Améliorer le rendement énergétique au Canada – Rapport au Parlement en vertu de la Loi sur l'efficacité énergétique pour l'année financière 2007-2008

Version PDF | Table des matières | Suivant

Chapitre 4 : Science de l’énergie et technologie

Introduction

Ressources naturelles Canada (RNCan) investit dans la recherche, le développement et la démonstration (R-D-D) des nouvelles sciences et technologies (S-T) énergétiques, qui apportent des avantages économiques, sociaux et environnementaux aux Canadiens. Le Bureau de recherche et de développement énergétiques (BRDE) de RNCan et CanmetÉNERGIE dirigent les activités des S-T liées à l’énergie du gouvernement fédéral.

Le BRDE supervise la gestion du Programme de recherche et de développement énergétiques (PRDE) et l’Initiative de recherche et développement en technologie et en innovation. En 2007-2008, ces programmes ont alloué plus de 84 millions de dollars à la recherche de nouvelles solutions durables, plus propres et plus efficaces, pour réduire les émissions environnementales en élaborant et en diffusant de nouvelles connaissances et technologies dans le cadre d’initiatives de R-D-D. Le BRDE met également en œuvre l’initiative écoÉNERGIE sur la technologie (230 millions de dollars) annoncée au milieu de 2007. Environ 75 p. 100 des activités et des programmes financés par le BRDE sont gérés et mis en œuvre par le Ministère (y compris CanmetÉNERGIE).

CanmetÉNERGIE génère et fournit des connaissances et des technologies pour promouvoir l’élaboration et l’utilisation de solutions novatrices qui contribuent au bien-être des Canadiens et au progrès, et ce, en vue d’atteindre les objectifs en matière de politiques économique, sociale et environnementale du Canada. CanmetÉNERGIE travaille avec l’industrie, le milieu universitaire, les services publics, ainsi qu’avec des associations, des organisations non gouvernementales et d’autres gouvernements pour mettre au point et faire état des technologies et des processus énergétiques renouvelables, éconergétiques et de remplacement. Il entreprend des projets et des activités dans les domaines d’expertise suivants :

• des systèmes d’énergie propre pour les bâtiments et les collectivités;
• la production écologique d’électricité;
• des systèmes d’énergie propre pour l’industrie;
• l’énergie propre pour le secteur des transports;
• le développement durable du pétrole et du gaz sur le plan de l’environnement;
• la bioénergie.

Ce chapitre contient la description détaillée des programmes, des activités et des principales réalisations en 2007-2008 du BRDE, de CanmetÉNERGIE et des autres partenaires des S-T de l’énergie.

Programme de recherche et de développement énergétiques

Objectif

Subventionner la recherche-développement (R-D) visant à assurer un avenir énergétique durable au Canada, au mieux des intérêts de notre économie et de notre environnement.

Description

Le budget du PRDE s’élevait à environ 56,6 millions de dollars en 2007-2008. Ressources naturelles Canada (RNCan) a affecté 42,6 millions de dollars à des programmes de R-D énergétique administrés et menés à bien au Ministère. Plus de la moitié de ces programmes visaient à améliorer l’efficacité énergétique et l’intégration de sources d’énergie renouvelable au Canada. Le reste du budget, soit 13 millions de dollars, a été attribué à 12 ministères et organismes fédéraux qui sont des partenaires du PRDE.

On cherche à améliorer l’efficacité énergétique dans la production, la distribution et l’utilisation finale de l’énergie. La production comprend les combustibles fossiles et les énergies de remplacement, y compris la biomasse. Des exemples de projets subventionnés sont présentés dans ce chapitre.

Au cours de 2007-2008, conformément aux recommandations d’un groupe consultatif et, tel qu’il était prévu au Budget de 2005, la gestion de la prestation des S-T a été réorganisée en un ensemble rationalisé de portefeuilles englobant toute la chaîne d’innovation, depuis la recherche fondamentale à la recherche appliquée jusqu’aux usines pilotes et aux projets de démonstration, assurant ainsi une mise en marché plus rapide des technologies élaborées avec les fonds fédéraux.

Pour de plus amples renseignements, consultez le site :
rncan.gc.ca/eneene/science/perdprde-fra.php

Initiative de recherche et de développement en technologie et en innovation

Objectif

Mettre de l’avant, au moyen de la R-D, des technologies prometteuses permettant de réduire les gaz à effet de serre (GES), promouvoir la démonstration et l’adoption précoce d’initiatives souscrivant à la réduction des GES à long terme, et renforcer la capacité technologique du Canada.

Mise en œuvre en 2003, grâce à une subvention fédérale de 115 millions de dollars sur cinq ans, l’Initiative de recherche et de développement en technologie et en innovation est basée sur une planification stratégique à long terme qui tient compte des besoins énergétiques futurs et des orientations prévues jusqu’en 2025. La R-D est réalisée dans cinq domaines stratégiques : les technologies éconergétiques de pointe destinées à l’utilisation finale dans les bâtiments, les transports et l’industrie; la production décentralisée de l’énergie (y compris les énergies renouvelables); la biotechnologie; l’économie de l’hydrogène et les combustibles fossiles moins polluants (p. ex., déterminer la rentabilité du bitume et du pétrole lourd, de l’approvisionnement en gaz non classique, du charbon propre et de la capture du carbone). Par suite d’un examen des dépenses, le financement a été réduit à 109 millions de dollars.

En 2007-2008, le budget de l’Initiative était de 28 millions de dollars. RNCan a attribué 20,7 millions de dollars à des programmes de R-D énergétiques administrés et menés à bien au Ministère. Les principales réalisations de RNCan en matière de R-D qui ont contribué à améliorer l’efficacité énergétique au Canada figurent dans les programmes décrits au présent chapitre. Le reste du budget, soit 7,3 millions de dollars, a été versé à sept ministères fédéraux qui sont partenaires de l’Initiative.

