Des solutions efficaces pour relever le défi énergétique

Publié le 04/09/2010 à 00:00

Des solutions efficaces pour relever le défi énergétique

Publié le 04/09/2010 à 00:00

Par Carole Le Hirez

L'énergie est un des grands enjeux planétaires du siècle. D'ici 20 ans, la demande d'énergie augmentera d'environ 40 % dans le monde en raison du boom démographique et de la croissance de pays comme l'Inde et la Chine. Comment relever ce défi ? Voici 10 solutions québécoises qui s'articulent autour de la réduction de la demande, l'augmentation de la performance des systèmes et la réduction à la source.

DES MURS SOLAIRES POUR PRÉ-CHAUFFER L'AIR HIVERNAL

Pendant l'hiver, il est nécessaire d'introduire de l'air frais pour améliorer la qualité de l'air ambiant d'un bâtiment. Réchauffer cet air glacial coûte cher. On peut réduire la facture grâce à l'utilisation d'un système de chauffage solaire, dit Brian Wilkinson, président d'Énergie Matrix, une PME québécoise spécialisée dans les solutions d'énergies renouvelables.

L'entreprise a développé des murs solaires qui réchauffent l'air à l'intérieur des bâtiments en captant l'énergie émise par le soleil. Le système de chauffage solaire de l'air Matrix Air Backpass, qui ressemble aux revêtements muraux métalliques traditionnels, peut être installé sur tous les types de murs de bâtiment.

Son fonctionnement est simple : l'air extérieur est aspiré à travers les perforations grâce à une unité de ventilation. L'air est chauffé en traversant le revêtement, puis il est acheminé à l'intérieur du bâtiment. Ce système remplace à faible coût d'autres sources d'énergie, comme le gaz naturel.

FACTEUR DE RÉUSSITE : Cette technologie permet de diminuer de manière appréciable la facture d'énergie, surtout en l'hiver. Plus efficace que la plupart des autres systèmes sur le marché, notamment les panneaux photovoltaïques, elle représente une solution de rechange intéressante pour les bâtiments non résidentiels.

Coût du projet : 20 400 $

Économies de gaz naturel : 8 %

Rendement de l'investissement : 2,1 ans

PASSER SA CONSOMMATION D'ÉNERGIE AU PEIGNE FIN

Techno Cell, un fabricant de papier peint pour l'industrie des produits de bois laminés installé à Trois-Rivières, a entrepris depuis 2006 une vaste chasse au gaspillage. " L'énergie est un des premiers postes de dépense où on peut trouver des potentiels de réduction de coûts importants. C'est une manière durable d'assurer sa compétitivité ", souligne André Bellefleur, directeur des services.

L'an dernier, l'entreprise a passé sa consommation de gaz, d'électricité et d'eau au peigne fin afin de trouver des sources d'économies possibles.

Résultat : elle vient d'investir dans un nouveau système de ventilation afin d'évacuer l'excès d'humidité dans l'air. Ajoutés au procédé de séchage de la feuille, des équipements de mesure du point de rosée (humidité provenant du séchage) permettent désormais de contrôler la quantité d'air et de chaleur dans la hotte de la sècherie, afin d'éviter la condensation de l'eau dans l'air, qui pourrait retomber sur les feuilles de papier et causer des défauts.

En 2007, l'entreprise a installé un échangeur d'air air-eau près des chaudières à vapeur afin de capter les gaz chauds issus de la combustion du gaz naturel, et de les transférer dans l'eau fraîche servant au procédé de fabrication. Cela lui a permis de réduire le chauffage requis pour faire passer l'eau de 10 à 350 C, la température requise pour le procédé de fabrication du papier.

