Dazogbo, Samson
(2023).
« L'économie circulaire dans la filière céréalière au Québec pour réduire les émission de gaz à effets de serre selon une perspective cycle de vie : cas du maïs-grain » Mémoire.
Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Maîtrise en sciences de l'environnement.
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Résumé
Mise en contexte : La présente étude vise à « Développer une approche itérative pour prioriser les stratégies d’économie circulaires (ÉC) pertinentes en matière de réduction des émissions de GES pour la production de grains en la région de Lanaudière à l’aide de l’analyse du cycle de vie (ACV) ». Quelles sont les pratiques agricoles actuelles des producteurs céréaliers de Lanaudière et leurs points chauds en matière d’impact environnemental, et plus particulièrement de changement climatique ? Comment l’adoption de pratiques circulaires d’utilisation des ressources disponibles dans Lanaudière pourrait contribuer non seulement à une réduction de l’utilisation des ressources primaires, mais également à une réduction de l’impact environnemental de la production céréalière ? Quels sont les écueils à éviter en matière de déplacement d’impact ? La mise en œuvre de l’ÉC, si elle a une vocation vertueuse, n’aboutit pas de manière systématique à une réduction de l’impact environnemental (Geoffrey et al. 2021; (Janik et al., 2020). Il est donc essentiel que l’ÉC soit encadrée d’une quantification de l’impact pour s’assurer que l’on n’est pas en train de déplacer le problème ailleurs en adoptant des stratégies qui réduisent la linéarité de nos systèmes de production. L’ACV est une approche systémique (endossée, notamment, par l’Organisation des nations unies pour la protection de l’environnement (UNEP) et l’Union européenne) qui permet de procéder à ce genre de validation de la pertinence environnementale des stratégies de circularité envisagées. Dans le cadre de cette étude, j’ai travaillé sur comment arrimer l’ACV et l’ÉC pour pouvoir identifier dans un premier temps les principaux contributeurs à l’impact de la production céréalière en Lanaudière à l’aide de l’ACV en amont de l’identification des stratégies de circularité. Ensuite, à l’aide de cette information, j’ai pu choisir clairement des stratégies de circularité en me focalisant sur celles qui permettraient potentiellement une réduction de ces points chauds de l’impact du cycle de vie de la production de grains. La performance environnementale de chacune de ces stratégies a fait ensuite l’objet d’une analyse, identifiant les conditions nécessaires à remplir ainsi que les éventuels compromis environnementaux à établir, pour que chacune de ces stratégies reste pertinente d’un point de vue environnemental. Méthodologie : Le projet se base dans un premier temps sur une analyse d’impact environnemental du cycle de vie du système de production céréalière (exemple du maïs-grain) déjà réalisée dans une étude publiée en 2015 (CIRAIG et al., 2015), qui constituera le bilan environnemental initial de référence. À la lumière de cette analyse, les plus grands contributeurs à l’impact sur le changement climatique seront identifiés. Dans un second temps, des stratégies de circularité ont été identifiées pour chacun des points chauds identifiés. Ces stratégies ont été élaborées en co-construction avec cinq producteurs partenaires de terrain du projet auxquels les résultats de l’étude préliminaire ont été présentés. Elles ont également été paramétrisées en tenant compte des gisements disponibles de différentes matières résiduelles qui ont été répertoriées dans une étude parallèle à celle-ci (distances de transport, etc.). L’ACV des stratégies proposées a ensuite été réalisées et les paramètres influant le plus la performance environnementale des stratégies analysées et ont été identifiés à l’aide d’analyses de sensibilité. Les nouveaux scénarios circulaires et leurs performances environnementales ont été comparés au statu quo pour les producteurs et pour les autres acteurs impliqués dans le système. Cette dernière étape a permis de comprendre les situations où les stratégies d’ÉC présentent un réel bénéfice environnemental. Résultats et discussion : Les points chauds qui émergent de l’étude réalisée sur la production du maïs-grain en Lanaudière en matière d’empreinte carbone sont les suivants : la fertilisation (22%), le séchage (20%) et le travail du champ (53%), mais pour ce troisième contributeur, les émissions les plus importantes sont liées au N2O issu de la décomposition des engrais minéraux, donc surtout influencées par les choix en matière de fertilisation. C’est donc sur la fertilisation et le séchage que nous avons concentré nos efforts pour identifier des stratégies de circularité. Pour la fertilisation, les alternatives stratégiques suivantes ont été envisagées : a) Accroitre la valorisation des matières organiques fertilisantes (fumiers etc.) des fermes et d’autres structures avoisinantes comme matières fertilisantes au détriment des engrais minéraux de synthèse ; b) Utiliser des déchets agricoles ou industriels qui sont compostés comme amendements agricoles. Pour ce qui est du séchage, les alternatives stratégiques envisagées sont l’utilisation