Considérations environnementales pour la conception des dispositifs électroniques

22 mai 2020 Électro-médicaux, Environnement pas de commentaire

éco-conception design des dispositifs électronique
Principes pour prise en comptes des risques environnementaux lors de la conception de vos dispositifs électriques et électroniques, en s’appuyant sur le standard (gratuitECMA-341.

Soit, si l’on reformule : mettre l’innovation au service de l’environnement.

Idéalement, votre processus de conception et développement est inclus dans un SME (voir les normes de management environnemental) ou un SMQ à tout faire, ou hors système, du moment que vous respectez les bonnes pratiques.

Considérations générales pour une conception respectueuse de l’environnement

Penser en termes de cycle de vie

Les éléments clés pour une réflexion sur le cycle de vie sont les suivants :

  1. Avoir pour objectif de minimiser l’impact environnemental global négatif du produit
  2. Identifier, qualifier et quantifier les risques environnementaux associés au produit
  3. Prendre en compte les compromis entre les aspects environnementaux et les étapes du cycle de vie
Autant d’aspects à intégrer dans votre politique qualité et votre système de gestion des risques.

Tenir compte des exigences environnementales

Vous devrez

  • Identifier les exigences relatives à l’environnement, dont les exigences règlementaires environnementales, mais il est conseillé d’aller au-delà.
  • Faire une évaluation :
    • des performances relatives à l’efficacité de l’énergétique,
    • des performances relatives à l’efficacité des matériaux et
    • de l’utilisation de substances dangereuses ;
  • Donner la priorité aux facteurs qui peuvent être maitrisés de manière substantielle par conception et qui ont des impacts environnementaux majeurs (voir les techniques d’estimations des risques environnementaux)

Votre R&D au service de la planète

Les bonnes pratiques ci-dessous sont à intégrer dans votre processus de conception et développement. Classiquement (et nécessairement) vos activités devront être planifiées, documentées et suivies.

Efficacité des matériaux

  • Réduire la variété des matériaux utilisés
  • Réduire la quantité de matériaux utilisés et, par conséquent, le poids du produit
  • Utiliser des matériaux générant le moins de risques environnementaux
  • Utiliser des matériaux pouvant être facilement recyclés
  • Utiliser des matériaux renouvelables

Efficacité énergétique

  • Identifier les étapes du cycle de vie du produit durant lesquelles le dispositif consommera le plus d’énergie
  • Identifier les composants et fonctions les plus énergivores et tenter de réduire leur consommation par conception.
  • Identifier les justes besoins en énergie pour ne pas surdimensionner les alimentations
  • Identifier et spécifier les conditions d’utilisation optimales pour l’efficacité énergétique (notamment la température ambiante)
  • Utiliser des composants et/ou des options de conception à faible puissance
  • Utiliser des composants d’alimentation électrique à haut rendement énergétique
  • Mettre en œuvre des modes de fonctionnement pour améliorer l’efficacité énergétique,
  • Implémenter des passages automatiques en mode “économie d’énergie” et modes “OFF”, adaptés à l’utilisation prévue (notamment aux délais nécessaires au passage en mode ‘ON’)
  • Proposer la possibilité de réglage des modes et des passages automatiques
  • Informer l’utilisateur sur la consommation, les performances énergétiques, mes modes de consommation énergétique

Consommables

  • Minimiser l’utilisation de consommables
  • Favoriser leur réutilisation
  • Informer les utilisateurs sur la gestion de fin de vie des consommables

Logiciel embarqué

  • Minimiser l’utilisation des ressources informatiques (ex : un sleep() et des interruptions)
  • Supprimer ou réduire l’utilisation des réseaux de données
  • Diminuer les fréquences des taches
  • Favoriser les ressources embarquées aux ressources accessibles via un réseau
  • Offrir des possibilités de réglages et de désactivation des fonctions
  • Implémenter différents modes de fonctionnement (voir § efficacité énergétique)
  • Informer l’utilisateur des taches de fonds énergivores (en électricité et/ou en données réseau)
  • Contrôler et maitriser, dans la mesure du possible, les performances des logiciels tiers (SOUP).

