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Matériaux et procédés

Le choix d’un matériau pour aménager un point de vente repose sur plusieurs critères : mécaniques, esthétiques, environnementaux et économiques.

Un matériau répond à une fonction ou un besoin donné et sa sélection dépend de son rapport bénéfice sur coût environnemental et économique, en considérant tout le cycle de vie depuis la production de la matière, la transformation jusqu’à la fin de vie et au recyclage éventuel.

Prenons un exemple avec le choix d'un matériau pour un meuble de présentation. De hautes caractéristiques mécaniques ne sont pas requises, le bois peut très bien répondre au besoin exprimé alors que l’utilisation d’un métal est peut être surdimensionnée (très résistant mais est-ce justifié ?). Ici, envisager des plateaux en bois et limiter le recours au métal pour les pièces de fixation et d’assemble (soumis à des contraintes mécaniques plus fortes ainsi que des cycles de fatigue) serait une solution.

Les matériaux qui présentent la plus forte énergie grise sont généralement les métaux (aluminium et acier).

La connaissance de la part de matériaux recyclés est pertinente car elle peut être directement corrélée à une consommation d’énergie maîtrisée et une utilisation des ressources raisonnée.

De part leur forte teneur en colles et vernis, les meubles contribuent à dégrader la qualité de l’air intérieur. Leur teneur en COV permettra d’appréhender leur importance relativement aux matériaux constitutifs de la coque.

Les indicateurs environnementaux correspondants


Energie/Climat
  • Energie grise
  • Emissions de CO2 associées
Santé / Toxicité
  • Emissions de polluants dans l’air intérieur
Ressources
  • Utilisation de ressources renouvelables
  • Recyclabilité des matériaux


Energie/ClimatEnergie / Climat Santé / ToxicitéSanté / Toxicité RessourcesRessources
  • Le bois a un bilan carbone positif, il séquestre plus de carbone qu’il n’en émet pour sa valorisation en bois-énergie. Utiliser du bois ou des végétaux revient à stocker du carbone ; à l’inverse utiliser du ciment (le plus emblématique) revient à rejeter massivement du carbone.
  • L’énergie grise est à considérer dans le choix d’un matériau. Il ne serait pas cohérent de concevoir un point de vente basse consommation avec des équipements performants si le choix des matériaux implique de fortes consommations en amont.

Pour un matériau, la question de la santé/toxicité revient à s’interroger sur les composants de la matière (additifs, colles, vernis, laques) qui peuvent altérer la qualité de l’air intérieur.

Le bois émet naturellement des formaldéhydes en faible quantité, mais transformé (médium, stratifié, contreplaqué) il peut s’avérer nocif si les colles et vernis utilisés sont sources d'émissions de COV.

S'ils ne relarguent pas de substances toxiques dans l'air, certains plastiques contiennent des substances toxiques comme le bisphénol A (BPA) et certains phthalates (notamment le DEHP). Le BPA est présent dans le polycarbonate, des résines époxy, ou encore les revêtements des boites de conserve ou des canettes de boisson en aluminium. Les phthalates sont utilisés plastifiants pour les matières plastiques afin de les rendre souples (l’exemple emblématique est le revêtement de sol souple en PVC par exemple).

Un matériau peut être d’origine naturelle (minérale, végétale ou animale) ou synthétique et utiliser des ressources renouvelables ou non.

Plastiques (dérivés du pétrole) et métaux ne sont pas considérés comme des matériaux renouvelables, cependant ils peuvent être issus de produits recyclés ou eux-mêmes recyclables.
A l’inverse, le bois, ou d’autres matériaux biosourcés sont des matériaux renouvelables. Les problématiques de recyclage sont plus complexes mais une valorisation énergétique est possible.

Afin de minimiser, l’impact environnemental d’un matériau, celui doit être issu d’une ressource renouvelable et recyclable ou valorisable (attention, les revêtements, colles, solvants ou vernis peuvent parfois altérer les possibilités de valorisation).

