611 - Contribution de la recherche à la transition vers l’économie circulaire

À l’échelle planétaire, des quantités colossales de rejets sont générées chaque année au cours de la production des aliments d'origine végétale. Ces rejets présentent des défis importants sur le plan environnemental et socioéconomique. Ainsi, la valorisation de ces rejets alimentaires pourrait constituer une opportunité pour une économie circulaire durable. En effet, les résidus issus des chaines de valeurs des plantes végétales sont une bonne source de fibres alimentaires, qui sont d’excellentes matières premières pour la production d’aliments fonctionnels à haute valeur ajoutée. Cependant, la forte teneur en humidité des résidus végétaux frais limite leur durée de conservation et augmente les coûts de transport. La déshydratation est donc une étape indispensable dans le traitement de ces résidus végétaux. Or, lors de la déshydratation des fibres, il se produit un phénomène indésirable connu sous le nom d’hornification. Les conséquences de celui-ci sont : (i) la détérioration des propriétés physicochimiques, nutritionnelle et technologiques des fibres, (ii) la qualité médiocre des produits finaux et (iii) les pertes financières pour l'industrie alimentaire. Cette contribution vise à résumer l'état des connaissances sur l’hornification et de ses mécanismes ainsi que certaines stratégies prometteuses pour l’atténuer. Les retombées socioéconomiques de la valorisation des rejets végétaux dans le contexte d’une économie circulaire seront aussi abordées.

Après l’abattage d’un porc, le volume de sang collecté représente 3 litres. Au Québec, cela représente un volume annuel de 21 millions de litres et au pays, environ 68 millions de litres. Il s’agit d’un liquide organique très abondant, important à valoriser. Il se compose du plasma et du cruor. Ce dernier, contenant les globules rouges constitués d’hémoglobine (hgb), possède une concentration élevée en protéines. Suite à une hydrolyse enzymatique, des peptides bioactifs peuvent être obtenus. Peu d’études ont été effectuées sur les peptides issus de l’hgb porcine. Cependant, un peptide nommé la Néokyotorphine (NKT) a été souligné pour ses activités antimicrobiennes et antioxydantes puissantes. Des hydrolysats ont donc été produits avec la pepsine porcine, dans les conditions favorisant l’obtention de la NKT, puis ont été étudiés colorés et décolorés. Les activités antibactériennes et antifongiques ont été évaluées. L’étude a confirmé l’importance du temps d’hydrolyse et les conséquences de la décoloration sur la population peptidique obtenue. Des activités antifongiques ont été démontrées pour la première fois et de nouvelles séquences peptidiques ont été identifiées. Ultérieurement, les hydrolysats vont être fractionnés de manière à purifier certains peptides. L’objectif global est la production de nouveaux ingrédients actifs à partir du sang, applicables en conservation des viandes. Le sang porcin pourrait alors faire son entrer dans une économie circulaire.

Plus de 55 millions de litres de sang bovin sont générés au Canada chaque année par les abattoirs et seulement 30% de ce volume est utilisé. Le sang bovin est donc un sous-produit problématique pour l’industrie de la viande. Cependant, le sang contient de l'hémoglobine (Hg), une protéine présente en grande quantité, qui possède un potentiel antimicrobien important après hydrolyse enzymatique. Par contre, la production de ces hydrolysats antimicrobiens nécessite plusieurs étapes de production et l’ajout d’agents chimiques. Deux procédés ont été testés afin d’améliorer la production de ces peptides antimicrobiens en exacerbant les bioactivités, en éliminant l’utilisation d’agents chimiques et/ou diminuant le nombre d’étapes de production ; l’électrodialyse avec membrane de filtration (ÉDMF) et l'électrodialyse avec membrane bipolaire (ÉDMB). Grâce à ces procédés des fractions antibactériennes, antifongiques et antioxydantes ont été obtenues. Une fraction a même permis, sur de la viande hachée, une inhibition de la croissance microbienne et des capacités antioxydantes équivalentes au BHT (additif chimique couramment utilisé) au cours d’un entreposage de 14 jours. Ces nouveaux procédés s'inscrivent donc parfaitement dans le concept d'économie circulaire où grâce à eux l'Hg, déchet des abattoirs, devient la source de peptides antimicrobiens naturels utilisables en remplacement des additifs chimiques dans l’industrie de la viande pour augmenter la durée de vie des produits carnés.

