Analyse de cycle de vie et analyse de flux : deux lectures du même système
Une scierie, ses grumes, son électricité, ses sciages et ses connexes : l'ACV et l'AFM décrivent exactement les mêmes objets. Elles ne posent pas la même question, et deux différences expliquent presque tout ce qui les sépare : l'allocation, et la frontière qu'on trace autour du système. C'est sur ces deux différences que le projet WooDyn construit le pont.
Ce qu'elles ont en commun
Les deux méthodes reposent sur la même structure : des procédés reliés par des flux, et la conservation de la matière et de l'énergie à chaque procédé. L'ACV appelle cela des processus et des flux intermédiaires ; l'AFM, des nœuds et des flux. Le squelette est le même, au point qu'un inventaire de cycle de vie et un diagramme de Sankey peuvent se lire l'un dans l'autre, terme à terme.
| En ACV | En AFM | Ce que c'est |
|---|---|---|
| Processus | Procédé, nœud de transformation | Une opération qui consomme et produit |
| Flux intermédiaire | Flux entre deux nœuds | Une matière ou une énergie qui passe d'un procédé à un autre |
| Flux élémentaire | Flux vers l'extérieur du système | Un échange avec l'environnement : émission, prélèvement |
| Système de premier-plan | Le périmètre de l'étude | Ce sur quoi on a une influence directe, et des données propres |
| Système d'arrière-plan | Coefficients importés | Ce qu'on prend dans une base sans le mesurer soi-même |
La correspondance va plus loin qu'un vocabulaire : avant de calculer le moindre impact, l'ACV construit un réseau de flux. C'est sa partie « AFM ».
L'inventaire, ou la partie « AFM » de l'ACV
Une ACV se fait en deux temps. Le second, le plus connu, convertit des émissions en impacts (des kilogrammes de CO₂ en réchauffement, par exemple). Mais le premier construit l'inventaire de cycle de vie (ICV) : la liste quantifiée de ce que le système prélève et rejette dans l'environnement pour fournir l'unité fonctionnelle. Pour l'établir, il faut d'abord mettre à l'échelle tout le réseau de procédés qui y concourent, et ce réseau de flux de matières et d'énergie est exactement l'objet de l'AFM. L'inventaire en est le bilan aux frontières ; ce qui diffère, c'est la manière de construire le réseau.
Chaque procédé de la base est décrit pour une unité de son produit. La scierie, pour 1 m³ de sciage, consomme 1,64 m³ de grumes, 19,7 kWh d'électricité et 35 MJ de diesel : ce sont ses coefficients techniques. Pour livrer 1 000 m³ de sciage, il faut faire tourner la scierie mille fois : c'est son facteur d'échelle, le scaling factor. Elle réclame alors 1 640 m³ de grumes, que la sylviculture doit fournir : facteur d'échelle 1 640 pour elle. Et ainsi de suite en remontant l'amont, procédé par procédé, jusqu'à la centrale électrique et la raffinerie.
| Procédé | Pour une unité de son produit | Facteur d'échelle | Dans l'inventaire |
|---|---|---|---|
| Scierie | 1 m³ de sciage ← 1,64 m³ de grumes, 19,7 kWh | × 1 000 | 1 640 m³ de grumes, 19 700 kWh |
| Sylviculture | 1 m³ de grumes ← surface, diesel, plants… | × 1 640 | la forêt et les engins pour 1 640 m³ |
| Production d'électricité | 1 kWh ← combustibles, réseau… | × 19 700 | ce que 19 700 kWh coûtent en amont |
Pour 1 000 m³ de sciage livrés. Les coefficients de la scierie sont ceux lus dans ecoinvent 3.11 ; les autres lignes sont indicatives.
En pratique, on ne remonte pas l'amont à la main. On écrit la matrice technologique (une colonne par procédé, une ligne par produit, positif quand le procédé le produit, négatif quand il le consomme) et on résout un système linéaire : la demande d'un côté, les facteurs d'échelle de l'autre. Les flux élémentaires de l'inventaire en découlent, chaque procédé rejetant en proportion de son facteur d'échelle ; les impacts suivent par les facteurs de caractérisation. C'est ce que fait un outil comme Brightway sur une base de vingt mille procédés.
