Un laboratoire de Shawinigan pour aider la transition énergétique

Saviez-vous que c'est à Shawinigan que se trouve l’unique laboratoire de recherche d’Hydro-Québec sur la consommation d’électricité résidentielle et commerciale? On y trouve des dizaines de chercheurs qui testent ou inventent de nouvelles technologies afin d’amener la société à mieux consommer l’électricité.

Du chauffe-eau au thermostat, en passant par les objets connectés, tout y passe au Laboratoire des technologies de l’énergie (LTE). L’un des bancs d’essai qui retient l’attention est celui sur les bornes électriques dont le nombre est en forte croissance au Québec. 

L’enjeu est majeur puisqu’une seule borne résidentielle a une puissance requise de 7 kW, soit l’équivalent d’une maison moyenne incluant le chauffage, selon le chercheur au LTE Ahmed Daoud.

Ce qui veut donc dire que chaque borne qui s’ajoute dans un quartier résidentiel équivaut à une nouvelle maison, ce qui peut mettre à l’épreuve le réseau d’Hydro-Québec, notamment lors des pointes hivernales selon lui.

Dans certains quartiers, les capacités du réseau vont être limitées si on a plusieurs bornes simultanées, ajoute-t-il. 

Réduire l'impact lors des pannes

Le chercheur et son équipe tentent donc, avec l’aide de deux manufacturiers québécois, de trouver un moyen de diminuer la demande énergétique des bornes en période de pointe, mais aussi lorsqu’il y a une panne électrique.

Après une panne électrique, toutes les charges de la maison reprennent en même temps et ça peut représenter un enjeu pour le réseau électrique.

L’équipe du LTE est en voie de régler le problème en ajoutant des algorithmes à certaines bornes afin que leur reprise après la panne soit décalée afin d’éviter une surcharge du réseau. 

Le nombre de nouveaux véhicules électriques a explosé au Québec, passant de 41 993 en 2022 à 81 550 en  2023, selon l’Association des véhicules électriques du Québec. Le nombre de bornes suivra cette tendance puisque le premier ministre François Legault a annoncé en septembre 2023 que son gouvernement allait installer  116 000 nouvelles bornes d’ici 2030. 

L’intelligence artificielle pour gérer l’électricité

Tous les objets connectés qui font partie des programmes d’efficacité énergétique d’Hydro-Québec ont été testés à Shawinigan dans un laboratoire qui représente l’intérieur d’une maison. 

C’est ce qui a permis la création du programme Hilo, qui vise notamment la gestion des appareils et du chauffage à distance. Or, le concept devrait évoluer puisque des chercheurs tentent d’intégrer l’intelligence artificielle dans la gestion de l’électricité de certaines résidences en modulant la demande selon la période.

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Le chercheur Ahmed Daoud assure toutefois que le client aura le dernier mot. 

C’est un modèle où Hydro-Québec communique ses besoins à la résidence. Selon les préférences de l'utilisateur, l’intelligence va s’organiser automatiquement pour offrir davantage de flexibilité comme déplacer certains usages à des heures en dehors de la période de pointe ou baisser le chauffage, mais toujours selon les préférences de l’utilisateur, indique-t-il

Du chauffage aux briques

Le chauffage est ce qui sollicite le plus le réseau d’Hydro-Québec lors des périodes de grand froid. Afin de réduire la demande en énergie, l’équipe du laboratoire, en collaboration avec un manufacturier, a développé un système de chauffage central aux briques. 

Ces briques composées de céramiques à haute densité sont chauffées à l'électricité durant les périodes hors pointe. Elles vont ensuite libérer la chaleur accumulée lors des périodes de forte demande à l’aide d’un système à air pulsé.

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Ce faisant, les autres systèmes de chauffage ne sont pas sollicités. Cette technologie, qui bénéficie d’une aide financière d’Hydro-Québec en raison de son coût élevé, est toutefois encore méconnue au Québec. Elle s’adapte tant aux maisons qu’aux bâtiments commerciaux. 

L’énergie solaire, même en hiver. 

Vu de l’extérieur, le LTE ressemble à un bâtiment normal. Or une grande partie de la façade est munie de panneaux solaires. Bien que la technologie existe depuis plusieurs années, elle bénéficie d’améliorations constantes afin notamment de mieux l’adapter au climat nordique. 

À Shawinigan, les panneaux sont installés de façon verticale pour empêcher l’accumulation de neige, mais aussi afin de capter la lumière du soleil qui est plus basse en hiver. Selon la chercheuse Karine Lavigne, les panneaux à l’étude ont deux utilités, soit de produire de l’électricité, mais aussi de l’eau chaude.

À l’avant on a une production photovoltaïque et à l’arrière on a un fluide qui circule pour récupérer la chaleur produite puisque quand les panneaux produisent de l’électricité, ils chauffent. On a un double effet, dit-elle.

L’électricité produite à l’aide de l’énergie solaire sera par la suite emmagasinée dans des batteries géantes, qui prendront le relais de l’électricité afin d’alimenter les systèmes de chauffage, toujours lors des périodes de pointe en hiver. 

Au total, une douzaine de recherches sont en cours à Shawinigan. Chaque jour, c'est une quarantaine de chercheurs et techniciens qui tentent de trouver de nouvelles façons de mieux consommer l’électricité. Les surplus d’Hydro pourraient bientôt être chose du passé, alors que la demande ne fera qu’augmenter.