Bio�conomi et Usages Industriels

On entend par " bioéconomie " l'échange de produits manufacturés (en tout ou en partie) à partir de ressources tirées de la biomasse renouvelable. À cet égard, la bioéconomie fait partie intégrante de l'économie d'ensemble. Bien que les ressources de la biomasse renouvelable puissent provenir de sources agricoles, forestières ou marines, le présent thème se rapporte à la portion de la bioéconomie qui émane ou pourrait émaner de la biomasse agricole. La " bioéconomie " sous-entend que la biomasse destinée à la consommation humaine ou animale et la biomasse non destinée à la consommation humaine ou animale pourraient être le fondement d'une activité à valeur ajoutée sur un ou plusieurs marchés, et pourraient contribuer à la croissance compétitive et aux stratégies de prospérité d'une région donnée. À court terme et peut-être dans un avenir prévisible, il est probable que les bioproduits soient fabriqués à partir de mélanges de biomasse et de matières conventionnelles. Par conséquent, la biomasse et les matières biologiques conventionnelles font dès à présent et continueront de faire partie d'une même chaîne matérielle. Dans des mesures différentes, la biomasse sera intégrée aux chaînes matérielles à la place des matières provenant actuellement des combustibles fossiles, et servira à fabriquer des produits dotés d'une valeur commerciale réelle.
On entend par " usages industriels " la transformation de biomatériaux en matières biologiques destinées à être utilisées dans la fabrication ou dans des systèmes énergétiques. Par conséquent, ce thème demande la considération des technologies de transformation primaire et secondaire grâce auxquelles la biomasse est transformée; ces technologies peuvent faire appel à des procédés de valorisation biologiques, chimiques, mécaniques, thermiques ou autres. Les " usages industriels " supposent aussi la nécessité de prendre en compte la proximité de la biomasse d'origine agricole pour les utilisateurs industriels, l'existence d'une infrastructure appropriée de transport et de stockage, ainsi que la facilité ou la difficulté relative de substituer un bioproduit particulier à un produit concurrent synthétique (souvent fabriqué avec des combustibles fossiles) pour un usage industriel.
Le thème " Bioéconomie et usages industriels " englobe trois grands domaines d'intérêt, lesquels concernent tous l'utilisation de biomasse d'origine agricole pour produire un type quelconque de bioproduit. Voici les trois principales catégories de produits qui sont traitées dans le présent rapport :
- Biomatériaux : Ils comprennent les bioplastiques, les mélanges à base de biomasse, les composites de fibre naturelle, les nanocomposites à base de biomasse, les biomousses, le biocaoutchouc, les peintures et enduits à base de biomasse, les bioadhésifs, les encres bio et les fibres naturelles, ainsi que les produits finaux résultants (p. ex., textiles, moquettes, tapis), les composants rigides (p. ex., carreaux, panneaux, poutres et poteaux, tubes et tuyaux, tubages ou autres produits moulés) ou les produits granulés (p. ex., copeaux, granulats, poussière).
- Produits biochimiques : Produits chimiques industriels (p. ex., nettoyants, lubrifiants, matériaux d'étanchéité, solvants), produits biochimiques intermédiaires (p. ex., éthylène), intrants chimiques/matières biologiques pour la production d'autres produits (p. ex., huiles, phénols, résines) ou produits biotechnologiques qui sont constitués au moins en partie d'un organisme ou d'un composant biologique (p. ex., enzymes, sondes moléculaires, microbes, levures, bactéries).
- Bioénergie : matières biologiques énergétiques (p. ex., éthanol, méthanol, butanol, biodiésel, bio-huile, biogaz, pastilles, combustibles de déchets de bois) et les produits finaux (p. ex., électricité, énergie thermique).

