EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE

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1 AVRIL 2015 VOLUME 62, N O 3 EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE Une rénovation environnementale et technologique Une éolienne québécoise Programme de prévention : pourquoi?

2 CONNEX MC contrôle sans fil plusieurs appareils de chauffage Thermostat électronique intégré Capteur de température actif intégré Débit proportionnel de la chaleur Chauffage par secteur

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4 SOMMAIRE AVRIL 2015 VOLUME 62, NUMÉRO 3 EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE 8 La rénovation environnementale et technologique de la boulangerie Première Moisson de l avenue Mont-Royal 14 Une éolienne québécoise de 25 kw au cœur de la Vitrine Technologique en ressources renouvelables du CÉGEP de Jonquière 18 Énergia couronne ses lauréats ÉLECTRICITÉ INDUSTRIELLE 24 Le commutateur de transfert! ÉCLAIRAGE 29 Salon MCEE 36 Élimination progressive des ampoules inefficaces 40 Des abat-jour pour une mise en lumière urbaine à Québec FORMATION 34 Formation mixité SANTÉ SÉCURITÉ 44 Programme de prévention : pourquoi? 48 Groupe électrogène : attention au niveau sonore TOUS LES MOIS 6 Éditorial 52 Chronique IES 55 Nouvelles de l industrie 58 Nouveaux produits 58 Index des annonceurs AVRIL 2015 Volume 62, numéro 3 Éditrice : Danielle Dumas Rédacteur en chef : Michel Sormany Rédactrice : Josée Descôteaux Réviseurs techniques : Imed Laouini, ing. Ph. D, Martin Mihaluk, ing. Collaborateurs : Michel Ayotte, Martin Bourbonnais M.Sc.A, Liliane Colpron, Imed Laouini, ing. Ph. D., Patrick Mével, Jean-Claude Tessier, David Vigeant PUBLICITÉ Jean-Luc Comtois jean-luc.comtois@cmeq.org Cell. : Tél. : / ABONNEMENT > PUBLICATIONS Djinène Meziane Téléphone : / Télécopieur : CONCEPTION GRAPHIQUE/ PRODUCTION Pierre Houle, Bossardt Design Les images identifiées par un copyright sont utilisées sous licence Shutterstock.com, Dreamstime.com ou Istock.com. IMPRESSION Transcontinental Interweb CHANGEMENT D ADRESSE Chaque demande de changement d adresse doit parvenir par courriel à : djinene.meziane@cmeq.org. SITE INTERNET COURRIEL electricite.quebec@cmeq.org Les opinions exprimées dans la revue Électricité Québec ne représentent pas nécessairement celles de la CMEQ et n engagent que la responsabilité personnelle de leur auteur. Reproduction permise avec mention de la source et faire suivre la publication à la Corporation des maîtres électriciens du Québec. Dépôt légal : Bibliothèque nationale du Québec Bibliothèque nationale du Canada Poste-publications : Retourner toute correspondance ne pouvant être livrée au Canada au : 5925, boul. Décarie Montréal (Québec) H3W 3C9

5 Solutions pour la construction résidentielle et commerciale. À compter du 1 er juillet 2014, le nouveau socle de compteur Microlectric md CT104-5SWLHQ entériné pour transformateur remplace la série AB100 pour toutes les installations au Québec de plus de 200 A qui requièrent le mesurage à l aide de transformateurs d instrumentation. Précâblé selon les spécifications d Hydro-Québec Inclut un interrupteur d essai autorisé par Hydro-Québec Unité compacte encombrement moindre que la série CT104 standard Gamme de conducteurs : AWG Entériné pour transformateur maximum de 20 A, 600 V Convient pour les entrées de service monophasées de 120/240 V Inclut un interrupteur d essai autorisé par Hydro-Québec Unités précâblées, de la base à l interrupteur d essai Couvercle inférieur du compartiment de l interrupteur d essai chevauché et retenu solidement par le couvercle supérieur en plus d un taquet au bas Coffret Type 3R à l épreuve des intempéries Produit conçu et fabriqué selon les spécifications d Hydro-Québec à Saint-Jean-sur-Richelieu, Québec Certifié CSA Fabriqué au Québec selon les spécifications d Hydro-Québec Pour de plus amples informations, visitez le Thomas & Betts. Votre meilleur contact pour des solutions novatrices. Gestion de fils et câbles Systèmes de protection des câbles Connexion et contrôle de puissance Technologie de la sécurité