Et c'est ici que se joue tout le rapprochement. Ce système est carré : autant d'équations que d'inconnues, une solution et une seule. Rien n'est mesuré à l'échelle du système : les coefficients de chaque colonne sont supposés justes, et l'inventaire en découle par le calcul. Il n'y a pas de place pour une donnée redondante, donc pas de contradiction possible, donc rien à réconcilier. Là où l'AFM demande « mes mesures sont-elles cohérentes entre elles ? », l'ACV répond « l'inventaire est cohérent par construction ». C'est sa force, puisque tout se calcule sur une base entière, et c'est sa limite : aucune mesure de terrain ne peut le contredire.
Une brique MFASankey est précisément une colonne de cette matrice : ses ports sont les lignes, ses coefficients les valeurs, son niveau d'activité est le facteur d'échelle. Ce qui change, c'est que le niveau d'activité n'est pas obtenu par inversion mais par réconciliation avec les mesures, et que les coefficients eux-mêmes sont des données incertaines, que le terrain peut faire bouger. Un inventaire réconcilié plutôt que déclaré.
Reste une condition pour que la matrice s'inverse : une colonne par produit. Un procédé qui en fabrique quatre ne tient pas dans une colonne. C'est exactement ce que l'allocation fabrique.
Première différence : allouée, ou non allouée
L'ACV est normée pour répondre à une question par produit : quel est l'impact d'un mètre cube de sciage, sur tout son cycle de vie ? Le résultat doit être un nombre attribuable à ce produit-là, comparable à celui d'un autre produit.
Or une scierie ne produit pas « du sciage ». Elle produit du sciage et des dosses et de la sciure et de l'écorce, en une seule opération, avec une seule grume en entrée et une seule consommation d'électricité. On ne peut pas produire du sciage sans produire de la sciure. Alors si l'on veut dire « 1 m³ de sciage émet X kg de CO₂ », il faut décider quelle part de la grume et de l'électricité revient au sciage, et quelle part revient aux connexes. Cette répartition est l'allocation. Elle ne se mesure pas : c'est une convention. Au prix, à la masse, au volume, au contenu énergétique, ou par substitution. Chaque règle donne un résultat différent, parfois du simple au double.
Pourquoi les bases sont livrées allouées
Parce qu'elles doivent être utilisables telles quelles. Un praticien qui fait l'ACV d'une maison veut prendre « 1 m³ de sciage résineux » dans la base comme on prend un ingrédient. Si la base livrait des procédés multi-produits, chacun referait l'allocation à sa manière et plus aucune étude ne serait comparable. Ecoinvent applique donc une règle, systématiquement, et publie le résultat : c'est ce qu'on appelle un modèle de système : cut-off, APOS et conséquentiel sont trois politiques d'allocation, donc trois versions de la même base. Et c'est ce qui donne à la matrice technologique sa colonne par produit, donc son inverse. Les données non allouées existent bien : elles sont la matière première dont ces trois versions sont dérivées. Elles sont simplement inhabituelles à utiliser.
Ce que l'AFM en fait
L'AFM ne pose pas la question par produit. Elle demande : combien de bois entre dans cette scierie, combien en sort, sous quelles formes, et est-ce que ça s'équilibre ? Son objet est la machine entière, avec toutes ses sorties, exactement ce que l'allocation détruit. Et là où l'ACV doit trancher par une règle, l'AFM peut faire mieux : réconcilier. Sur le sciage résineux, les données de terrain de Savoie donnent 0,80 tonne de matière sèche de bois rond par mètre cube de sciage ; ecoinvent en donne 0,72. Un désaccord de 11 %, que la réconciliation arbitre à 1,2 écart-type de chaque côté au lieu de l'ignorer. Pour cela, il faut le procédé entier, donc la base non allouée.
Seconde différence : un produit, ou un système
L'ACV normative trace la frontière du système autour d'un objectif : produire le produit. Tout ce qui sert cet objectif est dedans, en premier-plan avec des données propres ou en arrière-plan pris dans une base ; tout le reste est dehors. C'est ce qui rend l'ACV comparable et normalisable. C'est aussi, comme le rappelle Anne Ventura, une modélisation sous-utilisée au regard de la théorie des systèmes dont elle est issue : sans boucles de rétroaction, sans niveaux d'organisation, sans acteurs.
Alexis Boutin le montre par un exemple. Bernard veut chauffer sa maison aux granulés : le marché absorbe sa demande, rien ne change autour, l'ACV du produit répond juste. Un promoteur veut chauffer cent logements : la capacité de production est atteinte, un nouveau procédé apparaît, le prix bouge, d'autres usages du bois sont déplacés. Le changement n'est plus marginal, il est massif, et l'ACV d'un produit, qui suppose des ressources et des capacités sans limite, n'est plus adaptée. La question « quand un changement marginal devient-il massif ? » n'a pas de réponse à l'échelle du produit : elle se pose à l'échelle du système.