De nombreuses années d’investissement au chapitre de l’énergie renouvelable (financement du PRDE et de l’Initiative de recherche et développement en technologie et en innovation) ont incité Iogen Corporation, un producteur d’enzymes industrielles situé à Ottawa, à construire la première usine commerciale au Canada pour convertir la biomasse résiduelle, telle que la paille, en carburant d’éthanol cellulosique. L’utilisation de la biomasse comme matière première a le potentiel de réduire les émissions de GES selon le cycle de vie de 80 p. 100, en comparaison avec l’essence. De plus, la biomasse comme matière première a l’avantage d’être moins coûteuse que les céréales. RNCan estime que l’éthanol produit par la technologie de Iogen pourrait entraîner des réductions de GES environ deux fois plus importantes que l’éthanol ordinaire produit à partir de céréales.

Initiative écoÉNERGIE sur la technologie

L’Initiative écoÉNERGIE sur la technologie est un investissement de 230 millions de dollars du gouvernement fédéral dans les S-T en vue d’accélérer l’élaboration et la mise en marché de solutions technologiques d’énergie propre. L’Initiative s’inscrit dans le cadre d’écoACTION, une série de mesures gouvernementales visant à purifier l’air et à réduire les émissions de GES. L’Initiative contribuera à la recherche de solutions à long terme pour réduire et éliminer les polluants atmosphériques issus de la production et de la consommation d’énergie. Elle vise huit secteurs technologiques prioritaires, s’appuie sur les résultats de longues consultations auprès de groupes d’intervenants et promeut la collaboration entre le secteur public et le secteur privé.

Secteurs prioritaires de la technologie énergétique

L’Initiative vise à accroître l’approvisionnement en énergie propre et à réduire le gaspillage d’énergie et la pollution provenant de sources d’énergie classiques. Dans ce contexte, les huit secteurs technologiques prioritaires sont les suivants :

• les combustibles fossiles moins polluants – axés sur les aspects environnementaux de l’exploitation des sables bitumineux;
• le charbon propre, la capture et le stockage de carbone;
• la production répartie d’électricité à partir d’énergie renouvelable et d’autres sources d’énergie propre;
• les technologies de l’énergie nucléaire de la prochaine génération;
• les systèmes de bioénergie;
• les systèmes industriels à faible taux d’émission;
• les systèmes de transport propres;
• l’environnement construit – axé sur l’intégration des technologies d’énergie renouvelable dans les bâtiments et les systèmes communautaires.

RNCan a déterminé ces priorités en consultant des intervenants, y compris le Groupe consultatif national sur les sciences et technologies relatives à l’énergie durable, le Groupe de travail sur la technologie énergétique du Conseil des ministres de l’énergie, la Table ronde nationale sur l’environnement et l’économie, et l’Académie canadienne du génie.

L’Initiative écoÉNERGIE sur la technologie met surtout l’accent sur des accords de collaboration entre le secteur public et le secteur privé, et sera menée à bien principalement au moyen des mécanismes suivants :

• les réponses aux appels d’offres de RNCan par voie de concours thématiques auprès de la communauté nationale des S-T;
• les laboratoires fédéraux qui continueront à mener des recherches sur l’énergie propre dans les huit secteurs prioritaires de l’Initiative.

Systèmes d'énergie propre pour les bâtiments et les collectivités

Objectifs

Élaborer, démontrer et promouvoir, sur les marchés nationaux et étrangers, des technologies, des outils pratiques facilitant le processus décisionnel, des processus, des codes, des normes et des pratiques exemplaires, qui aideront les collectivités à adopter des technologies et des solutions efficaces et énergétiques rentables en matière de déchets et d’eau, dans l’optique de bâtir un avenir énergétique durable fondé sur la réduction de la consommation d’énergie et des émissions de GES.

Description

CanmetÉNERGIE joue un rôle de chef de file dans la R-D-D des technologies éconergétiques et fondées sur l’énergie renouvelable pour les maisons, les bâtiments et les collectivités dans le cadre des activités suivantes :

• la promotion de la commercialisation de nouvelles technologies;
• le recensement et le développement de débouchés pour l’intégration des technologies;
• l’établissement d’infrastructures pour appuyer l’innovation comme les codes, les politiques et les normes;
• la promotion des échanges entre les services publics, l’industrie et le milieu universitaire;
• le soutien de la formation et de l’éducation;
• la diffusion des résultats et des constatations;
• la facilitation de l’exportation des technologies canadiennes sur les marchés internationaux;
• la coopération à l’échelle internationale.

Les travaux comprennent l’élaboration d’outils de conception, de modélisation, d’analyse et de méthodes de conception intégrées, comme des logiciels de simulation énergétique des bâtiments, qui permettent d’accroître l’efficacité énergétique à des coûts différentiels minimaux. CanmetÉNERGIE conçoit, distribue et soutient des logiciels de simulation énergétique des bâtiments destinés à l’industrie canadienne de la construction et aux programmes écoACTION du gouvernement du Canada.

CanmetÉNERGIE participe à la R-D-D des technologies éconergétiques de chauffage, de ventilation, de climatisation et de réfrigération, y compris en ce qui a trait aux normes, à l’étiquetage en matière d’efficacité, aux systèmes de récupération de la chaleur, à l’intégration des technologies et à leur adaptation au contexte canadien. CanmetÉNERGIE contribue à accroître l’utilisation des technologies d’énergie thermique solaire et photovoltaïque solaire au Canada en mettant au point des technologies et en élaborant des normes, des politiques et des programmes pour créer une industrie canadienne de l’énergie solaire concurrentielle à l’échelle internationale. Parmi les autres travaux, citons les systèmes énergétiques communautaires, l’éclairage naturel, le contrôle des bâtiments intelligents et la remise au point des bâtiments.

Les partenariats entre CanmetÉNERGIE et l’industrie contribuent à construire des bâtiments résidentiels et commerciaux de pointe, qui intègrent un large éventail de technologies novatrices et qui sont moins énergivores que les bâtiments conventionnels. En vertu d’ententes de partage des coûts pour accélérer la conception et la commercialisation d’une nouvelle génération de technologies éconergétiques de pointe, CanmetÉNERGIE aide l’industrie du bâtiment résidentiel et commercial canadienne à produire certaines des structures les plus évoluées de la planète sur le plan environnemental.