6 ÉDITORIAL RÉSEAUTAGE, ÇA VOUS DIT QUELQUE CHOSE? Depuis quelque temps, nous vous entretenons du Salon MCEE. Nous vous avons parlé des nombreux exposants et leurs nouveaux produits, des conférenciers et du stand de la CMEQ. Peut-être vous êtes-vous dit c est bien intéressant tout ça mais est-ce que ça vaut le déplacement? Les nouveaux produits, les exposants et les conférences, vous croyez pouvoir tout retrouver sur Internet, possiblement. Les experts de la CMEQ, vous avez la possibilité de les joindre tous les jours par téléphone, c est vrai, même si rien ne vaut une rencontre en personne, ne serait-ce que pour mettre un visage sur une voix. Il y a cependant un aspect du Salon auquel vous n avez peut-être pas pensé et qui ne peut se faire que par une présence «physique». Je veux parler du réseautage. Le réseautage, vous le savez sans doute, est une activité qui consiste, pour un entrepreneur, à rencontrer et à échanger avec des collègues, de possibles partenaires et d éventuels fournisseurs. Pour plusieurs il s agit d une activité fort agréable, pour d autres c est un passage obligé auquel il faut s astreindre alors que pour certains, il n en est même pas question. Pourtant, les avantages sont nombreux et peuvent faire une grande différence dans le quotidien des entrepreneurs. Lorsque l on a établi une relation avec une personne ou une entreprise, les rapports sont plus faciles et, souvent, plus efficaces. Vous pourrez, par la suite, placer ces contacts dans votre carnet d adresse ou sur une liste LinkedIn, pour référence. Contrairement à un 5 à 7 de chambre de commerce ou d une association de gens d affaires où des gens de tous les secteurs se rencontrent, le Salon MCEE, est un événement sur mesure pour les gens de notre industrie. Réunis en un seul endroit un grand nombre de professionnels ne demandent qu à prendre contact et à échanger entre eux, avec les visiteurs, avec vous. D une rencontre, d une discussion peut naître un partenariat, une occasion d affaires bénéfique pour les deux parties. Alors, préparez-vous pour faire de votre visite un investissement payant. Commencez à «réseauter» en passant prendre un café au stand 667, le stand de la CMEQ. De plus, à 17 heures le mercredi, la CMEQ vous invite au lancement officiel de son nouveau Guide technique. Rencontres intéressantes et possiblement payantes, découverte de nouveaux produits, dialogue avec des collègues, stand de la CMEQ, une visite au Salon MCEE est donc tout, sauf du temps perdu. Une petit rappel : le salon se déroule les 22 et 23 avril à la Place Bonaventure à Montréal. Dans ce numéro, dont le thème est l efficacité énergétique, nous vous présentons des articles sur la rénovation «environnementale et technologique» d une boulangerie, sur une expérience technologique au CEGEP de Jonquière et sur les prix Énergia. Aussi, dans nos pages un encart du Salon MCEE qui comporte un plan du salon et un aperçu de ce qu ont à offrir certains exposants, des textes sur l éclairage, l électricité industrielle, la formation et la santé sécurité. Bonne lecture. Michel Sormany, rédacteur en chef michel.sormany@cmeq.org Le référencement (ou SEO pour Search Engine Optimization) du site Web est un aspect que nous avons à cœur car il permet de se faire remarquer. Mais qu est ce que le référencement au juste? Le référencement est l'ensemble des techniques permettant d'améliorer la visibilité d'un site Web. Aussi, il y a réellement trois aspects à retenir et à comprendre : l indexation, qui consiste à faire connaître le site auprès des outils de recherche (Google); le positionnement permettant de se positionner en tant que site ou pour certaines pages du site, en première page de résultat sur Google par exemple, grâce à certains mots-clés et le classement, dont le but est similaire au positionnement mais pour des expressions plus élaborées; une partie du travail étant d'identifier ces requêtes. Pour être bien positionné dans les résultats sur des mots-clés, la difficulté ne réside pas tant dans la promotion du site auprès des moteurs de recherche que dans la structuration du contenu et le maillage interne et externe. En effet une majorité d'internautes utilise les moteurs de recherche afin de trouver de l'information et interroge à ce titre un moteur de recherche à l'aide de mots clés. Il est donc essentiel avant tout chose de se préoccuper du contenu que l'on propose afin de répondre au mieux aux attentes des internautes, et d'identifier les mots-clés susceptibles d'être saisis par ces derniers! En conclusion, le texte sur un site est important afin de faire ressortir des mots-clés qui seront visibles sur les moteurs de recherche. Et plus vous avez d outils qui valorise votre site Web, comme les médias sociaux et un blogue, plus votre enseigne aura des chances d être vue sur la toile. N hésitez pas à nous laisser vos commentaires : webmaster@cmeq.org Notre site Web : Notre page Facebook : Notre compte Twitter : Notre chaîne YouTube : 6 Électricité Québec avril 2015

7 Venez nous visiter au MCEE Des nouveautés vous attendent! Mercredi, 22 avril 2015 Jeudi, 23 avril 2015 Fournaises Kiosque #560 Place Bonaventure, Montréal Câbles chauffants autorégulants Câble de plancher chauffant pour pose sur gabarit Thermopompe sans conduit Thermostat à communication sans fil Interface Web

