Qu'est-ce que l'analyse des flux de matières (MFA) ?
La comptabilité systématique des mouvements et des stocks de divers matériaux au cours d'une période donnée dans une zone est rendue possible par l'AFM. La définition de « matériaux » est complète, incluant les constituants chimiques individuels, les composés et les produits manufacturés. L'aluminium, l'acier, le cuivre et l'uranium sont quelques-uns des matériaux souvent étudiés dans le cadre d'un programme d'AFM. Le concept d'équilibrage de masse, développé à partir de la loi de conservation de la masse, est le fondement de l'AFM. Cela implique que les entrées et les sorties de matériaux, avec toutes pertes ou stocks, doivent être équilibrées (c'est-à-dire accumulation). L'AFM peut couvrir le cycle de vie d'un matériau, y compris l'exploitation minière, l'utilisation industrielle et la gestion des déchets. L'AFM est appropriée pour la recherche sur la pénurie de ressources car elle prend en compte à la fois les stocks et les flux de matériaux en plus des flux de matériaux. En règle générale, les flux de matériaux sont surveillés pendant des années, ce qui permet d'étudier les tendances à long terme de l'utilisation des matériaux. L'AFM peut également calculer la productivité des ressources d'une économie. Cependant, il n'est pas approprié de considérer des systèmes de production uniques.
L'analyse des flux de matières (MFA)
L'AMF évalue donc le flux de matières et de biens dans un système de production ou de distribution. Elle peut aider à identifier les domaines dans lesquels des améliorations peuvent être apportées pour optimiser le flux de matières et de biens, améliorer l'efficacité et réduire les coûts.
L'objectif de l'AFM est d'examiner les flux et les stocks de tout système basé sur les matériaux ; l'AFM est un instrument approprié. Elle fournit des informations sur le comportement du système. L'intégration avec d'autres domaines tels que les flux d'énergie, l'analyse économique et l'analyse orientée vers le consommateur facilite la gestion d'un système anthropique. Les objectifs de l'AFM sont les suivants :
L'évaluation du mouvement des matériaux et des biens dans un système de fabrication ou de distribution est considérée comme l'objectif principal d'une étude MFA. Elle permet de trouver des endroits où le flux de matériaux et d'intérêts peut être optimisé, ce qui conduit finalement à une plus grande efficacité et à des coûts réduits.
Un exemple de modèle d'analyse des flux de matières (MFA)
L'AMF est fréquemment utilisée avec d'autres méthodes analytiques telles que la cartographie des processus et l'analyse de la valeur pour comprendre plus en profondeur un système de production ou de distribution. L'utilisation d'une AMF dépend des besoins de l'organisation ; l'AMF peut être appliquée de plusieurs manières. Voici quelques applications typiques de l'AMF :
- Localiser les inefficacités et les gaspillages dans une chaîne de production ou de distribution.
- Améliorer les opérations d’une installation de production ou d’un entrepôt.
- Améliorer la circulation des fournitures et des produits à travers une chaîne d’approvisionnement.
- Évaluer les effets de la production et de la manutention des matériaux sur l’environnement.
L’importance de l’AMF
L'AMF est un outil important dans la mesure où elle peut aider les entreprises à accroître l'efficacité de leurs réseaux de production et de distribution. Elle peut permettre de réaliser des économies et de réduire l'impact environnemental de la manutention et de la production.
L'AMF est un outil commercial qui permet d'améliorer les performances d'une organisation en améliorant le flux de matériaux. Il est également utilisé pour localiser et résoudre les goulots d'étranglement liés à la production. L'objectif de l'AMF est d'accroître l'efficacité du processus de fabrication, ce qui permet d'améliorer les résultats de l'entreprise. En tant que stratégie basée sur les données, elle dépend de données précises concernant le flux de matériaux. À différentes étapes du processus de production, des inventaires des matériaux sont effectués pour recueillir ces données. L'AMF est utilisée pour développer un modèle du processus de fabrication. Pour localiser et résoudre les goulots d'étranglement du processus de production, utilisez cette approche.
Comprendre le système d'analyse des flux de matériaux et ses principales définitions
Un exemple de modèle d'analyse des flux de matières (MFA)
L'évaluation systématique des flux et des stocks de matières au sein d'un système caractérisé dans l'espace et le temps est connue sous le nom d'AMF. Elle relie les sources, les voies et les puits intermédiaires et ultimes d'une matière. Un bilan matière simple peut gérer les résultats d'une AMF qui compare toutes les entrées, les stocks et les sorties d'un processus en raison de la règle de la conservation de la matière.
