Production de biodiesel à partir de microalgues par catalyses homogène et hétérogène

Résumé : Au Canada, près de 80% des émissions totales, soit 692 Mt eq. CO[indice inférieur 2], des gaz à effet de serre (GES) sont produits par les émissions de dioxyde de carbone (CO[indice inférieur 2]) provenant de l’utilisation de matières fossiles non renouvelables. Après la Conférence des Nations Unies sur les changements climatiques, COP21 (Paris, France), plusieurs pays ont pour objectif de réduire leurs émissions de GES. Dans cette optique, les microalgues pourraient être utilisées pour capter le CO[indice inférieur 2] industriel et le transformer en biomasse composée principalement de lipides, de glucides et de protéines. De plus, la culture des microalgues n’utilise pas de terre arable contrairement à plusieurs plantes oléagineuses destinées à la production de biocarburants. Bien que les microalgues puissent être transformées en plusieurs biocarburants tels le bioéthanol (notamment par fermentation des glucides) ou le biométhane (par digestion anaérobie), la transformation des lipides en biodiesel pourrait permettre de réduire la consommation de diesel produit à partir de pétrole. Cependant, les coûts reliés à la production de biodiesel à partir de microalgues demeurent élevés pour une commercialisation à court terme en partie parce que les microalgues sont cultivées en phase aqueuse contrairement à plusieurs plantes oléagineuses, ce qui augmente le coût de récolte de la biomasse et de l’extraction des lipides. Malgré le fait que plusieurs techniques de récupération des lipides des microalgues n’utilisant pas de solvant organique sont mentionnées dans la littérature scientifique, la plupart des méthodes testées en laboratoire utilisent généralement des solvants organiques. Les lipides extraits peuvent être transestérifiés en biodiesel en présence d’un alcool tel que le méthanol et d’un catalyseur (catalyses homogène ou hétérogène). Pour la commercialisation du biodiesel à partir de microalgues, le respect des normes ASTM en vigueur est un point essentiel. Lors des essais en laboratoire, il a été démontré que l’extraction des lipides en phase aqueuse était possible afin d’obtenir un rendement maximal en lipides de 36% (m/m, base sèche) en utilisant un prétraitement consistant en une ébullition de la phase aqueuse contenant les microalgues et une extraction par des solvants organiques. Pour l’estérification, en utilisant une résine échangeuse de cations (Amberlyst-15), une conversion des acides gras libres de 84% a été obtenue à partir des lipides de la microalgue Chlorella protothecoïdes dans les conditions suivantes : température : 120°C, pression autogène, temps de réaction : 60 min, ratio méthanol/lipides: 0.57 mL/g et 2.5% (m/m) Amberlyst-15 par rapport aux lipides. En utilisant ces conditions avec une catalyse homogène (acide sulfurique) et une seconde étape alcaline avec de l’hydroxyde de potassium (température : 60°C ; temps de réaction : 22.2 min; ratio catalyseur microalgue : 2.48% (m/m); ratio méthanol par rapport aux lipides des microalgues : 31.4%), un rendement en esters méthyliques d’acides gras (EMAG) de 33% (g EMAG/g lipides) a été obtenu à partir des lipides de la microalgue Scenedesmus Obliquus. Les résultats démontrent que du biodiesel peut être produit à partir de microalgues. Cependant, basé sur les présents résultats, il sera necessaire de mener d’autre recherche pour prouver que les microalgues sont une matière première d’avenir pour la production de biodiesel.

