Fiche de révision : Empreinte environnementale des systèmes

📋 Plan du Cours

1. Ingénierie des systèmes complexes
2. Ingénierie responsable et objectifs
3. Bilan carbone et ordres de grandeur
4. Climat et conséquences physiques
5. Système Terre et Anthropocène
6. Développement durable et soutenabilité
7. Objectifs de développement durable
8. Limites planétaires et donut
9. Action collective et rôle de l’ingénieur

📅 Repères chronologiques

1. 1985Le protocole de Montréal a conduit à réduire fortement l’utilisation des chlorofluorocarbures nocifs pour la couche d’ozone, entraînant une transformation des méthodes de production et des produits utilisés.
2. 1988Le GIEC est créé pour synthétiser la littérature internationale sur le changement climatique, notamment sur son existence et le rôle des activités humaines.
3. 2015La COP21 aboutit aux accords de Paris, traité international visant l’atténuation du changement climatique avec un objectif de hausse limitée à 2 °C maximum en 2100 par rapport à l’ère préindustrielle.

📖 1. Ingénierie des systèmes complexes

🔑 Notions clés & Définitions

• Ingénierie systèmes : Évalue les besoins d’un produit ou d’un service, les parties prenantes et leurs interactions tout au long du cycle de vie, tout en pouvant décomposer un système complexe en sous-systèmes plus simples.

★ À maîtriser

📌 Les deux notions centrales d’un système sont la fonction qu’il doit assurer et les divers éléments qui interagissent pour assurer cette fonction.

Compléments

• L’enseignement des sciences de l’ingénieur à l’EPF est réparti sur quatre semestres et s’appuie sur un projet conducteur reliant les blocs de compétences.

💡 Astuce mémo

Besoin → interactions → sous-systèmes → cycle de vie

📖 2. Ingénierie responsable et objectifs

🔑 Notions clés & Définitions

• Ingénieur responsable : Identifie précisément le besoin et intègre l’impact environnemental dès la réflexion et l’analyse du projet.

★ À maîtriser

📌 L’environnement doit être considéré comme une partie prenante à part entière dans l’ingénierie systèmes.

Compléments

• Un produit qui ne répond pas à un besoin réel peut être inutile et provoquer un gaspillage de ressources lors de son introduction sur le marché.

💡 Astuce mémo

Besoin mal défini → produit inutile → gaspillage de ressources

📖 3. Bilan carbone et ordres de grandeur

★ À maîtriser

• La moyenne française d’émissions était d’environ 9,2 tonnes de CO2eq par habitant en 2021, notamment en raison de la réduction de l’impact des dépenses publiques.

• Les secteurs représentant près de 70 % des émissions sont:

  • le transport
  • le résidentiel-tertiaire
  • le bâtiment
  • la manufacture

Compléments

• Un trajet Paris-Troyes en TER émet 3,49 kgCO2eq, contre 22 kgCO2eq en voiture, soit environ six fois plus en voiture.

• L’impact carbone est d’environ 70 kgCO2eq pour un smartphone, 250 kgCO2eq pour un vol Paris-Montpellier et 1,1 tCO2eq pour un vol Paris-Montréal.

💡 Astuce mémo

TER Paris-Troyes : 3,49 kg en train contre 22 kg en voiture

📖 4. Climat et conséquences physiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Effet de serre additionnel : Correspond au renforcement de l’effet de serre naturel par l’augmentation de la concentration atmosphérique en gaz à effet de serre, ce qui provoque une hausse de la température.
• Puits de carbone : Réservoir ou processus qui absorbe du carbone atmosphérique et limite son accumulation dans l’atmosphère.

★ À maîtriser

📌 La fonte des glaciers continentaux contribue à la montée du niveau des océans, tandis que la fonte de la banquise flottante ne provoque pas directement cette montée des eaux.

Compléments

• Les conséquences présentées du réchauffement climatique sont: la hausse de la température de l’eau, l’acidification des océans, la fonte des glaciers, de la banquise et des calottes glaciaires, la montée des eaux, la dégradation du permafrost

💡 Astuce mémo

GES → effet de serre additionnel → réchauffement → impacts océaniques et cryosphériques

📖 5. Système Terre et Anthropocène

🔑 Notions clés & Définitions

• Système Terre : Représente la planète comme un ensemble de sous-systèmes qui interagissent entre eux, plutôt que comme un tout indivisible.
• Anthropocène : Paul Crutzen, Février 2000 — Désigne l’époque à partir de laquelle l’impact des activités humaines altère les paramètres fondamentaux qui régissent l’équilibre du système Terre.

📝 Points essentiels

• L’Holocène est la dernière époque géologique en date et s’étend sur les 12 000 dernières années.

• Le tableau de bord de l’Anthropocène comporte 24 paramètres, dont 12 liés aux développements socio-économiques et 12 liés à l’évolution du système Terre, avec un décollage autour de 1800 et une grande accélération depuis 1945.

💡 Astuce mémo

Holocène : 12 000 ans ; Anthropocène : impact humain altérant le système Terre

📖 6. Développement durable et soutenabilité

🔑 Notions clés & Définitions

• Développement durable : Rapport Brundtland, 1987 — Développement qui répond aux besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs.

📝 Points essentiels

📌 La soutenabilité faible suppose une interdépendance et une substituabilité entre les sphères économiques et environnementales, tandis que la soutenabilité forte considère que l’économie dépend des sphères sociales et environnementales avec une substituabilité limitée.

💡 Astuce mémo

Soutenabilité faible : substituabilité ; soutenabilité forte : dépendance et substituabilité limitée

📖 7. Objectifs de développement durable

🔑 Notions clés & Définitions

• Objectifs de développement durable : 17 objectifs intégrés définis par l’ONU en 2015 pour équilibrer les dimensions sociales, économiques et environnementales du développement.

★ À maîtriser

📌 Une intervention dans un domaine des ODD peut affecter les résultats dans d’autres domaines, et les 17 objectifs ne sont pas hiérarchisés.

Compléments

• Les 17 ODD couvrent notamment l’éradication de la pauvreté, la sécurité alimentaire, la santé, l’éducation, l’égalité des genres, l’eau et l’assainissement, l’énergie, le travail décent, l’innovation, la réduction des inégalités, les villes durables, la consommation responsable, le climat, les océans, les écosystèmes terrestres, la paix et les partenariats mondiaux.

📖 8. Limites planétaires et donut

🔑 Notions clés & Définitions

• Limites planétaires : Définissent un espace de fonctionnement sûr pour le système Terre, au-delà duquel les équilibres environnementaux peuvent être menacés.
• Théorie du donut : Présentée en 2012 par l’économiste Kate Raworth, relie la justice sociale aux enjeux environnementaux.

📝 Points essentiels

• Le cours présente 9 limites planétaires, dont 7 sont déjà dépassées à l’heure actuelle.

📌 Dans la théorie du donut, le plafond est défini par les frontières planétaires et le plancher par les droits humains et les besoins essentiels, dont le minimum est défini par les ODD de l’ONU.

💡 Astuce mémo

Un donut : un plafond écologique au-dessus d’un plancher social

📖 9. Action collective et rôle de l’ingénieur

★ À maîtriser

📌 Toute activité humaine a un impact environnemental, et les secteurs les plus impactants sont fortement liés aux domaines d’intervention de l’ingénierie.

Compléments

• La réduction des chlorofluorocarbures a permis la reconstitution de la couche d’ozone environ 40 ans après la décision initiale.

💡 Astuce mémo

Réduction des CFC → transformation industrielle → reconstitution de la couche d’ozone

📊 Tableaux de synthèse

Soutenabilité et théorie du donut