valuation des impacts nvironnementaux (eie) en... · gaëlle guesdon faculté des sciences et de...

Gaëlle Guesdon

Faculté des sciences et de génie

Université Laval

ÉVALUATION DES IMPACTS

ENVIRONNEMENTAUX (EIE)

5e. Méthodes et outils

Aide multicritère à la décision-

Comparaison de Saaty

2011-03-15

2

1. Aide multicritère à la décision – comparaison de Saaty

Dans l’analyse multicritère, quatre grandes étapes:

définition des solutions potentielles (actions ou scénarii) et désignation de la

problématique (tri, choix,…);

analyse des conséquences des actions, l’élaboration des critères et évaluation de

chaque action sur les critères (tableau de performance);

modélisation des préférences globales et des procédures d’agrégation des

performances (critères à retenir, importance relative des critères);

synthèse multicritère (analyse de résultats, sensibilité ou robustesse).

3

Méthode de Saaty

L’analyse hiérarchique multicritère, inventée par le mathématicien Thomas Saaty

(1980), permet la comparaison et le choix entre des options préétablies.

Elle repose sur la comparaison de paires d’options et de critères.

Création de la méthode AHP = Analyse Hiérarchique des procédés

Principes fondamentaux de la méthode AHP:

1. Structuration hiérarchique (classes - critères - poids)2. Structuration des priorités (sous critères - rangs) 3. Cohérence logique4. Méthode semi-quantitative

Le logiciel Expert Choice développé aux US par F. Saaty (1985) est la version informatique de la méthode.

1. Aide multicritère à la décision – Comparaison de Saaty

4

Méthode multicritère d’aide à la décision intégrant plusieurs critères et arrivant à

un choix justifié de technologie, la décision est alors dite rationnelle, systématique

et correctement prise.

Avantage de la méthode AHP :

sa capacité de structurer un problème complexe, multicritère, multi personne et

multi période de façon hiérarchique,

la comparaison binaire des éléments (alternatives, critères et sous critères),

et la facilité de son support informatique, le logiciel Expert Choice.

Trois principes de la méthode AHP :

la structuration hiérarchique

la structuration des priorités, comparaison binaire

la cohérence logique


Description de la méthode AHP

5

La méthode AHP passe par une conversion ordinale attribution d’un facteur de

pondération aux critères poids

Utilisation d’une échelle de valeurs :

Degrés

d’importanceDéfinitions Explications

1.0 importance égale des deux

éléments

Deux éléments contribuent autant à la

propriété

3.0 un élément est un peu plus

important que l’autre

L’expérience et l’appréciation

personnelles favorisent légèrement

un élément par rapport à un autre

5.0 un élément est plus important

que l’autre

L’expérience et l’appréciation

personnelles favorisent fortement in

élément par rapport à un autre

7.0 un élément est beaucoup plus


Un élément est fortement favorisé et

sa dominance est attestée dans la

pratique

9.0 un élément est absolument plus


Les preuves favorisant un élément

par rapport à un autre sont aussi

convaincantes que possible

Echelle de valeurs (d’après Saaty, 1984)


Critères économique technique social Éco. Tech. Soc. ∑ = ∑ / 3

économique 1 2 3 0.55 0.57 0.50 1.62 0.54

technique 1/2 1 2 0.27 0.29 0.33 0.89 0.30

social 1/3 1/2 1 0.18 0.14 0.17 0.49 0.16

∑ = 1.83 3.5 6 1.00 1.00 1.00

• La valeur propre (poids) des différents

éléments s'obtient par la normalisation de la

matrice réciproque.

• Le poids total des alternatives est obtenu

par l'addition des différents poids de chacun

des critères et sous-critères.

6

w w w w w w w w

w w w w w w w w

w w w w w w w w

w w w w w w w w

n

n

n

n n n n n

1 1 1 2 1 3 1

2 1 2 2 2 3 2

3 1 3 2 3 3 3

1 2 3

/ / / ... /

/ / / ... /

/ / / ... /

... ... ... ... ...