8 EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE LA RÉNOVATION ENVIRONNEMENTALE ET TECHNOLOGIQUE DE LA BOULANGERIE PREMIÈRE MOISSON DE L AVENUE MONT-ROYAL Certains projets font fi des conventions établies et osent l efficacité énergétique autrement. Voici un bref survol de la rénovation éco énergétique d une boulangerie dotée d équipements d éclairage, de chauffage, de climatisation, de refroidissement et de cuisson hautement performants, dont la mécanique a été entièrement repensée pour prendre en compte les gratuités abondantes de la nature. La Boulangerie Première Moisson du 860, avenue Mont-Royal Est a fait l objet d un projet de rénovation éco énergétique hors des conventions électromécaniques habituelles. Soutenu à hauteur de $ par le programme Techno-climat du ministère des Ressources naturelles et celui de l appui à l innovation du ministère des Finances et de l Économie, ce projet de démonstration actuellement en cours a permis d éliminer les émissions directes de gaz à effet de serre dues à l exploitation du bâtiment, en plus de réduire la facture énergétique de 70 % et d éliminer la pollution par le bruit et la pollution de l air. La présidente et co-fondatrice de Première Moisson, Liliane Colpron, a travaillé sur ce projet dès 2011, en compagnie de la propriétaire de la boulangerie, Marie-Odette Charbonneau. En novembre de la même année, elle rencontrait pour la première fois celui qui est devenu l ingénieur concepteur des systèmes électromécaniques du projet, Jean-Claude Tessier, dirigeant et fondateur de la firme Tecnum International. «Pour les générations futures, raconte-t-il, on se doit de remettre en question les concepts et les principes établis. Nous n avons plus les moyens de penser ainsi! Pour ma part, je conçois des systèmes autonomes, tant au niveau énergétique que de la ressource en eau. Mme Colpron était prête à investir dans un projet écologique, respectueux de l être humain et c est ce que nous avons conceptualisé et réalisé.» Pour réduire la consommation énergétique de la boulangerie, Jean-Claude Tessier a d abord analysé les nombreux besoins en congélation, réfrigération, climatisation, chauffage et cuisson de l entreprise. Il a ensuite sélectionné les mesures d efficacité énergétique qui seraient réalisées : nouveaux appareils d éclairage, enceintes de refroidissement ultra-isolées et système de production de chaleur et de refroidissement sans égal au Québec. Le tout, avec des équipements développés en province, par Tecnum International. Éclairage «Je crois au développement local des technologies, précise Jean-Claude Tessier. Ainsi, Tecnum International a fourni des diodes électroluminescentes (DEL) hautement performantes, avec les spectres électromagnétiques appropriés aux besoins de la boulangerie. Ces appareils, installés tant à l intérieur qu à l extérieur du bâtiment, consomment 90 % moins d énergie qu une lampe incandescente.» Selon les données du fournisseur, le rendement des appareils d éclairage installés avec des DEL de Tecnum varie entre 200 et 300 lumens par watt. À titre comparatif, une ampoule fluo-compacte possède un rendement d environ 60 à 70 lumens par watt, alors que celui de l incandescente oscille entre 14 à 25. L équipe scientifique travaille actuellement sur une 4 e génération avec l objectif d atteindre entre 500 et 600 lumens par watt. (Figure 1) De plus, l éclairage installé à l intérieur du bâtiment possède la caractéristique d émettre les composantes du spectre lumineux qui activent la vitamine D chez l humain. Aujourd hui, nous devons nous soucier des humains et leur donner tout ce qu il y a de mieux pour vivre en santé. Figure 1 Caractéristiques Durée de vie (h) lm/watt Lampe classique à incandescence à 20 Lampe à fluorescence à à 80 Lampe au sodium (Basse Pression) à 180 Lampe au sodium (Haute Pression) à à 130 Halogène à à 30 Mercure (Haute Pression) à à 70 Halogénure métallique à à 90 DEL Traditionnel à à 120 DEL Tecnum à Électricité Québec avril 2015

9 Production de froid et de chaud Dans la nouvelle boulangerie de Première Moisson, il n y a aucun compresseur ni condenseur sur le toit, éliminant ainsi la pollution par le bruit. De plus il n y a aucun évaporateur ou frigorigène pour concentrer la chaleur dans un caloporteur ou encore refroidir un espace. L électricité et l électronique sont à l honneur pour le chauffage et le refroidissement. Précisément, on a fait appel au concept de thermoélectricité pour produire les températures nécessaires à toutes les étapes de production de la boulangerie. La thermoélectricité fait donc office de pompe à chaleur électronique qui fonctionne à l aide d un courant à basse tension modulée, 12 à 24 volts DC, passant entre deux semi-conducteurs placés en sandwich. La résistance au passage de l électricité crée une accumulation de chaleur d un côté, et une déperdition de l autre. Autrement dit, on obtient un côté chaud et un côté froid, tel un système de pompe à chaleur traditionnel basé sur la compression et détente d un gaz. Le développement local a permis d améliorer le facteur de réussite en le faisant graduer de 0,9 à 3,2. «La technologie que nous avons développée nous permet d obtenir des delta T [température] qui varient entre 30 et 80 degrés centigrades avec une tension de 12 volts DC. Et comme nos pastilles électroniques de thermoélectricité sont réver sibles, je peux produire de la chaleur ou refroidir un espace avec les mêmes appareils.» avril 2015 Électricité Québec 9

