Cycle des matières : regarder au-delà du produit

Lorsqu’un designer travaille sur un produit, son attention se concentre naturellement sur l’objet à concevoir : sa fonction, sa géométrie, ses matériaux, son procédé de fabrication, son coût et son utilisation.

Pourtant, le produit visible ne représente qu’une étape d’un système beaucoup plus vaste.

Avant de devenir une pièce, la matière a dû être extraite ou produite, transformée et transportée. Après son utilisation, elle devra éventuellement être réparée, réemployée, recyclée, valorisée ou éliminée.

Penser le cycle des matières consiste précisément à regarder ce qui existe avant et après le produit.

Cette approche permet au designer de replacer ses décisions dans un ensemble plus large et de mieux comprendre leurs conséquences.

Du matériau au produit… puis du produit à la matière

Le cycle des matières peut être représenté de manière simplifiée par plusieurs grandes étapes :

matière première → élaboration du matériau → transformation → fabrication → transport → utilisation → fin d’usage → réemploi, recyclage, valorisation ou élimination.

À chacune de ces étapes sont associés des flux de matière et d’énergie.

Le produit industriel constitue donc une organisation temporaire de matières auxquelles une fonction a été donnée.

Lorsque cette fonction disparaît, la matière, elle, ne disparaît pas.

La question devient alors :

que peut-elle devenir ensuite ?

C’est à cet endroit que le cycle des matières rejoint directement le travail de conception.

L’impact d’un matériau ne se limite pas à sa fabrication

Comparer des matériaux uniquement à partir de leur origine ou de l’énergie nécessaire à leur transformation peut conduire à des conclusions trop rapides.

Un matériau intervient dans un système.

Sa masse peut influencer le transport. Ses propriétés peuvent modifier la quantité nécessaire. Sa résistance peut conditionner la durée de vie du produit. Son procédé de transformation influence la fabrication. Sa compatibilité avec d’autres matériaux peut faciliter ou compliquer sa valorisation future.

Il faut donc éviter de chercher systématiquement « le matériau le plus écologique » indépendamment du produit.

La question pertinente est plutôt :

quel matériau permet de répondre à la fonction recherchée avec le meilleur compromis à l’échelle du cycle de vie considéré ?

La durée d’usage change la lecture du produit

Deux produits assurant la même fonction peuvent avoir des cycles de vie très différents.

Un produit fréquemment remplacé entraîne de nouvelles fabrications, de nouveaux transports et de nouveaux flux de matière.

À l’inverse, prolonger la durée d’utilisation peut permettre de répartir les ressources mobilisées pour fabriquer le produit sur une période plus longue.

Mais là encore, la longévité ne doit pas être considérée isolément.

Un produit conçu pour durer doit également conserver une utilité réelle, pouvoir être entretenu lorsque cela est nécessaire et rester adapté à son usage.

La durée physique et la durée d’usage doivent donc être pensées ensemble.

Le produit n’est pas toujours la fin du cycle

Lorsqu’un objet ne remplit plus sa fonction initiale, plusieurs trajectoires peuvent être envisagées.

Il peut être réparé.

Certains composants peuvent être remplacés.

Le produit peut être réemployé pour le même usage ou pour un autre.

Des composants peuvent éventuellement être récupérés.

Enfin, la matière peut être recyclée lorsque les matériaux, les assemblages et les filières disponibles le permettent.

Cette succession montre une chose importante :

la fin de l’usage n’est pas nécessairement la fin de la matière.

La conception peut contribuer à maintenir cette matière dans un cycle utile plus longtemps.

Les transports font également partie du système

La fabrication d’un produit implique souvent plusieurs déplacements successifs : matières premières, composants, sous-ensembles, produit fini et éventuellement flux liés à sa fin de vie.

Le transport doit donc être intégré à l’analyse globale.

Cela ne signifie pas qu’une production locale soit automatiquement la solution présentant le plus faible impact.

