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Évaluation de l'éco-efficience des processus de mise à niveau d'hélicoptères en tant qu'alternative à la fin de vie

Rancher, Alexandre (2015). Évaluation de l'éco-efficience des processus de mise à niveau d'hélicoptères en tant qu'alternative à la fin de vie. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Les méthodes classiques de production industrielle engendrent une pression importante sur les gisements de ressources naturelles et génèrent des contraintes liées à la gestion des produits en fin de vie. Les chaines logistiques inverses fermées sont reconnues comme étant des méthodes de production alternatives plus éco-efficientes, présentant d’importants bénéfices économiques et environnementaux à l’échelle du cycle de vie du produit. Ceci est accompli notamment via une réduction importante des coûts de production, des besoins en ressources nouvelles et en énergies, ainsi que de la proportion d’éléments en fin de vie destinée à l’enfouissement.

Les hélicoptères légers non pressurisés, de par leur conception modulaire et la dynamique particulière de leur opération, ont démontré une grande capacité à être partiellement ou totalement remis à neuf et mis à niveau. Ceci permet notamment d’étendre leur durée de vie, d’augmenter leurs performances et de moderniser leurs équipements, souvent pour une fraction du coût d’un nouvel appareil. Cependant, il existe peu d’information de nature environnementale permettant de conclure sur l’éco-efficience générale de ces processus.

L’étude a conduit à la mise en place d’une méthode de caractérisation systémique des processus rencontrés au cours de la vie utile d’un appareil. L’agencement subséquent de ces processus au cours du temps permet ensuite la construction de cycles d’exploitation, représentatifs de la vie utile d’un hélicoptère. La comparaison de leur éco-efficience respective est ensuite effectuée, selon divers critères liés aux designs des appareils et à leur type d’utilisation. Une étude de cas, basée sur un modèle d’affaire industriel de mise à niveau d’hélicoptère actuellement en opération, illustre finalement l’application de la méthode développée. Celle-ci se veut être un premier niveau d’évaluation du potentiel économique, technique et environnemental de la remise à neuf et de la mise à niveau d’un hélicoptère, en tant que voie de production alternative.

L’étude a montré qu’en comparaison avec le remplacement d’un hélicoptère par un neuf, sa mise à niveau est généralement une décision plus éco-efficiente. Des réductions importantes ont été observées pour la plupart des profils étudiés, soit jusqu’à 51 % de réduction pour les coûts d’acquisition de l’appareil, à hauteur de 77,5 % en termes de matières résiduelles destinées à l’enfouissement et jusqu’à 54 % de réduction de la consommation énergétique. La méthode développée se présente comme un outil d’évaluation à destination des constructeurs et opérateurs d’appareils. Celle-ci permet notamment de reprendre les considérations liées à l’écoconception orientée fin de vie, dans le but de mieux comprendre l’adaptabilité d’un design d’appareil donné à satisfaire aux exigences d’une logistique inverse optimisée.

Titre traduit

Eco-efficiency assessment of helicopter upgrade as an alternative to end-of-life

Résumé anglais

Classic industrial production methods generate significant pressures on natural resources as well as environmental constraints related to product end-of-life management. Closed-loop supply chains are often seen as more eco-efficient alternatives, well known to provide substantial economic and environmental benefits at the scale of the product life cycle. This is notably achieved through important reductions in the overall cost of production, in the needs for new materials and energies, and in the proportion of end-of-life components going to landfill.

Due to their modular designs and the particular dynamics of helicopter service life, light nonpressurized helicopters have proven to be highly receptive to partial or total remanufacture and upgrade, extending their service life, enhancing their performance and modernizing their equipment, often for only a fraction of the cost of a new aircraft. However, little environmental data is available in order to assess the overall eco-efficiency of helicopter upgrade processes.

This study resulted in the creation of a method for the systemic characterization of the processes encountered during the helicopter service life. The arrangement of these processes over time has enabled the construction of helicopter operation cycles, representative of the helicopter service life. These operation cycles have then been characterized, following various criteria based on helicopter designs and usage profiles, in order to study and compare their respective eco-efficiency. A case study is provided to illustrate the application of the method, based on a currently operating industrial business model of helicopter upgrade. This case study intends to provide a first-level assessment of the potential economic, technical and environmental benefits from remanufacturing and upgrading a helicopter, as an alternative production channel.

The study found that compared to its replacement, upgrading a former airframe to a more recent design is generally a more eco-efficient decision. Important reductions were found in most of the profiles assessed, notably, reductions of up to 51 % in terms of production costs, 77.5 % in waste going to landfill, and up to 54 % in energy consumption. The method developed can be seen as a decision-helping tool intended for both operators and manufacturers. The method takes into account Design-for-Environment (DfE) guidelines and Material Recovery Opportunities (MRO), providing better understanding of the adaptability of a given design to fulfill the requirements of optimized reverse supply chains.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise ès sciences appliquées en génie de l'environnement". Bibliographie : pages 93-100.
Mots-clés libres: Hélicoptères Entretien et réparations. Produits commerciaux Cycle de vie Aspect de l'environnement. Logistique inverse. Écoconception. fin de vie, remise à neuf, mise à niveau, éco-efficience, vie utile
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Glaus, Mathias
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de l'environnement
Date de dépôt: 08 janv. 2016 18:58
Dernière modification: 08 janv. 2016 18:58
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1602

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