Cette approche est intéressante en tant qu’outil d’aide à la décision dans la gestion des ressources, la gestion des déchets et la gestion de l’environnement en raison de cette caractéristique distinctive de l’AFM. Une AFM fournit des informations sur tous les flux et stocks d’un matériau particulier au sein d’un système complet et cohérent. Le flux de déchets et les charges environnementales peuvent être observés et leurs origines peuvent être trouvées en équilibrant les entrées et les sorties. La détection précoce de l’épuisement ou de l’accumulation des stocks de matériaux permet de mettre en œuvre des actions préventives ou d’encourager une plus grande expansion et une utilisation future. Et des ajustements infimes qui ne sont pas visibles à court terme mais qui pourraient progressivement causer des dommages à long terme apparaissent également. Les systèmes anthropiques ne se limitent pas aux mouvements et aux stocks de matériaux. Si l’anthroposphère doit être gérée de manière responsable, elle doit tenir compte des défis énergétiques, spatiaux, informationnels et socioéconomiques. L’AFM peut être mise en œuvre sans tenir compte de ces éléments.
Néanmoins, ces considérations supplémentaires sont nécessaires dans la plupart des cas pour comprendre et utiliser les résultats de l'AFM. L'AFM est généralement combinée à des analyses économiques, d'urbanisme et d'autres sujets pertinents. Pour l'examen des systèmes anthropiques, un langage commun est nécessaire. Cette similitude facilite la comparaison des résultats de plusieurs AFM de manière visible et reproductible. Ce manuel définit le vocabulaire et les processus d'analyse, de description et de modélisation des systèmes de flux de matières, permettant une comptabilité complète, reproductible et transparente de tous les flux et stocks de matières à l'intérieur d'un système.
Le terme « matière » désigne à la fois les choses et les substances. Selon la définition de la chimie, une substance est une matière unique constituée d’unités uniformes. La matière est un élément si les éléments constitutifs sont des atomes, comme le carbone ou le fer, ou un composé chimique si les éléments constitutifs sont des molécules, comme le dioxyde de carbone ou le chlorure de fer. Les substances ou combinaisons de substances sont considérées comme des biens lorsque les marchés leur attribuent une valeur économique. Cette valeur peut être positive (par exemple, un véhicule, de l’essence ou du bois) ou négative (déchets solides municipaux, boues d’épuration). Le terme « biens » est généralement utilisé en économie pour désigner des éléments immatériels comme l’énergie (comme l’électricité), les services et les informations. Cependant, dans la terminologie de l’AFM, le mot « biens » désigne exclusivement des objets tangibles. Mais lorsque l’AFM est utilisée, par exemple, pour émettre des jugements sur la conservation des ressources, la relation entre les biens définis par l’AFM et d’autres biens utilisés par les économistes peut être significative. Le transport, le changement ou le stockage de matériaux sont tous des processus.
Le mouvement du phosphore dissous dans une rivière est un exemple de processus de transport naturel. Il peut également s'agir d'une activité artificielle, comme le flux de gaz dans un pipeline ou la collecte des déchets. Il en va de même pour les stockages et les transformations (comme l'oxydation du dioxyde de carbone par les feux de forêt naturels par rapport aux systèmes de chauffage artificiels) (par exemple, la sédimentation naturelle par rapport à l'enfouissement artificiel). Les stocks ont l'unité physique du kilo et sont définis comme des réservoirs de matériaux (masse) à l'intérieur du système examiné. Un stock est un composant de processus constitué de la masse conservée dans le processus. Les stocks jouent un rôle crucial dans le métabolisme d'un système. Le temps de séjour moyen des matériaux dans le stock peut être calculé dans des circonstances stables (entrée égale sortie) en divisant la masse de matériaux dans le stock par le flux de matériaux entrant ou sortant du stock. Les stocks peuvent augmenter ou diminuer en taille en raison de l'accumulation ou de l'épuisement des matériaux. Les flux de matériaux (masse par temps) ou les flux (masse par temps et section transversale) relient les processus. Les importations et les exportations sont des flux ou des flux qui se produisent à travers les limites du système. Les matériaux entrant dans un processus sont appelés intrants, tandis que les matériaux sortants sont appelés extrants.
Un système comprend plusieurs flux de matières, stocks et processus au sein d'une limite prédéterminée. Le plus petit système comprend simplement un processus. Voici des exemples de systèmes typiques examinés par l'AFM : une région, un incinérateur municipal, une maison d'habitation, une industrie, une ferme, etc. L'espace et le temps sont utilisés pour définir les limites du système. Lorsque la limite temporelle du système est choisie, des facteurs tels que les objectifs, la disponibilité des données, la période d'équilibrage appropriée, le temps de séjour des matières dans les stocks, etc., doivent être pris en compte. Il peut comprendre des frontières physiques (région) ou des limites virtuelles (par exemple, des ménages privés, y compris des processus au service du ménage privé tels que le transport, la collecte des déchets et le réseau d'égouts).
