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Detérmination de trajectoires de valorisation optimales pour le recyclage de déchets

L’objectif est de modéliser et optimiser les trajectoires de valorisation pour un déchet afin d’améliorer la maîtrise des impacts environnementaux. Les travaux viseront à valoriser les produits issus de la biomasse dans le but de réorienter la production et les déchets des industries papetières vers des produits spéciaux à haute valeur ajoutée. La diversité des produits qu’une bioraffinerie est capable de produire pose un nouveau problème, celle de définir la meilleur stratégie de production selon certains critères. Le stage essaye de développer une procédure de décision optimale visant à trouver la meilleure procédure, ainsi que le produit le plus approprié à fabriquer pour un fonctionnement optimal. Afin de développer cette méthode de prise de décision deux approches ont été faites. La première approche consiste à analyser une liste de produits à haute valeur ajoutée provenant de la biomasse et à identifier au sein d’eux un groupe de matériaux prometteurs et de produits chimiques dérivés qui puissent servir comme direction économique d’une bioraffinerie. La deuxième approche consiste à développer un outil général d’optimisation multicritère pour l’aide à la décision. Pour se faire nous avons décidé de prendre des modèles, des procédés, et des technologies basées sur l’éthanol, car il est un produit beaucoup plus développé. Plus concrètement nous avons pris la superstructure comprenant plusieurs modèles de bioraffineries d’éthanol publié par Edwin Zondervan et son équipe ainsi que sa méthode (aussi inclus dans l’article) pour résoudre le problème mixte (MILP, mixed integer linear problem) relatif à cette superstructure. Ultérieurement nous avons implémenté une méthode d’optimisation (ε-contrainte) afin d’obtenir toutes les solutions non-dominées possibles (front de Pareto) du problème. Aussi nous avons eu besoin d’un logiciel capable de résoudre un problème MILP et appliquer la méthode ε-contrainte. Le logiciel sur lequel nous avons écrit tout le code concernant le modèle de bioraffinerie, le problème (superstructure) et la méthode ε-contrainte c’est le logiciel GAMS. Pour conclure la méthode il faudra évaluer la séquence optimale au travers d’un outil de flowsheeting, trouver comme ça ses caractéristiques opératoires et les réécrire dans le modèle de bioraffinerie initial pour trouver le point optimal de fonctionnement. Il faudra donc fermer la boucle. Aussi, l’étude de flowsheeting nous proportionne les déchets de la bioraffinerie avec lesquels nous pouvons réappliquer la méthode pour les revaloriser.