Enveloppes de protection pour la mousse de polystyrène Styrofoam® utilisée dans l’aquaculture canadienne

Rapport définitif
Bee Islets Growers Corporation
PIAAM 2012-P02

Sommaire

Les aquaculteurs utilisent la mousse de polystyrène depuis longtemps pour obtenir des flotteurs légers et peu coûteux. Ces flotteurs comportent toutefois des inconvénients : le soleil et la saumure les décomposent en particules inorganiques microscopiques qui sont dispersées par le vent et la marée. Les études menées par le capitaine Charles Moore et l'Algalita Foundation ont montré que même au milieu de l'océan Pacifique, le nombre de nodules en plastique dépassait le nombre de planctons dans une proportion de six pour un. Des quantités sans fin de billes en plastique sont rejetées sur les plages du monde entier; une plage en Nouvelle-Zélande contenait 100 000 billes par mètre carré - et toutes contaminent le milieu biologique marin et la chaîne alimentaire humaine.

Bee Islets Growers (BIG) a un intérêt direct à résoudre la question de la mousse de polystyrène que connaît l'industrie. Nous sommes situés à l'intérieur de Gorge Harbour, un endroit pittoresque de l'île Cortes (Colombie-Britannique). Les mots « Île Cortes » et « mollusques de qualité » sont synonymes dans de nombreuses régions du monde. Nous sommes fiers de notre capacité à élever et récolter un produit de qualité supérieure dans les eaux pures de la côte centrale nord de la Colombie-Britannique.

En juin 2012, grâce à l'aide d'une subvention du Programme d'innovation en aquaculture et d'accès au marché (PIAAM) du MPO, nous avons commencé un projet novateur appelé « Enveloppes de protection pour la mousse de polystyrène Styrofoam® utilisée dans l'aquaculture canadienne » (Canadian-Aquaculture-Styrofoam®-Encasement (CASE)) qui visait à envelopper 300 flotteurs en mousse de polystyrène utilisés pour 50 radeaux contenant des moules, des pétoncles et des huîtres afin d'empêcher la mouse de se décomposer et de protéger la qualité de l'eau et des mollusques. 

En plaçant les flotteurs en mousse de polystyrène dans une coque en plastique solide résistante à l'eau de mer, au moyen de la technique CASE (Canadian-Aquaculture-Styrofoam®-Encasement), leur durée de vie peut être prolongée de plusieurs dizaines d'années et les billes de polystyrène ne se décomposent plus dans la colonne d'eau et sur les plages. 

L'aspect le plus intéressant de ce projet est son faible coût pour les entreprises de toutes tailles : nous avons découvert que le coût de la technique CASE est de 40 % à 60 % inférieur à celui de l'achat de flotteurs neufs préenduits (en fonction de l'état des vieux flotteurs et de la quantité de revêtement nécessaire). 

En plus de ces avantages économiques, le projet permet d'atteindre à la fois les objectifs environnementaux et sociaux de Bee Islets : réduction de la mousse de polystyrène dans l'eau, réduction des débris de l'aquaculture, opérations aquacoles plus abordables, plus d'emplois dans l'aquaculture et meilleure expérience touristique grâce à des plages plus propres en Colombie-Britannique.

Par conséquent, la conjugaison de l'investissement du Programme d'innovation en aquaculture et d'accès au marché (PIAAM) du MPO à celui de l'industrie a permis d'élaborer une solution novatrice qui accroît le rendement environnemental des radeaux utilisés pour l'élevage des mollusques et limite les déchets de l'aquaculture. 

Ainsi, l'adoption de ces techniques par les conchyliculteurs de la Colombie-Britannique rendra l'aquaculture plus durable en protégeant la santé des écosystèmes aquatiques canadiens.

Introduction

Le projet CASE de Bee Islets Growers (BIG) a été conçu pour résoudre le problème suivant. La mousse de polystyrène (qui est un polystyrène expansé, connu sous le nom de PSE) a été créée par Dow Chemicals dans les années 1970 comme dispositif d'isolation léger. Les tasses de café, les récipients alimentaires ainsi que les produits de construction sont tous fabriqués en mousse de polystyrène. Contenant environ 95 % d'air, ce produit offre également d'excellentes propriétés de flottaison et a été rapidement adopté dans l'aquaculture. Malheureusement, la mousse de polystyrène se décompose facilement et libère des produits chimiques lorsqu'elle est humide, contaminant ainsi l'alimentation en eau et la chaîne alimentaire marine.