La caséine est une protéine d’un grand intérêt en industrie alimentaire en raison de sa valeur nutritionnelle élevée et de ses nombreuses propriétés fonctionnelles. L’EDBM-UF est une technologie hybride récemment développée comme alternative à l'acidification chimique pour la production de caséines et de caséinates. Bien que cette technologie présente de nombreux avantages, les propriétés fonctionnelles des ingrédients produits jamais été étudiées. Dans cette étude, les propriétés fonctionnelles et la composition de la caséine et du caséinate obtenus par acidification chimique et par méthode EDBM-UF à partir de lait d'hiver et d'été ont été analysées et comparées. Les résultats obtenus ont démontré que la méthode EDBM- UF génère des caséines et caséinates d’une pureté et d’une fonctionnalité supérieure. En effet, la teneur en protéines de ces ingrédients est supérieure alors que la teneur en lactose est inférieure. De plus, la capacité moussante et la stabilité de la mousse des caséines et caséinates est supérieure alors que l’hygroscopicité des caséines est inférieure. Concernant l’impact des saisons, il a été démontré que la caséine produite à partir de lait d'hiver possèdent une meilleure rétention d'eau et une hygroscopicité moindre. Par conséquent, ces résultats permettent de conclure que le procédé EDBM-UF pourrait être une alternative plus éco- efficiente à l'acidification chimique.

La construction en terre crue et en torchis favorise l’économie circulaire, du fait de la capacité de pouvoir recycler les résidus en torchis ou en terre en fin de cycle de vie du bâtiment. Le torchis est un matériau formulé avec de la terre argileuse et des fibres végétales, c’est un matériau géosourcé neutre en carbone. Compte tenu de la lutte contre les émissions de GES, les recherches se concentrent plus vers les matériaux géosourcés et naturels à faibles émissions de CO2. Cependant, le manque de références scientifiques sur le comportement hygrothermique fait que ces matériaux sont peu ou pas utilisés dans le domaine de la construction moderne, notamment le torchis qui est en voie de disparition, mais qui a un long héritage. Le torchis produit pour cette étude a une masse volumique comprise entre 1500 et 1800 kg/m3, une conductivité thermique comprise entre 0,16 et 0,2 W.m-1.K-1 pour les mélanges de fibres de 3 % à 6 % avec une capacité thermique massique de 830 à 1003 J.kg-1.K-1. Cette étude a pour objectif d’évaluer la performance hygrothermique des matériaux en torchis pour la construction en bois/torchis. Les caractérisations des argiles et des fibres ont été effectuées avant la production du torchis. Ensuite les propriétés hygrothermiques du torchis ont été mesurées. Les valeurs des mesures seront utilisées pour alimenter le modèle de simulation numérique.

Chaque année, des centaines de milliers de peaux issues de l’élevage et de la chasse sont enfouies causant de graves conséquences pour l’environnement de notre planète Terre. Ce gaspillage fait déborder les sites d’enfouissement, contribue à augmenter les prix de la viande et rend le Canada dépendant des importations pour les produits de la fourrure et du cuir (Institut de la statistique du Québec, 2021). L’application des principes de l’économie circulaire, proposant des stratégies et des modèles d’affaires visant à réduire et optimiser les ressources naturelles à toutes les étapes du cycle de vie d’un bien ou d’un service, est une voie prometteuse (Institut EDDEC, 2018). Écofaune boréale, premier centre de recherche sur la fourrure et le cuir au Canada, s’intéresse à cette problématique en réponse à une demande de l’industrie. Cette communication a pour objectif de montrer comment la réutilisation de « gisements » de matières résiduelles favorise le développement de sous-produits novateurs et respectueux des procédés écoresponsables de tannage. Trois projets de recherche appliquée sur les peaux issues de l'orignal, du saumon et du mouton vont être présentés pour appuyer la démonstration. Au-delà de la valorisation des peaux, l’analyse macro des chaines de valeurs de la filière animale souligne différentes opportunités d’amélioration et de recherche qui feront l’objet de la discussion.

Dans l’industrie de la transformation du placage, le procédé de fabrication entraine des pertes importantes de matière lors de la mise à dimension, principalement au délignage pour la mise en largeur, mais aussi à l’éboutage pour la mise en longueur. Ces résidus représentent de 20% à 40% du volume de matière brute. Présentement, les résidus sont souvent mélangés et envoyés au site régional d’enfouissement. Dans un projet d’économie circulaire, une équipe multidisciplinaire d’environ 25 personnes provenant de différents milieux complémentaires, dont Inovem a fait partie, a effectué un exercice de remue-méninge pour faire émerger des idées de produits à valeur ajoutée dans lesquels ces résidus pourraient être revalorisés. L’exercice de remue-méninge a permis de générer près d’une centaine d’idées de produits en vrac. Par la suite, 2 organismes de la région ont développé chacun un produit de cette liste et Inovem a travaillé au prototypage de 10 autres produits. La présentation résume le contexte du projet, l’équipe derrière la génération d’idée ainsi que 12 produits émanant de ces travaux.

