218 - Approches innovatrices appliquées aux matières résiduelles

Plusieurs industries génèrent des effluents contenant des quantités importantes de métaux toxiques qui présentent des effets néfastes sur la santé humaine, l'environnement et les sources d'eau.

Le chrome hexavalent par exemple, se retrouve dans les effluents rejetés par un certain nombre de secteurs industriels dont l'industrie du traitement de surface des métaux. De leurs côté, les laboratoires de développement de photographies, génèrent des effluents contenant de l'argent ionique. Ces deux métaux sont considérés toxiques et font l'objet d'une réglementation concernant leur rejet aux égouts.

Les procédés les plus utilisés dans ces industries pour la récupération de ces métaux font souvent appel à un stockage, une manipulation et une utilisation de produits chimiques dangereux. Il est à noter que certains de ces produits sont même considérés cancérogènes.

Par ailleurs, d'autres industries génèrent dans leurs procédés de fabrication, des résidus qui pourraient être valorisés pour diverses applications afin d'éviter qu'ils se retrouvent dans les sites d'enfouissement.

Dans cette conférence, nous exposerons deux cas concrets d'utilisation de résidus ferreux dans un contexte novateur pour la décontamination d'effluents industriels. Il s'agira de la récupération du chrome et de l'argent à partir, respectivement, des effluents de traitement de surface et des laboratoires de développement de photographies.

Le projet de recherche a visé à développer un procédé de production par aluminothermie de ferromolybdène 70 %, à partir de l'oxyde de molybdène de type MoO₃.

Pour obtenir le ferromolybdène par aluminothermie, nous devrons faire la réduction d'oxyde MoO₃ avec l'aide de granules d'aluminium par une réaction exothermique. Le défi a été de minimiser les pertes de molybdène dans la fumée et dans la scorie pour obtenir un taux d'efficacité du procédé capable d'absorber tous les coûts de production.

Selon le procédé, la quantité de scories est plus ou moins égale avec le produit obtenu. Parce que l'entreprise doit disposer de cette quantité de scories, elle a demandé de l'aide pour trouver une méthode de recyclage.

Conjointement, avec le Centre de transfert technologique en écologie industrielle, nous avons trouvé une solution pour recycler la scorie, tout en optimisant le coût de production.

L'industrie maricole de la moule bleue de la région Gaspésie-Îles-de-la-Madeleine génère d'importantes quantités de résidus. La valorisation de ces sous-produits diminuerait leur impact environnemental et génèrerait des gains économiques pour cette industrie. Les propriétés bénéfiques des oméga-3 (EPA et DHA) de sources marines sont bien connues, créant une croissance de la demande alors que la ressource marine diminue. Ainsi, il importe de trouver une source durable d'EPA et DHA qui n'entre pas en compétition avec les besoins de l'alimentation humaine.

Le présent projet visait à produire un extrait d'oméga-3 de qualité par CO₂ supercritique à partir des résidus québécois de la moule bleue. Cette méthode n'utilise aucun solvant organique et se range dans le courant de la chimie verte, tout comme l'optimisation des conditions d'extraction effectuée par la méthode Simplex.

Suite aux 20 essais d'extraction, un rendement maximal moyen » 3 % m/m d'huile/chair de moules b.s. a été obtenu et des concentrations en oméga-3 allant jusqu'à 15 % EPA et 8 % DHA dans l'huile extraite ont été mesurées par GC-FID. Outre les conditions réactionnelles (T (°C), Pression (bars), etc.), le facteur qui influençait le plus le rendement d'extraction et la qualité de l'huile extraite était le lot de moules utilisé (variation géographique et/ou saisonnière).

Plus concrètement, ce projet de recherche appliquée a permis de comparer la faisabilité technique et économique de la collecte en centre de tri et de celle en écocentre. De plus, les propriétés mécaniques du PS récupéré ont été évaluées et les débouchés possibles ont été identifiés. Des essais sont également en cours afin de tester une technologie européenne de nettoyage qui permettrait un retour du PS recyclé vers des applications alimentaires. Le CTTÉI présentera les principaux constats de la démarche et quelques-unes des pistes envisagées pour la suite.