FACTEUR DE RÉUSSITE : " Nous avons brisé les paradigmes afin d'établir de nouvelles méthodes qui ont permis d'obtenir les résultats désirés. Pendant un an, nous avons analysé tous les postes ou il était possible d'économiser de l'énergie. Au total, nous avons soumis 50 idées, et nous en avons retenu une douzaine. Finalement, nous avons opté pour le projet qui procurerait le meilleur rendement. "

COÛT DU PROJET : un million de dollars

Économies d'énergie : Environ 500 000 $ par an (gaz : 28 %, eau : 38 %; électricité : 10 %)

Rendement de l'investissement : un an

PUISER DE L'ÉNERGIE À 525 PIEDS SOUS TERRE

Quelle entreprise ne rêve pas de voir sa facture énergétique fondre de 50 % ? Le concessionnaire Nissan de Sorel-Tracy a réussi ce tour de force en dotant son bâtiment de 10 000 pi2 d'un système géothermique.

L'énergie est fournie par cinq puits géothermiques qui atteignent 525 pieds de profondeur, utilisant deux thermopompes reliées à un réseau de conduits logés dans la dalle de béton. Ce système permet de récupérer la chaleur accumulée dans le sol et de l'injecter dans le plancher radiant de l'édifice. L'été, plutôt que d'utiliser la chaleur de la terre, le système utilise sa fraîcheur. Le plancher sert alors à la climatisation des lieux.

La géothermie était un choix audacieux en raison des coûts importants associés à son installation. Ronald Gagnon, président de Concept R, le maître d'oeuvre du projet, a toutefois réussi à rendre le projet abordable en misant sur une excellente isolation du bâtiment et en optant pour un système de chauffage par le sol.

" Les planchers radiants sont parfaits dans un bâtiment dotés de hauts plafonds, pour lesquels les systèmes de chauffage traditionnels sont très énergivores en plus d'être peu performants. De plus, comme ceux-ci sont généralement installés au plafond, ils chauffent inutilement la partie supérieure de la pièce ", dit-il.

Parmi les autres mesures adoptées pour diminuer la consommation d'énergie du bâtiment : une isolation haute performance et un éclairage assuré à base de luminaires fluorescents couplés à des détecteurs de mouvement qui éteignent automatiquement les lumières lorsqu'il n'y a personne dans la pièce.

FACTEUR DE RÉUSSITE : " Lorsque le sol s'y prête, la géothermie est un choix excellent, car ce n'est pas un système de production, mais de transport de chaleur. Or, il est moins coûteux de transférer l'énergie d'un endroit à l'autre plutôt que d'en produire. "

Coût du projet : 1,4 M $ dont près de 150 000 $ pour l'efficacité énergétique (70 000 $ pour la géothermie)

Économies d'énergie réalisées : 55 %, soit plus de 15 000 $ par an

Réduction des GES : 51,2 tonnes par an

Rendement de l'investissement : Moins de 7 ans

ÉCO-FILTRATION AU COMPLEXE DESJARDINS

À la fin de 2009, le Complexe Desjardins est devenu le premier du genre de la province à se doter d'une nouvelle technologie de filtration durable pour sa ventilation, en s'équipant de 3 000 filtres fabriqués par la québécoise Épurair.

Dotés d'une technologie antimicrobienne et constitués de quatre couches de fibres synthétiques, ces filtres offrent une étanchéité supérieure et une meilleure résistance aux variations de température que les filtres traditionnels. D'une durée de vie prolongée, ils aussi sont lavables et entièrement recyclables.

Selon le directeur principal, immeubles, chez Desjardins gestion immobilière, Jean Ruest, le recours à ces filtres permettra de réaliser des économies annuelles de près de 20 000 $ par an. De ce montant, environ 15 000 $ seront retranchés à la facture énergétique.

En effet, ces filtres, en plus de faire profiter les personnes qui fréquentent le Complexe d'un air de meilleure qualité, sollicitent moins les systèmes de ventilation et les moteurs.

Ce projet fait partie d'un vaste programme d'optimisation de 20 millions de dollars instauré en 2005 au Complexe Desjardins, qui touche en particulier la consommation d'énergie.

FACTEUR DE RÉUSSITE : " C'est une solution qui se démarque parce qu'elle est à la fois efficace, économique et écologique. Elle s'inscrit très bien dans les efforts déployés par Desjardins en matière d'économie d'énergie et de développement durable. "

Coût du projet : n.d.

Économies d'énergie annuelles : 15 000 $

Rendement de l'investissement : n.d.