« En 1986, on a trouvé du styrène dans 100 % des échantillons de tissus adipeux humains recueillis dans le cadre d'une étude sur les tissus humains réalisée par l'Environmental Protection Agency aux États-Unis. Les chercheurs ont découvert que les tasses en mousse de polystyrène perdaient du poids lorsqu'elles étaient utilisées, ce qui signifie que le styrène pénètre dans les aliments et les boissons que nous consommons. Il finit par être stocké dans les tissus adipeux où il peut s'accumuler et atteindre des niveaux pouvant causer de la fatigue, de la nervosité, des difficultés à dormir, des anomalies sanguines et même des effets cancérigènes. » (source : http://www.greenhome.com/info/news/41.shtml)

La raison d'être du projet CASE était de respecter les deux objectifs suivants du PIAAM grâce à une nouvelle application de la technologie axée sur : l'augmentation du rendement environnemental et le contrôle, la réduction et l'atténuation des déchets.

La société Bee Islets Growers Corporation a pu lancer ce projet grâce à nos 17 membres qui se sont engagés à y contribuer en espèces et en nature sous forme d'heures de travail bénévole. En outre, Polysource, notre fournisseur d'enveloppes protectrices, nous a fait un escompte au comptant sur une commande groupée de matériel et le transport a été offert gratuitement par West Coast Spray Foam, de Campbell River, qui a appliqué le nouveau revêtement technologique pour créer ainsi une coque dure protectrice de 0,4 millimètre d'épaisseur (environ un demi-millimètre) autour de nos flotteurs en mousse de polystyrène. 

Le revêtement CASE que nous avons choisi après avoir examiné diverses options est un produit appelé Hydrothane 90A (HT-90A). Ce produit est utilisé dans l'industrie automobile pour les doublures de caisse de camions et pour fabriquer des membranes imperméables, qui résistent aux produits chimiques, pour les cuves en béton et en acier. Le revêtement résiste aux produits chimiques et à l'essence; il s'agit d'un revêtement protecteur aromatique qui adhère à tous les substrats, qui peut être fabriqué à n'importe quelle épaisseur et qui reste souple à basse température en plus d'être résistant à l'abrasion. Il procure une couche imperméable sans AUCUN composé organique volatil (COV), ce qui signifie qu'aucun gaz n'est émis une fois le revêtement solidifié (conformément aux spécifications techniques, le revêtement est sec au toucher en 10-15 secondes). Ce revêtement est aussi approuvé pour entrer en contact avec des aliments. Cela signifie qu'il protégera la qualité de l'air, la qualité de l'eau, la qualité des mollusques, et convient donc à de nouvelles applications dans l'aquaculture.

Depuis le mois de février 2013, le projet pilote CASE de BIG protège 230 flotteurs (également appelés bûches) qui soutiennent actuellement 40 radeaux (environ un tiers) des 150 radeaux de BIG utilisés pour les huîtres, les moules et les pétoncles.

Bee Islets Growers est situé à 100 miles au nord de Vancouver, entre l'île de Vancouver et la côte continentale. Les eaux fraîches et pures de la mer des Salish qui baignent les rivages de l'île Cortes sont exemptes de la pollution due à la surexploitation. Nos baies et plages abritées bénéficient d'un courant de marée riche en nutriments, créant ainsi des conditions de croissance idéales pour certains des meilleurs mollusques au monde. Et pour la plupart, les établissements conchylicoles de l'île Cortes sont de petites exploitations familiales qui tirent une grande fierté de leur capacité à élever des produits de qualité.

Bee Islets Growers contribue actuellement aux résultats stratégiques du MPO en matière d'aquaculture durable et d'écosystèmes aquatiques sains et productifs. 

Plus particulièrement, le projet CASE permet :

• d'améliorer la compétitivité de l'industrie de l'aquaculture canadienne en favorisant un secteur qui ne cesse de se développer et d'adopter des technologies novatrices pour rehausser sa compétitivité et son rendement environnemental à l'échelle mondiale;
• de positionner les produits aquacoles canadiens afin d'obtenir une valeur élevée sur le marché selon leur rendement environnemental.

Le projet « Enveloppes de protection pour la mousse de polystyrène Styrofoam® utilisée dans l'aquaculture canadienne » (Canadian-Aquaculture-Styrofoam®-Encasement (CASE)) de BIG a prouvé l'utilisation novatrice de ce revêtement abordable lorsqu'il est appliqué aux flotteurs en mousse de polystyrène utilisés en aquaculture. Cela permet à l'industrie d'adopter une nouvelle technologie améliorée, de nouveaux processus et produits améliorés ayant une application commerciale directe.