Bien que techniquement recyclable, le polystyrène (PS) est récupéré par très peu de centres de tri québécois. « Sur les 20 919 tonnes de PS générées chaque année – environ 2,8 kg/personne – seul 14,7 % (3 067 tonnes) est collecté au moyen du bac de récupération. Le manque de débouchés, sa faible densité ainsi que les coûts de transport, de tri et de conditionnement sont au nombre des facteurs pouvant expliquer pourquoi la grande majorité du PS postconsommation est éliminée sans aucune forme de mise en valeur.

Afin de trouver des solutions à cette problématique, un groupe de partenaires industriels et 4 organisations ont mandaté le CTTÉI pour la réalisation d'un projet d'envergure visant à identifier le scénario de collecte et de tri permettant d'obtenir du PS postconsommation de la meilleure qualité possible et en plus grande quantité tout en demeurant rentable économiquement.

L'année internationale de la chimie en 2011 a ouvert la réflexion sur l'approvisionnement en matières premières pour les matériaux plastiques de demain. Force est de constater qu'une très grande vague se met en place vers l'utilisation de molécules provenant d'une biomasse actuelle en complément des molécules d'origine pétrolière.

Si certains de ces matériaux ne font que reproduire les polymères d'autrefois, la plupart s'orientent résolument vers l'assemblage de nouveaux thermoplastiques : ce sont les plastiques innovants. Les pressions environnementales en faveur des matériaux carboneutres et le marchandisage vert pour tenter de séduire les consommateurs orientent la plupart des fabricants vers ces plastiques biosourcés.

Ces plastiques innovants commencent à s'insérer dans les collectes sélectives municipales. Comment vont-ils influencer l'efficacité du tri ? Que faut-il prévoir et modifier pour que les opérations de récupération et de tri des plastiques s'y adaptent ?

L'écologie industrielle est un concept assez récent. Toutefois, ce mode novateur de gestion des matières résiduelles évolue rapidement. Une étude des tendances souligne la segmentation du concept en quelques disciplines complémentaires et leurs liens avec le développement durable.

Dans un cadre où la Politique québécoise de gestion des matières résiduelles 2011-2015 vise à mettre un terme au gaspillage des ressources, à réduire la production de matières résiduelles et à décourager l'élimination, comment l'écologie industrielle pourrait-elle tirer son épingle du jeu ? Cette présentation portera sur l'évolution du concept théorique puis sur des exemples de cas d'application offrant des pistes pour son application concrète au Québec

Les symbioses industrielles sont une forme d'échange d'énergie, d'eau et de matières premières entre plusieurs entreprises. Elles cherchent à boucler la boucle du cycle des ressources utilisées à travers les réseaux d'entreprises à l'aide d'une approche collaborative de développement industriel durable. En plus de permettre de réaliser d'importants gains environnementaux et sociaux en réduisant l'impact environnemental des entreprises, elles permettent des gains économiques non négligeables.

Une multitude de symbioses industrielles furent identifiées dans des secteurs industriels du monde entier, dont notamment ceux de Kalundborg au Danemark et Kwinana en Australie. Mais nul besoin de chercher aussi loin pour mettre la main sur de tels exemples d'écologie industrielle. Au Québec même, sur le territoire de la MRC de Pierre-De Saurel, un grand nombre de synergies industrielles furent identifiées, donnant place à des opportunités d'économies en frais de gestion des matières résiduelles, à des possibilités d'approvisionnement en matière première et en ressource énergétique à faible coût, voire même à des opportunités de conception de produits innovateurs et de qualité supérieure. Toutefois, malgré les nombreux bénéfices qui s'en dégagent, les symbioses industrielles restent un concept peu connu et peu utilisé qui gagne à se faire connaître.

Le site du métro de la station Longueuil est constitué de terrains qui appartiennent à quatre différents partenaires à savoir la ville de Longueuil, l'université de Sherbrooke, l'AMT et la STM. Chacun de ces acteurs a son propre système de gestion des matières résiduelles. Le projet consiste à mettre en place un plan d'action pour l'amélioration de la gestion actuelle, entre autres, à travers l'amélioration de la performance de la deuxième voie et l'extension de la troisième voie. L'élaboration du plan d'action se basera sur la collaboration entre les quatre acteurs précités.

