Modélisation de l'apport des stratégies d'économie circulaire sur la mitigation des impacts environnementaux d'un secteur industriel et de sa chaine de valeur

RÉSUMÉ : Les émissions industrielles de gaz à effet de serre (GES) ont longtemps été mises de côté et considérées comme difficiles à réduire (contrairement à celle du transport ou des bâtiments). Aujourd'hui, le secteur industriel représente 29% des émissions de GES du Québec, et des mesures de mitigation importantes sont attendues pour atteindre les objectifs du Québec de réduction des émissions de GES de 37,5% d'ici 2030 et de plus de 80% d'ici 2050 par rapport à l'année de référence 1990. Ce projet de recherche vise à évaluer le potentiel de réduction des émissions de GES des stratégies d'économie circulaire sur un secteur industriel et de sa chaîne de valeur. Plus particulièrement les secteurs du fer et de l'acier et du ciment et du béton au Québec ont fait l'objet de cas d'étude dans ce mémoire. Pour ce faire, un modèle intégrant l'analyse des flux de matières (AFM) et l'analyse du cycle de vie (ACV) a été créé pour analyser les flux et les stocks de matière et respectivement pour calculer les émissions directes (de l'activité, par exemple le processus de combustion) et indirectes (de la chaîne d'approvisionnement). Ce modèle est conçu pour être appliqué à toutes les émissions ou impacts environnementaux d'un secteur spécifique dans une région donnée, et permet de modéliser les effets des stratégies de circularité sur les flux et les impacts environnementaux associés à toute sa chaîne de valeur. Ce modèle est appliqué à deux études de cas : l'une sur le secteur du fer et de l'acier et l'autre sur le secteur du ciment et du béton. Un ensemble de stratégies circulaires ont été identifiées et le potentiel de réduction des GES tout au long des respectives chaînes de valeurs à l'intérieur et à l'extérieur de la province est calculé et comparé aux émissions de la situation actuelle. Pour le secteur du fer et de l'acier, six stratégies circulaires ont été analysées en agissant sur trois leviers différents : GES/matériau, c'est-à-dire émettre moins de GES pour la même quantité d'acier produite (augmenter le taux de recyclage du fer, passer à la production d'acier par réduction à base d'hydrogène), matériau/produit, c'est-à-dire utiliser moins d'acier pour le même produit (réduire le poids des véhicules, limiter les surspécifications dans la construction des bâtiments), produit/service, c'est-à-dire utiliser moins de produit pour le même service (augmenter la durée de vie des bâtiments et des voitures, augmenter le covoiturage). La combinaison de ces six stratégies permet de réduire les émissions de GES de la chaîne de valeur de l'industrie sidérurgique de -6,03 MtCO2e, soit -30% de l'ensemble du cycle de vie. Sans tenir compte de la phase d'utilisation de l'acier, les réductions sont estimées à -55 %, soit 1,67 Mt CO2e (partie extraction, transformation, production, fabrication). La deuxième étude de cas qui s'est concentrée sur le secteur du ciment et du béton au Québec a identifié le principal point chaud d'émission de GES dans la production de clinker. Le scénario combinant les stratégies circulaires de modification de la composition du clinker, de réduction de la consommation d'énergie et d'utilisation des déchets comme combustible, estime le potentiel de réduction des émissions de GES à 1,29 MtCO2e soit 49 % des GES émis sur l'ensemble du cycle de vie. La réduction dans la production de clinker est de 1,27 MtCO2, soit 57 % des émissions de GES de cette phase du cycle de vie. Avec cette recherche, nous avons montré la nécessité de réfléchir à des stratégies d'économie circulaire sur l'ensemble de la chaîne de valeur d'un secteur industriel, car se restreindre aux activités de production uniquement, peut cacher des stratégies avec de meilleurs potentiels pour atteindre l'objectif de réduction des GES. Les études de cas de ce mémoire ont démontré que les mesures de mitigation plus efficaces doivent être soutenues par des stratégies visant à réduire l'utilisation de matériaux par service livré.