10 EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE Ces derniers sont combinés à sept puits géothermiques de 152 mètres de profondeur de même qu un système aérothermique, qui permettent de puiser ou rejeter la chaleur concentrée sur les plaques de graphite des pastilles thermoélectriques. Et ce, tant pour les climatiseurs, réfrigérateurs, congélateurs, surgélateurs que pour la production d eau chaude domestique et les besoins en chauffage. Ce changement de concept permet d utiliser de façon optimale l énergie thermique gratuite du sol et de l air ambiant tout en modulant la température désirée en utilisant les plaques thermoélectriques comme contrôleur, producteur de froid ou de chaud. Puits de géothermie Le design des puits de géothermie a été complété en utilisant un permis d utilisation du domaine public qui a été octroyé par l arrondissement Plateau Mont-Royal. Finalement, un permis d excavation a été obtenu de la Ville de Montréal afin d effectuer le creusage des 7 puits de géothermie qui a débuté le 18 février 2013 et qui s'est terminé le 25 février En 2014, on branche encore nos réfrigérateurs, nos congélateurs et nos arénas dans la prise de courant alors que l air ambiant extérieur en hiver pourrait satisfaire nos besoins de production de froid et ce, sans aucune dépense énergétique. En 2014, on utilise des réfrigérateurs et des congélateurs avec une problématique importante, notamment la fluctuation de la température dans l espace et dans le temps pouvant mener à des problèmes de contamination des aliments et entraîner des impacts sur la santé des humains. Un regard sur les figures ci-dessous permet de comparer les équipements actuels avec les nouveaux équipements qui ont été implantés chez Première Moisson. Finalement, on peut conclure que les systèmes de refroidissement utilisés par Première Moisson consommaient historiquement 2985 kwh/ année par m 3 pour la réfrigération et 3980 kwh/année par m 3 pour la congélation. Les enceintes de refroidissement au 860, avenue Mont-Royal totalisent respectivement 55,3 m 3 en réfrigération et 47,8 m 3 en congélation avec une consommation énergétique totale de kwh par année. Une analyse sectorielle a été complétée pour le four à cuisson afin de déterminer la consommation énergétique du four à cuisson utilisé actuellement par Première Moisson. Selon le tableau ci-dessous, on conclut à une consommation de 3,22 MJ par kg de pain. Ladite valeur correspond à la valeur moyenne des fours à cuisson au gaz naturel utilisés en boulangerie. Les valeurs de l énergie nécessaire à la cuisson du pain sont disponibles dans la littérature avec une variabilité importante qui dépend du type de four utilisé (en mode séquence ou continu), de l énergie utilisée ainsi que de l isolation du four. La valeur moyenne obtenue à partir de ces données est de 3,5 MJ/kg. La dispersion des valeurs disponibles met en évidence l impact de la source d énergie et également la variabilité liée à la méthodologie mise en œuvre. L énergie mise en œuvre lors de la cuisson d un pain est répartie entre différents postes. On observe que seulement 10 à 20 % de cette énergie est réel lement utilisée pour le réchauffement de la pâte et pour assurer sa cuisson. Température et humidité Des mesures de température et d humidité spatio-temporelle ont été prises pour les équipements existants antérieurement au projet et cela pour un réfrigérateur, une chambre de pousse, un congélateur, et le four à 4 étages au gaz naturel. Les résultats obtenus sont illustrés ci-dessous. En conclusion, on dénote une grande variabilité des températures dans l espace et le temps. Cette variabilité affecte grandement les produits entreposés dans les enceintes de refroidissement. Voici quelques exemples (figure 2) de prise de mesure dans les enceintes de refroidissement de Première Moisson qui utilisent la méthode conventionnelle avec compresseur et condensateur sur le toit combinés à un évaporateur et un ventilateur dans la chambre de réfrigération. Figure 2 AVANT LES RÉNOVATIONS APRÈS LES RÉNOVATIONS Réfrigérateur (3,62 mètres cubes avec 2 portes) Chambre de pousse (11,80 mètres cubes avec 3 portes) Chambre de pousse (46,21 mètres cubes avec 1 porte) Congélateur (19,20 mètres cubes avec 1 porte) Four (3 cellules gaz naturel et 1 cellule électrique) Réfrigérateur (10,32 m 3 avec porte coulissante) Mesure des conditions avec les nouvelles technologies Plusieurs enceintes de refroidissement ont été construites avec des murs R-80. Nous présentons ici les résultats de trois enceintes à titre d exemple, l une en guise de remplacement du réfrigérateur situé au sous-sol, l autre pour remplacer la chambre de pousse située au rez-de-chaussée et la dernière enceinte pour remplacer le congélateur situé au sous-sol du magasin de Première Moisson kwh/an kwh/an kwh/an kwh/an kwh/an kwh/an kwh/an kwh/an Les nouvelles enceintes de refroidissement consomment 895 kwh/année par m 3 pour la réfrigération et 1114 kwh/année par m 3 pour la congélation. Nous obtenons ainsi une réduction de 70 % de la consommation énergétique pour la réfrigération et une réduction de 72 % pour la congélation, puisqu avec le système conventionnel la consommation électrique était de 2985 kwh/année par m 3 pour la réfrigération et de 3980 kwh/année par m 3 pour la congélation. De plus, les températures dans les enceintes sont quasi-uniformes dans l espace et dans le temps. Un raffinement du modèle à pulse assurant le contrôle de la température permet d améliorer cette uniformité en réduisant à 0,1 o C les différences de température. 10 Électricité Québec avril 2015

11 Afin de maximiser l effet des plaques thermoélectriques, les enceintes de refroi dissement sont ultra-isolées par des parois thermiques composées : d un revêtement extérieur; d un panneau en matériau composite avec isolant; d une chambre à air avec unités de dissipation thermique et pastilles thermoélectriques; d un revêtement intérieur thermiquement conducteur. Ce type de paroi, utilisé pour les enceintes de refroidissement et l enveloppe du bâtiment, permet de pré-tempérer l air à l intérieur du mur en plus d assurer un contrôle de l humidité de l air transmise à l intérieur de l enceinte. L échange d air intérieur se fait à partir de l antichambre situé dans le mur. Figure 3 Exemple de mur fournissant un contrôle de l'humidité et de la température, y compris le renouvellement continu de l'air dans le bâtiment ainsi qu'un éclairage DEL sans ombres. Filtre à air Paroi composite avec les deux faces en fibre de verre Dissipateur d'énergie liquide-air pour contrôler l'humidité de l'air entrant 1 pouce (2,5 cm) Chauffage, refroidissement et micro-ventilation bidirectionnelle Lampe DEL dans la plinthe Paroi composite : une face de fibre de verre et l'autre de fibre de verre et de fibre de carbone combinées Chauffage, refroidissement et micro-ventilation bidirectionnelle Lampe DEL dans la plinthe Revêtement de sol composite d'un pouce d'épaisseur (nid d'abeille) 12 pouces (30 cm) Comptoirs de présentation réfrigérés Les comptoirs de présentation utilisés par Première Moisson consommaient énormément d énergie. Ils étaient très bruyants, non antibactériens et non uniformes en ce qui a trait à la température et à l humidité. Les nouveaux comptoirs de présentation développés par Tecnum International consomment 70 % moins d énergie. Ils n émettent aucun bruit, en plus d être antibactériens et uniformes quant à la température et à l humidité (figure 4). Figure 4 Ancien comptoir Nouveau comptoir avril 2015 Électricité Québec 11