Détermination et analyse des options

Il existe de nombreuses preuves scientifiques que la mousse de polystyrène n'est pas saine pour le milieu marin; l'industrie de l'aquaculture souhaiterait idéalement pouvoir arrêter de l'utiliser. Cependant, à ce jour, il n'existe aucune option abordable pour la remplacer. La seule solution de rechange disponible sur le marché est de remplacer les flotteurs en mousse de polystyrène par de nouveaux flotteurs en plastique moulé remplis de mousse qui possèdent suffisamment de flottabilité pour pouvoir porter un radeau à pleine charge. Malheureusement, le coût dépasse les capacités financières de la plupart des producteurs indépendants.

Option 1/ coût moyen d'un flotteur en plastique moulé (rempli de mousse) :

398,65 $ x 6 flotteurs par radeau = 2 392 $ par RADEAU

+ taxes + installation + main-d'œuvre + transport pour effectuer le changement.

(Les prix ci-dessus sont les prix de Plastic Plus à Campbell River en 2011)

En outre, toute initiative visant à remplacer la flottaison en mousse de polystyrène par la méthode de l'option 1 aura pour conséquence négative de simplement faire passer la mousse des flotteurs en place dans des sites d'enfouissement. Le problème a seulement été déplacé; c'est la raison pour laquelle le projet CASE propose d'envelopper les actuels flotteurs en mousse de polystyrène, ce qui les remettra à neuf en les plaçant dans une coque en plastique solide résistante à l'eau de mer. L'option 2 permettra de prolonger la durée de vie utile des flotteurs à bien moindre frais et éliminera la décomposition de la mousse de polystyrène dans le milieu marin en la « recyclant » efficacement.

Option 2/ coûts en date du 31 décembre 2012 des flotteurs CASE en place :

(basé sur les 29 000 $ dépensés pour les premiers 20 radeaux x 6 flotteurs chacun = 120 flotteurs réalisés en date du 31 décembre 2012 à un coût déboursé moyen de 241,66 $ chacun).

241,66 $ x 6 flotteurs par radeau = 1 449,96 $ par RADEAU

incluant les taxes, l'installation, la main-d'œuvre et le transport pour effectuer le changement et comprenant des heures de travail bénévole et le travail administratif effectué bénévolement pour superviser le projet.

Au terme de cette analyse, l'option 2 a été retenue parce qu'elle apporte une solution à un coût de 40 % inférieur à l'option 1 tout en offrant des avantages similaires. 

Plan de travail

Les activités suivantes, décrites étape par étape, ont été effectuées pour chacun de 50 radeaux : récolter les mollusques à l'extérieur du radeau; lever le pont du radeau à l'aide d'une barge-grue louée; enlever les flotteurs, laisser les radeaux en bois encore ancrés sur place avec une flottaison temporaire pour la flottabilité; transporter les anciens flotteurs en bateau jusqu'au quai; les charger dans le camion; regrouper les flotteurs par groupes de 50 pour les faire sécher dans un entrepôt chauffé avec un déshumidificateur pour accélérer le séchage; une fois les flotteurs secs, l'équipe de West Coast Spray Foam s'est rendue à l'île Cortes pour appliquer le revêtement à coque dure à l'intérieur d'un entrepôt local (veuillez noter que les flotteurs peuvent aussi être transportés dans l'entrepôt de Campbell River ou à partir de celui-ci pour le séchage, le stockage et la pulvérisation); rapporter les flotteurs remis à neuf de l'entrepôt à la concession aquacole par camion; les charger sur les bateaux à quai; les rapporter jusqu'aux radeaux; lever le pont du radeau à l'aide de la barge-grue HIAB; remplacer les flotteurs; remettre les naissains/cages/filières en place.

Défis techniques

Aucun problème technique majeur n'a été rencontré, il s'agit principalement d'un exercice de logistique pour coordonner les bénévoles, le transport et la manipulation au milieu d'une concession aquacole active. 

