L’emballage plastique joue un rôle essentiel dans l’industrie alimentaire, en assurant la conservation des aliments et en réduisant le gaspillage. Toutefois, son impact environnemental demeure préoccupant, notamment parce que la majorité de ces matériaux est éliminée la même année que leur production. Alors que le monde cherche à atteindre la carboneutralité, de nombreux efforts visent à développer des solutions d’emballage plus durables. Une telle démarche d’écoconception repose sur l’évaluation de la performance environnementale des produits dès les premières étapes de leur développement, avant leur mise en marché. L’analyse du cycle de vie (ACV) est une méthodologie permettant d’évaluer la performance environnementale des produits et services sur l’ensemble de leur chaîne de valeur. Les défis liés à l’évaluation de l’impact environnemental des emballages plastiques proviennent notamment de la variabilité des niveaux de maturité technologique (TRL) des nouveaux produits, ainsi que du manque de données disponibles aux premières phases de développement. Les modèles d’ACV existants manquent de flexibilité pour intégrer différents TRL, ce qui rend difficile la comparaison efficace des matériaux d’emballage. De plus, lors de la modélisation de polymères émergents comme les bioplastiques, des facteurs tels que l’échelle, la maturité technologique du produit ou encore la qualité des données de référence ajoutent de la complexité. Enfin, l’intégration de l’ACV dans le processus de conception est essentielle, mais demeure difficile, car elle nécessite une collaboration étroite avec les décideurs afin d’assurer une amélioration réelle de la performance environnementale.

Ce projet vise à relever ces défis en : (i) paramétrant l’inventaire du cycle de vie (ICV) de procédés unitaires sélectionnés, critiques pour la performance environnementale et susceptibles d’être améliorés lors de la phase de conception des emballages plastiques ; (ii) facilitant la comparaison de produits présentant différents niveaux de maturité technologique en proposant des lignes directrices claires pour modéliser le passage à l’échelle dans le secteur des emballages plastiques ; et (iii) intégrant les résultats d’ACV à d’autres critères techniques et économiques dans un cadre d’optimisation multi objectif afin d’évaluer les compromis entre différentes options prospectives et d’aider les spécialistes du design à la décision.

Un cadre de paramétrisation des variables a été développé pour sélectionner et personnaliser les procédés unitaires utilisés en ACV. Pour le polyéthylène (PE), le vapocraquage a été priorisé en raison de la contribution majeure de la production d’éthylène à l’impact environnemental global. Les paramètres clés — tels que la répartition des matières premières (p. ex. liquides de gaz naturel (LGN) et naphta), les compositions du mix électrique ou encore l’efficacité thermique du craqueur — peuvent être modulés de façon flexible, tout en s’appuyant sur des valeurs prédéfinies reflétant la disponibilité régionale des ressources, la composition du réseau électrique et la performance typique des craqueurs selon leur âge. Des analyses de scénarios ont été menées pour (i) comparer l’impact environnemental d’une même matière première traitée dans différents lieux de vapocraquage, et (ii) évaluer la performance de différentes matières premières lorsqu’elles sont traitées au même emplacement. Cette approche est actuellement étendue à la modélisation de la production de PE biosourcée, permettant une comparaison cohérente entre les filières fossiles et biosourcées au sein d’un même cadre paramétrique.