Principales réalisations en 2007-2008

• CanmetÉNERGIE contribue à la mise à jour du Code modèle national de l’énergie pour les bâtiments, dont la version révisée sera publiée en 2012. En 2007-2008, le Comité permanent de l’efficacité énergétique dans les bâtiments a été établi, de même que cinq groupes de travail. CanmetÉNERGIE est membre du Groupe de travail sur l’enveloppe du bâtiment et du Groupe de travail sur la conformité des bâtiments par la méthode de performance énergétique. La portée du travail a été définie pour chaque groupe de travail, et des fonds ont été débloqués à cet effet.
• CanmetÉNERGIE a fait grimper le nombre d’utilisateurs du logiciel d’analyse de projets d’énergie propre RETScreen^® à plus de 147 000 personnes dans 222 pays, ce qui fait en moyenne 1 000 nouveaux utilisateurs chaque semaine. Plus de 160 collèges et universités du monde entier utilisent maintenant le logiciel RETScreen dans leur programme d’éducation. CanmetÉNERGIE a également lancé une nouvelle version du logiciel RETScreen, comprenant notamment une série de nouveaux modèles pour évaluer les mesures d’efficacité énergétique des bâtiments résidentiels, commerciaux et institutionnels, des collectivités, des installations et des processus industriels.
• En collaboration avec le Réseau de recherche sur les bâtiments solaires, basé à l’Université Concordia, CanmetÉNERGIE a contribué au transfert et à la démonstration d’une technologie hybride photovoltaïque et thermique de l’énergie solaire. Le Réseau a élaboré et mis en œuvre une stratégie permettant de transmettre efficacement ce savoir aux architectes, aux fabricants, aux constructeurs de maisons et aux services publics.
• CanmetÉNERGIE et Doug Tarry Homes Ltd. ont lancé le projet de maisons prêtes à recevoir une installation solaire, qui nécessite que le constructeur intègre des critères définis à ses pratiques et à ses plans de construction afin de permettre le chauffage solaire de l’eau.
• CanmetÉNERGIE facilite le processus de la conception intégrée, une nouvelle méthode de conception, pour permettre à un nouveau laboratoire de muter les employés de RNCan à l’Université McMaster, à Hamilton, en Ontario. L’objectif est d’atteindre les plus hauts niveaux d’efficacité énergétique, de réduire les factures énergétiques et de minimiser l’utilisation du financement accordé aux programmes pour les activités relatives aux bâtiments.
• CanmetÉNERGIE continue à constater les avantages de ses travaux avec les dirigeants de l’industrie des systèmes de chauffage et de réfrigération. CIMCO Refrigeration a conçu son système ECO CHILL^® à l’aide du soutien et de l’expertise techniques de RNCan et a été choisi pour fournir tous les systèmes de réfrigération et de chauffage nécessaires pendant les Jeux olympiques de Vancouver.
• Ice Kube Systems Ltd. (IKS) a signé une entente pour démontrer l’application des unités modulaires IKS de réfrigération et de thermopompe intégrées au stockage thermique souterrain pour l’approvisionnement en énergie de quartier. Ce système intégré fournira 240 tonnes de réfrigération à une patinoire intérieure et assurera la récupération et la réutilisation de près de la totalité de la chaleur rejetée par le processus de réfrigération.
• CanmetÉNERGIE a élaboré un cours sur la remise au point avancée canadienne et a organisé deux ateliers en collaboration avec l’Office de l’efficacité énergétique de RNCan, BC Hydro et Union Gas Limited. Ce cours fait partie des engagements de CanmetÉNERGIE d’élaborer des programmes de formation, des lignes directrices et des outils relatifs à la remise au point, afin de sensibiliser et de promouvoir les pratiques exemplaires qui permettent de réduire la consommation d’énergie et d’améliorer le rendement des systèmes des bâtiments.
• CanmetÉNERGIE a mis au point un processus de développement de quartiers urbains viables (SUN), qui a été mis à l’essai au cours de la conception à usage mixte du village urbain d’Emerald Hills dans le comté de Strathcona, en Alberta. Le processus de SUN permet d’intégrer les concepts généraux de développement durable et de subsistance, comme l’efficacité énergétique, l’énergie de remplacement et la réduction de la consommation d’eau, à des applications à l’échelle des quartiers.
• CanmetÉNERGIE élabore des logiciels de simulation des bâtiments destinés à l’industrie canadienne de l’habitation et assure un soutien logiciel. L’année dernière, son logiciel HOT2000⁹ a été utilisé pour effectuer des simulations en vue d’améliorer l’efficacité énergétique de 106 701 maisons canadiennes, ce qui porte le total à 386 307 à ce jour.

Pour de plus amples renseignements, consultez le site :
canmetenergie.rncan.gc.ca/fra/batiments_communautes.html

Groupe de la production écologique de l'électricité (GPEE)

Objectif

Mettre au point et déployer des technologies de production d’électricité à partir de sources renouvelables et de combustibles fossiles qui sont moins polluants et qui permettent d’améliorer l’efficacité et de réduire les émissions de précurseurs des pluies acides, de GES, de particules et de substances d’intérêt prioritaire désignées, comme le mercure, les éléments traces et les composés organiques, et à plus long terme, de les éliminer.

Description

Les travaux de CanmetÉNERGIE sur la production d’électricité propre visent à améliorer l’économie et l’efficacité des technologies d’énergies renouvelables, y compris celles de l’énergie éolienne, de l’énergie solaire, des petites centrales hydroélectriques à faible hauteur de chute, de l’énergie de la mer et du stockage de l’énergie. CanmetÉNERGIE participe activement à la R-D pour soutenir la croissance de l’industrie des énergies renouvelables au Canada en adoptant les mesures suivantes :

• favoriser l’élaboration de nouvelles technologies;
• déterminer et créer des débouchés pour l’intégration des énergies renouvelables;
• établir des infrastructures pour appuyer l’innovation comme les codes, les politiques et les normes;
• établir un réseau entre les services publics, l’industrie et le milieu universitaire;
• évaluer les ressources.

Les travaux de recherche de CanmetÉNERGIE sont également axés sur l’amélioration du rendement des centrales électriques à combustibles fossiles existantes et sur la réduction de leurs émissions, de même que sur la mise au point de nouveaux cycles avancés de la conversion des combustibles fossiles en électricité, laquelle s’accompagne de la capture et de l’élimination complète, ou presque, des émissions de CO₂ et d’autres substances. D’autres travaux de recherche portent sur des questions associées au transport et au stockage du CO₂. Au moyen d’outils et de technologies de pointe, CanmetÉNERGIE aide les principaux consommateurs industriels d’énergie à réduire l’intensité énergétique de leurs activités, ainsi que les émissions de GES et d’autres polluants atmosphériques, tout en améliorant la compétitivité et la rentabilité.

