Détails de l’étude économique

En premier lieu, les calculs au plan financier sont décrits afin de déterminer les différents paramètres importants à étudier dans le but de comprendre l’influence du temps sur le plan financier.

Pour vérifier la viabilité d’une usine, il faut s’intéresser aux profits (ou bénéfices) qu’elle gagne chaque année. Des bénéfices positifs représentent un gain alors que des bénéfices négatifs représentent une perte pour l’entreprise. De plus, les profits annuels ne considèrent que l’argent que gagne l’usine après imposition. Ainsi les bénéfices annuels CF qui sont calculés tels que :

𝐶𝐹 = 𝑅 − 𝑇𝑎𝑥 (5. 6)

Avec : R : Revenus annuels Tax : Impôts annuels

Il est donc nécessaire d’estimer les revenus et les impôts.  Calcul des revenus

Il faut tout d’abord s’intéresser aux revenus. Il s’agit des bénéfices bruts annuels de la bioraffinerie, c’est-à-dire la l’écart entre les ventes et les dépenses opératoires et d’investissement comme le montre la formule suivante :

𝑅 = 𝑉 − 𝐶𝑂 − 𝐼 (5. 7)

156 CO : Coûts opératoires annuels

I : Coût d’investissement du projet

En premier, l’estimation de l’investissement I est complexe et intègre le coût de dimensionnement et d’ingénierie, les matériaux et la main d’œuvre pour la construction et des frais annexes comme la peinture et d’éventuels imprévus lors de la construction. L’investissement dépend énormément du dimensionnement des équipements, ainsi il est difficile de l’estimer. On considèrera l’investissement de la bioraffinerie fourni par

AspenPlus dans le reste de l’étude, c’est-à-dire de l’ordre de 310 M$.

Ensuite, les coûts opératoires comprennent le coût des matières premières MP, des utilités Ut, de la main d’œuvre MO, de la maintenance Mt et des différentes charges supplémentaires.

𝐶𝑂 = 𝑀𝑃 + 𝑈𝑡 + 𝑀𝑂 + 𝑀𝑡 + 𝐶𝐸 + 𝐹𝐴 + 𝐹𝐺 (5. 8)

En réalité, le coût opératoire peut être divisé en deux catégories : les frais opératoires et les charges fixes. Les frais opératoires intègrent les coûts liés à l’utilisation de l’usine, c’est-à-dire les matières premières, les utilités, la main d’œuvre et la maintenance. Au contraire, les charges fixes décrivent les coûts liés au fait d’exploiter une usine, par exemple les charges d’exploitation, les frais administratifs et les frais généraux.

Théoriquement, les frais opératoires sont constants au cours du temps, cependant les valeurs des biens et des services évoluent dans le temps en fonction de nombreux paramètres. Dans cette étude, des taux d’accroissement de valeur sont utilisés pour réaliser une actualisation des frais. Ces taux incluent, par exemple, les effets de l’inflation, de la variation des marchés et des avancées technologiques. Une actualisation propre aux marchés des produits chimiques est intégrée à chaque frais opératoire selon la formule :

𝐹𝑟𝑎𝑖𝑠 𝑜𝑝é𝑟𝑎𝑡𝑜𝑖𝑟𝑒_𝑗 = (1 + 𝑥_𝑗)𝑖_{∗ 𝐹𝑟𝑎𝑖𝑠 𝑜𝑝é𝑟𝑎𝑡𝑜𝑖𝑟𝑒 𝑡ℎé𝑜𝑟𝑖𝑞𝑢𝑒}

𝑗 (5. 9)

Avec : j : Les frais opératoires i : Les années

Les taux d’accroissement de valeur xj représentent une augmentation continue des biens au cours du temps. Ils sont spécifiques à chaque coût. Dans cette étude, il a été considèré des taux d’accroissement de valeur de 3 % pour les utilités, la main d’œuvre et la maintenance car il s’agit du taux d’inflation moyen dans l’industrie chimique. Le taux pour les matières premières est fixé à 3,5 %.

De plus, les coûts des matières premières et des utilités sont calculés à partir de la simulation qui a permis de déterminer les besoins du procédé ((5. 10) et (5. 11)).

