Conception biomimétique d’un système dynamique de traitement multifilières des matières résiduelles

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La nécessité de préserver les ressources et de minimiser l'empreinte environnementale des activités humaines, afin d'assurer le développement de nos sociétés, repose entre autres sur une approche qui considère les matières résiduelles comme des ressources à réutiliser, recycler et/ou valoriser qui, à chaque étape implique des actions de traitement (conditionnement, transport, transformation). Les principes d’écologie industrielle visent à répondre à ces enjeux économiques et environnementaux en maximisant les échanges de matières et d’énergie entre filières présentes sur un territoire (symbiose territoriale). Dans ce contexte, le programme s’inscrit dans une approche biomimétique de résolution des problématiques environnementales qui vise à s’inspirer de la nature (organismes vivants et écosystèmes) pour adapter des principes et des stratégies afin d’identifier des solutions durables. Le programme de recherche aborde dans un premier temps (axe 1) la dimension spatiale associée à la localisation sur un territoire de différentes fonctions de traitement des matières résiduelles et ses effets sur les échanges de flux entre générateurs et utilisateurs mais également entre les différents utilisateurs. Ce premier axe vise d’une part à analyser l’efficience exergétique d’un système multifilières (stratégie de diversification) et, d’autre part, à concevoir un réseau structuré de filières de traitement. Ce réseau de filières sera développé en s’appuyant sur l’utilisation de la théorie « constructale » qui permet d’expliquer les structures naturelles ramifiées et applicables à la conception de systèmes structurés en ingénierie. Il s’agira de caractériser les superficies d’approvisionnement spécifiques à chaque filière puis d’intégrer les notions de compétition et/ou synergie des filières vis-à-vis des ressources (matières résiduelles). Dans un deuxième temps (axe 2), le programme vise à évaluer la résilience du réseau des filières de traitement face aux variations des flux d’approvisionnement (séries chronologiques). Sur la base des séries chronologiques, il s’agira de construire un modèle prévisionnel des flux par des méthodes d’analyse non-linéaire qui révèlent leur caractère déterministe. Par la suite, la performance du réseau de filières de traitement soumis aux variations d’alimentation sera considérée par le développement de l’empreinte émergétique (mémoire de l’énergie) appliquée à différents scénarios de recyclage/valorisation des matières résiduelles associés à un territoire. En plus de la formation de 5 PHQ de 2e et 3e cycles et de publications (articles et conférences), les retombées du programme s'inscrivent tant au niveau des instances gouvernementales et des politiques territoriales (planification) que des acteurs privés. En effet, le programme proposé répond aux enjeux associés à la mise en œuvre des principes de l’écologie industrielle par la structuration des réseaux d’échanges de matières entre acteurs d’un territoire. Par ailleurs, la pérennisation de la démarche s’inscrit également par sa transférabilité à d’autres émissions (liquides, gazeux) visant globalement à améliorer la compétitivité des entreprises (industries, commerces et institutions) tant sur les marchés nationaux qu’internationaux. Dès lors, l'exploitation des gisements de matières résiduelles est intrinsèquement créatrice de valeurs et de bénéfices environnementaux pour l’ensemble des acteurs de la société civile. Finalement, en répondant au principe d’une action locale selon une approche globale, le programme s’inscrit dans les grands principes découlant de l’Agenda 21 et des stratégies de développement durable des territoires.