Les travaux de CanmetÉNERGIE sur les nouvelles technologies d’énergie propre portent sur de nouvelles formes de production d’énergie, telles que les parcs éoliens, les petites centrales hydrauliques, les centrales à cycles combinés au gaz naturel et la combustion en lit fluidisé. Une grande partie de la R-D porte aussi sur les systèmes de combustion neutre du CO₂, la séquestration du CO₂, l’injection de CO₂ pour assurer une meilleure récupération du pétrole, les cycles évolués de production d’électricité, les technologies du charbon propre et les ressources d’énergie répartie. CanmetÉNERGIE effectue également des travaux à la fine pointe de la technologie dans le secteur prioritaire florissant des ressources d’énergie décentralisée, dans lequel les sources d’énergie renouvelable sont de plus en plus localisées et intégrées au réseau de distribution principal.

CanmetÉNERGIE surmonte les obstacles techniques, institutionnels et réglementaires à l’énergie propre en encourageant l’intégration du réseau de distribution, en élaborant des normes, en générant des connaissances et en transmettant des renseignements importants aux décideurs canadiens. CanmetÉNERGIE fournit aux intervenants l’information nécessaire pour prendre des décisions éclairées, coordonne divers projets de recherche, participe à des comités internationaux qui établissent des normes et des codes, élabore et organise des ateliers et des conférences, rédige des publications et produit des outils de formation. CanmetÉNERGIE mise sur son expertise dans le secteur en menant des projets en collaboration avec les plus grands consortiums de recherche, y compris l’industrie, les universités, les groupes de recherche, les services publics, et les autres ministères et gouvernements.

Principales réalisations en 2007-2008

• Des modèles avancés de production distribuée générés par le logiciel CYMDIST ont été lancés en même temps que des études de cas. Ces modèles et ces études de cas forment la base du matériel didactique qu’utilisent les ingénieurs des services publics pour perfectionner leurs connaissances sur les applications de production distribuée et renouvelable.
• De concert avec Electric Utility Consultants, Inc. (maintenant appelé EUCI) et des intervenants canadiens, CanmetÉNERGIE a organisé une conférence nationale pour discuter des questions stratégiques et tactiques quant à la mise en œuvre d’un « réseau de distribution intelligent » au Canada. Le réseau de distribution intelligent joue un rôle important en facilitant les programmes d’efficacité énergétique et en intégrant les ressources d’énergie renouvelable et répartie.
• CanmetÉNERGIE a joué un rôle déterminant dans la mise sur pied du Comité technique sur l’énergie marine (CT 114) de la Commission électrotechnique internationale (CEI). CanmetÉNERGIE préside ce comité composé de 15 membres, lequel élaborera des normes internationales. Parallèlement, CanmetÉNERGIE, de concert avec le Conseil canadien des normes, a établi un comité-sosie qui formulera des conseils sur les processus d’élaboration des normes du CEI, afin de s’assurer que les normes internationales tiennent compte des besoins de développement de l’industrie de l’énergie marine en plein essor au Canada.
• De concert avec Agriculture et Agroalimentaire Canada et plus de 20 organisations agricoles et énergétiques du Canada, CanmetÉNERGIE a lancé le site Web Intégration des énergies renouvelables à la ferme. Le site constitue un référentiel d’information technique et d’outils en ligne permettant d’évaluer les possibilités d’intégration de sources d’énergie renouvelable aux fermes. L’expertise de CanmetÉNERGIE a servi à élaborer, sélectionner, valider et regrouper les meilleurs renseignements disponibles.
• Après avoir effectué des études de laboratoire préliminaires, CanmetÉNERGIE a installé, au Centre canadien des technologies résidentielles (CCTR), un système perfectionné de microcogénération de 6 kilowatts (kW), combiné à un système de stockage thermique à trois puits et à des thermopompes. Le système a démontré sa capacité de fournir toute l’énergie électrique et thermique nécessaires au CCTR et de réacheminer l’énergie électrique au réseau de distribution de façon presque trois fois plus efficace qu’une centrale électrique.

Pour de plus amples renseignements, consultez le site :
canmetenergie.rncan.gc.ca/fra/combustibles_fossiles_propres.html

Systèmes d'énergie propre pour l'industrie

Objectif

Encourager et soutenir la mise au point et l’application de procédés, de pratiques, de produits, de systèmes et d’équipements éconergétiques et écologiques à la fine pointe de la technologie dans l’industrie canadienne en vue d’améliorer son efficacité énergétique, sa productivité, sa compétitivité et sa rentabilité, tout en réduisant les émissions de GES et les autres répercussions environnementales.

Description

CanmetÉNERGIE collabore avec l’industrie pour gérer conjointement, sur une base de partage des coûts de conception et de commercialisation, d’une gamme de technologies, y compris l’intégration des procédés, les systèmes experts d’apprentissage, les systèmes et les régulateurs de combustion, les processus de fabrication, et les processus écologiques et éconergétiques pour les industries énergivores. Le programme de R-D de CanmetÉNERGIE dans le secteur industriel est axé sur des techniques d’analyse des procédés industriels à l’échelle de l’usine et les systèmes perfectionnés de contrôle des procédés, afin de relever et de corriger les lacunes de rendement dans la conception et l’exploitation d’une usine, en tenant compte des aspects énergétiques, économiques et environnementaux.

La R-D de CanmetÉNERGIE comprend également la conception et la mise à l’essai d’usines pilotes à échelle semi-réduite, d’usines pilotes et de prototypes, de même que des essais sur le terrain et en grandeur réelle. Ces recherches servent à évaluer le rendement fonctionnel, l’efficacité énergétique et les répercussions environnementales, de même que les nouveaux concepts relatifs à la conversion chimique et énergétique, dont la production d’hydrogène à partir d’hydrocarbures et d’autres sources d’énergie renouvelable. De plus, CanmetÉNERGIE diffuse de l’information technique visant à inciter des secteurs ciblés à haute intensité énergétique de l’industrie canadienne à adopter ces techniques et pratiques.