Exclusion des produits nutraceutiques et des aliments fonctionnels: Les biomatériaux et les produits biochimiques ont également de nombreuses applications dans les soins de la santé, où ils doivent montrer une compatibilité prouvée avec l'utilisation directe dans ou sur le corps humain. L'étude de ce thème exclut les nutraceutiques et les aliments fonctionnels qui sont pris en considération sous le thème de la santé par l'alimentation. Toutefois les produits biopharmaceutiques et les cosmétiques sont considérés sous le thème de la bioéconomie et usages industriels.
La matière biologique désigne la biomasse qui est destinée à être utilisée dans la transformation et à être soumise à un type quelconque de transformation, en vue de la préparer à un usage particulier dans des procédés de fabrication ou de production d'énergie. Les résidus des cultures agricoles conventionnelles (y compris les cultures vivrières) sont souvent appelés " déchets " et sont considérés comme une source éventuelle de biomasse pour des bioproduits. Entre autres matières biologiques, mentionnons aussi les débits de coproduits de bioénergie tels que les sous-produits de valeur faible ou négative qui proviennent des industries des biocombustibles lignocellulosiques (ainsi que des industries des pâtes et papiers), le glycérol brut provenant des industries naissantes du biodiésel, les drêches de distillerie avec solubles provenant de l'industrie de l'éthanol de maïs, les tourteaux de soya et de canola (issus de l'industrie des huiles de soya et de canola), le CO2, les flux de déchets de la transformation des aliments et les cultures énergétiques telles que le chanvre ou le miscanthus. L'étude du présent thème inclut expressément ces sources de matière biologique, de même que les " déchets " de sources non agricoles comme les flux de déchets solides des municipalités. Le mélange de ces matériaux avec des matières biologiques agricoles pourrait représenter l'approche la plus rentable dans la fabrication des bioproduits.
Souplesse définitionnelle : Le MAAARO permet une certaine souplesse définitionnelle afin de promouvoir un système d'innovation plus ouvert (p. ex., fournir à la recherche et au développement (R et D) la souplesse nécessaire pour envisager des synergies entre les usages industriels et les usages alimentaires/combustibles), par exemple l'utilisation du CO2 issu de la production d'éthanol comme promoteur de croissance dans les serres ou comme matière biologique potentielle pour les plastiques polycarbonates. On inclut également la R et D sur les produits biopharmaceutiques, les nutraceutiques, les aliments fonctionnels et les cosmétiques si elle peut améliorer l'aspect économique d'une bioraffinerie existante (p. ex., usine d'éthanol, de biodiésel, de produits biochimiques).
Concept de la durabilité : Les bioproduits présentent des avantages potentiels considérables sur le plan de la durabilité (environnementale); ces avantages sont liés au caractère renouvelable de la matière biologique, à l'activité post-ferme, à la conversion, à l'utilisation et à l'élimination du produit, ainsi qu'aux effets de ces activités. Il est nécessaire de produire des données comparatives solides afin d'aborder les normes vertes des bioproduits industriels et de promouvoir la confiance du public. Cependant, il ne faudrait pas présumer automatiquement que ces avantages, bien qu'ils soient utiles, fassent partie de la définition des bioproduits.

1.2 Composantes du thème

Choix stratégiques - Voici des choix stratégiques qui sont des éléments clés pour progresser dans le domaine thématique " Bioéconomie et usages industriels " :