Caractérisée par un cycle rapide des tendances et une production accélérée des vêtements, la mode rapide (fast fashion) est une forme d’obsolescence programmée : la vie utile des articles est diminuée et le besoin de nouveaux produits augmente. Cette communication se penche sur ce phénomène et, particulièrement, sur la génération d’invendus. Les politiques publiques démontrent un fort potentiel pour l’adoption de stratégies circulaires. Nous posons donc la question : quel serait l’impact de politiques publiques sur la production de la mode et la génération d’invendus ? Dans ce modèle théorique, un monopoleur choisit la taille de sa collection, ainsi que la quantité qui sera vendue à prix régulier et en solde à la fin de la saison. Nous travaillons avec l’hypothèse que les consommateurs sont sensibles à la nouveauté (donc peuvent payer plus pour un produit en début de saison) et que le renouvellement fréquent des collections attire plus de consommateurs. À ce modèle s’ajoute une série de politiques publiques, notamment une taxe sur le traitement des invendus et une responsabilité élargie des producteurs. La question de la mode rapide étant très peu traitée dans la littérature, nous anticipons voir émerger certains effets indésirables dans l’application de politiques pourtant traditionnelles. L’objectif de ce papier est de proposer des politiques publiques qui tiendront compte des phénomènes particuliers sous-jacents à cette industrie.

Au Québec, le système de production de vêtements prend la forme d’un modèle dit linéaire: Extraire – Transformer – Distribuer – Consommer – Jeter. Ce système linéaire encourage (i) la surconsommation et (ii) le gaspillage – les déchets – l’enfouissement de vêtements en fin de vie. Il est à noter qu’à la croissance massive et exponentielle de déchets textiles s’ajoute la quasi-absence de leur revalorisation; c’est-à-dire très peu de déchets sont recyclés. Face à cette situation, l’équipe de Vestechpro, en collaboration avec Renaissance Montréal, a entamé une démarche basée sur la hiérarchie 3RVE de l’économie circulaire. Dans ce projet, des solutions, axées principalement sur la Réduction à la source, le Réemploi et le Recyclage, sont proposées afin de réduire la quantité de déchets textiles enfouis au Québec. Le projet commence par le développement d’un guide de consommation responsable du vêtement incluant (i) un aperçu sur la consommation de textiles au Québec, (ii) un exemple d’analyse de cycle de vie d’un vêtement, (iii) une analyse du marché de vêtements de seconde main et (iv) des initiatives de sensibilisation des consommateurs. La démarche s’appuiera également sur des activités de R&D liées au recyclage mécanique à l’aide de la défibreuse de Vestechpro. Ces activités de recyclage comprennent (i) une étude exhaustive de gisements textiles, (ii) des tests de transformation mécanique des étoffes en fibres et (iii) la création subséquente de nouveaux débouchés recyclés.

La transition vers une économie circulaire (EC) dans l'industrie des actifs bâtis repose sur la disponibilité et la qualité de l’information sur ces actifs tout au long de leur cycle de vie. En réponse à cela, le concept de fil numérique (FN) retient l'attention en tant qu'approche axée sur les données qui vise l’intégration des informations générées tout au long du cycle de vie d’un actif et conçue en tant que plateforme de gestion et de communication centralisée de celles-ci. Cependant, un nombre limité d'études a examiné le potentiel du FN pour permettre la circularité de l'information permettant de mettre en œuvre une EC. Cette présentation porte sur la notion de FN et le rôle que celui-ci peut jouer dans la fourniture d’informations de qualité pour supporter la prise de décision en lien avec l’EC dans l’environnement bâti. Basée sur une revue de littérature, les obstacles et les tendances existants ainsi qu’un aperçu des pratiques actuelles en matière de FN pour l’EC seront discutés. Les pistes de développement future en lien avec l’application des principes d’EC seront ensuite présentées, notamment en matière de traçabilité des matériaux et des produits de construction. La principale contribution de cette présentation est d'améliorer la compréhension de la notion de FN dans le contexte de l'industrie des actifs bâtis et de permettre aux praticiens de mettre en œuvre des outils et technologies numériques pour soutenir la circularité des actifs bâtis.

