Biofiltration des effluents gazeux issus des étables laitières: oxydation du méthane et valorisation du dioxyde de carbone et de l'énergie

Description

Les bâtiments d'élevage étant contraints d'évoluer pour répondre aux attentes sociétales, le défi demeure de concevoir des infrastructures rentables conciliant bien-être animal et environnement, sans améliorer l'un au détriment de l'autre. Par conséquent, des complexes d'élevage avant-gardistes, comptant sur des systèmes de logement, de contrôle d'ambiance et de gestion des effluents offrant un milieu de vie adapté aux comportements innés des animaux (contacts sociaux sans contention, accès extérieur et enrichissement), naturalisé (végétalisation, lumière et surface naturelle), tempéré (sans stress thermique) et assaini (émissions d'ammoniac [NH3], de gaz à effet de serre [GES] et de matières particulaires [PM] limitées) ainsi qu'une valorisation optimale des fumiers et des excédents de chaleur, sont à envisager. Maintes initiatives visent actuellement à faciliter la transition vers des logements en liberté et l'adoption de pratiques de traitement des déjections ou d'efficacité énergétique. D'autres composantes vouées à satisfaire les exigences des futures installations d'élevage (litière compostée, plancher perméable multicouches, toit transparent, plantes ornementales et biofiltration) ont été proposées, mais elles sont largement moins promues puisque leurs bienfaits fondamentaux sur la santé animale, la mitigation des contaminants ou l'amélioration des bilans agronomiques (azote [N] et phosphore [P]) demeurent méconnus.

Le concept de jardin laitier (cow garden), qui met de l'avant un système de logement en libre circulation (free-walk housing system; FWHS) à l'intérieur d'une serre où sont plantés des arbres, a été avancé par la recherche européenne, mais il n'a pas encore été entièrement testé scientifiquement. De plus, l'effluent gazeux des étables laitières, qui contient du méthane (CH4), du NH3 et des PM, pourrait être traité par biofiltration, rendant possible l'utilisation de l'air purifié en serre horticole pour l'enrichir en dioxyde de carbone (CO2) et en chaleur.

L'objectif du projet global est de démontrer la faisabilité d'un bâtiment agricole multifonctionnel (étable-biofiltre-serre) et d'évaluer les performances zootechniques, environnementales et énergétiques. Pour ce doctorat, il s'agira spécifiquement de:
• Déterminer en laboratoire le matériau filtrant organique d'origine agricole ayant la meilleure capacité d'oxydation du CH4 en vue d'une utilisation dans une unité de biofiltration à l'échelle pilote;
• Déterminer par modélisation les dimensions (longueur, largeur et profondeur) optimales d'un biofiltre voué à être implanté sur une ferme de recherche de taille commerciale;
• Tester les performances environnementales et énergétiques d'un biofiltre conçu à même une aire d'exercice existante pour traiter l'effluent gazeux d'une serre-étable pilote;
• Réaliser une analyse économique du système combiné d'étable-biofiltre-serre.

Exigences et conditions

- Baccalauréat (B. Ing.) en génie agroenvironnemental et maîtrise (M. Sc.) en génie agroalimentaire ou leurs équivalents dans un domaine lié à l'agriculture ou à l'environnement;
- Bonne connaissance de la production laitière au Québec et expérience pertinente en élevage, un atout;
- Bonne connaissance en instrumentation et contrôle et acquisition, analyse et traitement de données en qualité de l'air, un atout;
- Bonne connaissance des méthodes et outils statistiques (SAS ou R) et de la programmation en Python, un atout;
- Permis de conduire valide et capacité de se déplacer en régions;
- Bonnes capacité et résistance physiques;
- Habileté à travailler en équipe multidisciplinaire;
- Sens de l'organisation et des responsabilités et bon esprit d'analyse et de synthèse;
- Autonomie, polyvalence, dynamisme et initiative;
- Maîtrise du français et de l'anglais, parlé et écrit.

Si ce défi vous intéresse, veuillez soumettre votre dossier de candidature (documents exigés et nom de 2 références) par courriel (voir ci-bas) à Pr Sébastien Fournel. Les candidatures seront acceptées jusqu'à ce que le poste soit comblé. L'entrée en fonction est prévue pour mai 2024, ou au plus tard en septembre 2024.

Date limite pour postuler

10 mai 2024