Le concept de l'économie hybride - Fondé sur la coexistence de produits d'origine bio et non bio, et de produits qui sont eux-mêmes des mélanges de matières biologiques bio et non bio.
Focalisation sur des produits à valeur ajoutée supérieure, lesquels sont censés être des marchés à créneaux ayant une valeur client considérable. Le comité d'experts a conclu que le secteur agricole de l'Ontario a plus de chances d'être compétitif sur ces marchés que sur des marchés de produits de base.
Le concept de l'utilisation totale des matières biologiques et des résidus - Le résidu d'un procédé peut constituer un intrant ou une matière biologique dans un autre procédé. L'objectif final doit être l'utilisation totale de la biomasse, sans créer de " déchets ", ce qui apporte des avantages à la fois sur le plan des affaires/du commerce et sur celui de l'environnement.
Perspective de la chaîne de valeur - Adoption d'une perspective " de la matière biologique au produit ", selon laquelle les investissements en recherche seraient évalués.
Promotion des avantages et des possibilités auxquels l'Ontario accède en pénétrant des marchés ethniques, à créneaux et à identité préservée.
Confirmation du fait que la meilleure stratégie compétitive mondiale consiste à consolider l'excellence et les relations avec les entreprises partenaires, à préserver l'identité et à commencer avec le consommateur final.
Infrastructure clé :
- Capacité de recherche existante, tant dans les établissements publics que dans l'industrie privée. Les centres d'excellence, sur lesquels l'industrie et le monde universitaire peuvent compter, sont également des éléments clés de l'infrastructure.
- Infrastructure de fabrication.
- Capacité productive agricole, y compris l'utilisation accrue des terres marginales (terres autres que celles des catégories un ou deux).
- Infrastructure de réseautage et d'établissement de relations, en particulier à travers les secteurs et les disciplines.
1.3 "Mappage" du thème de la bioéconomie et des usages industriels
Étant donné la nature complexe et non linéaire des composantes du thème " Bioéconomie et usages industriels ", le mappage du " système " est lui aussi un processus très complexe. Une version très simple du système est présentée ci-dessous.
Le mappage de débouchés ou de produits individuels constituerait une méthode plus productive. Cette opération devrait être accomplie au début de l'étude de chaque débouché, dans le but d'évaluer les chances de succès de chaque perspective et les éléments qui sont requis pour ce débouché particulier. Elle permettrait aussi de reconnaître les actifs pouvant exercer une influence sur les débouchés et les obstacles devant être aplanis ou contournés (si possible).

Figure 1.

Texte à insérer dans les liens de description correspondant aux deux figures

2.0 Contexte et historique du thème

2.1 Contexte et historique
- Le MAAARO a besoin que les priorités du thème de la bioéconomie soient intégrées aux priorités des sept autres thèmes en un programme de recherche multithématique suivant un horizon temporel d'environ cinq ans.
- Jusqu'à présent, les projets de recherche consacrés au thème de la bioéconomie et des usages industriels n'ont pas représenté une part importante des programmes de recherche du MAAARO. Par conséquent, le contexte est bien défini pour entreprendre une étude plus intensive de ces possibilités dans l'avenir et souligne la nécessité pour le MAAARO de modifier les programmes et les procédés existants afin d'y incorporer les considérations et les caractéristiques associées au présent thème.
2.2 Hypothèses clés
- L'économie ontarienne continuera de faire face à des difficultés économiques. Il est prévu que les coûts de l'énergie resteront élevés dans un avenir prévisible. La mondialisation des marchés se poursuivra.
- Même si certains marchés de produits de base montrent une vigueur continue (p. ex., céréales), l'Ontario aura de plus en plus de mal à faire concurrence sur la plupart des marchés à faible valeur ajoutée. Par conséquent, c'est sans doute en se tournant vers des produits à forte valeur ajoutée que l'Ontario aura le plus de chances de réussir.
- L'Ontario possède d'importantes ressources agricoles qui restent disponibles pour la production d'un éventail diversifié de produits, y compris des produits alimentaires, des aliments pour animaux et des bioproduits.
- Le climat est un facteur qui demeure en grande partie incontrôlable dans le cycle de production, mais il limite au lieu d'éliminer les débouchés.
- La production agricole en Ontario continuera d'augmenter et certaines questions connexes telles que l'empiètement urbain, les incidences environnementales des opérations agricoles et la proximité des installations de production et de transformation par rapport aux marchés demanderont une attention constante. L'avantage pour le secteur agricole de l'Ontario devrait résider dans (au moins) l'un des critères associés à la recherche sous ce thème.
2.3 Tendances
- L'économie ontarienne subit des changements considérables, dans le secteur agricole et ailleurs. La chaîne de valeur au complet (de la matière biologique au produit fini) devient plus rigoureusement intégrée, ce qui demande une collaboration plus étroite entre le secteur agricole, les chercheurs et les innovateurs travaillant dans de multiples secteurs, et la capacité réceptrice. Les exigences d'intégration et de collaboration doivent être incorporées aux programmes de recherche du MAAARO qui appuient le thème.
- Le milieu des politiques publiques visant les bioproduits de l'Ontario se fera plus complexe à mesure que d'autres territoires de compétences défendront et adopteront des normes " vertes " et que les avantages possibles (ainsi que les problèmes non résolus) associés aux bioproduits continueront d'attirer l'attention.
  
