Régionalisation de l'impact écotoxicologique terrestre des émissions atmosphériques de métaux en analyse du cycle de vie

Aziz, Lycia (2017). « Régionalisation de l'impact écotoxicologique terrestre des émissions atmosphériques de métaux en analyse du cycle de vie » Mémoire. Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Maîtrise en sciences de l'environnement.

Fichier(s) associé(s) à ce document :

Prévisualisation	PDF Télécharger (8MB)

Résumé

De plus en plus d'emphase est mise sur les enjeux environnementaux, notamment le changement climatique. Il est cependant important de ne pas perdre de vue les autres catégories d'impact telles que l'écotoxicité terrestre. Plusieurs outils sont développés pour quantifier l'impact de l'activité humaine sur l'environnement. L'analyse du cycle de vie (ACV) est l'un de ces outils. L'ACV est un outil comparatif de quantification des impacts pour l'ensemble du cycle de vie de produits, services ou procédés. L'un des grands avantages de l'ACV est de considérer un ensemble exhaustif de catégories d'impact ce qui permet de mettre en évidence les transferts d'impacts possibles d'une catégorie à l'autre (ex. une réduction de l'impact du changement climatique pourrait potentiellement augmenter l'impact écotoxicologique terrestre). Pour le cas de l'écotoxicité en ACV, le modèle consensuel est USEtox, qui a été établi sous l'égide de l'initiative sur le cycle de vie du programme des Nations Unies pour l'environnement (PNUE) et de la Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC). Le modèle USEtox a été créé par une équipe internationale d'experts en impact (éco)toxique et en ACV. Ce modèle fournit des facteurs de caractérisation (CF) pour l'ensemble des émissions organiques et métalliques pour l'écotoxicité aquatique d'eau douce, c'est-à-dire des facteurs qui donnent la quantité d'impact par quantité d'émission. Par contre, la caractérisation des métaux dans USEtox est considérée comme intérimaire (pas assez robuste pour être recommandée). En effet, les scores d'impact des émissions métalliques pour la catégorie écotoxicité aquatique sont calculés à l'aide d'un CF générique, ce qui pose un problème de cohérence vu le caractère régional de l'écotoxicité. En 2008, un groupe d'experts internationaux se sont réunis pour établir un consensus sur les lacunes concernant la prise en compte des métaux en ACV (consensus de Clearwater). L'une de leurs principales recommandations était d'intégrer un facteur de biodisponibilité (BF) pour régionaliser l'impact écotoxique des métaux. Le BF représente la fraction qui sera disponible et susceptible d'être toxique pour les organismes vivants. Le consensus de Clearwater recommande de considérer que la fraction vraiment dissoute du métal est la fraction biodisponible. Depuis le consensus de Clearwater de nombreux progrès ont été faits notamment en écotoxicité aquatique et terrestre respectivement pour des émissions directes à l'eau ou au sol. Par contre, rien n'a encore été fait pour les émissions atmosphériques. C'est sur ce type d'émissions que ce projet va se focaliser. Il est tout d'abord essentiel de savoir comment l'émission va se disperser dans l'environnement puis de tenir compte de la biodisponibilité des métaux dans les sols récepteurs. À ce jour, aucune étude de dispersion des émissions de métaux par voie atmosphérique vers des sols n'a jamais été réalisée à l'échelle globale en ACV. L'objectif de cette étude est donc de générer et d'opérationnaliser des CFs régionalisés pour l'écotoxicité terrestre qui intègrent un BF et qui considèrent la transmission par voie aérienne vers des sols pour trois métaux (le nickel-Ni, le zinc-Zn et le cuivre-Cu). Des matrices d'émission-déposition des métaux ont été générées par Roy en 2016. En assumant que la fraction biodisponible est la fraction soluble, des BFs et des CFs ont été modélisés en intégrant la spéciation pour le Ni, le Cu et le Zn dans les sols. La superposition des matrices de dispersion et des BFs des sols de déposition à l'aide d'un Système d'information géographique (SIG) permet d'établir des CFs pour une émission à l'air tenant compte de la spéciation dans les sols. Les CFs ainsi générés ont été testés dans une étude de cas afin de déterminer l'importance des modifications apportées au modèle. L'ACV du kilowattheure (kWh) québécois a été choisie parce que l'impact écotoxique y est dominé par les métaux et qu'il a déjà fait l'objet d'une publication récente pour mettre en évidence l'importance de prendre en compte la biodisponibilité du Zn dans les sols en ACV. L'intégration des BFs du Ni, du Zn et du Cu pour les 4513 types de sols du monde réduit les CFs d'environ 3 ordres de grandeur par rapport aux CFs génériques dérivés de USEtox pour une émission atmosphérique. Les CFs régionalisés ont été déterminés pour l'ensemble des lieux d'émission possibles de la planète selon une grille de 2°x 2,5° (coordonnées). La variabilité géographique entre les CFs régionalisés à l'échelle du globe est de moins de 3 ordres de grandeur et de moins d'1 ordre de grandeur au niveau du Canada. Cette variabilité est relativement faible par rapport à l'incertitude reconnue sur les CFs de USEtox qui est de 2 ordres de grandeur. Au niveau des résultats de l'étude de cas, on observe que le score d'impact calculé à l'aide des CFs génériques est environ 3 ordres de grandeur plus élevé que le score d'impact calculé avec les CFs régionalisés. On observe aussi que la régionalisation à l'échelle du pays est un bon compromis entre une trop grande incertitude associée à la variabilité spatiale et une collecte de données trop intensive. Les nouveaux CFs offrent la possibilité de garder la vision globale de l'ACV sans pour autant perdre de vue l'aspect régional de l'écotoxicité terrestre. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Analyse de cycle de vie, écotoxicité terrestre, spéciation, métaux, régionalization, facteur de caractérisation, devenir atmosphérique.

Type:	Mémoire accepté
Informations complémentaires:	Le mémoire a été numérisé tel que transmis par l'auteur.
Directeur de thèse:	Bulle, Cécile
Mots-clés ou Sujets:	Analyse du cycle de vie / Écotoxicologie / Polluants atmosphériques / Métaux -- Biodisponibilité / Teneur en éléments traces métalliques dans les sols
Unité d'appartenance:	Instituts > Institut des sciences de l'environnement (ISE)
Déposé par:	Service des bibliothèques
Date de dépôt:	11 oct. 2017 13:58
Dernière modification:	11 oct. 2017 13:58
Adresse URL :	http://archipel.uqam.ca/id/eprint/10497

Modifier les métadonnées (propriétaire du document)

Statistiques