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Pertinence de l’analyse de cycle de vie (ACV) pour l’évaluation des impacts sanitaires : comparaison avec l’évaluation quantitative des risques sanitaires (EQRS)

Environnement, Risques & Santé. Volume 7, Numéro 4, 265-77, juillet-août 2008, Article original

DOI : 10.1684/ers.2008.0159

Résumé

Summary

Auteur(s) : Magali Boize, Anne-laure Borie, Anne Landrin, Marion Papadopoulo, Denis Le Boulch, Romain Richard , Service des études médicales d’EDF et de Gaz de France, 22-28, rue Joubert, 75 009 Paris, Direction départementale des Affaires sanitaires et sociales des Yvelines, Service Santé environnement, 143, boulevard de la Reine, 78000 Versailles, Direction de la recherche de Gaz de France, 361, avenue du Président Wilson, BP 33, 93211 St Denis-La Plaine, St Denis La Plaine cedex, EDF Recherche et Développement, Site des Renardières, Avenue des Renardières, Ecuelles, BP 46, 77818 Moret-sur-Loing cedex.

Résumé : Introduction : l’analyse de cycle de vie (ACV) est une méthode globale d’évaluation des impacts environnementaux (réchauffement climatique, acidification, épuisement des ressources, etc.) liés à un produit ou à une activité tout au long de son cycle de vie. Les méthodes ACV d’évaluation des impacts sur l’environnement se sont étendues à l’évaluation des impacts sur la santé humaine. Toutefois, les résultats restent très incertains, notamment en raison de l’échelle de l’évaluation – le cycle de vie du système – et des nombreuses hypothèses et incertitudes associées. Cet article vise à déterminer la validité et les limites de l’ACV appliquée à l’évaluation des « impacts » sanitaires à travers la méthode ACV d’évaluation des impacts la plus récente, Impact 2002+. Méthode : l’ACV appliquée aux impacts sanitaires est comparée à l’évaluation quantitative des risques sanitaires (EQRS), outil d’évaluation validé et largement utilisé. Cette comparaison porte sur la nature des deux méthodologies et est complétée par une étude de cas portant sur les centrales électriques à charbon (en France). Résultats : bien que présentant des structures similaires, l’ACV et l’EQRS diffèrent sur de nombreux points – facilité d’actualisation des données (épidémiologie, toxicologie, exposition), nombre de substances considérées, caractéristiques des populations étudiées et échelle spatio-temporelle. L’étude de cas a mis en évidence des résultats divergents et les risques inhérents à la pratique de l’ACV, tels que le double comptage des substances et la fiabilité des bases de données. D’autres faiblesses sont plus spécifiques à Impact 2002+, dont le manque de cohérence et de transparence dans le développement de certains facteurs d’effets qui limite ainsi sa pertinence scientifique. Conclusion : l’ACV apparaît comme un outil complémentaire de l’EQRS. De fait, son utilisation est appropriée pour un prédiagnostic ou pour l’évaluation des transferts de pollution. Les résultats d’ACV doivent être utilisés avec prudence (c’est-à-dire être interprétés par un expert) car ils ne peuvent en aucun cas être assimilés à des calculs de risques sanitaires.

Mots-clés : analyse du cycle de vie (ACV), évaluation risques sanitaires (EQRS), toxicologie

Illustrations

Figure 1 Étapes de l’évaluation des impacts, facteurs de caractérisation (FC) et unités pour la catégorie de dommages « santé humaine » au sein de la méthode Impact 2002+.Figure 1. Stages of impact assessment, characterization factors (CF) and units for the human health damage category in the Impact 2002+ method.HDFi : human damage factor pour la substance i ; HDFréf : human damage factor pour la substance de référence pour la catégorie intermédiaire ; HTPi : potentiel de toxicité humaine pour la substance i ; DALY : disability adjusted life years.HDFi: Human damage factor for substance i; HDFref: Human damage factor for the reference substance for the midpoint category; HTPi: Human toxicity potential for substance i; DALY: Disability-adjusted life years.

Figure 2 Structure générale de la méthode Impact 2002+ : les émissions et leurs contributions aux différentes catégories dans la méthode Impact 2002+.Figure 2. General structure of the IMPACT 2002+ method: emissions and their contributions to the different categories in the Impact 2002+ method.Les flèches en pointillés représentent des voies d’impacts incertaines entre catégories d’impacts et dommages. Au sein de la catégorie de dommages « santé humaine », on trouve 5 catégories intermédiaires : toxicité humaine (effets cancérogènes et non cancérogènes), effets respiratoires, radiations ionisantes, destruction de la couche d’ozone et formation de photo-oxydants.Dotted arrows represent the pathways of uncertain impacts between the impact and damage categories. The human health damage category contains 5 midpoint categories: human toxicity (carcinogenic and noncarcinogenic effects), respiratory effects, ionizing radiation, destruction of the ozone layer and photochemical oxidation.