  2.4 Possibilités
  - Le MAAARO peut tirer une valeur maximale de la bioéconomie s'il mise sur les possibilités suivantes :
  - Les produits à forte valeur ajoutée, souvent associés à des marchés à créneaux, plutôt que les marchés de produits de base mondiaux à faible valeur ajoutée sur lesquels l'Ontario a de plus en plus de mal à faire concurrence.
  - Des marchés locaux/intérieurs et des marchés internationaux (p. ex., produits énergétiques pouvant être utilisés à l'intérieur de la province pour déloger des produits énergétiques qui viennent d'autres territoires).
  - Dans un proche avenir, les bioproduits qui réunissent des intrants conventionnels et bio, en particulier des intrants bio issus de résidus ou de " déchets " qui sont associés à l'agriculture, à des boisés du sud, aux déchets solides municipaux ou à la fabrication exigeante en fibres.
  - À plus long terme, les bioproduits appartenant à n'importe laquelle des sous-catégories du thème (biomatériaux, produits biochimiques, bioénergie) qui peuvent répondre à un besoin du marché de façon compétitive au point de vue des coûts en apportant un avantage concurrentiel à l'Ontario et offrir des avantages au secteur agricole de la province.
  - Le potentiel novateur des petites et moyennes entreprises (PME), ainsi que des grandes institutions de l'industrie et de la recherche.
  - Devenir un chef de file mondial en créant un contexte de politique publique qui soutienne le développement et le lancement de bioproduits sans négliger la nécessité de rendre des comptes en ce qui concerne l'utilisation des fonds publics, la protection de la santé et de la sécurité, et le besoin de protection/d'amélioration sur le plan environnemental.
    