Les clients de CanmetÉNERGIE proviennent d’une variété d’industries, dont les pâtes et papiers, le gaz, le raffinage et le traitement du pétrole, les produits pétrochimiques, la fabrication de moteurs, l’acier, les produits chimiques, l’alimentation et les boissons, le bois massif, le recyclage et le traitement de l’huile usée, et la fabrication de céramique de spécialité. Parmi ses autres clients, on compte les services publics de gaz et d’électricité, les fabricants d’équipement et d’autres gouvernements.

Principales réalisations en 2007-2008

• Des scientifiques et des ingénieurs de recherches de CanmetÉNERGIE ont terminé récemment une importante étude de cas de l’usine de pâte de Skookumchuck de Tembec Inc. dans le Sud-Est de la Colombie-Britannique. Cette étude ouvre la voie à des réductions notables de la demande d’eau douce, des concentrations d’effluents et de la consommation d’énergie. Bien que l’usine de Skookumchuck soit déjà reconnue comme l’une des plus économes en énergie et en eau au Canada, l’équipe a constaté qu’il était possible de réduire encore de 20 p. 100 la demande en eau douce et d’accroître la production d’énergie de l’usine aux fins d’exportation d’environ 4 mégawatts. CanmetÉNERGIE met au point des outils logiciels pour saisir les résultats de l’équipe afin que les procédés qui exigent beaucoup d’eau puissent être optimisés dans l’ensemble de l’industrie des pâtes et papiers.
• En collaboration avec les Laboratoires des mines et des sciences minérales (LMSM) de CANMET, la mine laboratoire des LMSM-CANMET à Val-d’Or, au Québec, et la Mining Technologies International Inc., CanmetÉNERGIE est en train de mettre au point un wagon à godet hybride diesel et électrique éconergétique pour l’exploitation minière. Un prototype a été réalisé et fera bientôt l’objet d’un essai sur le terrain. On prévoit que les avantages possibles sur 10 ans comprennent plus de 170 000 barils équivalents pétrole (bep) en économie d’énergie et presque 60 kilotonnes (kt) en réduction des émissions de CO₂. Un autre avantage environnemental possible est la réduction des émissions de matières particulaires, grâce au remplacement des petits moteurs diesels.
• En collaboration avec le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), Hydro-Québec, Rio Tinto Alcan et l’Université de Sherbrooke, CanmetÉNERGIE a mis sur pied la Chaire du CRSNG en efficacité énergétique industrielle. Les projets et les prototypes qui sont élaborés seront pertinents pour bon nombre de secteurs d’activité et seront axés principalement sur les applications industrielles.
• CanmetÉNERGIE travaille avec Hatch, de Mississauga, en Ontario, à l’élaboration d’un procédé continu d’élaboration de l’acier et de réduction du fer permettant d’améliorer l’efficacité énergétique, de réduire les coûts et d’accroître la compétitivité. Ce procédé pourrait permettre d’économiser plus de 60 térajoules (TJ), ou 10 000 bep par année et de réduire les émissions de 50 kt par installation.
• En collaboration avec CanmetÉNERGIE, Murox, de Boucherville, au Québec, est en train d’élaborer une enveloppe de bâtiment éconergétique pour le marché de la construction commerciale, industrielle et institutionnelle. Une fois commercialisée, on prévoit que les répercussions possibles de l’enveloppe sur 10 ans seront des économies énergétiques de 685 TJ (112 000 bep) et une réduction de 48 kt des émissions de CO₂.
• CanmetÉNERGIE travaille avec EMPCO (Canada) Ltd., de Whitby, en Ontario, sur une nouvelle porte de laitier destinée aux applications d’élaboration de l’acier pour les fours électriques à arc. Le fait de rendre la porte hermétique réduira l’infiltration d’air dans le four, ce qui améliorera l’efficacité énergétique du processus. Au cours des 10 prochaines années, les économies d’énergie pourraient atteindre plus de 3,4 PJ (550 000 bep), et les émissions de CO₂ pourraient être réduites de 2 mégatonnes.
• CanmetÉNERGIE travaille en collaboration avec Airex Industries de Montréal afin d’élaborer de l’équipement en vue de récupérer et d’utiliser la chaleur résiduelle. Ceux qui adopteront cette technologie pourraient économiser 5 PJ (865 000 bep) et réduire les émissions de CO₂ de 260 kt.

Pour de plus amples renseignements, consultez le site :
canmetenergie.rncan.gc.ca/fra/procedes_industriels.html

Développement écologiquement durable du pétrole et du gaz

Objectif

Fournir des services de S-T pour assurer un approvisionnement continu et sécuritaire des combustibles fossiles abordables et moins polluants, entraînant peu ou pas d’incidences environnementales nuisibles en matière d’émissions de GES et des principaux contaminants atmosphériques (PCA), aidant ainsi à régler les questions environnementales liées aux sables bitumineux (y compris l’eau) et les questions liées à l’air pur dans l’industrie pétrolière et gazière en amont.

Description

CanmetÉNERGIE fait de la recherche fondamentale et appliquée afin de perfectionner les connaissances et mettre en œuvre des technologies de pointe dans le secteur des sables bitumineux. Les connaissances acquises sont utilisées pour orienter l’élaboration de politiques énergétiques et les décisions de l’industrie qui amélioreront la qualité de vie des Canadiens.

CanmetÉNERGIE favorise l’innovation dans les technologies liées aux sables bitumineux et au pétrole lourd dans le cadre des activités allant des sciences fondamentales au soutien technique à l’échelle commerciale. La force de CanmetÉNERGIE réside dans la compréhension fondamentale de son personnel de la chimie, de la physique et de l’ingénierie en lien avec les processus liés aux sables bitumineux et au pétrole lourd, ainsi que dans les appareils d’analyse sophistiqués et les unités pilotes démontrant le bien-fondé des technologies.

