Réseau social pour l'initiation de synergies industrielles

La recherche présentée dans cette thèse puise dans le domaine de l'écologie industrielle, précisément la symbiose industrielle (SI), en supposant qu'il est possible pour une ou plusieurs entreprises de trouver des débouchés à leurs matières résiduelles. La symbiose qui commence généralement par des relations d'affaires, des opérations de rapprochement et de collaboration entre deux ou plusieurs entreprises (synergies industrielles) aboutit à la mise en œuvre du développement durable à une échelle territoriale. Jusqu'à récemment, la majorité des contributions dans ce domaine portait sur les aspects conceptuels de la symbiose industrielle et les études de cas. Les études de cas avaient pour but de présenter un aperçu général des initiatives ou de projets spécifiques de symbiose industrielle ou d'examiner plusieurs cas au niveau d'une industrie en particulier, d'une région, d'une ville ou même d'une entreprise afin d'effectuer principalement des comparaisons. Plus tard, d'autres études ont commencé à analyser la performance économique et environnementale de la symbiose industrielle et ont ainsi proposé de nouvelles idées ou stratégies pour sa mise en œuvre. Malheureusement, les aspects sociaux sont restés la plupart du temps peu explorés. Bien que les dernières publications aient partiellement abordé ces lacunes, Spekkink, (2016), entre autres, reconnaît le rôle joué par les aspects sociaux, et plus particulièrement l'aspect de la confiance, et bien que la modélisation ait relativement aidé à comprendre l'évolution de la symbiose industrielle et à optimiser les flux de matières en expérimentant des scénarios divers (Cao et al., 2009; Kim et al., 2012), il y a encore peu de compréhension en ce qui concerne l'apport des dimensions sociales et comment elles affectent l'émergence et le fonctionnement des réseaux de symbioses industrielles. L'objectif de ce travail est dans un premier temps de présenter d'une part, la valeur ajoutée des médias sociaux ainsi que leurs fonctions dans l'initiation, la promotion et le développement d'un réseau industriel visant l'identification d'opportunités efficaces de mise en valeur de sous-produits en contexte de symbiose industrielle. Ce travail propose notamment un cadre conceptuel permettant de mieux comprendre la contribution des médias sociaux au développement des symbioses industrielles. Ce travail propose de plus une application du web sémantique au partage des connaissances et à l'identification d'opportunités de synergies industrielles dans le cadre des réseaux sociaux. Finalement, un modèle de simulation à base d'agents est proposé pour illustrer l'influence des relations sociales dans la création des synergies et des symbioses dans un parc industriel selon différentes structures de réseaux (random vs scale-free). À travers ce travail, les conclusions suivantes ont pu être tirées. La première conclusion démontre qu'un réseau social vert enrichi de fonctions sociales peut contribuer à l'émergence de synergies industrielles à travers l'apprentissage, le partage d'informations, le tissage de relations et grâce au rôle de coordination communautaire qu'il peut jouer. Ceci dans le but de soutenir le développement de la symbiose industrielle et de réduire ainsi l'impact collectif des communautés industrielles. La deuxième conclusion démontre qu'il est possible de produire de nouvelles inférences à partir de données issues du web sémantique fondées sur des tags préalablement déterminés et que l'ontologie proposée a la robustesse nécessaire pour réaliser cette tâche. En effet, la structure de l'ontologie exprimée en OWL (Langage interopérable du web sémantique permettant de concevoir des fichiers répondants au vocabulaire et à la sémantique de la logique des descriptions) et son exploitation par les requêtes SPARQL (le langage de requête du web sémantique) a permis de générer des relations validées entre des ressources issues du web afin d'identifier des relations de synergies potentielles entre acteurs industriels. Notons tout de même qu'un certain travail reste à réaliser avant d'envisager de mettre en production une telle ontologie. En effet, il importe d'identifier clairement les sources web d'informations et d'analyser leur qualité d'un point de vue du contenu des connaissances. Pour chacune de ces sources, il importe de méticuleusement choisir les tags appropriés et de les regrouper sous des catégories exploitables. De plus, une analyse plus approfondie des cas d'utilisation de cette approche permettrait aussi de mieux structurer les ontologies et d'orienter leur développement pour la mise en œuvre d'une solution répondant adéquatement aux exigences attendues du système. Finalement, la troisième contribution de ce travail supporte la conclusion que la dynamique et la structure sociale impliquées au sein des parcs industriels influencent le développement des symbioses industrielles. Bien que le modèle de simulation utilisé et les expériences réalisées ne permettent que de déterminer de façon générale leur impact sur la vitesse de développement des synergies industrielles, ces expériences démontrent que dans des conditions générales similaires, la structure et la dynamique des relations sociales influencent la matérialisation des synergies potentielles existantes au sein d'un groupe d'acteurs industriels. Cependant, plus de travail est nécessaire pour valider ces résultats et étudier plus en profondeur à la fois les facteurs sociaux qui favorisent la création des synergies industrielles, mais aussi pour étudier l'impact potentiel de médias sociaux dans divers contextes et dynamiques de symbioses industrielles. De plus, sur le plan méthodologique, les expériences réalisées illustrent comment un tel modèle peut être utilisé comme outil complémentaire aux études de cas empiriques très répandues dans ce domaine. Ces trois contributions ont pour buts à long terme de permettre le développement d'outils informatiques afin de supporter les animateurs de réseaux éco-industriels, les agents de développement économique, les conseils municipaux, les consultants ou les centres de recherche dans l'évaluation des bénéfices économiques et environnementaux potentiels de synergies industrielles. Ce projet a été mené en collaboration avec le Centre de Transfert Technologique en Écologie Industrielle, situé à Sorel- Tracy, Québec, Canada.