    2.5 Enjeux et obstacles
    - Les possibilités de la bioéconomie doivent être attestées : La bioéconomie naissante, qui fait simplement partie de l'économie en général, pourrait contribuer à la prospérité de la province, mais ces possibilités ne sont pas encore attestées. Il serait à conseiller de mener un examen visant à jauger les domaines présentant le plus de possibilités pour l'Ontario afin d'orienter les décisions annuelles de financement de la recherche.
    - Certaines composantes habilitantes manquent encore : Certaines bases (mais pas toutes) sont déjà en place pour exploiter les possibilités de la bioéconomie. Les plus importantes composantes à mettre en place sont celles-ci : 1) des structures et des procédés organisationnels qui permettront d'accélérer l'exploitation des débouchés en Ontario, et 2) l'établissement de liens à la fois à l'intérieur et à l'extérieur du gouvernement pour permettre aux intervenants d'accroître le rendement du capital investi (RCI) dans le financement de la recherche et de tirer parti de débouchés économiques.
    - De nouveaux concepts doivent être présentés : L'exploitation fructueuse des débouchés de la bioéconomie exige l'introduction de nouveaux concepts dans la recherche, le développement, la commercialisation et les politiques publiques associés à la bioéconomie. On pense d'abord et avant tout au concept d'une chaîne de valeur où tous les efforts seront orientés vers des résultats qui apporteront un avantage économique à la province et à son secteur agricole. Entre autres concepts clés, mentionnons l'interdisciplinarité dans la recherche, l'utilisation totale dans la transformation et l'élaboration de produits, et l'analyse du cycle de vie en tant qu'outil pour évaluer l'avantage environnemental.
    - Un leadership continu s'impose : Le MAAARO devrait continuer d'assumer le leadership en déterminant clairement et en stimulant le rôle de l'agriculture dans la bioéconomie, mais cela doit se faire en partenariat avec d'autres ministères, établissements et industries (grandes et petites).
    2.6 Composantes habilitantes du thème
    Beaucoup des bases de recherche associées à l'économie des bioproduits existent déjà (p. ex., infrastructure de recherche et capital humain). Toutefois, pour rester compétitif à l'échelle mondiale, l'Ontario devra continuer d'investir à la fois dans la recherche fondamentale et dans la recherche appliquée sur les bioproduits; par définition, sous le présent thème, les investissements dans la recherche ont plus de chances d'être centrés sur les domaines appliqués que sur la science fondamentale.
    Voici les nouvelles (ou plus récentes) composantes fondamentales :
    - Des liens qui permettent l'ajout d'une valeur aux bioproduits issus de la biomasse agricole (p. ex., liens avec divers transformateurs de produits alimentaires/aliments pour animaux/cultures/produits chimiques et capture des divers flux [primaires et résiduels] pour les utiliser dans des produits à forte valeur ajoutée; liens entre l'amélioration des cultures, la récolte, la transformation des bioproduits, la modification de la biomasse, le raffinage des résidus, ainsi que la caractérisation et l'analyse des bioproduits [bioénergie, produits biochimiques et biomatériaux] de l'échelle moléculaire à l'échelle macroscopique).
    - La recherche sur les politiques publiques et sur la réglementation qui favorise une bioéconomie florissante fournit à l'Ontario l'occasion d'être un leader (comme l'est la Californie). L'un des éléments de cette recherche pourrait être la compréhension des répercussions du secteur des bioproduits sur d'autres secteurs.
    - Des mesures d'encouragement du gouvernement pour promouvoir le transfert de technologie et créer une attraction de marché. Il pourrait s'agir par exemple de l'approvisionnement (la province devrait acheter ce qui est produit/fabriqué ici) ou de la modification des programmes d'assurance-récolte et de paiements anticipés pour les producteurs.
    2.7 Interdépendances et liens avec le thème
    Une meilleure intégration des multiples intervenants dans les importantes initiatives qui visent à faire progresser la bioéconomie, ainsi que l'établissement de liens devant permettre aux chercheurs de mieux comprendre et d'incorporer certaines considérations liées à l'industrie/aux marchés dans leurs travaux. Voici les types particuliers de liens et de dépendances qui ont été reconnus :
    - Liens avec l'industrie/la fabrication : Les liens avec l'industrie et la fabrication sont essentiels (pour accélérer l'adoption et la commercialisation des bioproduits); il faudra pour cela prendre en considération les normes de l'industrie (assurance de la qualité) et les exigences réglementaires. Le secteur de l'énergie et de la bioénergie a été reconnu comme un secteur dans lequel l'établissement de liens est particulièrement important. L'industrie des produits forestiers (industrie des pâtes et papiers), l'industrie chimique et d'autres industries manufacturières (pièces d'automobile, conditionnement, ameublement et produits de construction) figurent parmi les autres secteurs reconnus.
    - Liens avec d'autres ministères/établissements de recherche : Il faudrait que les initiatives en sciences et en technologie cessent d'être des initiatives " du MAAARO au MAAARO " pour la province; cela laisse supposer qu'il serait essentiel d'établir des liens avec d'autres ministères s'intéressant aux sciences et à la technologie et avec d'autres établissements de recherche.
    - Liens axés sur la géographie/le transport : Liens entre le secteur de la transformation/de la fabrication/du transport et le secteur agricole (production) en raison de la sensibilité de l'économie à la proximité/la distance qu'il y a entre le champ/la forêt et les lieux de transformation/de fabrication.
    - Liens avec les milieux internationaux : Amener ce thème de recherche et le personnel industriel hautement qualifié sur la scène mondiale; les rapports engagés avec les décideurs de l'industrie dans d'autres territoires de compétences sont un lien important sous ce thème.
    - Liens interdisciplinaires : Liens avec des domaines tels que la recherche sur l'environnement (p. ex., conséquences du déploiement de cultures nouvelles au lieu de cultures traditionnelles).
    3.0 Domaines de recherche et priorités associés au thème
    