La S-T est un outil utilisé par RNCan afin de faire des progrès importants dans la réalisation de ses objectifs en matière d’eau et de résidus, et des émissions de GES et des autres émissions dans le secteur des hydrocarbures. Des améliorations majeures doivent être apportées à l’ensemble de la chaîne de procédés d’exploitation des sables bitumineux et du pétrole lourd, de l’extraction initiale jusqu’à la production de produits pétroliers. La clientèle internationale de CanmetÉNERGIE et ses partenariats avec les gouvernements provinciaux et territoriaux, l’industrie et le milieu universitaire s’assurent que les meilleures technologies disponibles dans le monde peuvent être modifiées et appliquées à la ressource. Ses partenariats assurent aussi une synergie et un déploiement rapide en ce qui a trait aux nouvelles technologies, aux innovations et à la diffusion des connaissances.

Principales réalisations en 2007-2008

• CanmetÉNERGIE a étudié les interactions chimiques fondamentales entre l’argile et l’eau. Cette initiative est importante pour déterminer le contenu des résidus composites (RC). Dans le cadre de ce travail fondamental, une variété de produits chimiques liés aux RC ont été évalués, y compris le CO₂. Un projet important a été entrepris sur une exigence clé à la commercialisation : la séquestration directe du CO₂ à partir des mines de sables bitumineux à ciel ouvert. Le projet a permis de déterminer des produits chimiques de remplacement supplémentaires pour les activités liées aux résidus secs empilables.
• CanmetÉNERGIE a mené des recherches pour comprendre l’influence de la composition chimique du bitume sur les processus d’extraction (lorsqu’il y a interaction avec l’argile). Certaines des tâches ont nécessité une collaboration avec Environnement Canada et ont mené à la publication de plusieurs documents. En raison de l’acquisition de connaissances fondamentales concernant l’importance de la composition chimique du bitume dans les processus d’extraction, un petit projet a été lancé en collaboration avec Titanium Corporation Inc. Ce projet consistait à extraire du bitume et du naphta de la précieuse composante minérale contenue dans les résidus de traitement des mousses. Ce projet a incité le gouvernement de l’Alberta à fournir 3,5 millions de dollars dans la recherche et la commercialisation de certaines technologies d’extraction du bitume et du naphta.
• Le modèle de propriété chimique de l’eau de Suncor Energy Inc. a été modifié de façon importante afin qu’il puisse être intégré aux nouveaux plans d’exploitation minière de l’entreprise. CanmetÉNERGIE a aussi mené à bien une étude sur le sort des acides naphténiques dans les systèmes liés aux sables bitumineux. Les résultats initiaux ont indiqué que l’argile propre ne provoque pas la création d’un puits comme on le croyait. Ce sont plutôt les substances organiques qui le font.
• Un projet complet financé par la clientèle a été effectué à l’aide des usines pilotes, d’une unité de distillation, d’une unité de cokéfaction, d’une unité d’hydrotraitement et d’une unité de pointe d’évaluation du craquage de CanmetÉNERGIE. CanmetÉNERGIE a travaillé en collaboration avec British Petroleum afin de simuler le procédé de traitement optimal en vue de la valorisation et du raffinage du bitume canadien. Son objectif était de produire du carburant propre pour le transport, tout en réduisant au minimum la consommation d’énergie pendant le processus et en retirant le soufre afin que les carburants en contiennent le moins possible. De telles transformations effectuées par l’industrie sont nécessaires pour atteindre les augmentations proposées dans la production du bitume en Alberta.
• Le procédé d’hydrocraquage de CANMET est conçu pour traiter les charges d’alimentation hautement aromatiques, comme le bitume, ce qui permet un niveau de conversion totale de la charge d’alimentation de sous-produits sans laisser de déchets. Ce procédé a été élaboré en collaboration avec Petro Canada, qui a construit et fait fonctionner une installation de démonstration qui utilisait 5 000 barils par jour à Montréal. Les scientifiques de CanmetÉNERGIE travaillent aussi avec la Universal Oil Products (UOP) afin de mener des mises à l’essai des usines pilotes, des consultations et une analyse des données nouvelles et des données historiques. Cela a permis à la UOP de signer un contrat de licence et un contrat de 1,4 million de dollars avec RNCan pour le financement d’une usine pilote pendant que la UOP construit sa propre usine pilote.

Pour de plus amples renseignements, consultez le site :
canmetenergie.rncan.gc.ca/fra/sables_bitumineux.html

Énergie propre pour le secteur des transports

Objectif

Mettre au point et déployer, en partenariat avec l’industrie, le milieu universitaire, les provinces et les territoires, des technologies des transports de pointe portant sur l’hydrogène et les piles à combustible qui permettent de réduire les émissions de GES et de réduire au minimum la pollution atmosphérique en milieu urbain.

Description

CanmetÉNERGIE collabore avec des intervenants d’industries canadiennes et internationales du secteur des transports et de l’hydrogène, y compris des fabricants d’équipement, des associations industrielles, des gestionnaires de parcs automobiles, des commissions de transport, des services publics, les gouvernements provinciaux et territoriaux, des organismes de recherche, des universités, d’autres ministères fédéraux, le département de l’Énergie des États-Unis et l’Agence internationale de l’énergie (AIE). Ensemble, ils conçoivent et rendent accessibles des technologies innovatrices et moins polluantes en matière de transport de même que des carburants de remplacement.

Les partenariats établis dans le cadre de la R-D permettent l’élaboration et la mise en œuvre de technologies novatrices, l’élaboration de normes et d’infrastructures, de systèmes de propulsion, de commandes moteurs et de systèmes d’entreposage de carburants et d’énergie. CanmetÉNERGIE travaille avec l’industrie canadienne depuis plus de 20 ans dans le but de faire du Canada un chef de file mondial en matière de technologies liées aux piles à combustible et au ravitaillement en hydrogène. Il appuie les compétitions de construction d’automobiles par des étudiants depuis les années 80. Ces compétitions réunissent des étudiants des collèges et des universités de l’ensemble de l’Amérique du Nord et des constructeurs d’automobiles, pour modifier les véhicules actuels afin qu’ils puissent être alimentés de divers carburants de remplacement. CanmetÉNERGIE soutient le développement de technologies relatives aux carburants de remplacement, notamment les véhicules fonctionnant au gaz naturel, au biodiesel et à l’éthanol, en vue de renforcer l’industrie canadienne qui exporte désormais des produits commerciaux.