𝑀𝑃_{𝑡ℎé𝑜𝑟𝑖𝑞𝑢𝑒} = ∑(𝐶𝑜û𝑡 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑖𝑟𝑒_𝑘∗ 𝐷é𝑏𝑖𝑡_𝑘) 𝑀 𝑘=1 (5. 10) 𝑈𝑡_{𝑡ℎé𝑜𝑟𝑖𝑞𝑢𝑒} = ∑(𝐶𝑜û𝑡 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑖𝑟𝑒_𝑙∗ 𝐷é𝑏𝑖𝑡_𝑙) 𝑈 𝑙=1 (5. 11)

Sachant que k, M : Les matières premières l, U : Les utilités

157 D’autre part, les coûts de maintenance et de main d’œuvre sont estimés à partir du dimensionnement du procédé et de données fixes extraites de la base de données d’AspenPlus. La maintenance est exprimée par l’expression :

𝑀𝑡_{𝑡ℎé𝑜𝑟𝑖𝑞𝑢𝑒}=𝐶𝑜û𝑡 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑖𝑟𝑒 ∗ 𝑃é𝑟𝑖𝑜𝑑𝑒

𝑃é𝑟𝑖𝑜𝑑𝑒 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑖𝑟𝑒 (5. 12)

Le coût unitaire correspond au coût de maintenance de l’usine au cours de la période de temps unitaire. AspenPlus calcule que la maintenance de l’usine pour 8000 h (333 jours/an) vaut 2,3.106 _{$. Cette donnée est spécifique à chaque procédé, ainsi pour l’étude} d’autres procédés il faudra modifier cette valeur. De plus, la période correspond au temps d’exploitation de l’usine par an, c’est-à-dire 8766 h (365 jours/an).

Par ailleurs, le coût de main d’œuvre est séparé en deux : le coût des opérateurs et le coût des superviseurs. La base de données décrit que le salaire moyen d’un opérateur vaut 20 $/h et le salaire moyen d’un superviseur vaut 35 $/h. Par conséquent les frais de main d’œuvre s’expriment par :

𝑀𝑂_{𝑡ℎé𝑜𝑟𝑖𝑞𝑢𝑒} = 𝑁_{𝑂𝑝é𝑟𝑎𝑡𝑒𝑢𝑟𝑠}∗ 𝑆𝑎𝑙𝑎𝑖𝑟𝑒_{𝑂𝑝é𝑟𝑎𝑡𝑒𝑢𝑟𝑠}∗ 𝑃é𝑟𝑖𝑜𝑑𝑒

+ 𝑁_{𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑣𝑖𝑠𝑒𝑢𝑟𝑠}∗ 𝑆𝑎𝑙𝑎𝑖𝑟𝑒_{𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑣𝑖𝑠𝑒𝑢𝑟𝑠}∗ 𝑃é𝑟𝑖𝑜𝑑𝑒 (5. 13)

Dans le cas de la bioraffinerie optimale, on recense 14 opérateurs et 2 superviseurs. Le nombre d’opérateurs et de superviseurs est estimé en fonction de la taille du procédé et de la nature des opérations unitaires utilisées.

D’autre part, les charges fixes sont calculées à partir des charges variables pour l’année considérée. Les coûts d’exploitation, ou charges opératoires, CE, représentent les frais fixes liés à l’exploitation de l’usine chaque année. Ils sont calculés à partir du coût de main d’œuvre comme exprimé dans la formule (5. 14) :

𝐶𝐸 = 25% ∗ 𝑀𝑂 (5. 14)

De plus, les frais généraux FG représentent les frais indirects liés à l’exploitation de l’usine, par exemple les assurances, etc. Ils sont estimés par la formule (5. 15) :

𝐹𝐺 = 50% ∗ (𝑀𝑂 + 𝑀𝑡) (5. 15)

Puis, les frais administratifs sont liés aux frais de gestion, du service management et des services autres que ceux l’équipe de production. Ils sont calculés par :

𝐹𝐴 = 8% ∗ (𝑀𝑃 + 𝑈𝑡 + 𝑀𝑂 + 𝑀𝑡 + 𝐶𝐸 + 𝐹𝐺) (5. 16)

Il faut noter que les trois formules précédentes sont des approximations développées à partir de l’étude de nombreuses évaluations économiques de projets dans l’industrie chimique5,6_.

Finalement, V correspond au gain gagné par l’entreprise suite à la vente des produits. De façon similaire aux charges variables des coûts opératoires, les ventes sont actualisées afin de respecter les évolutions des marchés (5. 17). L’estimation des ventes théoriques utilisent les coûts unitaires par produits (5. 18).