LE SAGUENAY COMME CLIMATISEUR NATUREL ET DES RÉSIDUS FORESTIERS COMME COMBUSTIBLES

Le choix de sources d'énergie alternatives peut parfois influencer la faisabilité d'un projet. C'est ce qui est arrivé au Saguenay, lorsque la Fromagerie Boivin, située à La Baie, a décidé de construire une usine de transformation du lactosérum, un résidu de la fabrication des fromages, elle s'est tournée vers deux ressources à portée de main : l'eau et la forêt.

Le froid nécessaire au processus d'évaporation permettant de transformer le petit lait en poudre est pompé à même le fjord voisin, où l'eau coule à la température idéale. L'eau fraîche circule en circuit fermé dans toute l'usine puis retourne à son point de départ. Cette climatisation naturelle n'est pas seulement économique, elle est aussi écologique, car elle évite d'avoir recours à des produits toxiques pour constituer une réserve de glace.

La bouilloire à haute pression qui assure l'évaporation de l'eau est alimentée par des écorces d'arbre fournies par l'industrie forestière de la région. Au rythme de 6 tonnes à l'heure, ce sont autant de déchets qui sont détournés de l'enfouissement. Ce procédé permet de réduire la consommation d'énergie de 75 % par rapport à l'utilisation de combustibles fossiles.

" Sans cette technologie, le projet n'aurait pas pu voir le jour. L'usine avait besoin d'une source d'énergie bon marché pour être rentable. Avec des moyens traditionnels, il aurait fallu une capacité d'un million de litres, plutôt que de 250 000 litres comme c'est le cas actuellement ", souligne Dominique Pilote, directeur de production. Prochaine étape : installer une turbine pour produire sa propre électricité...

FACTEUR DE RÉUSSITE : " L'audace de l'équipe de direction dans les choix énergétiques a permis d'abaisser le seuil de rentabilité du projet et de convaincre les actionnaires et les investisseurs de l'appuyer. "

Coût du projet : 7,2 M $, dont 2,3 M $ pour l'efficacité énergétique

Économies de mazout léger : 99 %

Économies de carburant : 100 %

Rendement de l'investissement : 6 ans, après les subventions

UN ÉPICIER QUI CHAUFFE 260 APPARTEMENTS

L'École de technologie supérieure (ÉTS) de Montréal a eu une idée originale pour économiser l'énergie dans ses nouvelles résidences universitaires construites sur la rue Notre-Dame. Les quelque 450 étudiants se chauffent à moindre coût grâce au marché d'alimentation installé au rez-de-chaussée, qui fournit une partie des besoins énergétiques de l'immeuble.

Qui dit alimentation dit produits frais, donc réfrigération. L'idée de génie a consisté à récupérer environ 60 % de l'énergie dégagée par le procédé de fabrication du froid dans le commerce pour préchauffer l'eau dans les 260 appartements, ce qui diminue par conséquent la facture d'électricité.

Une partie de l'énergie est injectée dans le circuit de géothermie qui sert au chauffage de l'air et aux planchers radiants. Environ 40 % de l'énergie récupérée sert par ailleurs à couvrir une partie des besoins en chauffage du magasin. Ce système permet de réaliser une économie d'énergie d'environ 30 % par rapport aux normes de l'industrie du bâtiment.

Autre innovation technologique : les planchers de la résidence sont faits de dalles préfabriquées qui incorporent des bulles de plastique solide. Ces vides permettent d'alléger le poids de la structure et les quantités de béton d'environ 30 %.

Enfin, le projet, réalisé par le cabinet d'architectes Bouthillette Parizeau présente un autre avantage non négligeable : les résidences universitaires serviront aussi de laboratoire pour les étudiants en génie mécanique. Ils pourront y étudier les technologies utilisées pour réduire la consommation d'énergie. L'art de faire d'une pierre deux coups !

FACTEUR DE RÉUSSITE : La climatisation des corridors dans les résidences universitaires avait été écartée par les dirigeants de l'ÉTS, car elle avait été jugée trop coûteuse. Grâce à la géothermie, les ingénieurs ont pu climatiser ces espaces à peu de frais sans avoir à investir d'argent supplémentaire.