Un exemple de modèle d'analyse des flux de matières (MFA)
Substance: Tout élément (chimique) ou composé composé d'unités univariées est une substance. Toutes les substances (telles que N, C, Cu, NH4+ et CO2) sont homogènes car elles ont chacune une constitution distincte et identique.
BIEN: Les entités économiques de matière ayant une valeur positive ou négative sont des biens (par exemple, l'eau potable, le fioul, les déchets solides, les eaux usées, respectivement).
Certains produits, comme l’air, les gaz d’échappement ou les précipitations, sont neutres en termes de valeur, ce qui signifie qu’ils n’ont aucune valeur économique.
MATÉRIEL: Le terme « matière » désigne à la fois les substances et les objets. Il englobe donc toutes les matières naturelles et celles qui ont été modifiées physiquement ou chimiquement.
PROCESSUS : Lors de l'examen de produits et de substances, ou lorsqu'il n'est pas encore évident qu'un examen sera effectué au niveau des marchandises ou des substances, le mot « matière » est employé. La transformation, le transport et le stockage de marchandises et de substances sont des processus.
STOCK: Le « stock de matières » désigne la quantité totale de matières conservées dans un processus.
Voici quelques exemples d'actions :
- Les déchets dans une installation d’incinération – les déchets frais font augmenter le stock, tandis que l’incinération fait baisser le stock
- Le bâtiment est un élément de l’infrastructure : le stock augmente lorsqu’un nouveau bâtiment est construit. Le stock diminue lorsqu’un bâtiment est démoli.
ÉCOULEMENT est le rapport de la masse par unité de temps qui passe à travers un conducteur, tel qu'une conduite d'eau. Il est possible de spécifier la division physique du débit en termes de kg/sec ou de t/an.
FLUX: est un flux par « section transversale », selon la définition. Une personne, 1 m2 Les sections transversales utilisées dans la MFA sont souvent des sections de surface ou d'entités telles qu'une maison privée ou une entreprise. Le flux peut être exprimé en unités telles que kg/(sec.m2).
SYSTÈME: Un système comprend plusieurs composants qui interagissent les uns avec les autres. Les membres d'un système sont appelés processus et flux dans l'AMF. Un schéma peut être une entreprise (comme une usine d'incinération de déchets), une région, un pays ou une maison individuelle.
Chaque produit d'un système MFA peut être reconnu avec précision via une procédure originale et une procédure cible.
LIMITE DU SYSTÈME : Les limites du système sont définies dans le temps et dans l'espace (limites temporelles et spatiales du système). Pour les systèmes anthropiques tels qu'une entreprise, une ville ou un pays, des périodes d'un an sont souvent utilisées comme limite temporelle en raison de la disponibilité des données. La région géographique où se situent les processus détermine généralement les limites du système spatial.
Les importations sont des flux entrants dans un système, tandis que les exportations sont des mouvements sortant d’un système.
Qu'est-ce que l'analyse du flux de substances (SFA) ?
Lorsqu'une substance unique est au centre de l'attention, l'AFM, également appelée AFS, est une évaluation méthodique de l'état et des changements des flux et des stocks de matières au sein d'un système spécifié dans l'espace et le temps. L'AFM relie les sources, les voies, les puits intermédiaires et les puits finaux d'une matière. Les résultats d'une AFM peuvent être gérés par un simple bilan massique qui met en contraste toutes les entrées, les stocks et les sorties d'un processus en raison de la loi de conservation de la matière. L'approche est attrayante comme outil d'aide à la décision dans la gestion des ressources, la gestion des déchets, la gestion de l'environnement et l'évaluation des politiques en raison de cette caractéristique distinctive de l'AFM.
Cependant, la SFA est un sous-type particulier de MFA qui se concentre sur les éléments chimiques ou les molécules. L'objectif principal de la plupart des études SFA est d'offrir des connaissances pour la gestion stratégique régionale ou nationale des substances chimiques. La SFA peut surveiller la contamination environnementale au fil du temps dans une zone particulière. Les émissions de pollution provenant de diverses sources dans l'air, l'eau et le sol d'une zone spécifique. Cependant, la ligne de démarcation entre MFA et SFA est souvent floue et les deux expressions sont parfois interchangeables.
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