12 EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE Entre un éclairage contrôlé à faible consommation énergétique, le sujet des semi-conducteurs et celui de l autonomie énergétique avec la pile à combustible à hydrogène, l ingénieur Jean-Claude Tessier souligne au passage qu un tel projet ne serait pas possible sans l implication de décideurs dévoués à faire mieux, autrement. «La mise en marché de ces nouvelles technologies a été rendue possible grâce à l excellente collaboration de Première Moisson, sa présidente Mme Liliane Colpron et la propriétaire de la boulangerie Mont-Royal, Marie-Odette Charbonneau, qui ont su faire confiance et gérer cette implantation avant-gardiste et porteuse d'avenir pour notre planète. Je me dois aussi de mentionner la précieuse collaboration du maire de l'arrondissement Mont-Royal, Luc Ferrandez, et du directeur général de l'arrondissement Mont-Royal, Guy Ouellet, qui a permis l'utilisation de la ruelle pour l'implantation des puits de géothermie.» Bref, un projet si avant-gardiste ne se fait pas seul, la volonté de plusieurs en est à l origine. Les travaux de la Boulangerie Première Moisson sur l avenue Mont-Royal ont débuté en février 2013 et ils ont été complétés en décembre Première Moisson a investi considérablement dans ce projet en maind'œuvre et en matériel, de même qu'avec une contribution financière. Cibles de réduction obtenues Réduction de la consommation des appareils d éclairage : 90 % Réduction de la consommation des appareils de chauffage : 70 % Réduction de la consommation des appareils de réfrigération : 70 % En considérant tous les autres appareils qui consomment de l énergie et qui ne sont pas touchés par les mesures d efficacité énergétique de cette rénovation, les économies d énergie totales sont de l ordre de 75 %. Élimination complète des émissions de gaz à effet de serre, qui étaient de tonnes de CO 2 équivalent par an, à la suite de l implantation des nouvelles technologies. Élimination complète de la pollution par le bruit ainsi que la pollution de l air. Autonomie énergétique avec retour sur investissement inférieur à 5 ans malgré le faible coût énergétique au Québec. Outils technologiques utilisés Éclairage aux diodes électroluminescentes Plaques thermoélectriques réversibles, composées de semi-conducteurs de types P et N qui servent de pompes à chaleur Utilisation de la géothermie pour puiser de la chaleur du sol de même que de l aérothermie pour tirer profit des températures extrêmes, en combinaison avec la thermoélectricité comme pompe à chaleur Enceintes de refroidissement avec des murs isolées au niveau RSI 14,06 (R-80) et des planchers et plafonds isolés au niveau RSI 21,13 (R-120) Équipe de projet Architecture : Lemay+Michaud Génie civil, structural, électromécanique : Rochon Experts-Conseils Génie électromécanique : Tecnum International Production et fourniture des appareils technologiques : Tecnum International Construction : EDP Par : Mme Liliane Colpron, présidente de la Boulangerie Première Moisson et Jean-Claude Tessier, président, Tecnum International jctecnum@hotmail.com 12 Électricité Québec avril 2015

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14 EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE UNE ÉOLIENNE QUÉBÉCOISE DE 25 KW AU CŒUR DE LA VITRINE TECHNOLOGIQUE EN RESSOURCES RENOUVELABLES DU CÉGEP DE JONQUIÈRE Dans le cadre de son programme d attestation d études collégiales en Technologies des énergies renouvelables et du rendement énergétique (TERRE), le CEGEP de Jonquière a mis en place une éolienne. On vous en fait la présentation dans les pages qui suivent. Mise en contexte Depuis 2012, la Chaire de recherche industrielle du Conseil en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG) en technologies des énergies renouvelables et du rendement énergétique (TERRE) du Cégep de Jonquière développe son expertise dans les énergies vertes. De plus, un programme d attestation d études collégiales (AEC) spécialisé dans ce domaine a été mis en place en L'approvisonnement énergétique durable est l enjeu central des travaux de recherche de la Chaire TERRE. Le présent article décrit l éolienne Eocycle 25 de l entreprise Eocycle qui est au centre de notre vitrine technologique au Cégep de Jonquière située au 3660, rue Panet au Saguenay. La mise en marche de l éolienne s est effectuée en janvier 2012 sur le réseau électrique d Hydro-Jonquière et depuis, le site a été soumis à plusieurs améliorations pour les équipements. 14 Électricité Québec avril 2015