Dans la mesure où un matériau n’est pas renouvelable, sa recyclabilité est alors primordiale et le fait d’utiliser déjà ce matériau contenant une part de recyclé permet de valoriser les filières de recyclage.



Energie grise de différents matériaux d'aménagement

Energie grise de différents matériaux d'aménagement
Sources : Bibiothèque EMPA, version 2.1


Les matières plastiques posent un sérieux problème : s’ils sont théoriquement recyclables, seulement 24% le sont effectivement en Europe, 34% sont valorisé énergétiquement et les 42% restants sont mis en décharge, le volume total de déchets plastiques représentant près de 25 millions de tonnes.

Source : Plastiques 2011, Faits et chiffres

Pour le mobilier, l’enjeu est de concevoir un produit à partir de matières renouvelables et de favoriser son recyclage : facilité de séparation des matériaux (procédés d’assemblage), traitement des matériaux (attention aux vernis, colles, laques ou revêtements plastiques).

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Bois

Des labels environnementaux (FSC, PEFC) permettent d’attester de la gestion durable de la forêt dont le bois est issu.

De nombreux produits dérivés du bois sont disponibles sur le marché : contreplaqué, stratifié, panneaux de particules (éventuellement mélaminés), panneaux médium, panneaux OSB…

Exemple d’un panneau mélaminé (médium et thermoplastique)

Exemple d’un panneau mélaminé (médium et thermoplastique)


L’enjeu environnemental principal pour ce matériau n’est pas énergétique mais la qualité de l’air intérieur car des colles, liants utilisés pour les produits dérivés du bois sont potentiellement toxiques.

Papiers/cartons

Les progrès effectués dans le développement du papier/cartons ont permis de développer différents cartons permettant d’être utilisés pour du mobilier.

Parmi les avantages de ces produits, on trouve l’aspect économique, la légèreté et la facilité de transformation (découpe, impression) ainsi que des vertus environnementales (recyclable et biodégradable).

Autres matériaux biosourcés

De nouvelles matières d’origine naturelle (ou biosourcé) sont développés par des fabricants, designers ou instituts de recherche. Elles peuvent être utilisées pour du mobilier, des présentoirs, ou encore pour des revêtements.

Parmi les avantages de ces produits, on trouve l’aspect économique, la légèreté et la facilité de transformation (découpe, impression) ainsi que des vertus environnementales (recyclable et biodégradable).

La paille, le lin, le chanvre offrent de multiples applications (fibres, textiles, matière solide agglomérée) tout en bénéficiant des avantages des matériaux biosourcés : recyclables et biodégradable.

A titre d'exemples, voici des produits à base de paille agglomérée et un recensement de créations d'objets à partir de matériaux biosourcés

Métaux

Les métaux se classent en deux types : les métaux ferreux comme le fer ou ses alliages, et les métaux non-ferreux (zinc, aluminium, cuivre, nickel, plomb).

L'acier est 100% recyclable. C'est le matériau le plus recyclé en Europe avec un taux de récupération de 70%. Les voitures sont aujourd'hui par exemple constituées de 65% d’acier recyclé.

De façon générale, il est encore difficile d'obtenir des informations sur la provenance des métaux, notamment le pourcentage de matériaux recyclés dans l'approvisionnement.

1 tonne d’acier recyclé équivaut à économiser 4,46 MWh d’énergie (comparé à une consommation moyenne d'énergie à domicile de 10,3 MWh par an par habitant) et permet de diminuer les rejets de Gaz à Effet de Serre de 1,78 teqCO2 (source : Eco-emballage).

