Fiche de révision : Empreinte environnementale des systèmes

📋 Plan du Cours

1. Ingénierie des systèmes responsables
2. Parcours des sciences de l’ingénieur
3. Bilan carbone et ordres de grandeur
4. Mécanismes du changement climatique
5. Système Terre et développement soutenable
6. Objectifs de développement durable
7. Limites planétaires et théorie du donut
8. Action collective et rôle de l’ingénieur

📅 Repères chronologiques

1. 1985Le protocole de Montréal a conduit à réduire drastiquement l’utilisation des chlorofluorocarbures nocifs pour la couche d’ozone, malgré d’importantes répercussions industrielles.
2. 1987Le rapport Brundtland définit le développement durable comme un développement qui répond aux besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs.
3. 2015La COP21 a abouti aux accords de Paris, traité international visant l’atténuation du changement climatique avec un objectif de réchauffement maximal de 2 °C en 2100 par rapport à l’ère préindustrielle.

📖 1. Ingénierie des systèmes responsables

🔑 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, puis décompose éventuellement le système complexe en sous-systèmes plus simples.

★ À maîtriser

📌 Un ingénieur responsable doit intégrer l’environnement dès l’étude du besoin, car l’environnement constitue une partie prenante à part entière du système.

Compléments

• L’ingénierie responsable cherche à éviter la mise sur le marché de produits inutiles qui ne répondent pas aux besoins des usagers et provoquent un gâchis de ressources.

💡 Astuce mémo

Analyser les besoins et les interactions → réduire les impacts environnementaux

📖 2. Parcours des sciences de l’ingénieur

★ À maîtriser

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

Compléments

• 🔄 Le projet conducteur suit quatre étapes:
  1. Initiation aux systèmes et à la créativité au semestre 1
  2. Lancement et identification des besoins au semestre 2
  3. Dimensionnement et conception au semestre 3
  4. Finalisation de la maquette et tests au semestre 4

💡 Astuce mémo

Besoins → conception → dimensionnement → tests

📖 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.

• Les secteurs du transport, du résidentiel-tertiaire, du bâtiment et de la manufacture représentent ensemble près de 70 % des émissions de gaz à effet de serre.

• Un trajet Paris-Troyes en TER représente 3,49 kgCO2eq, contre 22 kgCO2eq en voiture.

Compléments

• L’empreinte 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 sobre, voiture lourde : 3,49 kg contre 22 kg CO2eq

📖 4. Mécanismes du changement climatique

🔑 Notions clés & Définitions

• Effet de serre additionnel : Augmentation de l’effet de serre naturel due à la hausse de la concentration atmosphérique des gaz à effet de serre, qui entraîne une hausse de la température.
• Puits de carbone : Réservoir ou processus qui absorbe du carbone et limite son accumulation dans l’atmosphère.

★ À maîtriser

📌 La fonte des glaciers et des calottes glaciaires terrestres contribue à la montée des eaux, tandis que la fonte de la banquise flottante ne provoque pas directement cette hausse par déplacement d’eau.

Compléments

• Le réchauffement climatique entraîne notamment:
  • une hausse de la température de l’eau
  • l’acidification des océans
  • la fonte de la cryosphère
  • la montée des eaux
  • le dégel du permafrost

💡 Astuce mémo

GES → effet de serre additionnel → réchauffement → perturbations océaniques et glaciaires

📖 5. Système Terre et développement soutenable

🔑 Notions clés & Définitions

• Anthropocène : Paul Crutzen, Février 2000 — Époque à partir de laquelle l’impact des activités humaines altère les paramètres fondamentaux régissant l’équilibre du système Terre.

★ À maîtriser

• Le tableau de bord de l’Anthropocène comprend 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.

📌 La soutenabilité faible admet 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.

Compléments

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

💡 Astuce mémo

Holocène → Anthropocène → accélération humaine

📖 6. Objectifs de développement durable

★ À maîtriser

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

📌 Une intervention dans un domaine des ODD affecte les résultats dans d’autres domaines, et aucun des 17 objectifs n’est hiérarchiquement supérieur aux autres. — ONU

Compléments

• Les 17 ODD couvrent notamment (ONU): l’éradication de la pauvreté et de la faim, la santé, l’éducation et l’égalité des genres, l’eau et l’énergie, le travail, l’industrie et la réduction des inégalités, les villes durables et la consommation responsable, le climat, les océans et les écosystèmes terrestres, la paix et les partenariats

📖 7. Limites planétaires et théorie du donut

🔑 Notions clés & Définitions

• Limites planétaires : Définissent un espace sûr de fonctionnement du système Terre en identifiant neuf frontières environnementales à ne pas franchir.
• Théorie du donut : Présentée en 2012 par l’économiste Kate Raworth, relie la justice sociale aux enjeux environnementaux.

📝 Points essentiels

• Sept des neuf limites planétaires sont déjà dépassées à l’heure actuelle.

📌 Dans la théorie du donut, le plafond correspond aux frontières planétaires définies par les sciences naturelles, tandis que le plancher correspond aux besoins essentiels et aux droits humains définis notamment par les ODD de l’ONU.

💡 Astuce mémo

Plafond environnemental et plancher social encadrent la zone sûre

📖 8. 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 à l’ingénierie, notamment par les choix de modèle économique, de besoin et de conception.

Compléments

• Quarante ans après le protocole de Montréal, le trou dans la couche d’ozone s’est refermé.

💡 Astuce mémo

Réduire les gaz nocifs → transformer les produits et procédés → restaurer la couche d’ozone

📊 Tableaux de synthèse

Ordres de grandeur carbone