15 A.indd 1 3/11/15 9:53 AM Objectifs La vitrine technologique TERRE, située à quelques minutes du Cégep de Jonquière poursuit trois objectifs : Former nos étudiants en situation authentique de travail; Informer la population et les instances sur la réalité des énergies renouvelables; Consulter et assister des entreprises pour la réalisation de projets de recherche et développement avec des technologies renouvelables. Ce dernier objectif prend forme avec la mise à l épreuve de l éolienne dans une perspective d amélioration continue du produit. Un mât de mesure météorologique adjacent et un système d acquisition et d archivage de données mis en place par la chaire, contribuent à la réalisation des analyses de performance. Description de l éolienne Caractéristiques Développée et fabriquée par Eocycle dans son usine de Gaspé, l éolienne Eocycle 25 intègre un contenu québécois inégalé de 75 %. Ses principales caractéristiques sont décrites à la figure 1. La puissance nominale de 25 kw, atteinte à partir de 13 m/s, provient de la certification réalisée l an dernier sur le site de l Institut de l énergie éolienne du Canada, situé à North Cape, sur la pointe nord-ouest de l Île-du- Prince-Édouard (figure 2) DÉVELOPPÉE ET FABRIQUÉE PAR EOCYCLE DANS SON USINE DE GASPÉ, L ÉOLIENNE EOCYCLE 25 INTÈGRE UN CONTENU QUÉBÉCOIS INÉGALÉ DE 75 %. OBSERVEZ. ENREGISTREZ. PARTAGEZ. Figure 1 Caractéristiques Diamètre de la turbine Hauteur du moyeu Masse de la nacelle Puissance nominale Vitesse des vents pour démarrage Type de générateur Tension de sortie triphasée Figure 2 Valeur 12,7 m 36 m kg 25kW 3,2 m/s Aimants permanents 480 V AC Ne manquez plus rien où que vous soyez. Découvrez la gamme d outils de diagnostic connectés la plus étendue au monde Fluke Connect constitue le meilleur moyen de rester en contact avec votre équipe sans quitter le terrain. Avec plus de 20 outils connectables, effectuer des diagnostics en toute confiance et résoudre des problèmes n a jamais été aussi simple. N attendez plus pour gagner du temps et booster votre productivité. Découvrez plus de détails sur flukeconnect.com Fluke Corporation. Toutes les marques sont la propriété de leurs détenteurs respectifs. Smartphone, service sans fil et forfait mobile non compris. Compatible Android (4.3 et ultérieur) et ios (4s et ultérieur). Apple et le logo Apple sont des marques d'apple Inc., enregistrées aux Etats-Unis et dans d'autres pays. App Store est une marque de service d'apple Inc. Google Play est une marque de Google Inc. 3/ a-fr. avril 2015 Électricité Québec 15

16 EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE La turbine et la nacelle L intérieur de la nacelle et ses composantes principales sont numérotés dans la figure 3. Poste électrique et connexion au réseau L énergie et l information en provenance de l éolienne cheminent au fil des composantes électriques numérotées dans la figure 4 : Figure 3 Figure L éolienne est à entraînement direct comme celui de certaines 1. 1 L ingénierie du poste électrique a été réalisée par Cegertec WorleyParsons, grandes éoliennes. En l absence d une boîte d engrenage, le générateur partenaire dans le projet. électrique est entraîné par l arbre de transmission à la même 2. 2 Eocycle collabore de son côté avec Mita Teknik, firme danoise spécialisée en vitesse que la turbine de l éolienne. L arbre est fixé au châssis à trois systèmes éoliens, pour optimiser et réaliser son panneau électrique de nouvelle endroits par des supports industriels. génération qui joue le rôle de cerveau de l installation. Il doit d abord s assurer 2. Le moyeu accueille la turbine de trois pales à pas fixe. Les pales ont du cheminement sécuritaire de l énergie électrique vers le convertisseur de été conçues et testées à l École de technologie supérieure (ÉTS) puissance. De plus, l automate permet le contrôle du bon fonctionnement et de Montréal. Cette configuration assure une excellente fiabilité et la commande de différentes manœuvres. Le système permet de faire de la surnécessite peu d entretien. Construite en fibre de carbone/fibre de verre/époxy, la durée de vie sans remplacement est évaluée à 20 ans, incluant une protection intégrée contre la foudre. Le système de frein à disque de sécurité s engage uniquement lorsqu une anomalie nécessite un arrêt d urgence de la turbine. Le système hydraulique, réalisé par Hydrep Inc. à Saguenay, permet un DEPUIS freinage de type passif lorsqu il est combiné au décrochage aérodynamique de la pale aux vents élevés (plus de 25 m/s) L éolienne est dotée d un système de giration active qui permet d optimiser la production en orientant la turbine face aux vents. Systèmes de Chemin de Câbles en Aluminum Le démarrage à partir du réseau en mode moteur permet aux pales de se mettre en mouvement et lorsque le rotor atteint une vitesse de rotation approximative de 30 rpm, le moteur cède sa place au générateur qui, pour sa part, pousse l énergie produite directement dans le réseau électrique. 4. Eocycle a développé son générateur autour de la technologie innovante à aimants permanents à flux transverse. Cette technologie unique permet de développer des couples mécaniques élevés à basse vitesse. Ainsi, l éolienne parvient à optimiser la production Livraison rapide Aucun perçage électrique à vitesse variable de l arrêt à sa vitesse nominale (25 kw à 90 rpm). Rapide et facile 5. Plusieurs capteurs sont installés sur l éolienne afin de suivre son à installer fonctionnement et la protéger sous certaines conditions. Un mât météo, situé sur la nacelle, collige les données sur les vents, vitesse et direction, ainsi que sur la température ambiante. Dans la nacelle, NOUVEAU SERIES BZ6 des sondes de vibration, de vitesse de rotation et de pression hydraulique, CSA, Classe E/6M servent au contrôle et au suivi de l état de l éolienne. 6" hauteur Un premier boîtier de raccord électrique est dans la nacelle. Un second, situé au pied de la tour, permet de raccorder les câbles de puissance AWG6-3 et les instruments avec l arrivée souterraine de câbles provenant du bâtiment de commande installés à environ 50 m des infrastructures. Février PRÉSENTATION 4 NOUVEAUX PRODUITS! Électricité Québec avril 2015

