Développement de facteurs de substitution pour les produits du bois et de la bioénergie en contexte canadien

Cardinal, Thomas (2021). Développement de facteurs de substitution pour les produits du bois et de la bioénergie en contexte canadien. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L'évaluation du potentiel d'atténuation du changement climatique du secteur forestier nécessite une approche holistique basée sur la séquestration du carbone (C) forestier, sur le stockage du C dans les produits ligneux récoltés et sur la substitution des produits présents sur les marchés par ces produits ligneux. Si la substitution est le levier affichant le plus grand potentiel d’atténuation, sa quantification repose encore aujourd’hui sur des facteurs présentant de grandes incertitudes. Les facteurs de substitution sont liés aux émissions de gaz à effet de serre (GES) des différents produits du bois (bois d’oeuvre, bois d’ingénierie, bioénergie) et des produits substitués (béton, acier, énergies fossiles), en fonction de leur cycle de vie.

Le but de cette recherche est de générer des facteurs de substitution pour des systèmes de construction et de bioénergie. Elle s’inscrit dans la méthodologie holistique qui évalue le potentiel d'atténuation des changements climatiques du secteur forestier au Canada. La méthodologie d’analyse du cycle de vie (ACV) est utilisée pour quantifier les émissions de GES fossiles d’un scénario de référence et d’un scénario à forte intensité de bois remplissant la même unité fonctionnelle. Les facteurs de substitution ont été classés selon trois niveaux, à savoir par type d’utilisation finale, par sous-catégorie (secteur industriel) et par type de produit primaire.

Pour ce qui est de la substitution de produits (bois de sciage, panneaux), nous avons étudié le secteur de la construction. Nous avons analysé une gamme de bâtiments innovants en bois par rapport à l'acier et au béton armé comme matériaux substitués. Nous avons trouvé une moyenne non pondérée de 0,80 tC/tC pour le bois de sciage et de 0,81 tC/tC pour les panneaux. Concernant la substitution des énergies fossiles par la bioénergie, nous avons analysé plusieurs cas de figure selon les différents produits bioénergétiques, l’efficacité de conversion et le combustible fossile remplacé. Nous avons trouvé une moyenne non pondérée de 0,80 tC/tC pour la production de chaleur non résidentielle et de 0,51 tC/tC pour le transport. Ces moyennes peuvent être interprétées par type de combustible fossile remplacé : 0,91 tC/tC pour la substitution du mazout lourd, 0,69 tC/tC pour le mazout léger et 0,68 tC/tC pour le gaz naturel.

Si les facteurs de substitution présentés dans cette étude contribuent à l'élaboration de données de référence au niveau canadien, des recherches supplémentaires seront nécessaires pour mettre les résultats à l'échelle par rapport au marché. En outre, l’intégration de ces résultats dans les modèles dynamiques de suivi du carbone forestier et des produits du bois serait nécessaire pour émettre des recommandations sur le potentiel global d'atténuation du changement climatique du secteur forestier.

Titre traduit

Development of substitution factors for forest-based products and energy at end-use level for Canada

Résumé traduit

Evaluating the climate change mitigation potential of the forest sector requires a holistic approach based on forest carbon (C) sequestration, C storage in harvested wood products (HWP) and substitution on markets. High uncertainty is associated with substitution factors, that express avoided fossil greenhouse gas (GHG) emissions from the use of forest-based products in replacement of GHG-intensive materials and fossil fuels in tC/tC.

Uncertainty associated with substitution factors can be reduced by providing more detailed, local and diverse results. The aim of this research is to generate multiple substitution factors on a micro-level scale for construction and bioenergy systems to match with the holistic methodology used in Canada, that assess the climate change mitigation potential of the forest sector. Life cycle assessment studies are used to quantify fossil GHG emissions for a baseline scenario and a wood-intensive scenario that fulfill the same functional unit. For solid product substitution, we focused on the construction sector and analyzed a range of wood innovative buildings with steel and reinforced concrete as alternative materials. We found a non-weighted average of 0.80 tC/tC for sawnwood and 0.81 tC/tC for panels. For energy substitution, we analyzed cases with different specifications on biomass product, facility type and alternative fossil fuel source in non-residential heat production and biofuel transportation sectors. We found a non-weighted average of 0.80 tC/tC for non-residential heat production and 0.51 tC/tC for biofuel transportation, that can be interpreted as 0.91 tC/tC for heavy fuel oil, 0.69 tC/tC for light fuel oil and 0.68 tC/tC for natural gas substitution.

If substitution factors presented in this study contributes to developing benchmark data at the Canadian level, more research is needed to upscale theses results at market level. Also, implementing these results to forest and HWP C dynamic models would be necessary to make any recommendations about the overall climate change mitigation potential of the forest sector.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire par article présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maîtrise en génie concentration personnalisée". Comprend des références bibliographique (pages 159-172).
Mots-clés libres:	facteurs de substitution, analyse de cycle de vie, forêt, produits du bois
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Levasseur, Annie
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt:	04 févr. 2022 19:54
Dernière modification:	04 févr. 2022 19:54
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2870

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