Coût des mesures d'efficacité énergétique : 403 000 $, après les subventions

Économies d'électricité : 41 %

Rendement de l'investissement : 1,67 an, après les subventions

REGROUPER SES REFROIDISSEURS ET AUTOMATISER LEUR FONCTIONNEMENT

L'imprimerie Transcontinental de Boucherville utilisait beaucoup d'énergie pour refroidir ses presses et climatiser l'usine, qui fonctionne 24 heures sur 24. Les sept refroidisseurs, qui avaient été ajoutés au fur et à mesure des besoins de l'entreprise, étaient répartis dans trois salles différentes, ce qui engendrait une consommation d'énergie accrue.

" Il y avait beaucoup de petits systèmes séparés. Cela coûtait très cher à faire fonctionner et à entretenir ", explique Claude Ménard, président de Formatrix 67, une entreprise spécialisée dans la mécanique de bâtiment et dans le traitement de l'air et du froid.

La firme a permis à l'imprimerie d'économiser plus de 300 000 $ par an en réorganisant de fond en comble ses équipements. Le nombre de pompes et de refroidisseurs a été diminué de moitié. Les petits refroidisseurs à air ont été remplacés par un refroidisseur à absorption de plus grande taille. Les équipements ont été regroupés dans une seule salle, et leur fonctionnement, automatisé, est désormais contrôlé à partir d'un seul poste de travail.

L'installation de variateurs de vitesse sur les pompes et les ventilateurs a permis d'ajuster leur utilisation selon le besoin et d'optimiser la consommation d'électricité. Les vapeurs d'un incinérateur, auparavant inutilisées, servent désormais à alimenter un refroidisseur et à chauffer l'air l'hiver, ce qui contribue à réduire la facture énergétique.

FACTEUR DE RÉUSSITE : " Les techniciens de l'imprimerie se sont engagés de près dans la réalisation du projet. Ils sont en mesure d'entretenir et de faire fonctionner eux-mêmes les équipements. Cela rend l'entreprise plus autonome. Si un problème survient, le diagnostic et la solution viennent souvent d'eux et le problème est résolu rapidement. "

Coût du projet : 1 250 484 $

Économies d'électricité : 46 %

Économies de gaz naturel : 100 %

Rendement de l'investissement : 2,4 ans, après les subventions

DES APPAREILS QUI DÉMARRENT EN CASCADES POUR ÉVITER LES PICS DE CONSOMMATION D'ÉNERGIE

Des équipements désuets peuvent être responsables d'un gaspillage indu d'énergie. L'an dernier, Cre-O-Pack, un fabricant d'emballage, s'est lancé dans la modernisation de son usine de Ville-Mont-Royal. " Le système de chauffage avait plus de 45 ans. Il fallait faire un changement ! " admet Michel Champoux, président et fondateur de l'entreprise. Une des priorités de l'entreprise consistait à réduire sa consommation énergétique tout en diminuant son empreinte environnementale.

L'ancienne chaudière à eau chaude alimentée au gaz a été remplacée par deux bouilloires plus petites qui fonctionnent en alternance. Originalité : le nouveau système est piloté par ordinateur. Des capteurs situés à l'extérieur du bâtiment informent les systèmes de la température, et le chauffage s'ajuste en conséquence.

De même, un gros dépoussiéreur qui aspire la sciure de bois générée lors de la fabrication des caisses a été équipé d'un nouveau démarreur, qui allume le moteur progressivement, ce qui permet de réduire la consommation d'électricité. Selon le même principe, les divers appareils électriques sont mis en service les uns après les autres afin d'éviter les pics de consommation qui causent l'augmentation importante de la facture d'électricité.

FACTEUR DE RÉUSSITE : " Pour nous, le souci de l'environnement prime sur la volonté d'économiser. Si on se fondait uniquement sur la rentabilité, plusieurs projets d'économie d'énergie ne verraient pas le jour. "

Coût du projet : 200 000 $

Économies d'énergie : 6 000 $ par an

Rendement de l'investissement : n.d.