La localisation n’est qu’un paramètre parmi d’autres : procédés utilisés, disponibilité des matériaux, énergie, volumes produits, logistique et organisation industrielle doivent également être considérés.

Mais la distance entre les différentes étapes du cycle reste une question pertinente dès lors qu’elle influence significativement les flux nécessaires à la fabrication du produit.

Produire près du besoin peut aussi modifier la conception

Les technologies numériques et certains procédés de fabrication permettent aujourd’hui d’envisager des modèles de production différents.

Dans certaines situations, produire plus près du lieu d’utilisation, fabriquer à la demande ou limiter les stocks peut modifier les flux de matière et de produits.

La fabrication additive en constitue un exemple intéressant lorsqu’elle est adaptée au projet.

Un fichier numérique peut être transmis tandis que la pièce est produite localement.

Mais cela ne signifie pas que la fabrication additive soit systématiquement préférable à une production centralisée.

Selon les volumes, les matériaux, les machines, le temps de fabrication et les performances recherchées, une autre technologie peut être beaucoup plus pertinente.

La proximité de production est une possibilité de conception industrielle, pas une règle universelle.

Les plastiques illustrent bien la complexité du cycle des matières

Les matériaux polymères permettent de réaliser des pièces légères, complexes et parfois fortement intégrées.

Les thermoplastiques peuvent également offrir différentes possibilités de recyclage selon leur nature, leur utilisation et les filières disponibles.

Mais ces mêmes avantages peuvent devenir des difficultés lorsque plusieurs matériaux sont associés, lorsqu’ils sont difficilement séparables ou lorsqu’aucune filière adaptée n’existe à proximité du lieu où le produit arrive en fin d’usage.

Il est donc difficile de qualifier une famille entière de matériaux de « bonne » ou de « mauvaise » indépendamment du produit et de son cycle.

C’est l’ensemble matériau–fonction–procédé–usage–fin de vie qui doit être étudié.

De la matière à l’information

Une autre dimension devient particulièrement intéressante lorsque l’on considère la matière sur plusieurs cycles : l’information associée au produit.

Connaître la nature d’un matériau, son origine, sa composition, son historique ou les conditions nécessaires à son démontage peut faciliter certaines opérations de maintenance, de réemploi ou de valorisation.

Dans cette perspective, le produit n’est plus seulement constitué de matière.

Il peut également transporter les informations nécessaires à son évolution future.

Cette logique ouvre des perspectives intéressantes pour les produits modulaires, réparables ou destinés à connaître plusieurs vies.

Le designer agit sur une partie du cycle

Le designer ne contrôle pas l’ensemble du système industriel.

Il ne décide pas seul de l’origine de l’énergie, des infrastructures de transport, des systèmes de collecte ou des filières de recyclage disponibles.

Mais ses décisions peuvent influencer une partie importante du cycle.

Choisir une architecture plus simple, réduire une masse inutile, permettre le remplacement d’un composant, limiter certaines associations de matériaux ou anticiper le démontage modifie déjà le devenir potentiel du produit.

L’objectif n’est donc pas de prétendre maîtriser l’ensemble du cycle.

Il est de comprendre suffisamment ce cycle pour prendre de meilleures décisions de conception.

Concevoir un produit, c’est organiser temporairement de la matière

Un produit industriel peut finalement être considéré comme une étape dans le parcours d’une matière.

Pendant quelques mois, quelques années ou plusieurs décennies, cette matière prend une forme particulière afin de répondre à une fonction.

Puis cette fonction disparaît ou évolue.

Le véritable enjeu consiste alors à éviter, autant que possible, que la valeur de la matière disparaisse en même temps que celle du produit.

Pour le designer, penser le cycle des matières signifie donc regarder au-delà de l’objet qu’il est en train de concevoir.

Non seulement comment le produit naît et fonctionne, mais également ce que ses matériaux pourront devenir lorsqu’il n’aura plus besoin d’exister sous cette forme.