Modeling and analysing storage systems in agricultural biomass supply chain for cellulosic ethanol production.

Ebadian, M., Sowlati, T., Sokhansanj, S., Townley-Smith, L., et Stumborg, M. (2013). « Modeling and analysing storage systems in agricultural biomass supply chain for cellulosic ethanol production. », Applied Energy, 102(February 2013), p. 840-849. doi : 10.1016/j.apenergy.2012.08.049  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Nous avons mis au point un modèle de simulation et d’optimisation pour mieux comprendre et évaluer l’incidence des systèmes de stockage sur les coûts que doit assumer chacun des acteurs de la chaîne d’approvisionnement en biomasse agricole, soit les agriculteurs, les transporteurs et les établissements de production d’éthanol cellulosique. Le modèle d’optimisation permet de déterminer le nombre et l’emplacement optimaux des exploitations agricoles et des installations de stockage. Il sert aussi à déterminer le rayon d’action du système d’approvisionnement et le nombre d’exploitations agricoles nécessaire pour assurer l’approvisionnement annuel en biomasse ainsi que pour déterminer à quelle installation de stockage les exploitations doivent envoyer leur biomasse. Appliqué à l’organisation de la chaîne d’approvisionnement que le modèle d’optimisation prévoit, le modèle de simulation sert à déterminer le nombre de machines nécessaire pour chaque opération, avec le programme d’utilisation quotidien et le taux d’utilisation, en plus des capacités de stockage. Pour évaluer l’incidence des systèmes de stockage sur le coût du produit livré, trois systèmes de stockage sont modélisés et comparés : un système de stockage en bord de route (SR) et deux systèmes de stockage satellitaires (SS) soit un système à distance de transport fixe (SF) et un système à distance de transport variable (SV). Dans les trois cas, on suppose que l’équipement de chargement sert exclusivement pour le stockage. Nous avons tiré d’une étude de cas réel des chiffres détaillés sur le coût de chacun des systèmes de stockage, le modèle permettant d’analyser le processus d’approvisionnement heure par heure en tenant compte de la dépendance temporelle et de la stochasticité de la chaîne d’approvisionnement. La comparaison des systèmes de stockage révèle que le système SV serait plus performant que les systèmes SF et SR parce qu’il permettrait de réduire le coût de livraison total de 8 % et 6 %, respectivement. Toutefois, par rapport aux systèmes SV et SF, le système SR permet une baisse de la consommation d’énergie et de la production de CO2 dues aux opérations de logistique de 10 % et 8 %, respectivement. Nous avons aussi constaté que l’utilisation exclusive de l’équipement de chargement pour les installations de stockage est une option coûteuse pour une chaîne d’approvisionnement en biomasse agricole, car les opérations de chargement représentent 3 %, 6 % et 11 % des heures de fonctionnement annuelles des systèmes SR, SF et SV, respectivement.

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