Abstract

The research presented in this thesis draws from the field of industrial ecology, precisely industrial symbiosis (IS), assuming that it is possible for a company or more to find outlets for their waste. The symbiosis that usually starts with business relations, reconciliation of transactions and collaboration between two or more industrial synergies results in the implementation of sustainable development implementation at a territorial level. Until recently, the majority of contributions in this area focused on the conceptual aspects of industrial symbiosis and case studies. The purpose of the case studies was to provide a general overview of a specific industrial symbiosis project or to examine several cases at the level of a particular industry, region, city or even a company to perform mainly comparisons. Later, other studies began to analyze the economic and environmental performance of industrial symbiosis and thus proposed new ideas or strategies for its implementation. Unfortunately, the social aspects have remained little explored. Although recent publications have partially addressed these gaps, Spekkink (2016), among others, acknowledges the role played by social aspects, particularly the aspect of trust. Although modeling has helped to understand the evolution of industrial symbiosis and the optimization of material flows by experimenting with various scenarios (Cao et al., 2009, Kim et al., 2012), there is still little understanding of the contribution of dimensions and how they affect the emergence and functioning of industrial symbiosis networks. On one hand, the objective of this work is to present the added value of social media and their functions in the initiation, promotion and development of an industrial network that is aimed at identifying opportunities as efficient by-product development in the context of industrial symbiosis. This work proposes in particular a conceptual framework to better understand the contribution of social media to the development of industrial symbiosis. On the other hand, this work also proposes an application of the semantic web to the sharing of knowledge and the identification of opportunities for industrial synergies within the framework of the social networks. Finally, an agent-based simulation model is proposed to illustrate the influence of social relations in the creation of synergies and symbiosis in an industrial park according to different network structures (random vs scale-free). Through this work, the following conclusions can be drawn. The first conclusion demonstrates that a green social network enriched with social functions can contribute to the emergence of industrial synergies through learning, information sharing, relationship building and community coordination. This emergence supports the development of industrial symbiosis and thus reduces the collective impact of industrial communities. The second conclusion demonstrates that it is possible to produce new inferences from semantic web data based on predetermined tags and that the proposed ontology has the necessary robustness to perform this task. Indeed, the structure of the ontology expressed in OWL (Semantic web interoperable language allowed to design files that respond to the vocabulary and semantics of descriptive logic) and its use by SPARQL queries (the query language of the web Semantics) enabled the generation of validated relationships between resources from the web in order to identify potential synergies between industrial players. Let us note, however, that some work remains to be realized before considering putting such an ontology into production. Indeed, it is crucial to clearly identify web sources of information and to analyze their quality from a knowledge content perspective. For each of these sources, it is important to carefully select the appropriate tags and group them into exploitable categories. Moreover, a more in-depth analysis of the use of this approach would also make it possible to better structure the ontologies and guide their development in order to implement a solution that meets the expected requirements of the system. Finally, the third contribution of this work supports the conclusion that the dynamics and social structure involved in industrial parks' influence the development of industrial symbiosis. Although the simulation model used and the experiments carried out only allow us to determine in general their impact on the rate of development of industrial synergies, these experiments show that under similar general conditions the structure and dynamics of social relations influence the potential synergies within a group of industrial players. However, more work is needed to validate these findings and to explore more deeply both the social factors that favor the creation of industrial synergies and also to study the potential impact of social media in various contexts and dynamics of industrial symbiosis. Moreover, from the methodological point of view, the experiments carried out illustrate how such a model can be used as a complementary tool to the empirical case studies that are widely used in this field. The three long-term objectives of these three contributions are to enable the development of IT tools to support eco-industrial network leaders, economic development officers, municipal councils, consultants or research centers in the evaluation of economic and environmental benefits of industrial synergies. This project was conducted in collaboration with the Technology Transfer Centre in Industrial Ecology, located in Sorel-Tracy, Quebec, Canada.