L'expertise technique pour l'application du nouveau revêtement HT-90A sur les vieux flotteurs en mousse de polystyrène a été apportée par l'équipe de West Coast Spray Foam. C'était notre unique fournisseur parce que c'est le seul entrepreneur accrédité par la CUFCA (Canadian Urethane Foam Contractors Association Inc.) sur la liste approuvée de la Colombie-Britannique pour le nord de l'île de Vancouver :

http://www.cufca.ca/lookup/view_e.php?province=BC

Recommandations et conseils

A/ Conseils sur l'épaisseur du revêtement : à l'origine, nous avions prévu appliquer une coque dure protectrice d'une épaisseur de 0,4 millimètre (environ un demi-millimètre) autour des flotteurs existants en mousse de polystyrène, conformément aux recommandations du fabricant. Nous avons constaté qu'une épaisseur de 0,4 millimètre était l'idéal pour obtenir des flotteurs plus lisses et plus neufs, mais aussi qu'une épaisseur de 0,8 millimètre (presque un millimètre d'épaisseur) était nécessaire sur la plupart des surfaces usées et rugueuses des vieux flotteurs pour obtenir une imperméabilisation complète. Il convient de noter que dans le cas de Bee Islets, étant donné le nombre important de flotteurs rugueux pour lesquels il nous a fallu appliquer 80 micromètres de revêtement CASE, notre économie de coûts a été réduite à 40 % (coût inférieur à l'achat de nouveaux flotteurs à coque dure). Sur les flotteurs plus neufs et plus lisses, qui nécessitent seulement un revêtement de 0,4 millimètre, nous croyons qu'il est possible d'atteindre une économie de coûts de 60 % en enveloppant les flotteurs existants plutôt que d'acheter de nouveaux flotteurs à coque dure.

B/ Conseils sur l'ébarbage à l'aide de fils chargés : il est parfois possible d'ébarber les vieux flotteurs rugueux en mousse de polystyrène en utilisant un fil chargé pour enlever les parties qui sont trop abîmées. Pendant le projet de Bee Islets, nous avons essayé d'utiliser le revêtement CASE sur certains des flotteurs les plus vieux et les plus rugueux qui étaient les plus endommagés, mais cela s'est avéré très coûteux parce que nous avons dû appliquer un revêtement CASE extrêmement épais (plus de 0,8 millimètre). Nous avons constaté par expérience que la meilleure solution consiste à utiliser un fil chargé pour ébarber les bords les plus rugueux afin de lisser la surface avant de vaporiser 0,4 millimètre de revêtement CASE. Dans certains cas où les flotteurs étaient trop endommagés et usés, il a été décidé de les remplacer par des flotteurs neufs auxquels on a appliqué un revêtement CASE juste avant de les installer sur le radeau.

C/ Conseils sur le matériel et les installations : la préparation recommandée pour un projet CASE comprend deux camions pour transporter les flotteurs vers l'entrepôt et les rapporter, un ou deux bateaux pour remorquer les flotteurs, un espace public sur le quai pour le chargement et le déchargement, un entrepôt pour le séchage et l'application du revêtement, une barge-grue HIAB et une très grande bâche, c'est-à-dire d'une surface minimale de 30 pieds carrés pour contenir toute surpulvérisation, ce qui simplifie le nettoyage après l'application du revêtement CASE.

D/ Conseils concernant la quantité : le nombre recommandé de flotteurs à vaporiser dans un « lot » est de 20 au minimum et de 80 au maximum. West Coast Spray Foam peut traiter environ 40 flotteurs par jour avec une équipe standard de 3 personnes.

E/ Conseils sur la couverture de revêtement : selon notre expérience, il a fallu 3 ensembles de HT-90Q (le produit est livré en deux barils distincts de revêtement qui sont mélangés avant la vaporisation) pour recouvrir 150 vieux flotteurs rugueux en mousse de polystyrène soutenant environ 25 radeaux. Il est possible que deux ensembles de HT-90A soient suffisants pour recouvrir 150 nouveaux flotteurs lisses.

F/ Durée du projet : Environ un tiers (40 radeaux contenant 230 flotteurs en mousse de polystyrène) des radeaux de la concession de BIG avait été remis à neuf avec un revêtement à coque dure CASE en février 2013. Ce projet a été réalisé en neuf mois (de juillet à février). La période idéale pour mener un projet CASE se situe pendant le cycle de récolte, dans le cadre de l'entretien annuel des flotteurs et des radeaux (c'est-à-dire en hiver et au printemps).

Prochaines étapes

Les conchyliculteurs construisent des radeaux utilisés pour l'élevage de mollusques; la plupart sont fabriqués avec des ponts en bois placés sur des dispositifs de flottaison. Les radeaux doivent pouvoir supporter le poids de la capacité prévue de mollusques à la récolte, avec des marges adéquates pour la sécurité et les événements non planifiés comme le report des récoltes. La croissance continue des mollusques, combinée aux salissures, a entraîné le naufrage de radeaux, ce qui représente de lourdes pertes pour les conchyliculteurs. La mousse en blocs est le matériel de flottaison standard, soit de 18 po x 24 po, soit de 24 po x 24 po sur des longueurs de 8 po ou de 24 po.

