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Optimiser le recyclage du bois de construction au Québec - Par : Julien Trochu, Amin Chaabane, Mustapha Ouhimmou,

Optimiser le recyclage du bois de construction au Québec


Julien Trochu
Julien Trochu est étudiant au doctorat au Département de génie de la production automatisée de l’ÉTS. Ses recherches portent sur la conception de réseaux logistique inverse afin d’optimiser le recyclage au sein de secteurs industriels.

Amin Chaabane
Amin Chaabane est professeur au Département de génie de la production automatisée de l’ÉTS. Ses recherches portent sur la conception et la gestion de la chaîne d’approvisionnement, des opérations et de la production.

Mustapha Ouhimmou
Mustapha Ouhimmou Profil de l'auteur(e)
Mustapha Ouhimmou est professeur agrégé au Département de la production automatisée de ÉTS. Ses principaux axes de recherche englobent la logistique, la santé et l’optimisation des chaînes de valeur dans l’industrie des produits forestiers.

Recyclage du bois de construction

L’image d’en-tête a été achetée sur Istock.com et est protégée par des droits d’auteur.

RÉSUMÉ:

Cet article présente un travail de recherche portant sur la configuration d’un réseau de logistique inverse. La logistique inverse fait référence, entre autres, au recyclage des matériaux en fin de cycle de vie [1]. Étant donné l’importance de la problématique environnementale, améliorer les opportunités de recyclage des matériaux est devenu une nécessité afin de préserver les ressources de notre planète pour les générations futures. Le secteur de la construction au Québec est une industrie particulièrement consommatrice de matériaux en tout genre, dont une quantité impressionnante de bois [2]. Cependant, à la fin de la vie des bâtiments, une majorité de ce bois est éliminé par enfouissement, alors qu’il s’agit d’un matériau aisément recyclable. L’objectif de notre recherche est donc de proposer une façon d’optimiser le recyclage du bois de construction au Québec. Mots clés: Logistique inverse, recyclage du bois de construction, modèle d’optimisation

Problématique de recherche

De nos jours, le rôle majeur du recyclage dans la préservation de l’environnement n’est plus à prouver. Cependant, si ce constat est une évidence en théorie, sa mise en pratique est souvent plus complexe. L’une des principales raisons à cela, c’est la grande incertitude dans laquelle baignent les activités de recyclage : quelle quantité de matériaux va-t-on récupérer? Quelle sera la qualité de ces matériaux et que va-t-on pouvoir en faire? Ainsi, le choix de la configuration du réseau logistique qui va permettre d’optimiser les opérations de recyclage, notamment celui du bois, demeure une question stratégique très complexe, mais tout de même primordiale. En effet, à ce jour au Québec, l’élimination du bois par enfouissement est financièrement plus profitable que l’option du recyclage. Ce problème est en partie dû au fait que le réseau logistique inverse dans le secteur de la construction n’est pas adapté, et que les coûts excessifs liés au recyclage des matériaux favorisent leur élimination.

Bois utilisé sur une maison

Figure 1. Utilisation du bois sur les chantiers de construction

Méthodologie : Le développement d’un outil d’aide à la décision

Dans notre travail, un modèle mathématique est développé afin d’optimiser le processus de revalorisation du bois de construction. Le modèle d’optimisation proposé permet de considérer des scénarios multiples pour les années à venir et ainsi de prendre en considération un grand nombre de possibilités, ce qui permettra de prendre la meilleure décision en connaissant tous les risques [3]. Principalement, nous considérons trois types d’incertitudes qui sont récurrentes dans le secteur de la construction au Québec :

  1. la quantité de bois collectée,
  2. la qualité du bois,
  3. l’emplacement des sites de collectes.

Partant de cela, différents scénarios sont créés et le modèle permet d’identifier les centres de recyclages à relocaliser, en tenant compte des ajustements de capacités alloués à chaque centre. Il détermine également si un centre de recyclage existant doit être fermé, et finalement optimise tous les flux de transport du bois recyclé afin de minimiser les coûts de recyclage et de rendre cette option plus attrayante que l’élimination, qui reste pour le moment profitable financièrement par rapport au recyclage.

