Conception d'un outil d'aide à la décision en phytoremédiation

Lapointe-Rioux, Maude (2015). Conception d'un outil d'aide à la décision en phytoremédiation. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Au Québec, les sites contaminés doivent être réhabilités en vertu de la Loi sur la qualité de l’environnement (LQE). Parmi les technologies de décontamination, la phytoremédiation consiste en l’utilisation des plantes pour dégrader, retirer ou stabiliser les contaminants du sol. Cette méthode, relativement nouvelle, est complexe car elle implique de nombreux paramètres en interrelation. Pour cette raison, il est difficile d’en évaluer le potentiel et donc, des erreurs sont souvent commises. De plus, différentes parties prenantes sont impliquées dans le processus de décision, ce qui le rend ardu. Ainsi, cette étude propose la conception d’un outil d’aide à la décision suivant deux aspects : (1) l’estimation du temps de phytoremédiation requis pour atteindre un critère générique donné et (2) la facilitation vers la planification des coûts.

La méthodologie orientée-objet a permis de catégoriser l’information sous forme de fiches techniques, lesquelles facilitent la compréhension du problème. Pour une première version de l’outil, les critères de conception se résument aux conditions du Québec (législation, climat, etc.) et à la phytoextraction du cadmium par le cultivar de saule Salix purpurea ‘Fish Creek’.

Un algorithme a été élaboré pour l’estimation du temps à partir d’une équation mathématique de base et de deux coefficients d’affectation relatifs au pH du sol et aux degrés-jours de croissance. Une étude de cas, réalisée avec les données du site de Valcartier, a permis d’observer qu’en moyenne, l’outil estime des temps légèrement supérieurs au temps réel. Il n’a toutefois pas été possible de tirer une véritable conclusion à cet effet étant donné le nombre trop restreint d’échantillons. Néanmoins, une analyse de sensibilité a permis de prendre connaissance des paramètres les plus influents sur le temps de phytoremédiation.

En ce qui concerne l’aspect économique, deux paramètres d’affectation ont fait l’objet de cette recherche, soit le pH du sol et le type de substrat. Un sommaire des coûts a été présenté incluant ces paramètres afin de servir d’exemple type pour la planification des coûts d’un projet de phytoremédiation.

L’outil a été développé pour un seul cas spécifique, mais des mesures concrètes ont été prises pour faciliter les améliorations futures. L’objectif principal a été atteint dans la mesure où l’outil aide le processus de décision en illustrant le contexte de la phytoremédiation, en informant l’utilisateur et en pointant les données importantes à recueillir. Au-delà des attentes, l’outil consiste également en un support à la formation et une aide à la communication pour les différentes parties prenantes.

Titre traduit

Phytoremediation decision support tool design

Résumé traduit

In Québec, contaminated sites must be rehabilitated according to the Environment Quality Act (EQA). Amongst decontamination technologies, phytoremediation consists in using plants to degrade, to extract or to stabilize soils contaminants. This relatively new method is complex since it involves many interrelated parameters. Thus, it remains difficult to evaluate its potential and mistakes are often made. Furthermore, because various stakeholders are involved, the decision-making process is rather tedious. Therefore, this thesis proposes the design of a decision-making tool according to two topics: (1) the estimation of phytoremediation time required to reach a given generic criterion and (2) the facilitation of cost planning.

The object-oriented methodology has allowed to categorize information into data sheets, hence facilitating the understanding of the problem at hand. For its first version, this tool was designed using the conditions in the province of Québec (legislation, climate, etc.) and the phytoextraction of cadmium by ‘Fish Creek’ willow cultivar (Salix purpurea).

An algorithm has been elaborated for the estimation of time using a basic mathematical equation and two adjustment coefficients (one for soil pH, the other for growing degree days). A case study, realised with data from the Valcartier site has allowed to observe that on average, the tool estimates phytoremediation times slightly higher than field times. However, it has not been possible to draw a genuine conclusion to this effect because of the restrictive number of samples. Nevertheless, a sensitivity analysis has allowed to understand the most impacting parameters on phytoremediation time.

Regarding the economical aspect, two affecting parameters have been studied: soil pH and the type of substrate. A cost summary has been presented including these parameters in order to serve as a typical example for cost planning of a phytoremediation project.

The tool has been developed for only one specific case, but concrete measures have been taken to facilitate future improvements. The principal objective has been reached in the measure that the tool helps the decision-making process by illustrating the context of phytoremediation, by informing the end-user and by pointing out important data to collect. Beyond expectations, this tool also acts as a means of training and of communication for all stakeholders.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise avec mémoire en génie de l'environnement". Bibliographie : pages 95-101.
Mots-clés libres:	Systèmes d'aide à la décision Conception. Sols Décontamination Québec (Province) Décontamination biologique. Sols Décontamination Planification Modèles mathématiques. Sols Décontamination Coût Modèles mathématiques. outil d’aide à la décision, sites contaminés, phytoremédiation, estimation du temps, planification des coûts
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Hausler, Robert
Codirecteur:	Codirecteur Labrecque, Michel
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie de l'environnement
Date de dépôt:	22 déc. 2015 21:17
Dernière modification:	22 déc. 2015 21:17
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1591

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