Au sein du domaine de l'écologie industrielle résident les symbioses industrielles. Le but d'une symbiose industrielle est de faire circuler les flux des procédés industriels (matières et d'énergie) en forme de boucle fermée. En passant d'un système linéaire, qui génère des déchets et nécessite un réapprovisionnement continu des ressources, vers un système de boucle fermée, l'occasion de réduire les coûts et les impacts environnementaux se présente.

Afin d'engager les entreprises à participer dans une symbiose industrielle, et en outre, de connaitre l'impact de la mise en place d'un tel projet, il est nécessaire d'en évaluer les gains potentiels. Le Centre de transfert technologique en écologie industrielle (CTTÉI) a créé un site web pour les entreprises qui souhaitent participer dans une symbiose industrielle avec deux buts : d'abord d'établir les symbioses potentielles parmi les entreprises, et ensuite de quantifier les gains de ces symbioses. Les gains de type économiques et environnementaux sont ceux qui seront intégrés dans le site web. Une fois que les entreprises rentrent les données relatives à leurs matières résiduelles et/ou leurs besoins en matières, un calcul de gain s'effectue selon une méthode qui incorpore les données financières et les données d'analyse cycle de vie (AVC). Une version bêta du site web sera testée par les entreprises potentiellement candidates pour la participation au projet d'écoparc en cours de développement par le CTTÉI.

Pour concilier les principes du développement durable et les activités industrielles, l'approche proposée par le CTTÉI est celle de la symbiose industrielle. Ce modèle implante un réseau d'échanges d'énergie, de matières ou d'information où chaque participant y trouve un avantage. Ces échanges sont appelés synergies. En créant une boucle, où les extrants des uns se substituent aux intrants des autres, les synergies allongent le cycle de vie des ressources. Mieux encore, elles renforcent la compétitivité des entreprises et créent de nouvelles interactions entre les acteurs économiques régionaux.

Depuis 2008, le CTTÉI a développé onze projets de symbiose dans différentes régions du Québec. La démarche de Lanaudière, représentée par les MRC de L'Assomption, d'Autray, de Joliette, de Matawinie et de Montcalm, en est un bel exemple. La méthodologie mise au point comprend des étapes de collecte d'information, de communication, de création de synergies, d'implantation et de suivi. L'étude des renseignements fournis par les 158 entreprises participantes a permis d'identifier plus de 300 synergies potentielles, dont 26 ont à ce jour mené à des échanges concrets.

Pour soutenir les intervenants et assurer la pérennité des symbioses, le CTTÉI a développé SynergieQuébec, un outil informatique d'identification des synergies. Ce programme permet, à partir d'une interface web, de générer automatiquement des maillages basés sur les offres et les demandes des entreprises d'une région.

La prise en charge des matières résiduelles est l'un des maillons d'une démarche environnementale de projet d'aménagement. Elle se situe en amont d'un projet d'urbanisme. Elle s'inscrit dans un plan visant la préservation des ressources et l'amélioration de la qualité de l'environnement.

Hétérogènes et produites en quantité importante dans chaque habitation, les matières résiduelles posent de nombreux défis aux élus mais aussi à nous, comme citoyen des collectivités de demain. Soucieux des impacts négatifs, la question n'est plus de savoir « quoi faire » mais plutôt, « comment » intégrer dans notre vie quotidienne, le développement domiciliaire et la gestion de nos résidus? Le diagnostic est ici essentiel. Quelle est la situation actuelle? Est-ce que le plan de gestion intègre une réflexion sur le système de collecte? Comment limiter la production de déchets? Est-ce qu'on limite la fréquence des trajets et du ramassage des déchets? Est-ce que les nouveaux établissements sont aménagés pour faciliter le tri sélectif? La valorisation des déchets est-elle envisagée? Quelle est la prospective pour le Québec dans les développements domiciliaires encore sur la planche à dessin?