17 veillance et d établir des diagnostics à distance par le biais de la connexion de la fibre optique du site La conversion de puissance s effectue avec un variateur industriel DTC de ABB modèle ACS800. Il convertit le courant alternatif produit à des fréquences variables en courant continu, puis de nouveau en courant alternatif propre (60 Hz) grâce à un redresseur et un onduleur intégrés Un filtre passif, constitué d une inductance, affine ensuite l onde électrique selon les normes imposées par le distributeur Un transformateur 480/600 V ainsi que différents équipements de raccordement et protection standards complètent l intégration au réseau d Hydro- Jonquière. L électricité, qu elle soit consommée ou produite, passe par le réseau où un compteur intelligent Schneider Powerlogic ION8600 permet d obtenir le bilan énergétique du site et les paramètres réseau. PLUSIEURS CAPTEURS SONT INSTALLÉS SUR L ÉOLIENNE AFIN DE SUIVRE SON FONCTIONNEMENT ET LA PROTÉGER SOUS CERTAINES CONDITIONS. Distributeck_avril 2015:Layout :43 PM Page 1 DEPUIS 20 ANS VENTE ET LOCATION DE MATÉRIEL ÉLECTRIQUE NEUF ET USAGÉ DE BASSE ET MOYENNE TENSION, TESTÉ ET GARANTI VISITEZ NOTRE SITE INTERNET : UN INVENTAIRE IMPOSANT PLUS DE PRODUITS ET PLUS DE PIEDS CARRÉS D'ENTREPÔT Conclusion Dans une perspective d amélioration continue de l éolienne, le site intègre un mât de mesure météorologique permettant de réaliser des analyses de performance à la suite du remplacement des pales, de la nacelle et des contrôles de l éolienne. La génération de rapports à partir de notre base de données PI est en cours. L intégration des mesures du système éolien est planifiée sous peu. Les résultats des analyses sont attendus pour Remerciements Ce projet a été conçu et réalisé grâce à l'implication de Saguenay, Eocycle Technologies, Tables interordres en éducation du Saguenay Lac-Saint-Jean, Cegertec WorleyParsons, Grimard Électrique et le Laboratoire international des matériaux antigivre (LIMA) de l Université du Québec à Chicoutimi (UQAC). Par : Martin Bourbonnais M.Sc.A, titulaire de la chaire de recherche industrielle du CRSNG en TERRE Technologies des énergies renouvelables et rendement énergétique martin.bourbonnais@cjonquiere.qc.ca Nous offrons toutes les marques de disjoncteurs des manufacturiers courants tel que : Square D, Fédéral (Schneider), Siemens (I-T-E), Cutler-Hammer (Westinghouse), General Electrique et disposons de transformateurs à sec jusqu à 1000 KVA ainsi que plusieurs interrupteurs à fusible jusqu à 1200 AMP. Nous sommes en mesure de satisfaire TOUS VOS BESOINS en distribution électrique. Le rapport qualité-prix de nos produits et la qualité de notre service sont reconnus à travers l industrie. SI NOUS N'AVONS PAS LE PRODUIT NOUS LE TROUVERONS POUR VOUS. URGENCE 24 HRS / 7 JOURS 1 (800) Tél.: (450) (800) Fax : (450) info@distributeck.com rue Marie-Victorin, Saint-Bruno-de-Montarville (Québec) J3V 6B9 avril 2015 Électricité Québec 17

18 EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE ÉNERGIA COURONNE SES LAURÉATS Des sous-produits alimentaires convertis en énergie; les équipements de protection des aiguillages de voie ferrée du CN qui réduisent de 58 % leur consommation d'énergie; une tour à bureaux de 45 étages qui brûle 43 % moins d'énergie : épatant? Ce n'est là qu'un petit échantillon des 14 projets qui ont été retenus par le jury du 25 e Concours Énergia, organisé par l'association québécoise pour la maîtrise de l'énergie (AQME). L AQME, organisme neutre, indépendant et privé rassemble près de 700 membres provenant de tous les horizons. Le jury était en quête des projets les plus innovateurs et qui visent l'amélioration de la maîtrise de l'énergie, toutes sources confondues. Bâtiment existant - autres secteurs (plus de m 2 ) Blainville rend notre ville plus verte Patrick Lépine, Ville de Blainville Benoit Trottier, Énergère La vision de développement durable de la Ville de Blainville se reflète dans ce projet, qui se traduit par la mise en place de 34 mesures visant à rendre les édifices publics plus performants en matière d efficacité énergétique. Sept bâtiments ont été choisis et on a notamment procédé à la modernisation de leur éclairage, à l'optimisation des séquences de contrôle, des systèmes de ventilation générale et de réfrigération et à l'installation de chauffage des bureaux à l'aide de thermopompes. Le projet a généré des économies d'électricité de ,37 KWh/an et des économies de gaz naturel de ,13 m 3 /an. Transport et Prix reconnaissance d Hydro-Québec Optimisation énergétique des équipements de protection des aiguillages de voie ferrée au CN Jean-Pierre Bolduc, Compagnie des chemins de fer nationaux du Canada Christian Pradella, Johnson Controls Les équipements servant à l'assemblage et au désassemblage des trains du Canadien National (CN) à St-Laurent fonctionnent habituellement de la première à la dernière neige. De plus, la mise à l arrêt de tous les équipements requiert au moins deux heures de travail, ce qui rend impraticable une gestion énergétique convenable des équipements actuels. Johnson Controls et le CN ont notamment installé plus de 346 balais protecteurs, pour réduire l accumulation de neige et de glace sur les aiguillages. Des stratégies de contrôle basées sur les températures extérieures, les précipitations, la vitesse du vent et les contraintes géographiques ont été implantées. Ces mesures ont permis d'économiser KWh/an d'électricité, soit 58 % de la quantité initiale, en plus de générer des économies annuelles de $. 18 Électricité Québec avril 2015

