Optimi-O

Développement d’un outil géospatial multidimensionnel d’aide à la décision pour l’optimisation de la chaîne de valorisation des matières résiduelles

La Politique québécoise de gestion des matières résiduelles vise à bannir, d’ici 2022, l’enfouissement et l’incinération des matières organiques telles que les boues des stations d’épuration d’eaux usées et les résidus organiques triés à la source (ROTS). Cette politique s’inscrit dans la volonté gouvernementale de bâtir une économie verte et de réduire les émissions québécoises de gaz à effet de serre (GES) afin de contribuer aux objectifs québécois en matière de lutte contre les changements climatiques. Pour la valorisation des boues municipales et des ROTS au Québec, plusieurs traitements sont possibles, dont le compostage et la biométhanisation.

Plusieurs projets de biométhanisation se développent dans la province (ex. Ville de Québec, Ville de Saint-Hyacinthe). Cependant, la poursuite du développement de cette technologie est actuellement entravée dans plusieurs régions au Québec et ailleurs, car les digestats qui en résultent ne peuvent souvent pas être disposés sur des terres agricoles dans leur forme brute. Au cours des dernières années, plusieurs technologies pour la récupération des nutriments comme bioengrais concentrés à partir des digestats ont été développées, dont certaines sont déjà appliquées à grande échelle. Néanmoins, trouver la combinaison optimale d’emplacement et de procédés unitaires dans la chaîne de traitement de même que les conditions opérationnelles optimales qui maximisent la récupération des ressources et minimisent les coûts et l’empreinte environnementale reste un défi majeur. Étant donné la grande variabilité spatiotemporelle de la composition des matières résiduelles et la grande variation spatiale des terrains agricoles pour la distribution des produits finis, le choix optimal de la chaîne de traitement n’est pas évident. Une approche intégrée de planification des projets de biométhanisation est nécessaire afin de réduire le coût global et les émissions de GES à travers la chaîne de valorisation, tout en respectant les dispositions des cadres normatifs locaux et les contraintes sociales. Une telle approche doit tenir compte de nombreux paramètres tels que les distances de transport, la nature des matières organiques sur le territoire, leur traitement actuel, la proximité de débouchés pour recycler les produits fertilisants récupérés et l’utilisation potentielle du biogaz.

image: Unsplash (Benjamin Davies)

Objectifs

L’objectif général de ce projet de recherche est le développement et la validation d’un outil géospatial multidimensionnel d’aide à la décision pour la mise en place des chaînes de valorisation optimale des matières organiques résiduelles au Québec. L’outil permettra d’optimiser les aspects de planification de l’emplacement d’un nouveau projet de biométhanisation ou de compostage, de chaîne de valorisation (incluant la collecte des matières résiduelles et la distribution des produits finis) et de choix des technologies de traitement et des paramètres opérationnels des procédés. L’outil intégrera trois composantes clés : 1) une base de données spatiotemporelles multidimensionnelle, 2) un module de décision basé sur des modèles mathématiques pour la simulation et l’optimisation, 3) une interface cartographique conviviale pour faciliter le transfert de connaissances et l’interprétation.

Équipe de recherche et collaborateurs

  • Mir Abolfazl Mostafavi, chercheur responsable du projet, CRDIG
  • Céline Vaneeckhaute, chercheure responsable du projet, Équipe de recherche sur les procédés verts et les bioraffineries (BioEngine)
  • Evangelina Belia, Primodal
  • Francis Fortin, Chamard stratégies environnementales
  • Mohammed Benyagoub, CRIBIQ
  • Omar Mhiri, étudiant, CRDIG
  • Julien Boudreau, étudiant, Département d’économique
  • Nicolas Cormier, étudiant, BioEngine
  • Eric Walling, étudiant, BioEngine
  • Sonia Rivest, professionnelle de recherche, CRDIG

Organismes subventionnaires

Ce projet est financé par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), par le Consortium de recherche et innovations en bioprocédés industriels au Québec (CRIBIQ), ainsi que par l’Institut Hydro-Québec en environnement, développement et société (Institut EDS).

Contact

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