Outil d'aide à la décision pour la conception d'un réseau symbiotique de production de bioéthanol de 2ème génération

La crise climatique qui s’intensifie ainsi que l’épuisement des réserves de carburants fossiles ont contraint tous les pays du monde à rechercher des alternatives énergétiques écologiques et durables. Parmi ces alternatives, les biocarburants de deuxième génération, des carburants d’origine végétale non alimentaire, ont été développés pour résoudre les problèmes posés par les biocarburants de première génération basés sur les cultures alimentaires tel que l’augmentation des prix des aliments. Basé sur un cas d’étude réel, ce mémoire propose un modèle innovant distribué et multi périodes pour la conception et la fixation des prix dans un réseau symbiotique de production de bioéthanol de 2èmegénération dans la province de Québec. Le modèle basé sur un jeu de Stackelberg non coopératif sous l’hypothèse d’un équilibre de Nash impliquant quatre acteurs, permet de déterminer le nombre, la capacité et l’emplacement de dépôts de traitement de la biomasse. Il offre également la possibilité de déterminer les prix d’achat, d’évaluer le niveau d’approvisionnement en biomasse requis (les résidus de maïs fournis par les agriculteurs), et de déterminer les prix de vente et les niveaux de production du sucre cellulosique comme produit principal et d’un coproduit. En raison de sa complexité et la taille du système réel, le modèle ne peut être résolu en temps raisonnable. Pour résoudre ce problème, une approche de résolution à trois modules a été développée, basée sur la réoptimisation interactive et la segmentation des données. Cela permet de traiter efficacement les données disponibles et d’obtenir des résultats pertinents pour l’utilisateur, malgré la taille du réseau réel. Les résultats de ce modèle de prise de décision distribuée sont présentés en deux parties : la première présente la solution trouvée par le modèle via un solveur commercial en 8 heures pour une petite instance de données, représentant environ 2% de l’ensemble des données. La deuxième partie détaille les résultats obtenus à la suite de chaque module de l’approche de résolution et met également en valeur le module d’ajustement des prix en comparant les bénéfices des dépôts de traitement de biomasse avant et après l’activation de ce module.