CanmetÉNERGIE a assuré la gestion de l’Alliance canadienne sur les piles à combustible dans les transports, initiative du secteur privé et du secteur public, visant à élaborer les infrastructures nécessaires pour mettre sur pied des véhicules alimentés à l’hydrogène. Il a aussi évalué des options portant sur la production et la fourniture de véhicules légers, moyens et lourds alimentés à l’hydrogène, et il a supervisé les résultats en matière de réductions de GES. De plus, il a mis sur pied des normes de formation, de certification et de sécurité à l’appui des technologies liées à l’hydrogène et aux piles à combustible. Le programme a pris fin au cours de l’exercice 2007-2008.

Principales réalisations en 2007-2008

Recherche et développement

• Optimisation de la composition du matériel et du processus de fabrication en vue du stockage de l’hydrogène utilisé dans les micropiles à combustion. L’une des applications rapides de cette technologie peut être de remplacer les piles des téléphones cellulaires par des piles à hydrogène qui peuvent se recharger en cinq minutes et fonctionner deux fois plus longtemps que les piles ordinaires des téléphones cellulaires.
• Élaboration d’un système de batterie compacte rechargeable de haute densité pour les véhicules électriques, qui réduit la période de charge, augmente l’autonomie du véhicule et améliore la sécurité. Ce module de batterie au lithium ionique de 0,5 kWh sera la composante de base des véhicules hybrides, dont la batterie peut être rechargée en la branchant dans une prise électrique.
• Achèvement de la modélisation, de la description détaillée et de l’optimisation d’un procédé de gazéification en vue de la production d’hydrogène à grande échelle, qui pourrait bien être utilisé dans le secteur des sables bitumineux au Canada. Ce procédé est fondé sur le cycle du fer d’oxyde de fer et permet la séquestration d’un courant de CO₂ distinct.

Démonstration

• Mise sur pied d’un poste de ravitaillement en hydrogène à l’Île-du-Prince-Édouard, qui permet de ravitailler deux bus-navettes Ford à moteur à combustion interne fonctionnant à l’hydrogène. L’hydrogène est produit à partir de l’énergie éolienne produite à North Cape et démontre la possibilité d’utiliser l’énergie renouvelable dans le secteur des transports.
• Quatre stations de ravitaillement fixes et une station mobile sont en activité en Colombie-Britannique dans le cadre du projet de l’autoroute de l’hydrogène (Hydrogen Highway^MC). Les cinq voitures Ford Focus à piles à combustible ont terminé avec succès la troisième année d’essais et d’évaluation sur route à Vancouver et à Victoria, ayant roulé sur une distance de 186 000 kilomètres.
• Air Canada utilise un chariot tracteur de manutention à l’hydrogène dans le cadre d’un projet de démonstration qui est en cours à l’aéroport international de Vancouver.
• Mise en service d’une station libre-service de ravitaillement rapide en hydrogène utilisant des déchets d’hydrogène à North Vancouver. Ce projet permet d’accroître la capacité du Canada de capturer et de purifier les déchets d’hydrogène provenant des industries. Le Canada est le plus important producteur d’hydrogène au monde par habitant, et l’hydrogène récupéré a le potentiel de devenir une importante ressource canadienne.

Pour de plus amples renseignements, consultez le site :
canmetenergie.rncan.gc.ca/fra/transports.html

Bioénergie durable

Objectif

Aider l’industrie canadienne dans la R-D-D des technologies de bioénergie, augmentant ainsi la production et l’utilisation de la bioénergie, ce qui entraînera des avantages environnementaux et économiques.

Description

CanmetÉNERGIE appuie la R-D-D de la technologie de la bioénergie au moyen d’ententes de partage des coûts, fait la promotion de la bioénergie en tant que source d’énergie renouvelable et durable, insiste sur la nécessité d’élaborer des politiques et des programmes adéquats en matière de bioénergie, et sensibilise le public et les responsables des politiques sur les avantages de la bioénergie.

L’expertise de CanmetÉNERGIE en matière de technologie de conversion de la biomasse couvre les principaux procédés suivants :

• combustion : transformation de résidus forestiers, agricoles et urbains en chaleur et en électricité dans des conditions environnementales saines;
• gazéification : transformation de résidus forestiers, agricoles et urbains en gaz synthétique;
• pyrolyse : transformation de résidus forestiers et agricoles en biohuiles et en produits à valeur ajoutée;
• fermentation : transformation d’éléments d’amidon et de cellulose provenant de la biomasse en bioéthanol;
• transestérification : transformation de diverses sortes d’huiles neuves et usées, de suif et de graisse consistante en biodiesel;
• digestion anaérobie : transformation du fumier, d’aliments traités et de déchets urbains en biogaz riches en méthane.

En plus d’aider l’industrie à commercialiser ses produits au Canada et à l’étranger, les activités visent à rendre les technologies plus fiables et moins coûteuses, ainsi qu’à diffuser aux utilisateurs éventuels de l’information sur la faisabilité technique et sur les aspects économiques.

Les principaux volets de l’initiative sont la R-D-D, les études techniques et socioéconomiques, les démonstrations sur l’utilisation finale et les essais, les études de faisabilité, l’analyse des procédés, la vérification, la mise à l’essai et l’amélioration, l’élaboration de normes, la réduction des émissions, la modélisation, l’organisation de conférences et d’ateliers, la diffusion des renseignements, la collaboration et les comités de l’Agence internationale de l’énergie, la sensibilisation des intervenants et l’élaboration de normes.

CanmetÉNERGIE joue un rôle de leadership dans le Réseau canadien d’innovation dans la biomasse, groupe de travail pluriministériel créé afin d’orienter la R-D en matière de bioénergie et de bioproduits. Les clients comprennent le secteur agricole et le secteur forestier (les producteurs de biomasse et les consommateurs de bioénergie), les municipalités et les partenaires industriels. (Pour obtenir de plus amples renseignements, veuillez consulter la section suivante intitulée « Réseau canadien d’innovation dans la biomasse ».)