de biogaz c) produit par digestion anaérobie de boues d’épuration (on considère également dans ce scénario l’utilisation du digestat pour l’amendement agricole) ou d) produit à partir de fumier (ici aussi le digestat est utilisé comme fertilisant) au détriment du gaz naturel habituellement utilisé dans les activités de séchage. Pour les alternatives a) et b), l’un des déterminants les plus importants de la performance environnementale des stratégies de circularité est la distance sur laquelle il faut transporter les matières fertilisantes ou les amendements organiques. Au-delà d’une certaine distance (qui dépend du type d’engrais organique ou d’amendement), tout le bénéfice environnemental de chacune de ces stratégies est perdu. Avec l’hypothèse d’une distance de 10 km par défaut, accroitre la valorisation d’engrais organiques de fermes environnantes comme matières fertilisantes au détriment des engrais minéraux de synthèse permet une diminution de l’empreinte carbone (kg CO2eq/kg grain maïs) de 2% à 6%, selon le scénario, par rapport au scénario de référence. La réduction d’impact la plus élevée est observée dans le cas où tout l’engrais appliqué est d’origine organique provenant d’un producteur biologique. A contrario, une production intensive basée sur des apports 100% minéraux représente une augmentation de l’empreinte carbone de 1% par rapport au scénario de référence (puisque dans la situation moyenne actuelle, il y a déjà une certaine proportion d’engrais organiques utilisés). Pour un engrais organique - celui qui a la meilleure performance environnementale - la distance limite au-delà de laquelle le transport compense tous les bénéfices de l’utilisation de l’engrais organique est de 50 km. Cette distance diminue pour des fertilisants organiques de moindre performance environnementale. Pour la série de stratégies de circularité b), c’est-à-dire l’utilisation des déchets agricoles et industriels pour le compostage (amendement agricole), les résultats préliminaires montrent que les scenarios de compostage présentent de manière générale un score d’impact plus élevé que le scenario de référence. Ceci est dû d’une part aux émissions de méthane lors du compostage, mais également au fait qu’il faut une quantité très importante d’amendement pour remplacer une petite quantité d’engrais. Néanmoins, quand on tient compte de l’impact évité de gestion du déchet, il y a un bénéfice environnemental à utiliser le compost comme amendement (avec, ici aussi, une distance limite au-delà de laquelle ce bénéfice est compensé par l’impact du transport). Pour la série de stratégies de circularité c) et d), c’est-à-dire l’utilisation des boues d’épuration (provenant de Lanaudière) ou de fumier et leur digestion anaérobie pour la récupération et l’utilisation du biogaz comme substitut du gaz naturel pour le séchage des grains et du digestat pour l’amendement agricole, les résultats indiquent une réduction entre 10% et 13% des émissions de GES, et révèlent que les boues d’épuration représentent le scenario le plus avantageux. Dans ce cas-là également la distance à parcourir entre le gisement et la ferme a une influence importante sur la performance environnementale de la stratégie de circularité : si la distance est de plus de 100 km, le scenario avec du biogaz produit à partir de fumier a plus d’impact que le scénario de référence. Un scenario qui combine l’utilisation de fumier (stratégie a) et de biogaz à partir de boues (stratégie c) obtenus dans un rayon de 10 km autour de la ferme réduirait le score pour l’indicateur Changement climatique de 25%. Conclusion : Les résultats de cette étude doivent être intégrés dans un outil d’aide à la décision pour les producteurs céréaliers de la région de Lanaudière afin de les aider à identifier et mieux choisir les gisements parmi ceux disponibles dans leur région en vue de l’adoption éclairée de pratiques circulaires moins polluantes pour l’environnement, notamment en matière d’émissions de GES, tout en maintenant leur rendement. Ainsi, les producteurs céréaliers de Lanaudière pourront identifier, recycler et valoriser de façon plus éclairée les ressources résiduelles disponibles dans leur région.
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MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : secteur céréalier, analyse du cycle de vie, économie circulaire, valorisation déchets, résidus, biogaz, boues, réduction de GES.
| Type: |
Mémoire accepté
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| Informations complémentaires: |
Fichier numérique reçu et enrichi en format PDF/A. |
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Directeur de thèse: |
Bulle, Cécile |
| Mots-clés ou Sujets: |
Cultures céréalières / Économie circulaire / Analyse du cycle de vie / Réduction des gaz à effet de serre / Lanaudière (Québec) |
| Unité d'appartenance: |
Instituts > Institut des sciences de l'environnement (ISE) |
| Déposé par: |
Service des bibliothèques
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| Date de dépôt: |
05 avr. 2024 08:50 |
| Dernière modification: |
05 avr. 2024 08:50 |
| Adresse URL : |
http://archipel.uqam.ca/id/eprint/17562 |
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