    3.1 Description des domaines de recherche
    Quatre domaines de recherche prioritaires sont reconnus : la recherche liée à la matière biologique, la recherche sur les technologies de transformation, la recherche sur le développement de bioproduits et la recherche sur les politiques.
    A. La recherche liée à la matière biologique désigne la recherche qui vise à créer des matières biologiques bio/organiques uniques, durables et/ou plus robustes en prenant pour objectif la viabilité à long terme du marché. Cela comprend la recherche sur les flux de déchets organiques et la recherche sur la prestation et sur la transformation, le stockage et le transport à la ferme. Ce domaine de recherche est celui où le MAAARO et l'Université de Guelph entrevoient les meilleures possibilités d'offrir une contribution dans le contexte provincial.
    Voici quelques exemples de recherches qui pourraient être envisagées dans ce domaine :
    - Utilisation de flux de " déchets " comme bioproduits à valeur ajoutée;
    - Mise au point de cultures nouvelles ou améliorées qui vont au-delà des cultures de base traditionnelles ou existantes;
    - Développement de matière biologique, développement de la qualité, optimisation du stockage et de la production de biomasse lignocellulosique sur des terres marginales, en utilisant des quantités réduites d'eau et d'engrais;
    - Biotechnologie visant à améliorer l'agronomie et la qualité des matières premières destinées à des usages industriels;
    - Matières biologiques améliorées pour être utilisées comme source/énergie de combustible (ou liquéfiable) (p. ex., rendement supérieur en biomasse à l'acre, résistance accrue à la sécheresse et aux ravageurs, efficience accrue du transport).
  B. La recherche sur les technologies de transformation désigne la recherche qui porte sur les méthodes et les procédés de conversion/raffinage des matières biologiques afin d'obtenir des produits à coût compétitif pour différents usages industriels. Ce type de recherche devrait faciliter l'emploi d'une approche intégrée. Les technologies de transformation qui utilisent des matières biologiques multiples/combinées devraient être favorisées. Le résultat final de ce type de recherche est l'accroissement de la valeur, soit d'un seul élément, soit d'un ensemble de produits. Ce type de recherche inclut le développement de technologies de transformation qui sont évolutives afin de répondre à des besoins locaux et à ceux de plus grandes installations.

Pour plus de renseignements :
Sans frais : 1 888 466-2372
Courriel : research.omafra@ontario.ca

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Bioéconomie et usages industriels

Table des matières

1.0 Description et portée du thème

1.1 Description du thème

1.2 Composantes du thème

1.3 "Mappage" du thème de la bioéconomie et des usages industriels

2.0 Contexte et historique du thème

2.1 Contexte et historique

2.2 Hypothèses clés

2.3 Tendances

2.4 Possibilités

2.5 Enjeux et obstacles

2.6 Composantes habilitantes du thème

2.7 Interdépendances et liens avec le thème

3.0 Domaines de recherche et priorités associés au thème

3.1 Description des domaines de recherche

4.0 Facteurs de succès déterminants

4.1 Description des facteurs de succès déterminants

Aptitude à définir les structures et les réactions organisationnelles, y compris celles-ci :

Aptitude à adapter des maillons clés de la chaîne de valeur :

Aptitude à concevoir et à mettre en œuvre des politiques de soutien :

Aptitude à cibler des collaborateurs et des clients :

5.0 Autres considérations et recommandations connexes

5.1 Considérations

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