/ / / ... /

1er Économique > 2ème Technique > 3ème Social

Exemple: Cas de critères à poids variables

Matrice réciproque : La matrice sert à

une comparaison binaire


Matrice de comparaison

7


Trois calculs sont nécessaires pour arriver aux valeurs des priorités :

additionner les colonnes de la matrice: tous les éléments d’une même colonne

sont additionnés;

normaliser la matrice: chaque entrée de la matrice est divisé par le total de sa

colonne. La normalisation de la matrice permet alors des comparaisons

significatives entres les éléments;

et calculer la moyenne des lignes: tous les éléments d’une même ligne de la

matrice normalisé sont additionnés et ensuite divisé par le nombre d’entrées qu’elle

comporte.

Le résultat des étapes précédentes fournit les pourcentages des priorités globales

relatives. Ces calculs sont effectués par le logiciel Expert Choice.

8

Avantages de la méthode Permet une analyse de sensitivité rapide :

- Les critères peuvent avoir des importances variables.

- Le nombre de critères et sous-critères n’est pas limité.

Le problème tel que posé par la méthode AHP donne une certaine réponse, mais si le

décideur désire il peut modifier la valeur d’un critère ou ajouter ou éliminer des critères

qu’il juge pertinent.

La méthode lui permet de le faire sans reprendre toute la hiérarchie déjà établie.

Par exemple, le critère économique est sujet à des fréquentes fluctuations, cette

méthode permet de réajuster l’évaluation préalablement effectuée.


Projet :

Projet d’élargissement et transformation d’un centre de transfert en Centre de

traitement de substances dangereuses. Ce centre reçoit 1/3 de déchets dangereux

de Québec. (Groupe Sani-Mobile, Rive Sud de MTL).

Objectifs:

Faire l’inventaire des technologies disponibles

Vérifier leur état d’avancement et potentiel économique

Choisir une technologie/procédé de traitement pour chacune des filières à traiter

Appliquer une méthode multicritère d’aide à la décision pour le choix des

technologies

Utiliser des critères techniques, économiques et sociaux pour justifier le choix

9

2. Exemple: Choix de technologies pour un centre de transfert

de Déchets Dangereux (DD)

Source du projet : Galvez-Cloutier R., Ferigutti S., Dubé J-S. (1998). Approche méthodologique pour la

transformation progressive d’un centre de transfert en centre de traitement de substances dangereuses, Vecteur

Environnement, Vol. 31-n°2.

10

Hiérarchie et rangs des

critères et sous-critères

de décision


de Déchets Dangereux (DD)Critères Sous-critères Rang Justifications

EC

ON

OM

IQU

E

Coût de capital 1 2 3

Peu élevé Elevé Très élevé

Prix de vente des services

1 2 3

$100 à $200/tonne $200 à $300/tonne < $100 ou > $300/tonne

Coût associé à l’élimination des résidus

1 2 3

Aucun traitement requis Résidus peuvent ne pas être traités Résidus doivent être traités

Profits effectués de la vente de produits recyclés

1 2 3

Profit effectué Profit potentiel Aucun profit

Coût d’opération 1 2 3 4

< $100/tonne $100 à $200/tonne $200 à $300/tonne > $300/tonne

TE

CH

NIQ

UE

Faisabilité 1 2 3

Très favorable Favorable Moins favorable

Flexibilité 1 2

Traite des contaminants mixtes Traite seulement des organiques ou des inorganiques

Capacité de traitement ou temps de traitement

1 2 3

> 50 tonnes/heure ou < 20 jours 10 à 50 tonnes/heure ou 20 à 100 jours < 10 tonnes/heure ou >100 jours

Efficacité du traitement (élimination de la contamination)

1 2 3

Plus de 95% Entre 80 et 95% Moins de 80%

SO

CIA

L

Acceptation du public 1 2 3

Peu de contestations Contestations ponctuelles Contestations locales

Exposition des travailleurs et de la population aux émissions potentielles

1 2 3

Peu d’exposition Exposition modérée Exposition importante

Nuisance à la population

1 2 3

Ponctuelle à faible Continue modérée Considérable

Accessibilité financière 1 2 3 4

< $100/tonne $100 à $200/tonne $200 à $300/tonne > $300/tonne

Déchets dangereux: inflammables, corrosifs, lixiviables, radioactifs, réactifs ou

toxiques.