19 Montréal : 5150, rue St-Patrick Montréal, QC H4E 4N5 Tél. : (514) Fax : (514) Québec : 4600, Henri Bourassa, Suite 219, Québec, QC G1H 3A5 Tél. : DESDOWD Fax : panasonic.ca/french/ventilationfans/index.asp Kiosque

20 EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE Gestion intégrée Gestion énergétique intégrée du parc d'ivanhoé Cambridge inc. au Québec Guy Lamarre, Ivanhoé Cambridge inc. Martin Bazinet, Cofely Services inc. Cofely est responsable, au quotidien, de l exploitation et de la maintenance de plus de huit millions de pieds carrés d espace pour Ivanhoé Cambridge. Le programme devait répondre à l ensemble des besoins du parc immobilier, tout en réalisant des bénéfices spécifiques à chacun des sept immeubles. Le programme de gestion énergétique intégrée a été conçu de manière à favoriser les meilleurs résultats possibles dans un contexte d opération quotidienne. Cofely a mis en place des mesures appropriées sur chaque site en lien avec les horaires, les plages de confort, le recul nocturne ou le contrôle de l air neuf. Le projet a permis de réduire de 22 % la consommation de gaz naturel et de 17,9 % la consommation d'électricité. Procédé industriel ou manufacturier 5M$/an et plus Valorisation énergétique de sous-produits agroalimentaires par chaudière à biomasse Éric Dunn, Sanimax ACI Martin Gauthier, Sanimax ACI Dans la foulée de la crise de la vache folle en 2003, Sanimax a entrepris la construction d un centre de traitement des matières à risque. Elle a procédé à l'installation d'une chaudière à biomasse organique pour éviter l acheminement annuel d environ 13 millions de kilogrammes de résidus MRS au site d enfouissement. La technologie associée à ce procédé permet notamment de produire de la vapeur pour son usine en remplacement des combustibles fossiles, en plus de valoriser les cendres résultant de la combustion. Ce projet favorise depuis 2013 la production de près de 40 % de la vapeur requise pour l opération de l usine. De plus, les émissions de méthane résultant de la décomposition anaérobique au site d'enfouissement des produits alimentaires sont évitées. Procédé industriel ou manufacturer inférieur 5M$/an Centre de refonte de l'usine de Beauharnois Claude Tousignant, Rio Tinto Alcan inc. - Usine de Beauharnois Mathieu Roy, Rio Tinto Alcan inc. Lorsqu'elle s'est transformée en centre de refonte, l'usine de Beauharnois devait accroître son efficacité énergétique tout en dimi nuant les temps de cycle. On a donc procédé à l'installation d'un four de préchauffage, amélioré certaines pratiques d opération pour l'utiliser adéquatement et optimisé la puissance des brûleurs de chacun des fours déjà en place (2 fours) pour augmenter le taux de refonte, diminuer le temps de cycle et augmenter la production. Cela s est traduit par l amélioration de l efficacité énergétique de 8,65 %, l augmentation de la productivité (répondre à la demande des clients) et une compétitivité accrue. L utilisation de la matière préchauffée a permis d augmenter les taux de refonte de 15 % et de garder la consommation de gaz presque identique. Innovation technologique et Prix du Jury Conception d électrodes négatives à base de silicium nanostructuré pour batteries Lithium-Ion Magali Gauthier, INRS-EMT / IMN Lionel Roué, Institut national de la recherche scientifique (INRS) L'utilisation de nanoparticules ou de nanofils de silicium pour contrer l'augmentation de volume du silicium lorsqu'il est mis en contact avec le lithium est une opération complexe et coûteuse. L'équipe qui a réalisé ce projet a élaboré une méthode alternative; le broyage mécanique. Le silicium est écrasé mécaniquement par la collision répétée avec des billes métalliques agitées à plusieurs mètres par seconde. Un broyage d une dizaine d heures suffit pour obtenir une poudre de silicium de taille micrométrique, mais nanostructurée. Lorsque ce matériau est mélangé avec un liant de composition approprié et du carbone, il résiste à près de 900 cycles de charge/décharge. De plus, ces batteries ont une capacité massique de stockage accrue de 300 % par rapport aux électrodes à base de graphite. 20 Électricité Québec avril 2015