des processus plus efficaces tant sur le plan économique qu’écologique, on compte non seulement des représentantes de l’industrie de la métallurgie et des machines, mais aussi le fabricant de meubles USM et le fabricant de cuisines Franke. Dans le cadre de sa collaboration avec Franke par exemple, Rainer Züst a comparé différents procédés de production d’éviers, puis présenté à l’entreprise des arguments clairs plaidant en faveur d’un procédé monobloc, qui est aujourd’hui au cœur de la fabrication de la nouvelle ligne d’éviers « Evolution ». En l’espace de cinq ans, le nouveau procédé a permis d’économiser 7500 tonnes d’acier chrome-nickel et 40 millions de kilowattheures d’électricité.

Effet d’échelle et systèmes intelligents

Mais la démarche est-elle aussi simple qu’il y paraît ? Tout dépend en réalité du contexte d’utilisation du futur produit. Rainer Züst opère ici une distinction entre les produits immobiles (comme une table) et les produits mobiles. Dans le cas des produits immobiles, les mesures d’écoconception portent sur le choix des matériaux, la durée de vie et la fabrication. Dans le cas des produits mobiles (un avion p. ex.), elles visent à rendre efficace le fonctionnement du produit lors de son utilisation future. « Dans la construction légère, on peut parfaitement envisager d’utiliser un matériau dont le traitement consomme plus d’énergie qu’un autre, si cela permet par la suite d’économiser de grandes quantités de kérosène », explique-t-il. Le premier poste financier fait la différence ; par un effet d’échelle, diverses mesures permettent ensuite de générer des économies considérables. Tel est notamment le résultat atteint chez le fabricant de balances de précision Mettler Toledo, dont les machines-outils ont été optimisées avec le concours de Rainer Züst : sans investir le moindre centime supplémentaire dans de nouvelles acquisitions, l’entreprise est parvenue à économiser 10 % de l’énergie consommée pendant le temps de service des machines. Rainer Züst précise : « En Suisse, 15 000 nouvelles machines d’usinage du métal sont mises en service chaque année. Par extrapolation, on peut dire que l’application de mesures simples permettrait d’économiser au total 50 millions de francs. »

Hormis l’effet d’échelle, Rainer Züst voit également l’avenir de l’écoconception dans les systèmes intelligents, en ce qu’ils offrent notamment des options intelligentes pour réduire la consommation de ressources pendant l’utilisation d’un produit. Dans une machine à laver par exemple, le processus de lavage surveillé par des capteurs favorise un usage économe de l’eau et de l’électricité. Dans une voiture, les systèmes d’assistance intelligents induisent un comportement routier particulièrement économe en carburant.

La prochaine dimension de l’écoconception

Selon Rainer Züst, tout ceci n’est qu’un début, car il distingue plusieurs phases de développement dans l’écoconception. Dans un premier temps, les écoconcepteurs se sont employés à trouver des solutions rendant plus efficace la fabrication des produits. Ils se sont ensuite penchés sur l’efficacité des produits au cours de leur utilisation. Aujourd’hui, leur intérêt se porte sur l’ensemble de la chaîne de création de valeur, de nouveaux effets de levier étant possibles dès lors qu’un fabricant ne pense pas uniquement à ses clients directs mais aux utilisateurs finaux et dépasse les limites de son propre système. Suivant cette logique, le fabricant de capteurs qui développe de nouveaux produits n’a pas uniquement en tête les constructeurs d’installations auxquels il vend ses produits, mais également les exploitants d’installations auprès desquels se déploie pleinement l’effet de sa nouvelle idée.

C’est en ce sens que Rainer Züst veut développer le cluster thinking tout au long de la chaîne de création de valeur. Dans le cadre d’un pilot cluster s’intéressant aux aciers haute résistance, il collabore actuellement avec les entreprises Swiss Steel, Steeltec et ThyssenKrupp Presta pour mettre au point de nouvelles applications et optimiser la géométrie des ébauches de métal. Mais comment faire pour que tous les acteurs impliqués tirent profit de la création de valeur issue du processus d’optimisation ? Cela oblige à concevoir des modèles de gestion du bénéfice et des concepts de valeur partagée et à voir plus loin que le bout de son nez. Pour Rainer Züst, « c’est précisément ce qui fait de l’écoconception un défi en matière de collaboration. Si nous parvenons à relever ce défi, l’écoconception pourrait rendre toute la place industrielle plus verte et plus compétitive. »