Gestion des matières résiduelles dans les écoquartiers

Dans un monde où plus de la moitié de la population demeure désormais en milieu urbain, et où les villes exercent une pression toujours plus importante sur les ressources naturelles et les écosystèmes, il est plus que jamais essentiel de remplacer les modes traditionnels d’urbanisation par de nouvelles pratiques axées sur le développement durable. C’est dans ce contexte qu’ont émergé les premiers écoquartiers en Europe, puis en Amérique du Nord, au cours des dernières décennies. Le Québec accuse un certain retard en ce qui concerne le développement de ce type de quartiers durables, notamment axés sur une gestion plus efficiente et environnementalement responsable des matières résiduelles. Avec l’aide des outils législatifs et politiques en vigueur, la mise en place de nouveaux écoquartiers constitue une occasion d’optimiser la gestion des matières résiduelles dans la province, tout en assurant un développement urbain respectueux des principes du développement durable. La mise en oeuvre de pratiques de gestion des matières résiduelles inspirées d’exemples européens et nord-américains faciliterait aussi le développement de nouveaux projets d’écoquartiers au Québec. C’est dans ce contexte que s’inscrit l’objectif principal du présent essai, soit de proposer des modèles européens et nord-américains de gestion des matières résiduelles, afin de les intégrer aux projets d’écoquartiers actuels et futurs au Québec. Les cinq écoquartiers retenus en guise de modèles parmi les douze analysés ont, à l’instar des autres, obtenu une performance environnementale élevée; cependant, c’est leur application fructueuse des sphères économique et sociale du développement durable qui leur ont permis de se démarquer, notamment en ce qui concerne le niveau d’implication citoyenne dans ces quartiers. La transférabilité des pratiques de gestion des matières résiduelles de ces modèles, soit Augustenborg, BedZED, EVA-Lanxmeer, Hammarby Sjöstad et Kronsberg, dans le contexte québécois a été évaluée. Les pratiques retenues, au nombre de trois par écoquartier, semblent généralement transférables au Québec sans que des modifications majeures ne soient nécessaires. Néanmoins, certaines de ces pratiques, dont la tenue de réunions citoyennes de planification environnementale analogues à celles d’EVA-Lanxmeer, nécessitent un changement de mentalité important de la part de la population et des décideurs politiques, ce qui risque d’en compliquer ou retarder l’application. D’autres pratiques nécessiteraient certains investissements en matière d’infrastructures ou de formation. En fin de compte, ces pratiques et les recommandations formulées en conclusion de l’essai constituent autant d’opportunités de développer une gestion des matières résiduelles plus efficace et durable au Québec, en autant que la volonté politique et la participation citoyenne soient au rendez-vous.

Performance des MRC et des municipalités locales de la CMM à protéger leurs milieux naturels en concordance avec le Plan métropolitain d'aménagement et de développement

Au début des années 1990, une prise de conscience de la valeur des milieux naturels et de leur biodiversité s’observa à différentes échelles. La Convention sur la diversité biologique, publiée en 1992 lors de la Conférence des Nations Unies sur l’environnement et le développement, fut un élément déclencheur en matière de protection des milieux naturels. En 2010, la Convention adopta un plan stratégique établissant entre autres l’objectif de protéger 17 % des milieux terrestres pour 2020. C’est de cet objectif, repris par le gouvernement du Québec, que la Communauté métropolitaine de Montréal s’inspira afin d’élaborer son propre objectif de protéger le même pourcentage de son territoire. L’atteinte de celui-ci est tributaire d’un processus de concordance établi par la Loi sur l’aménagement et l’urbanisme entre le Plan métropolitain d’aménagement et de développement, les schémas d’aménagement et de développement des municipalités régionales de comté et les outils d’urbanismes des municipalités locales. L’objectif principal de cet essai est d’analyser, à l’échelle de la Communauté métropolitaine de Montréal, la performance des municipalités régionales de comté et des municipalités locales à traduire, dans leur outil d’aménagement et d’urbanisme, les orientations, les objectifs et les critères définis au Plan métropolitain d’aménagement et de développement en matière de protection des milieux naturels. Cette performance est mesurée à l’aide d’un indicateur élaboré pour cet essai. Pour y parvenir, un portrait des milieux naturels de la Communauté métropolitaine de Montréal est dressé. L’essai s’appuie sur celui-ci afin de sélectionner deux municipalités régionales de comté et cinq municipalités locales sur lesquelles utiliser l’indicateur de performance. L’analyse des résultats révèle que les municipalités régionales de comté performent mieux que les municipalités locales. De plus, c’est par rapport à la réalisation d’un plan de conservation des milieux humides que ces dernières performent le moins bien. En s’appuyant sur ces analyses, l’essai recommande notamment que l’élaboration du plan de conservation des milieux humides soit réalisée à l’échelle des municipalités régionales de comté plutôt qu’à celle des municipalités locales. Ce travail pourrait servir au gouvernement québécois afin d’améliorer la protection des milieux naturels, non seulement à l’échelle du Grand Montréal, mais également à celle de la province.