DES ENTREPÔTS FRIGORIFIQUES QUI CONSOMMENT MOINS

Les entrepôts réfrigérés sont très friands d'énergie, car il faut refroidir de vastes espaces et s'assurer que la température reste constante pour ne pas risquer de perdre les produits qui y sont stockés. Des économies considérables peuvent être réalisées en tenant compte de chaque détail.

La firme d'ingénieurs Martin Roy et Associés a ainsi permis à Sobeys de réduire sa consommation d'énergie de façon importante à son entrepôt réfrigéré de Trois-Rivières, inauguré en mai 2008, en tenant compte de la masse thermique des produits entreposés. " Lorsqu'on a des produits compacts, comme des cartons de lait, par exemple, on a moins besoin de réfrigérer, car ils accumulent le froid en raison de leur densité. C'est assez nouveau qu'on tienne compte de l'effet d'inertie des produits sur la consommation d'énergie ", signale Martin Roy.

Les ingénieurs ont également calculé, à l'aide d'un logiciel spécialisé, les effets d'un toit réfléchissant et l'apport de l'éclairage naturel sur la température intérieure. Au total, ces simulations ont permis de réduire la puissance de réfrigération de l'entrepôt de plus de 50 % par rapport à ce qui avait été prévu au départ.

L'installation d'un thermosiphon, un système utilisant un réseau de tuyaux dans lesquels circulent de l'ammoniaque et du glycol pour refroidir naturellement l'entrepôt lorsque la température extérieure est inférieure à - 12o C, combinée à la récupération de chaleur, à des détecteurs de mouvements et à des récupérateurs d'énergie, ont permis de réaliser des économies annuelles d'environ 145 000 $. L'entrepôt consomme 25 % moins d'énergie qu'un bâtiment normal de même dimension. En hiver, les économies sont de l'ordre de 80 %.

FACTEUR DE RÉUSSITE : " Les promoteurs du projet ne se sont pas contentés de solutions faciles. Ils nous ont poussés à faire de la recherche, à aller plus loin et à prendre le risque d'arriver avec quelque chose de nouveau, même si la mise en service du bâtiment en était retardée. "

Coût du projet : 18 millions de dollars, dont 1 M $ pour l'efficacité énergétique

Économies d'électricité : 62 %

Économies de gaz naturel : 66 %

Rendement de l'investissement : 2,4 ans après les subventions

L'HÔPITAL L.-H. LAFONTAINE RÉCUPÈRE LA CHALEUR PERDUE

Les entreprises et les institutions qui doivent chauffer d'importants volumes d'eau ont souvent une mine d'or sous les yeux. En effet, la vapeur d'eau rejetée dans l'air peut être récupérée et transformée en énergie grâce aux systèmes de récupération de chaleur.

" Le principe consiste à diminuer le plus possible la température des gaz de combustion, de condenser l'eau présente dans les fumées et de récupérer l'énergie latente ", explique Richard Cadrin, président de Camatec.

La PME a aidé l'Hôpital L.-H. Lafontaine, à Montréal, à réaliser des économies considérables en l'équipant d'un système ConDex - une technologie ontarienne - pour récupérer et transformer en énergie les gaz émis par ses cinq chaudières. La chaleur des gaz de combustion, perdue auparavant dans l'atmosphère, sert désormais à assurer les besoins en eau chaude de l'institution.

" L'investissement dans ces équipements peut être récupéré en une année, et ils ont une durée de vie de 20 ans. C'est plus que de changer des ampoules. Cela permet de préserver des emplois et, parfois même, d'assurer la survie de l'entreprise ", dit M. Cadrin.

FACTEUR DE RÉUSSITE : Bien connaître son profil de consommation et calculer la quantité de gaz disponible afin de quantifier l'énergie rejetée par rapport aux besoins énergétiques. On s'assure ainsi de la rentabilité du projet.

Coût du projet : 400 000 $

Économies de carburant : 20 %

Rendement de l'investissement : 1,5 an

carole.lehirez.a@transcontinental.ca

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