Schwendimann : l’écoconception appliquée aux camions poubelles

Schwendimann
L’entreprise d’élimination de déchets Schwendimann et ses partenaires ont développé un entraînement auxiliaire électrique pour le circuit hydraulique des camions poubelles. Cette innovation a été présentée mi-juin.
© Schwendimann

L’écoconception appliquée aux camions poubelles vise à réduire les émissions de bruit et de gaz d’échappement tout en améliorant l’efficacité énergétique – ce grâce à l’installation d’un entraînement auxiliaire électrique dans le circuit hydraulique. Le projet présenté mi-juin par l’entreprise d’élimination de déchets Schwendimann (Münchenbuchsee) et la société System-Alpenluft SA (Zermatt) est basé sur un entraînement auxiliaire électrique doté d’un bloc d’accumulateurs fortement réduit. Sur les camions poubelles ainsi adaptés, l’entraînement se substitue au moteur Diesel pour alimenter en énergie l’ensemble de leur caisse, y compris la presse servant à compacter les ordures et le système servant à vider les bennes. La collecte d’ordures se fait quasiment sans bruit et les émissions de CO2 sont réduites d’environ 100 tonnes sur l’ensemble de la durée d’exploitation du véhicule. Se sont associés au projet le fabricant autrichien d’accumulateurs Kreisel Electric GmbH et la société grecque Kaoussis SA qui produit les caisses des camions poubelles. Les experts de Reffnet.ch ont aidé Schwendimann à optimiser davantage son système.

Systèmes d’aménagement USM : Eco in Design

USM
USM a analysé sa gamme de produits sous l’angle de l’écoconception et mis en œuvre des mesures qui ont notamment permis de réduire sensiblement le taux de déchet du processus de peinture par pulvérisation.
© USM

Avec le concours d’experts en écoconception, USM a analysé l’ensemble de son catalogue (dont le composant principal est l’acier recyclé) en se focalisant sur l’impact environnemental de ses produits durant tout leur cycle de vie, c’est-à-dire depuis l’extraction des matières premières jusqu’à l’élimination. Cette analyse a permis de réduire considérablement, au niveau de la production, le taux de déchet du processus de peinture par pulvérisation et par là-même la consommation d’acier. Ce résultat a été rendu possible par des contrôles intermédiaires, la sensibilisation des collaborateurs et de nouveaux moyens techniques. Par ailleurs, USM a modifié ses portes à charnières et ses portes coulissantes en renonçant à une couche de zinc supplémentaire. Au total, l’entreprise a réduit de près de 27 % la charge environnementale de ses portes à charnières ; elle a également raccourci la durée de service des outils à découper et à cambrer, pour une fabrication plus rentable.

Aciers haute résistance : l’écoconception dans la chaîne des processus

Hochfester Stahl
© Steeltech AG

L’écoconception est également utile lorsque plusieurs entreprises participent à la fabrication et à l’utilisation d’un produit et qu’il faut optimiser l’utilisation des ressources. Les entreprises concernées doivent alors se réunir et convenir ensemble d’une chaîne de processus. C’est ce qu’ont fait récemment trois entreprises du secteur de l’acier à l’initiative de l’Office fédéral de l’environnement (OFEV) : le fabricant d’acier Swiss Steel, le fabricant de produits semi-finis Steeltec et le spécialiste des systèmes de guidage ThyssenKrupp Presta. Avec le concours de Rainer Züst, elles ont discuté ensemble de l’utilisation d’aciers haute résistance, qui présente l’avantage de fournir de meilleurs résultats avec moins de matériau. Après avoir analysé concrètement les optimisations de la chaîne de processus rendues possibles par l’utilisation d’aciers haute résistance, les entreprises en sont arrivées à une première conclusion : les aciers haute résistance permettent d’envisager des coûts de fabrication moins élevés et des étapes de traitement moins nombreuses. La mise en application fait encore l’objet de clarifications complémentaires. Les résultats de l’analyse sont présentés dans le rapport « Ressourceneffizienz in Prozessketten am Beispiel hochfester Stähle » (rapport en allemand).

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Dernière modification 15.09.2015

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