Exemple : résidus miniers, déchets de fabriques de pâtes et papiers, résidus

d’alumineries, déchets dangereux domestiques, huiles usées, boues d’épuration,

sédiments contaminés, déchets biomédicaux…

Production annuelle de déchets dangereux :

Canada: 6,5 millions de tonnes

Québec: 1,4 millions de tonnes

Au Québec, 15 centres de transfert (CT) dont 9 dans les régions de Montréal et la

Montérégie.

Au Québec, 75% de la production totale des déchets dangereux provient des régions

de Lanaudière, Montréal et la Montérégie;

11



12



Etude sur un CT pendant 25 mois :

Déchets classés selon leur état physique (influence la technologie de traitement)

liquide

boues

sols contaminés

solides non traitables

Fluctuations hebdomadaires des matières dangereuses pendant la période d’étude

0

500 000

1 000 000

1 500 000

2 000 000

2 500 000

juin

-93

juil-

93

août

-93

sept

-93

oct-9

3

nov-

93

déc-

93

janv

-94

févr

-94

mar

s-94

avr-9

4

mai

-94

juin

-94

juil-

94

août

-94

sept

-94

oct-9

4

nov-

94

déc-

94

janv

-95

févr

-95

mar

s-95

avr-9

5

mai

-95

juin

-95

Mois de la période d'étude

Poi

ds e

n kg

liquides boues sols contaminés solides non traitables

13

Problématique :

Choisir les meilleures technologies afin de traiter 3 types de déchets contenant

des multiples contaminants.



Paramètres Liquides BouesSols

contaminés

Moyenne hebdomadaire (kg) 104 585 48 571 20 200

Moyenne journalière (kg) 20 917 9 714 4 040

Ecart-type (kg) 68 884 32 056 68 813

Moyenne - Ecart-type (1) (kg) 35 701 16 514 0

Moyenne + Ecart-type (1) (kg) 173 469 80 626 89 013

Fréquence intervalle [(1)/(2)] 88 81 104

% (fréquence / 108) 81.5 75.0 96.3

Coefficient de variation 66.2 66.0 287.3

Statistique descriptive sur les données des déchets

14

CONTAMINANTS TRAITÉS

ÉTAT

PHYSIQUE

DES DÉCHETS

EVALUATION DES

TECHNOLOGIES

TY

PE

S D

E

PR

OC

ÉD

ÉS

Ré

actifs

Cya

nu

res

Méta

ux

BP

C

Org

aniq

ues c

hlo

rés

So

lva

nts

halo

gé

né

s

Org

aniq

ues n

on

halo

gé

né

s

Au

tre

s o

rga

niq

ues

Liq

uid

es e

t m

éta

ux

Liq

uid

es e

t o

rga

niq

ues

LIQ

UID

ES

BO

UE

S

SO

LS

CO

NT

AM

INÉ

S

Biopile biologique

Bioréacteur biologique

Compostage biologique

Lavage des sols phys.-chim.

Extraction chim. solvants phys.-chim.