Principales réalisations en 2007-2008

• Avec l’appui de CanmetÉNERGIE, Powerbase Energy Systems Inc. a récemment construit des unités conteneurisées de chaleur et d’électricité combinées de 3 175 kW, qui seront présentées dans les fermes actives de l’Est de l’Ontario. Ces unités sont entièrement automatisées. Elles comprennent des dispositifs de contrôle de la gestion du biogaz et de la digestion anaérobie, des échangeurs de chaleur pour l’alimentation en chaleur des fermes, des dispositifs de contrôle électroniques nécessaires pour vendre l’électricité au réseau de distribution d’électricité et de matériel de sécurité.
• CanmetÉNERGIE a fourni un soutien en matière de R-D-D et une expertise liée au travail en laboratoire à Enerkem Inc. en ce qui a trait à l’élaboration d’un processus thermochimique produisant de l’éthanol à base de cellulose. Ce processus comprend la gazéification de la biomasse en gaz synthétiques et la conversion catalytique subséquente des gaz synthétiques en méthanol et enfin, en éthanol. L’entreprise a mis cette technologie du laboratoire à l’essai pilote dans ses installations de Sherbrooke, au Québec. À l’heure actuelle, elle met sur pied une unité de démonstration d’envergure dans les environs de Westbury, au Québec.
• CanmetÉNERGIE a travaillé en collaboration avec Vaperma Inc., société qui développe des solutions avant-gardistes de séparation des gaz, afin de mettre sur pied la membrane Siftek^MC. Cette membrane peut séparer les mélanges d’éthanol et d’eau dans une vaste gamme de concentrations d’eau pour, à la limite, produire de l’éthanol-carburant. Vaperma travaille actuellement sur une membrane de deuxième génération qui pourrait être utilisée pour l’éthanol cellulosique.
• Le soutien de CanmetÉNERGIE aux activités de R-D-D de la Nexterra Energy Corporation a récemment contribué à quelques réussites. La première a été la vente d’un système de gazéification de la biomasse valant plusieurs millions de dollars à la Dockside Green Power Limited. Une autre réussite a été l’alliance stratégique établie avec la Johnson Controls Inc., un chef de file mondial dans la gestion et le contrôle des installations. Les solutions de gazéification de la biomasse de la Nexterra ont été offertes aux clients de la Johnson Controls dans des secteurs comme l’éducation supérieure, les soins de santé, les installations gouvernementales et les activités industrielles. La Nexterra a récemment remporté le prestigieux prix GLOBE de l’innovation et l’application technologiques pour une réalisation exceptionnelle dans la gérance environnementale.

Pour de plus amples renseignements, consultez le site :
canmetenergie.rncan.gc.ca/fra/bioenergie.html

Réseau canadien d’innovation dans la biomasse

Objectif

Mettre au point, en vue de leur acceptation par le marché, des technologies de la bioénergie, des biocarburants, des bioproduits et des bioprocédés industriels durables et rentables qui utilisent les sources de la biomasse de façon durable et responsable.

Description

Le Réseau canadien d’innovation dans la biomasse (RCIB) soutient la R-D stratégique dans les domaines de la bioénergie, des biocarburants, des bioproduits et des bioprocédés industriels en vue de réduire la consommation de combustibles fossiles, de réduire, directement ou indirectement, les émissions de GES et de PCA, de diversifier l’approvisionnement en énergie et de favoriser le développement durable de la bioéconomie au Canada.

Le RCIB est un programme horizontal élaboré et géré par cinq ministères fédéraux : Agriculture et Agroalimentaire Canada, Environnement Canada, Industrie Canada, le Conseil national de recherches du Canada et RNCan. Le RCIB coordonne et gère deux initiatives fédérales de R-D bioénergétique :

• le programme au niveau des objectifs sur les « systèmes et technologies énergétiques d’origine biologique » du PRDE (3,3 millions de dollars en 2007-2008);
• le volet axé sur la R-D en biotechnologie de l’Initiative en technologie et en innovation (5,8 millions de dollars en 2007-2008).

Principales réalisations en 2007-2008

• Élaboration d’un cadre d’évaluation environnementale dont les critères environnementaux ont été validés selon les conditions canadiennes pour l’emplacement des installations de bioéthanol cellulosique. Les données générées étaient considérées comme essentielles à l’élaboration des principaux éléments de l’architecture de la Stratégie sur les carburants renouvelables et de la stratégie de recherche subséquente. Les données ont été utilisées par l’Initiative pour un investissement écoagricole dans les biocarburants d’Agriculture et Agroalimentaire Canada, des organismes fédéraux des États-Unis, de quatre provinces (Colombie-Britannique, Alberta, Saskatchewan et Ontario) et de 33 États américains afin de trouver l’emplacement optimal pour les installations de production et de conversion de biocarburants.
• Création d’un répertoire complet de sources durables de biomasse issue de résidus forestiers et agricoles, qu’on a intégré à l’Outil de visualisation cartographique et d’analyse de l’inventaire de la biomasse (l’Outil). Le répertoire détermine, à la source, la disponibilité de la biomasse herbacée et forestière, présente des estimations préliminaires des coûts à recouvrer, de même que le type ou les caractéristiques de la matière première, puis représente ces renseignements sous forme de carte. L’élaboration de l’Outil a suscité beaucoup d’intérêt au Canada, en Europe et aux États-Unis. Les démonstrations de cet Outil sont à l’étape de la planification.
• Évaluation du remplacement du gaz naturel par des carburants fabriqués à partir de la biomasse pour les applications liées au chauffage des fours et aux chaudières électriques pour réduire les besoins énergétiques et les émissions de GES. L’utilisation de carburants issus de la biomasse dans les fours à chaux permettrait aux usines de pâtes et papiers d’intégrer les technologies de conversion, comme la gazéification et la pyrolyse. En outre, elle faciliterait la conversion de la biomasse en bioproduits à valeur ajoutée, dont l’éthanol, le biodiesel et les produits chimiques spéciaux, et ouvrirait la voie à la conversion des usines de pâtes et papiers en bioraffineries. Les résultats préliminaires indiquent qu’il serait possible de remplacer plus de 50 p. 100 du gaz naturel par du gaz de synthèse, sans trop perturber les activités des fours à chaux.

Pour de plus amples renseignements, consultez le site :
rcib.gc.ca

⁸ RETScreen^® est une marque officielle de sa Majesté la Reine du chef du Canada, représentée par le ministre des Ressources naturelles.
⁹ HOT2000 est une marque officielle de Ressources naturelles Canada.

Précédent | Table des matières | Suivant