Étude d'une opportunité de création de réseaux de symbiose industrielle dans un cadre urbain

L'écologie industrielle est une vision relativement récente du fonctionnement des systèmes industriels visant à revoir l'approche linéaire des standards actuels afin d'orienter les industries vers des écosystèmes imitant le fonctionnement de la biodiversité naturelle. A cet effet, la symbiose industrielle est une des approches de l'écologie industrielle visant à intégrer notamment l'échange de matières résiduelles entre entreprises pour limiter l'utilisation de matières vierges et le traitement excessif des déchets. La mise en place de symbioses industrielles est une démarche qui s'inscrit dans une dynamique complexe dans laquelle les industries se doivent d'être sensibilisées à cette nouvelle approche et dans laquelle la recherche de correspondances techniques pour les matières et procédés est nécessaire pour permettre ces échanges. L'étude de plusieurs exemples existant à travers le monde ont montré la diversité des approches adoptées, selon la nature des industries et le choix des zones d'études. Une zone d'étude urbaine comme celle de l'Île-de-Montréal comporte plusieurs caractéristiques notables comme la présence d'un grand nombre de secteurs industriels et d'entreprises. Ceci augmente considérablement la possibilité d'y mettre en place des synergies (une synergie est un échange de matière résiduelle entre deux entreprises). Ce mémoire propose une approche de mise en place de réseaux de symbiose industrielle dans une telle zone d'études avec une approche macro par activités industrielles permettant une possibilité large de sélections d'entreprises. Une méthodologie de recherche aboutissant à la proposition de synergies en deux points majeurs est proposée : - Le choix d'activités industrielles à associer pour obtenir des structures d'échanges possibles et donc sélectionner ensuite des entreprises qui peuvent collaborer - Un outil d'optimisation mathématique proposant des synergies entre ces entreprises en guise d'outil d'aide à la décision. Ce deuxième point fait par ailleurs l'objet d'une discussion sur la portée et l'utilisation de la méthode pour un animateur de symbiose industrielle : l'applicabilité de cette méthode est à portée macro et permet d'exprimer des potentiels de symbiose industrielle sous les objectifs énoncés. Pour atteindre une utilisation micro et ainsi aspirer à une réelle mise en place, l'outil mathématique peut être utilisé de manière itérative en parallèle de la mise en place de synergies avec l'ajustement de certaines synergies sous formes de contraintes lorsqu'une incompatibilité pratique est détectée. Enfin, une conclusion sur les limites et les améliorations possibles est proposée.

Abstract

Industrial ecology is a relatively recent vision of the operation of industrial systems aimed at revising the linear approach of current standards in order to guide industries towards ecosystems imitating the functioning of natural biodiversity. To this end, industrial symbiosis is one of the approaches of industrial ecology aimed at integrating in particular the exchange of residual materials between companies to limit the use of virgin materials. The establishment of industrial symbiosis is an approach that is part of a complex dynamic in which industries must be aware of this new approach and in which the search for technical correspondences for materials and processes is necessary to allow these trades. The study of several examples from around the world showed the diversity of approaches adopted, according to the nature of the industries and the choice of study areas. An urban area such as the Island of Montreal has several notable characteristics, such as the presence of a large number of industrial sectors and a large number of manufacturers. This considerably increases the possibility of setting up synergies (a synergy is an exchange of residual material between two companies). This thesis proposes an approach of setting up industrial symbiosis networks in such a study zone with a macro approach by industrial activities, allowing a wide possibility of selections of companies. A research methodology leading to the proposal of synergies in two major points is proposed: - The choice of industrial activities to associate to obtain possible exchange structures and then select companies that can collaborate - A mathematical optimization tool proposing synergies between these companies as a decision support tool This second point is also the subject of a discussion on the scope and use of the method for an industrial symbiosis facilitator: the applicability of this method is macro-wide and allows the expression of industrial symbiosis potentials. under the stated objectives. To achieve a micro-wide use and to aspire to a real implementation, the mathematical tool can be used iteratively in parallel with the establishment of synergies with the adjustment of certain synergies and constraints and with the new application of the tool when a practical incompatibility is detected. Finally, a conclusion on the limits and possible improvements is proposed.