𝑉 = (1 + 𝑦)𝑖_{∗ 𝑉} 𝑡ℎé𝑜𝑟𝑖𝑞𝑢𝑒 (5. 17) 𝑉𝑡ℎé𝑜𝑟𝑖𝑞𝑢𝑒 = ∑(𝐶𝑜û𝑡 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑖𝑟𝑒𝑛∗ 𝐷é𝑏𝑖𝑡𝑛) 𝑉 𝑛=1 (5. 18)

158 Le taux d’accroissement de valeur y est fixé ici à 5 % pour les produits.

 Calcul des impôts

Les impôts sont une dépense obligatoire annuelle imposée par l’état. Il s’agit dans le cas présent d’un impôt sur le revenu brut. En conséquence, les impôts suivent la formule :

𝑇𝑎𝑥 = 𝜏_{𝑇𝑎𝑥𝑒𝑠}∗ (𝑅 − 𝐷𝐸𝑃) (5. 19)

Le taux d’imposition dépend de plusieurs facteurs dont la localisation et le type d’usine. Dans le cas de la bioraffinerie, le taux est fixé à 40 %.

De plus, l’amortissement DEP est estimé de façon linéaire sur l’investissement d’après la formule (5. 20).

𝐷𝐸𝑃 = (𝐼 − 𝑉𝑅)

𝐷𝑢𝑟é𝑒 𝑑𝑒 𝑣𝑖𝑒 𝑑𝑒 𝑙′𝑢𝑠𝑖𝑛𝑒 (5. 20) La durée de vie de l’usine comprend le temps d’exploitation, de construction et de lancement de l’usine. Ces durées seront explicitées au travers des résultats de l’étude économique. D’autre part, la valeur résiduelle VR représente la valeur de l’usine en fin de vie. Elle est exprimée par :

𝑉𝑅 = 20% ∗ 𝐼 (5. 21)

 Détermination du temps de retour sur investissement

La viabilité d’un projet consiste à estimer le temps de retour sur investissement (TRI), c’est-à-dire le temps au bout duquel le projet génère des gains. Une entreprise fixe le prix des produits vendus en fonction du coût opératoire mais aussi du TRI afin d’obtenir une usine rapidement rentable. Ce temps est estimé à partir du calcul de la Valeur Actuelle Nette (VAN). La VAN est calculée selon l’expression :

𝑉𝐴𝑁_𝑖 = ∑ 𝐶𝐹𝑟 (1 + 𝑎)𝑟 𝑖

𝑟=1

(5. 22)

Avec : i, r : Les années

Le coefficient a représente le taux d’actualisation sur la monnaie. Il est fixé à 20 % dans

cette étude (voir chapitre 3). Dans tout projet, la VAN est négative au début puisque les revenus ne compensent pas l’investissement initial. Le temps de retour sur investissement correspond au moment où la VAN devient positive. Souvent, le TRI n’est pas un nombre entier car la VAN change de signe entre les années t et t+1. Le TRI est alors estimé linéairement entre les deux points, c’est-à-dire qu’on considère que la VAN entre t et t+1 est linéaire. Donc on peut déterminer l’équation de la droite linéaire entre les deux points :

𝑉𝐴𝑁(𝑡, 𝑡 + 1) = 𝐶𝐹𝑡+1− 𝐶𝐹𝑡

(𝑡 + 1) − 𝑡 ∗ 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑠 + (𝐶𝐹𝑡−

𝐶𝐹𝑡+1− 𝐶𝐹𝑡

(𝑡 + 1) − 𝑡 ∗ 𝑡) (5. 23) Il suffit de fixer la VAN à zéro et dans ce cas, le temps correspond au TRI.

Par ailleurs, dans la plupart des études économiques d’usines, le temps de retour sur investissement est déduit du prix de vente du produit qui est souvent fixé au prix du

159 marché. Au contraire, dans cette étude, le TRI est considéré comme un paramètre fixe qui sert à calculer le prix minimal de vente du produit. Cette approche permet de garantir la viabilité économique de la bioraffinerie après durée fixée. Cependant, le prix de vente calculé peut être supérieur au prix du marché, donc la compétitivité de la bioraffinerie par rapport à la concurrence n’est pas assurée.

En conclusion, deux types de paramètres de l’évaluation économiques peuvent être distingués d’après les expressions décrites dans cette section. Le premier type concerne les paramètres fixés par le logiciel suite à une estimation paramétrique. On peut citer par exemple les pourcentages utilisés dans les expressions des charges opératoires (5. 14), des frais généraux (5. 15) et des frais administratifs (5. 16). Ces paramètres sont déduits d’expériences, ainsi leur valeur ne peut pas être modifiée par le décideur. Le second type de paramètres englobe les paramètres qui doivent être fixés par le décideur. Parmi ces paramètres, on trouve par exemple les prix de vente des produits, les taux d’actualisation, d’imposition, d’accroissement de valeur, le TRI, etc. Dans la suite de l’analyse de l’évaluation économique, certains paramètres du second type seront étudiés afin d’établir leur influence sur la rentabilité et la compétitivité de la bioraffinerie.