Les flotteurs en mousse de polystyrène sont habituellement enveloppés dans des feuilles de plastique noir « bulldog », maintenues en place par du ruban adhésif en toile. Malheureusement, à cause des tempêtes et des frottements, les feuilles de plastique sont facilement endommagées ou transpercées et peuvent se décoller, libérant ainsi les billes de mousse. Les utilisateurs des radeaux nettoient habituellement les salissures de leurs flotteurs en mousse au moment de la récolte; cette opération doit être effectuée par un plongeur ou en retirant les dispositifs de flottaison avant de les nettoyer et de les remettre en place. Toutes ces opérations s'ajoutent à l'usure normale des flotteurs en mousse de polystyrène.
Une autre possibilité à l'avenir consistera, au moment de l'achat de nouveaux flotteurs en mousse de polystyrène (pour construire un nouveau

adeau ou pour remplacer des flotteurs très usés et endommagés), à leur appliquer le revêtement CASE avant de les installer dans le milieu marin. L'un des principaux fournisseurs de flotteurs dépourvus de revêtement sur l'île de Vancouver s'est déjà déclaré intéressé par l'utilisation de cette technique de vaporisation.

Conclusion 

Nous, les 17 membres de Bee Islets, avons acquis 150 radeaux en mousse de polystyrène lorsque nous avons acheté la concession aquacole à Redonda Seafarms en 1997. Cette entreprise fermait définitivement ses exploitations, ce qui aurait entraîné la perte de 200 emplois locaux. Notre objectif était de protéger les emplois sur l'île afin que les membres de notre collectivité éloignée puissent continuer à vivre de l'océan. 

Au cours des 15 dernières années, nous avons entretenu régulièrement nos radeaux, gardant ainsi notre concession en bon état, et nous sommes ravis d'avoir fait une percée dans le recyclage de nos vieux flotteurs en mousse de polystyrène en lançant le projet CASE. L'objectif principal atteint par le projet CASE était d'améliorer la gestion des déchets en laissant échapper moins de nodules de mousse de polystyrène dans la colonne d'eau et la chaîne alimentaire. En conclusion, nous avons constaté que les enveloppes protectrices de HT-90A appliquées sur les flotteurs ont produit les résultats suivants :

Mesures économiques : 40 % d'économies de coûts par rapport à l'achat de nouveaux flotteurs à coque dure, une diminution de l'entretien pour faciliter le nettoyage et l'élimination des salissures à l'avenir, ce qui permet d'améliorer la viabilité économique des petites et grandes exploitations aquacoles.

Mesures environnementales : amélioration de la qualité de l'eau, selon la méthode de mesure du rendement et les résultats des essais en laboratoire. Les résultats de laboratoire ont confirmé que des niveaux pratiquement indétectables de toxines (moins de 0,0005 mg/L) s'infiltrent dans la colonne d'eau à partir des flotteurs CASE. L'analyse du pH de l'eau salée provenant de quatre emplacements différents, dans Gorge Harbour et en pleine mer dans la baie Stange, sur le côté ouest de l'île, confirme que le pH demeure constant à 7,70, ce qui est normal dans un environnement côtier d'eau salée.

Mesures sociales : emplois directs et indirects préservés en rendant les exploitations aquacoles plus rentables; emplois créés pendant la conversion CASE; effets positifs sur la collectivité locale, sur la propreté des plages pour le tourisme et instauration de relations positives avec les propriétaires des terrains riverains.

Selon notre site Web local sur les mollusques, plus de 30 conchyliculteurs se trouvent dans la zone de l'île de Cortes. Lorsque la Première Nation Klahoose aura ajouté 90 radeaux à Gorge, nous atteindrons notre capacité de charge maximale de 557 radeaux conformément au plan aquacole pour la zone. 

L'association BC Shellfish Growers Association compte 160 membres. Nous estimons qu'ils possèdent environ 5 000 radeaux dans la région du Pacifique, sur lesquels cette technologie pourrait être utilisée pour éliminer la mousse de polystyrène le long de la côte ouest du Canada. 

En conclusion, nous déclarons que le projet « Enveloppes de protection pour la mousse de polystyrène Styrofoam® utilisée dans l'aquaculture canadienne » (Canadian-Aquaculture-Styrofoam®-Encasement (CASE)) est une réussite. Les essais de toxicité et les analyses du pH en cours seront effectués en 2013; d'autres photographies et les résultats sur la durabilité seront présentés au MPO dans un an dans le cadre de la mise à jour concernant la stabilité à plus long terme du revêtement CASE.