Développement d’une approche d’évaluation de la performance énergétique des processus de collecte et de transport associés à une filière de valorisation des matières résiduelles au sein d’un territoire

Corbo Ghioldi, Rosario (2024). Développement d’une approche d’évaluation de la performance énergétique des processus de collecte et de transport associés à une filière de valorisation des matières résiduelles au sein d’un territoire. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L’économie actuelle repose sur une économie linéaire qui est majoritairement basée sur le principe d’extraction des ressources pour la production de biens qui, après utilisation, sont jetées. L’augmentation de la population et des matières résiduelles générées entraine une prise de conscience en regard des enjeux environnementaux et un intérêt pour des mesures propices à la réutilisation, recyclage et/ou valorisation de ces matières.

Basé sur une approche systémique, le projet de recherche s’est intéressé à l’étude énergétique de la chaîne de valorisation des matières résiduelles, particulièrement à ’évaluation de la performance énergétique de la chaîne des processus de collecte et de transport qui composent une filière de valorisation des matières résiduelles au sein d’un territoire. Organisée en trois volets, la thèse aborde dans un premier temps la hiérarchisation des modes de collecte et de transport en s’appuyant sur les principes de la théorie constructale. Les résultats ont démontré qu’une structure de collecte à quatre niveaux est énergétiquement plus efficiente qu’une structure conventionnelle. Le deuxième volet de la thèse présente une approche d’intégration des caractéristiques spatiales du territoire (densités du réseau routier et de la population) à l’évaluation de la performance des processus de collecte et de transport appliquée aux conditions d’une filière de biométhanisation des matières résiduelles organiques. Les résultats permettent de mettre en perspective les limites d’efficience de la filière de valorisation en regard des distances à parcourir pour la collecte et le transport des matières résiduelles, et ce, pour des paramètres de territoires qui sont caractéristiques des régions québécoises. Le troisième volet met en application l’approche proposée au volet précédent pour un territoire composé d’une diversité de sous-entités territoriales (municipalité régionale de comté-MRC) avec leurs propres caractéristiques spatiales. L’application de l’approche a permis de mettre en lumière l’intérêt de scénarios de délocalisation des unités de traitement des matières résiduelles en s’appuyant sur la caractérisation des contributions de chaque sous-entité territoriale à la performance énergétique des différents scénarios considérés.

L’approche proposée dans le projet de recherche introduit une méthodologie de découpage du territoire pour faciliter l’analyse systémique de la chaîne globale de valorisation tout en proposant de pistes de solutions pour améliorer leur performance. L’analyse à l’échelle territoriale montre que la localisation du centre de valorisation détermine les pertes énergétiques de la chaîne globale de valorisation. À une échelle globale, l’analyse de la gestion intégrée des matières résiduelles inclut aussi les impacts environnementaux liés aux infrastructures des centres de valorisation. Cette approche est basée sur une analyse multidimensionnelle et permet la planification de la gestion intégrée des matières résiduelles.

Titre traduit

Development of an approach for the energetic performance of the waste management process for a territorial recovery

Résumé traduit

Modern society is based on a lineal economy model, in which the resources are extracted to production and after their use, these products are discarded as waste to the environment. The increase of the world’s population and the generated waste is driving awareness concerning environmental issues and a growing interest on reuse, recycling, and recovery of materials.

Based on a systemic approach, this research project develops an approach to asses the energetic performance for the waste recovery process, considering the processes of collection and transportation attached to the recovery processes of the waste materials in the territory. Organized in three different parts, the first part of this projects shed light on the hierarchization of the collection and transportation based on the constructal theory. The results demonstrated that the structure of collection using 4 levels is energetically more efficient than the commonly used structure with 2 levels. The second part of this project presents an approach for the integration of the spatial characteristics of the territory (densities of the traffic system and population) to the evaluation of the performances of the processes of collection and transportation applied to the biomethane recovery of organic waste. The results show the efficiency limits of the biomethane recovery regarding the travelled distances for the collection and transportation of waste materials, including the territorial characteristics of the Québec regions. The thirst part of the project is based on the proposed approach of the second part to a territory formed by smaller territories (municipalities) with different spatial characteristics. This approach shed light on the impact of the decentralization of the recovery facilities for the waste materials based on the territorial characterization of each municipality and the energetic performance of the scenarios considered.

The approach developed in this research project contributes to the systemic analysis of the global chain of material recovery suggesting new avenues worth exploring to increase their performance. Concerning the location of the recovery facilities, the integration of the material recovery process to the waste management process allows to a comprehensive study of the environmental impacts of the recovery centers at a territorial level.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Thèse par articles présentée à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention du doctorat en génie". Comprend des références bibliographiques (pages 129-143).
Mots-clés libres:	valorisation des matières résiduelles, structures de transport, analyse multidimensionnelle
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Glaus, Mathias
Programme:	Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt:	28 mars 2025 16:20
Dernière modification:	28 mars 2025 16:20
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3557

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