La pandémie et la crise climatique illustrent la pression actuelle sur les ressources de la planète et les chaînes d’approvisionnement, et la nécessité d’une transition vers une économie circulaire, plus durable et résiliente. La transition vers une ÉC requiert une approche systémique, une collaboration inédite entre des acteurs clés et des solutions à la fine pointe des connaissances qui répondent réellement aux besoins. Pour ces raisons, le CERIEC, basé à l’ÉTS, développe un écosystème de labs d’accélération en ÉC fondé sur l’approche des Living Labs, où la cocréation et l’expérimentation sur le terrain sont au cœur de la démarche. L’approche CERIEC mobilise des acteurs issus de la recherche, du public, du privé et de la société civile, représentant toute la chaîne de valeur d’un secteur donné, pour co-identifier un portrait représentatif des enjeux et freins liés à la circularité des ressources, des solutions pour lever ces freins et des projets d’expérimentation sur le terrain pour tester, documenter et mettre à l’échelle les solutions les plus pertinentes. Le CERIEC développe son approche depuis un an avec son premier lab d’accélération en économie circulaire pour le secteur de la construction. Riche de cette expérience concrète, le CERIEC partagera son approche ainsi que les atouts et les limites des Living Labs pour accélérer la transition vers une économie circulaire.

L’économie circulaire représente un créneau particulièrement intéressant pour les entreprises d’économie sociale (EÉS). De nombreuses EÉS sont déjà bien implantées dans certains secteurs clés (réemploi, tri et recyclage de matières résiduelles). D’autres se développent en mettant en œuvre différentes stratégies d’économie circulaire en partenariat avec d’autres acteurs locaux. Mais le succès et la viabilité financière de ces initiatives repose pour beaucoup sur des connaissances de pointe, issues de la recherche et de la pratique terrain. Ces connaissances portent sur les conditions de succès, les leviers, les filières, le type de stratégies et les modèles d’affaires qui ont plus de chance d’aboutir sur un projet solide. Dans le cadre de son projet Économie sociale et économie circulaire : potentiels de synergie et modèles d’affaires porteurs, le TIESS, en collaboration avec de nombreux partenaires, a développé une typologie et documenté en profondeur huit modèles d’affaires qui allient ÉS et ÉC. En effet, en se conjuguant, l’économie sociale et l’économie circulaire produisent des modèles innovants qui méritent d’être connus et répliqués. Cette présentation sera l’occasion d’échanger au sujet des freins et des facteurs de succès pour assurer l’émergence et la pérennité d’EÉS ayant des modèles d’affaires circulaires et de présenter l’état de nos recherches préliminaires sur deux filières stratégiques: l’agroalimentaire et les matériaux de construction.

Depuis 2015, le CTTÉI accompagne des territoires visant à créer des maillages entre leurs entreprises autour de symbioses industrielles. Aujourd’hui regroupé sous le réseau Synergie Québec, ces projets créent des collaborations intersectorielles, de manière à ce que les résidus de l’un remplacent les matières premières des autres. Depuis 2019, près de 800 synergies ont ainsi été mises en place par le réseau. Un système d’indicateurs permet de mesurer les bénéfices environnementaux et économiques de ces liens d’affaires. La conférence portera donc un regard sur l’évolution des pratiques de symbiose industrielle au Québec, en plus de présenter les résultats de l’analyse de leurs impacts.

La pollution liée aux enjeux du plastique est de plus en plus documentée dans la littérature scientifique. Le plastique est un matériau léger, résistant, manipulable qui ne coûte pas cher, ce qui en fait un matériau toujours plus utilisé, notamment pour produire des produits et emballages à usage unique jetables, causant ainsi des enjeux de gestion en fin de vie. Ces produits et emballages se retrouvent en grande quantité enfouis dans des dépotoirs, incinérés ou exportés dans des pays qui n’ont pas la capacité de les recycler adéquatement. Dans les travaux présentés ici, la réduction à la source des emballages est à l’étude et vise à évaluer la volonté des consommateurs à s’engager vers une consommation basée sur des emballages réutilisables. La volonté de payer pour l’achat de différents produits effectués en vrac avec des contenants réutilisables personnels ou consignés sera analysée. Les résultats préliminaires d’un sondage pancanadien effectué auprès des consommateurs seront présentés. Ces résultats vont venir alimenter une réflexion plus large sur les leviers et défis d’une consommation zéro déchet et notamment les mesures publiques et outils d’écofiscalité qui peuvent être mis en place pour rendre la chaîne de valeur du plastique plus durable.