Adsorption au charbon physique

Distillation physique

Air stripping physique

Steam stripping physique

Déshalogénation chimique

Oxydation / réduction chimique

Seulement pour les liquides



Technologies retenues pour le traitement des matières dangereuses :

15

Construction d’un arbre hiérarchique (exemple pour le cas de sols contaminés)



Meilleure technologie

Economique Technique Social

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Objectif principal

Critères

….Biopile Bioréacteur

Sous-critères

Alternatives

Lavage des sols Oxydo - réduction

Construction de l’arbre avant l’utilisation du logiciel Expert Choice

4 niveaux hiérarchiques

16

Résultats AHP pour les sols contaminés (critères à poids différents)

Économique Technique Social

0.540 0.297 0.163

Co

ût d

u c

apita

l

Prix d

e v

ente

Co

ût d

e l'é

limin

atio

n d

es

résid

us

Pro

fits

de la

ve

nte

de

pro

du

its r

ecyclé

s

Co

ût d

'opé

ratio

n

Fais

abili

té

Fle

xib

ilité

Ca

pa

cité

ou t

em

ps d

e

tra

ite

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nt

Eff

ica

cité

Acce

pta

tion

de la

popula

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Exp

ositio

n f

ace a

ux

ém

issio

ns

Nu

isa

nce

à la

po

pula

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Acce

ssib

ilité

fin

an

ciè

re

Vecteur de

priorité global =

∑ poids des

critères X poids

des sous

critères X

évaluation des

rangs

Poids relatifs 0,167 0,333 0,167 0,167 0,167 0,167 0,333 0,333 0,167 0,333 0,333 0,167 0,167

TECHNOLOGIES

Biopile 0,270 0,076 0,283 0,188 0,259 0,270 0,143 0,125 0,090 0,200 0,111 0,125 0,259 0,175

Bioréacteur 0,148 0,239 0,090 0,063 0,136 0,148 0,143 0,125 0,090 0,200 0,111 0,125 0,136 0,145

Compostage 0,270 0,076 0,283 0,188 0,259 0,270 0,143 0,125 0,090 0,200 0,111 0,125 0,259 0,175

Lavage des sols 0,148 0,239 0,164 0,188 0,136 0,148 0,286 0,250 0,164 0,200 0,222 0,125 0,136 0,199

Extraction aux

solvants 0,082 0,239 0,090 0,188 0,136 0,082 0,143 0,250 0,283 0,100 0,222 0,250 0,136 0,172

Déshalogénation 0,082 0,132 0,090 0,188 0,075 0,082 0,143 0,125 0,283 0,100 0,222 0,250 0,075 0,134

1,000

So

us

-c

ritè

res

= 1

3 calculs effectués par Expert Choice :

Additionner les colonnes, normaliser la matrice

Calculer la moyenne des lignes

Calculer les vecteurs de priorités globales de la technologie



17

0,54

0,297

0,163

0,199

0,1750,172

0,145

0,134

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

économique technique social total

Po

ids

des

critè

res

Po

ids

de

s a

lte

rna

tive

s

critères

poids

lavage des sols

biopile

compostage

extraction aux solvants

bioréacteurs

déshalogénation



Présentation graphique des résultats d’Expert Choice pour les sols contaminés :

18



Résultats des poids globaux pour les technologies de traitement:

Économique Technique Social Global

Liq

uid

es

Oxydation réduction 0.196 0.254 0.144 0.205

Adsorption au charbon 0.172 0.201 0.162 0.179

Air Stripping 0.168 0.149 0.181 0.164

Déshalogénation 0.173 0.123 0.167 0.157

Steam Stripping 0.128 0.153 0.204 0.148

Distillation 0.163 0.120 0.144 0.147

Bo

ue

s

Oxydation réduction 0.190 0.249 0.178 0.206

Lavage des sols 0.215 0.190 0.187 0.203

Extraction aux

solvants0.174 0.148 0.160 0.164

Bioréacteur 0.167 0.118 0.219 0.161

Distillation 0.125 0.170 0.178 0.147


So

ls c

on

tam

inés

Lavage des sols 0.186 0.231 0.184 0.199

Biopile 0.192 0.149 0.168 0.175

Compostage 0.192 0.149 0.168 0.175

Extraction aux

solvants0.162 0.192 0.172 0.172

Bioréacteur 0.152 0.129 0.147 0.145


19

Résultats du ranking des technologies selon des critères de même poids

(économique = technique = social) Evaluation de la sensibilité de la

méthode

Liquides

Global

Oxydation réduction 0.198

Adsorption au charbon 0.179

Air Stripping 0.166

Steam Stripping 0.161

Déshalogénation 0.154

Distillation 0.142

Boues

Global

Oxydation réduction 0.206

Lavage des sols 0.197

Bioréacteur 0.168

Extraction aux solvants 0.161

Distillation 0.158


Sols contaminés

Global

Lavage des sols 0.200

Extraction aux solvants 0.175

Biopile 0.170

Compostage 0.170

Bioréacteur 0.143


Conclusions:

