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Analyse de flux de matière du cuivre au Québec pour le développement de stratégies de circularité

Ulrich Landry Compaore

Masters thesis (2017)

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Cite this document: Compaore, U. L. (2017). Analyse de flux de matière du cuivre au Québec pour le développement de stratégies de circularité (Masters thesis, École Polytechnique de Montréal). Retrieved from https://publications.polymtl.ca/2829/
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Abstract

Parce que le cuivre est très recherché pour ses propriétés, ce qui le rend éminemment adapté aux applications de nouvelles technologies, une compréhension claire des acteurs, une analyse descrip-tive des flux de matière et des stocks peut contribuer à projeter l'avenir du cuivre dans l’économie du Québec. Ce métal est de plus en plus sollicité nécessitant l’accroissement de la production par la construction de nouvelle mine (risque sur l’environnement) ; il est aussi inégalement réparti dans le monde avec des teneurs de plus en plus faible dans le minerai entrainant un risque sur l’appro-visionnement. Ce travail consiste à réaliser l’analyse de flux de matières du cuivre au Québec sur l’année 2014 tout en évaluant la robustesse des résultats par une analyse d’incertitude. Cette ana-lyse inclut les étapes d’extraction et de traitement (minerais et concentré de cuivre), de production de métal primaire (anodes de cuivre, cathodes de cuivre), de transformation métallique (fil ma-chine, tube ou tuyau en cuivre affiné et alliage…), de fabrication et d’assemblage (moteur, groupe électrogène, véhicule …), d’utilisation et de gestion des déchets au cours de l’année 2014. Les échanges de cuivre à l’intérieur du Québec, avec le monde, avec d’autres provinces canadiennes ainsi que les émissions et les rejets de cuivre dans l’environnement sont quantifiés sous forme de flux (kt/a) dans le présent document. La méthode ascendante a privilégié les données primaires disponibles, qui ont été collectées auprès des entreprises et organismes concernés alors que la mé-thode descendante a utilisé principalement des sources de données compilant des statistiques agré-gées par secteur ou par type de produit, telles que celles rassemblées par Ressources Naturelles Canada, Statistique Canada et l’Institut de la statistique du Québec. Les données manquantes ont été complétées par des données secondaires issues de bases de données publiques disponibles (Eu-rocom par exemple), d’une revue de littérature ou de jugements d’experts ou calculées par le logi-ciel STAN (conservation de la masse). Les résultats montrent d’une part que le Québec exporte une grande quantité de cuivre contenu dans les produits semi-finis au niveau des premières étapes du cycle (83% de fil de cuivre fabriqué par Nexans, 62% des cathodes produite par l’affinerie CCR et 55% du concentré de cuivre provenant des mines sont exportés) et d’autre part les importations de cuivre dans les produits finis à l’étape d’utilisation sont aussi importantes (78 kt/a de cuivre importé sur une demande total de 139 kt/a). On dira aussi que la province du Québec transforme en moyenne 7 fois plus de cuivre qu’il en extrait (soit 311 kt/a de cathodes de cuivre produites sur 42 kt/a de cuivre extrait).----------Abstract Copper is highly sought after due to its properties which makes it significantly suitable for tenders of various technologies. A clear understanding of the actors, the materials flow and stocks can help to plan the future impact of copper in the Quebec economy. This metal is more and more solicited requiring the increase of the production by the construction of new mine (risk on the environment); it is also unevenly distributed throughout the world with lower and lower grades in the ore leading to a risk on the supply. This work analyzes the flow of materials and stocks of copper in Quebec in 2014 and evaluates the robustness of the results by an uncertainty analysis. This analysis consists of the extraction and processing steps (copper ores and concentrates), production of primary metal (copper anodes, copper cathodes), processed metal products (wire rod, tube or pipe made of copper and alloys), manufacture and assembly (engine, generator, vehicle), along with the use and man-agement of waste during the year 2014. Copper trade within Quebec, the world, and other Canadian provinces as well as emissions and releases of copper into the environment are quantified as flows (kt/y) in this document. The bottom up approach uses the available primary data collected from the companies and organizations concerned. Whereas top down method primarily uses data sources gathering aggregated statistics by sector or product type, such as those collected by Natural Re-sources Canada, Statistics Canada and the Institut de la statistique du Québec. The missing data were supplemented by secondary data from publicly available databases (e.g. Eurocom), literature assessment, expert judgment, or calculated by the STAN (mass conservation) software. The results show that Quebec exports a large quantity of copper in semi-finished products at the first stages of the cycle (83% of copper wire produced by Nexan, 62% of the cathodes produced by the refinery CCR and 55% of copper concentrate from mines are exported). On the other hand imports of copper into finished products at the stage of use are also important (78 kt/y of copper imported on a total demand of 139 kt/y). Moreover, the Province of Quebec transforms on average 7 times more copper than it extracts (311 kt/y of copper cathodes produced on 42 kt/y of copper extracted). The stock of copper at the stage of use represents a large deposit, i.e. 2000 kt in annual growth of 2%. The uncertainties show that the data and assumptions used to calculate flows should be improved, mainly those related to imports of copper to Québec (>20% the average value). Given the stock of copper available that is in use, the urban mine would be one of the most intriguing approaches to improve the copper’s circularity in the future.

Open Access document in PolyPublie
Department: Département de génie chimique
Dissertation/thesis director: Oumarou Savadogo and Manuele Margni
Date Deposited: 23 Feb 2018 11:25
Last Modified: 24 Oct 2018 16:12
PolyPublie URL: https://publications.polymtl.ca/2829/

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