Batteries et accumulateurs

  • Favoriser les batteries et accus ayant un impact environnemental moindre
  • Justifier l’utilisation de batteries et accus les plus polluants (ex : piles bouton contenant du mercure)
  • Favoriser le recours aux accumulateurs rechargeables plutôt qu’aux piles jetables
  • Permettre le retrait et le remplacement des piles et accus, idéalement par l’utilisateur, sinon par une personne qualifiée (ceci doit être justifié)

Substances chimiques

  • Réduire l’utilisation de substances chimiques ayant un impact négatif sur l’environnement.
  • Réduire le nombre de polymères utilisés
  • Tenir compte des combinaisons de polymères qui ne sont pas facilement séparables lors des traitements en fin de vie du produit

Substances dangereuses

  • Éliminer ou réduire les substances dangereuses utilisés dans ses dispositifs.
  • Fournir les informations nécessaires sont fournies pour garantir la sécurité des utilisateurs et de l’environnement, durant tout le cycle de vie (dont traitement en fin de vie).

Émissions sonores

  • Réduire les émissions sonores.

Emballage

  • Minimiser la quantité de matière utilisée
  • Tenir compte des exigences sur les matériaux

Durée de vie

  • Prolonger la durée de vie des produits
  • Faciliter la réparabilité
Il est conseillé de justifier la durée de vie max en tenant compte du rapport performance / durée de vie en fonction des solutions techniques possibles.

 

Exemples de solutions techniques allant dans le sens d’une meilleure durée de vie :

  • Utiliser des pièces et des ensembles mécaniques communs / standards
  • Utiliser des pièces et composants communs d’une génération de produit à l’autre
  • Avoir une approche modulaire (pour faciliter remplacements et réparations)
  • Réutiliser des pièces et composants de dispositifs en fin de cycle de vie
  • Prévoir des opérations de maintenance voire de remise à neuf

Fin de vie

Le fabricant doit faciliter :

  • Faciliter la réutilisation des dispositifs et de leurs composants
  • Faciliter le recyclage
  • Faciliter l’élimination

Cela passe notamment par une l’information fournie aux utilisateurs.

Exemples de principes pour faciliter le traitement en fin de vie :

  • Séparation sûre et facile des parties contenant des substances dangereuses
  • Composants faciles à détacher
  • Démontage avec des outils courants
  • Marquage des pièces, composants, matières pour identifier les traitements associés (ex : type de polymère d’une matière plastique)
  • Réduire :
    • les soudures
    • les assemblages collés ;
    • les connexions / les éléments de fixation / les vis
    • les mesures nécessaires pour éliminer le produit
    • les outils nécessaires au démontage ou à l’extraction
    • les changements de position qui doivent être effectués par l’opérateur (ceci devant être traité dans le cadre de l’ingénierie de l’aptitude à l’utilisation.

Exemples de choses à éviter :

  • utilisation de composites non recyclables
  • ajout de revêtements et de finitions de surface aux pièces en plastique
  • utilisation d’autocollants à dos adhésif
  • utilisation de mousses sur les pièces en plastique
  • utilisation d’inserts métalliques dans les pièces en plastique (sauf s’ils sont facilement amovibles avec des outils courants)

Annexes

Modes d’énergies

  1. Mode ‘ON’
    • normal
    • max (toutes les fonctions du dispositif sont utilisées)
    • attente / veille
  2. Mode ‘économie d’énergie’
  3. Mode ‘OFF’
    • Logiciel (logiciel en attente, consommation réduite)
    • Hardware (0 conso, à privilégier : idéalement avec un gros interrupteur)
  4. Mode ‘hors charge’ (le dispositif est connecté à son alimentation électrique mais ses sorties électriques – qui alimente des composants ou d’autres dispositifs – ne sont pas utilisées)

Impact énergétique des produits numériques grand public

Source : The shift project