Modèle d’aide à la décision

Figure 2. Modèles d’aide à la décision pour optimiser le recyclage du bois

Résultats des expérimentations

 Le modèle d’optimisation développé dans cet article a été appliqué à une étude de cas dans la province de Québec. Les données utilisées regroupent les informations sur les emplacements réels des infrastructures ainsi que sur les quantités de bois récupéré sur les chantiers locaux de construction, de rénovation et de démolition. Dans le cas de la figure 3 ci-dessous, dont la partie supérieure représente le scénario de base (qualité et volume de bois collecté dans la moyenne), on peut voir l’amélioration radicale apportée grâce aux ajustements suggérés par le modèle mathématique (partie inférieure).

Augmentation de la portion du bois recyclé

Figure 3. Flux de bois éliminés contre flux de bois recyclés: avant et après optimisation du réseau logistique (Logiciel Supply Chain Guru, compagnie LLamasoft)

 

Au total, ce sont 26 centres de recyclage qui voient leur capacité ajustée ou bien qui sont relocalisés et  5 nouveaux centres, ouverts afin d’accueillir des volumes de bois supplémentaires. Grâce à l’optimisation du réseau logistique, 874 332 tonnes de bois peuvent être recyclées contre seulement 175 166 tonnes initialement, alors que la quantité enfouie, dans le même temps, diminue de moitié. Ceci est en partie dû à l’optimisation des flux de transport dans le réseau. En effet, dans le scénario optimisé, la distance moyenne parcourue pour recycler une tonne de bois est de 75,4 km contre 116 km dans le scénario initial. On peut voir également que les ajustements de capacité permettent un taux d’utilisation des centres de recyclage à 96 % contre 58 % auparavant, ainsi que la fermeture de 7 des sites d’enfouissement des 33 utilisés au départ. Dans les scénarios où l’emplacement des sites de collecte, la qualité du bois et le volume collecté varient, le modèle permet d’effectuer les meilleurs ajustements au réseau de logistique inverse afin que la quantité de bois recyclée soit la plus grande possible.

 Conclusion

Ce travail de recherche implique le développement d’un outil d’aide à la décision innovant, qui permet l’optimisation du réseau de logistique inverse pour la revalorisation des matériaux en fin de cycle de vie. Nous avons appliqué ce modèle d’optimisation dans le secteur de la construction au Québec afin d’optimiser le processus de recyclage du bois pour le rendre plus attrayant par rapport à l’élimination par enfouissement. Ce travail de recherche vient pallier plusieurs limites des outils d’aide à la décision qui existent à l’heure actuelle, notamment:

  • Il tient compte des sources d’approvisionnement dynamiques dans l’élaboration du réseau de logistique inverse.
  • Il tient compte des spécificités du secteur du recyclage du bois au lieu de rester très générique [4].
  • Il amène une discussion sur la configuration de réseau de logistique inverse, approche rarissime dans le secteur de la construction et inexistante pour le bois recyclé.

 Information supplémentaire

Pour plus d’information sur cette recherche, consultez l’article suivant :

Trochu, J., Chaabane, A., & Ouhimmou, M. (2018). Reverse logistics network redesign under uncertainty for wood waste in the CRD industry. Resources, Conservation and Recycling, 128, 32-47.

 

Julien Trochu

Profil de l'auteur(e)

Julien Trochu est étudiant au doctorat au Département de génie de la production automatisée de l’ÉTS. Ses recherches portent sur la conception de réseaux logistique inverse afin d’optimiser le recyclage au sein de secteurs industriels.

Programme : Génie de la production automatisée 

Laboratoires de recherche : NUMÉRIX – Laboratoire de recherche sur l’ingénierie des organisations dans un contexte d’entreprise numérique 

Profil de l'auteur(e)

Amin Chaabane

Profil de l'auteur(e)

Amin Chaabane est professeur au Département de génie de la production automatisée de l’ÉTS. Ses recherches portent sur la conception et la gestion de la chaîne d’approvisionnement, des opérations et de la production.

Programme : Génie de la production automatisée 

Laboratoires de recherche : NUMÉRIX – Laboratoire de recherche sur l’ingénierie des organisations dans un contexte d’entreprise numérique 

Profil de l'auteur(e)

Mustapha Ouhimmou

Profil de l'auteur(e)

Mustapha Ouhimmou est professeur agrégé au Département de la production automatisée de ÉTS. Ses principaux axes de recherche englobent la logistique, la santé et l’optimisation des chaînes de valeur dans l’industrie des produits forestiers.

Programme : Génie de la production automatisée 

Laboratoires de recherche : NUMÉRIX – Laboratoire de recherche sur l’ingénierie des organisations dans un contexte d’entreprise numérique 

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