L'AFM est systémique par construction : elle décrit une filière entière, avec un bilan à chaque nœud, une ressource qui ne se multiplie pas sur commande, et des usages qui se disputent la même matière. Quand la demande de sciage double, elle montre d'où viennent les grumes en plus, ou qu'elles n'existent pas. C'est précisément la question que l'ACV de transition cherche à poser : territoriale, multifonctionnelle, capable d'évaluer des changements massifs plutôt qu'un produit à la fois.
| ACV d'un produit | AFM | ACV de transition | |
|---|---|---|---|
| La question | Quel impact pour ce produit ? | Où va la matière, et le bilan boucle-t-il ? | Que deviennent les impacts si la filière change ? |
| L'objet | Une unité de produit | Une filière, un territoire | Une filière et ses scénarios |
| La frontière | Ce qui sert à produire le produit | Le périmètre de l'étude, tous procédés reliés | Le système, premier-plan et arrière-plan |
| Les procédés multi-produits | Alloués, par convention | Entiers, réconciliés | Entiers, depuis la base non allouée |
| Un changement massif | Invisible : capacités supposées sans limite | Visible : la ressource contraint | Évalué : c'est son objet |
| Ce qu'elle rend | Des impacts par unité | Des flux et des stocks cohérents | Des impacts d'une trajectoire |
Le pont, dans WooDyn
Le projet WooDyn (ADEME, coordonné par l'Université Gustave Eiffel avec Inria, le CSTB, le FCBA et TerriFlux) fait exactement ce que ces deux différences appellent : partir de la base non allouée pour retrouver les procédés entiers, les assembler en système à l'échelle de la filière, et laisser les données de terrain arbitrer là où l'ACV ne pouvait que convenir. La méthode a été arrêtée en commun lors des ateliers du projet, en cinq étapes :
- l'AFM fournit les noms de produits, à sa granularité ;
- une table de correspondance les relie aux flux intermédiaires de la base ACV ;
- on extrait de la base non allouée le graphe des procédés concernés ;
- on retire les processus de marché, remplacés par les nœuds produits de l'AFM : c'est l'« unité de transformation », sans marché interne ;
- on fusionne les procédés en une brique à la granularité de l'AFM, et on réconcilie : le premier-plan est ajusté, l'arrière-plan et les flux élémentaires sont transportés tels quels vers le calcul d'impacts.
Dans MFASankey, chaque procédé d'un diagramme est déjà une brique réutilisable, un Sankey unitaire avec ses ports, ses coefficients et son niveau d'activité. Une brique venue d'ecoinvent et une brique mesurée sur le terrain se réconcilient dans le même modèle, et repartent ensemble vers Brightway, le cadre open source de référence pour le calcul d'impacts. Sur le pilote sciage, c'est ce qui a permis d'arbitrer le désaccord de 11 % entre la base et le terrain au lieu de choisir un camp.
La lecture des bases ACV (index, graphe de procédés, export vers Brightway) est une bibliothèque à part, MFASankeyLCA, publiée sous licence MIT comme livrable du projet. Elle ne contient aucune donnée ecoinvent : elle lit l'archive de son utilisateur, sous sa propre licence.
Pour aller plus loin
- Ventura A. (2022). Transition life cycle assessment: a new method to face ecological transition, l'article fondateur de l'ACV de transition, et de l'ACV vue comme une famille méthodologique qui n'est pas réservée aux produits. Frontiers in Sustainability.
- Ventura A., Courtonne J.-Y., Alapetite J. et al. (2025). Le projet WooDyn : couplage dynamique entre Analyse de Cycle de Vie et Analyse Flux Matière pour la filière française forêt-bois. GDR Bois.
- Les deux présentations dont cette page est issue, données aux ateliers WooDyn du 20 novembre 2025 : Alexis Boutin (ESB, Université Gustave Eiffel, ADEME), Le problème de l'allocation en ACV ; Anne Ventura (Université Gustave Eiffel), Repenser les systèmes socio-techniques et leur futur : que peuvent les approches cycle de vie ?
- Comment le solveur arbitre un désaccord entre deux sources : la réconciliation, cas par cas.