Plastiques

Le mobilier utilise plusieurs catégories de plastiques :

  • Des thermoplastiques : notamment polyéthylène (PE), polypropylène (PP), polychlorure de vinyle (PVC), polystyrène (PS)
  • Des thermodurcissables : notamment polyuréthane, phénoplaste (incluant Bakélite est de cette famille), aminoplaste (Formica par exemple)

Les thermoplastiques peuvent se ramollir quand ils sont chauffés jusqu’à une certaine température. Ils sont recyclables. Durant le processus, ils sont nettoyés, broyés et transformés en billes (ou paillettes) en vue d'une réutilisation. Tous les thermoplastiques ne disposent en revanche pas de filières spécialisées. Pour les emballages par exemple, seuls les bouteilles et flacons plastiques sont recyclés, les autres emballages plastiques allant directement dans des filières de valorisation énergétique (source : Eco-emballage). A l’inverse, les thermodurcissables se solidifient de manière irréversible après chauffage et ne peuvent donc être mis en forme qu’une seule fois. Ils ne sont ni transformables ni recyclables.

Les bioplastiques sont issus de ressources telles que le maïs, le ricin, la patate douce dont la résine remplace celle tirée de la pétrochimie. Leur utilisation permet une réduction des rejets de Gaz à Effet de Serre quand on les compare à des plastiques issus de la pétrochimie (CO2 captée par la plante et pas d’utilisation de pétrole).

Leur intérêt provient surtout du caractère renouvelable des ressources. Toutefois :

  • Ils ne sont pas toujours biodégradables ;
  • Ils nécessitent une filière distincte pour leur recyclage.

Ainsi, les bioplastiques ne sont pas la solution pour répondre à notre hyperconsommation de plastique. 40% de cette utilisation concerne des produits à cycle court (emballage, produits jetables).



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Procédés de transformation

Le choix de la matière est un élément primordial dans une démarche de conception durable. Cependant le procédé de transformation peut induire de nouveaux dommages environnementaux et bousculer la hiérarchie. Par exemple, l'utilisation d'une colle d’assemblage peut nuire à la qualité environnementale d’un meuble en bois. S’assurer que cette colle est, par exemple, certifiée Emicode EC1+ permet de réduire considérablement cet impact.

Les enjeux environnementaux suivants sont à considérer lorsqu’il s’agit de choisir un procédé.

Principaux enjeux environnementaux Exemple de procédé particulièrement impactant
Energie/Climat (extraction, processus de transformation)
  • Découpe laser ou lame incandescente
  • Moulage / Thermoformage
Santé/Toxicité
  • Collage
  • Teinture
Ressources (consommations d’eau, déchets)
  • Découpe par jet d’eau
  • Teinture
  • Moule (injection)
  • Chute de matériaux (découpe)


De nombreux procédés de transformation (physique ou chimique) de la matière existent.

Transformation physique Transformation chimique
  • Cisaillement
  • Sciage/tronçonnage
  • Poinçonnage
  • Carottage
  • Délignage
  • Ponçage
  • Laser CO2
  • Jet d'eau
  • Ultrason
  • Lame incandescente
  • Moulage
  • Thermoformage
  • Laminage
  • Frittage
  • Ajout d’additif
  • Coloration
  • Distillation
  • Craquage
  • Polymérisation
  • Oxydoréduction
  • Etamage
  • Galvanisation


Pour concevoir des produits finis (souvent à base de plusieurs matériaux), des procédés d’assemblage sont nécessaires. L’enjeu est alors de choisir un procédé réversible facilitant le recyclage en fin de vie (assemblage démontable).

Voici quelques exemples de procédés d’assemblage, séparés suivant leur caractère réversible, qui est une propriété indispensable en vue d’un éventuel recyclage impliquant une séparation de matériaux :

Réversible
(pas de détérioration importante
de l’une des pièces)
Irréversible
(déformation ou destruction
d’au moins une des pièces assemblées)
  • Frettage
  • Collage (sous conditions)
  • Ajout d’une pièce (vis, clou, rivet, agrafe, goupille, boulon)
  • Emboitage élastique
  • Soudage (métaux, plastiques et bois)
  • Clinchage
  • Certains frettages
  • Certains collages


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