L’analyse de sensibilité a permis d’éliminer 2 technologies: distillation et

déshalogénation.

La première option reste la même pour les 3 cas, cela démontre la supériorité du

1er choix.



20

Alternatives proposées

1) - Système d’oxydo-réduction pour les boues et les liquides (23.6% + 50.9%)

- Lavage chimique des sols pour les Sols contaminés + boues (9.8 + 23.6%)

2) - Lavage des sols pour les Sols contaminés + boues (9.8 + 23.6%)

- Adsorption au charbon pour les Liquides (50.9%)

Rang final des technologies :



TechnologiesLiquides

(50,9%)Boues (23,6%)

Sols

contaminés

(9,8%)

Biopile 2

Bioréacteur 4 4

Compostage 2

Lavage des sols 2 1

Extraction chim solvant 3 3

Déshalogénation 4 6 5

Adsorption au charbon 2

Distillation 6 5

Air stripping 3

Steam stripping 5

Oxydo-réduction 1 1

21

Phases de l’EIE

Listes

de

contrôle

Matrices Réseaux Superposition Modèles SIG

Méthode

d’aide à la

décision

Tri préliminaire + +

Cadrage + + + + + +

Réalisation de l’étude :

- Description de

l’environnement+ + + + + +

- Détermination des

impacts + + + + +

- Prévision des

modifications +

- Evaluation des impacts + + +

- Détermination des

mesures d’atténuations +

- Evaluation des

mesures d’atténuations + + +

- Evaluation de la

surveillance et du suivi +

Examen +

Décision +

Surveillance et suivi +

3. Les outils appropriés à chaque phase de l’EIE

22

4. La prise de décision en EIE

Le processus d’EIE peut donner différents résultats :

Acceptation du projet sans modification,

Acceptation du projet à certaines conditions,

Acceptation du projet conditionnelle à la réalisation de recherches complémentaires,

Le réexamen du rapport d’étude d’impact,

Complément au rapport,

Rejet du projet.

En EIE, la prise de décision est habituellement unique, globale et sans recours….

soulevant des questions d’ordre éthique et humanitaire en plus des aspects

environnementaux.

23


Pour une prise de décision efficace :

Tenir compte de la dimension environnementale afin d’aboutir à une décision

favorable aux milieux biophysiques et humains.

Processus d’EIE de qualité, depuis la phase de tri préliminaire et de cadrage …

participation du publique.

Répondre aux questions : le projet est-il justifié ? Après sa réalisation ? Étendue et

importance des changements ?

> Liste non exhaustive des éléments d’information essentiels à la prise de

décision (Inspiré de OCDE/CAD, 1994)

24


Le contexte général

Le contexte dans lequel le projet s’inscrit et les enjeux environnementaux soulevés

Le contexte politique

Le problème ou l’enjeu essentiel soulevé

La relation avec les objectifs, les politiques et les plans de protection de l’environnement

Les variantes de localisation

Les options à la proposition concernant la localisation

Les options technologiques

Les options technologiques à la proposition

La participation du publique

Les perceptions et les enjeux publics clés

Les préoccupations de la population touchée

Les valeurs et les enjeux de consensus et de conflits actuels

Les sources éventuelles de conflits

L’analyse d’impact

Les coût et les bénéfices

La distribution des gains et des pertes

L’atténuation, les mesures de compensation, les programmes de surveillance et de

suivi

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