Figure 3 Équation du calcul du score de dommages « santé humaine » en analyse de cycle de vie (ACV).Figure 3. Equation for calculating the human health damage score in Life cycle analysis (LCA).

Figure 4 Détermination de la pente βED10.Figure 4. Determination of the slope βED10.Les concepteurs de la méthode Impact 2002+ ont fait l’hypothèse d’une linéarité de la réponse de l’organisme aux faibles doses. Ainsi, la vraisemblance de l’effet pour la catégorie toxicité humaine est estimée en utilisant un « facteur pente », βED10, obtenu à partir de la dose de référence ED10. Cette valeur (ED10) correspond à la dose induisant une réponse de 10 % au-dessus du bruit de fond. C’est la courbe correspondant à l’estimateur du maximum de vraisemblance (courbe centrale) qui est utilisée pour déterminer la pente. Une extrapolation linéaire à partir de cette ED10 est effectuée pour obtenir la pente. Cette démarche est moins protectrice que l’utilisation de la benchMark dose (BM10) qui est basée sur la limite supérieure de l’intervalle de confiance. Ainsi, la relation dose-réponse est caractérisée par la pente βED10, qui est interprétée comme étant l’excès de risque associé à l’exposition d’un individu à une unité de dose d’une substance donnée par rapport à un individu non exposé. De plus, cette approche présente l’avantage de prendre en compte l’ensemble des données disponibles pour la construction de la relation dose-réponse.The designers of the Impact 2002+ method hypothesized that the response of the organism to low doses was linear. Accordingly, the likelihood of an effect for the human toxicity category is estimated by using a “slope factor,” βED10, obtained from the ED10 reference dose. This value (ED10) corresponds to the dose inducing a response of 10% above the background level. The curve corresponding to the maximum likelihood estimators (central curve) is used to determine the slope, by linear extrapolation from this ED10. This procedure is less protective than the use of the BenchMark Dose (BM10), which is based on the upper limit of the confidence interval. Accordingly, the dose-response relation is characterized by the slope βED10, which is interpreted as the excess risk associated with exposure of an individual to one dose unit of a given substance compared with an unexposed individual. This approach has the advantage of taking into account all of the available data to construct the dose-response relation.

Figure 5 Résultats « catégorie dommage santé humaine », . exprimés en DALY.Figure 5. Results for the “human health damage category” expressed in DALY.DALY : disability adjusted life year.Les résultats des dioxines, du S0₂, du N0₂ et des particules sont nettement supérieurs aux autres. Pour la dioxine, ce score élevé est lié à une erreur dans la base de données d’inventaire utilisée.The results for dioxins, S0₂, N0₂ and particles are clearly higher than the others. For dioxin, this high score is due to an error in the inventory database used.

Figure 6 Score ACV pour la catégorie « toxicité humaine, effets cancérigènes ».Figure 6. LCA score for the category “human toxicity, carcinogenic effects”.ACV : analyse de cycle de vie.Données d’inventaire ECOINVENT. Les résultats pour les substances sont exprimés en Kg éq de chloréthylène (kg éq C2H3Cl). Le résultat des dioxines étant nettement supérieur aux autres, leur score de 4,2 E-2 n’apparaît pas sur le graphique pour une meilleure lisibilité.LCA: life cycle analysis.Data from ECOINVENT inventory. Results for the substances are expressed in Kgeq of trichloroethylene (Kgeq C2H3Cl). Because the result for dioxins was clearly higher than the others, their score of 4.2 E-2 is omitted from the figure to improve its legibility.

Figure 7 Score ACV pour la catégorie intermédiaire « effets respiratoires ».Figure 7. LCA score for the midpoint category “respiratory effects”.ACV : analyse de cycle de vie ; les résultats sont exprimés en Kg éq PM_2,5.LCA: life cycle analysis; results are expressed in Kgeq PM_2.5.

Figure 8 Score ACV pour la catégorie intermédiaire « toxicité humaine, effets non cancérigènes ».Figure 8. LCA score for the midpoint category “human toxicity, noncarcinogenic effects”.ACV : analyse de cycle de vie. Les résultats pour les substances sont exprimés en kg éq de chloréthylène (kg éq C2H3Cl). Le résultat des dioxines étant nettement supérieur aux autres, son score de 2,1 E-1 n’apparaît pas sur le graphique pour une meilleure lisibilité.LCA: life cycle analysis. The results for the substances are expressed in Kgeq of trichloroethylene (Kgeq C2H3Cl). Because the result for dioxins was clearly higher than the others, its score of 2.1 E-1 is omitted from the figure to improve its legibility.