Aller au menu

Technologies futures

(choisissez dans la liste ci-dessous)

Article principal

Contexte

Les TECHNOLOGIES FUTURES sont déjà présentes, elles doivent maintenant faire leurs preuves.

Les thermopompes : la solution privilégiée

1. Image de l'équipement de forage utilisée pour forer des puits d'essai

1. Appareil de forage creusant des trous dans
le but de tester des pompes géothermiques.
Cliquez sur l'image pour plus d'informations.


CanmetEnergy, d’Ottawa, reçoit du financement de trois organismes gouvernementaux québécois pour concevoir : (a) des pompes géothermiques intégrées à détente directe; (b) des boucles souterraines secondaires; (c) diverses configurations de puits géothermiques et systèmes de contrôle; (d) de nouveaux fluides frigorigènes; (e) de nouvelles technologies dans son laboratoire de Varennes, au Québec.

« Au Canada, plus de la moitié de l’énergie produite est perdue, » explique RNCan sur son site Web. Un rapport récent de l’Agence Internationale de l’Énergie indique, d’ailleurs, que 45 % des objectifs de Kyoto peuvent être obtenus par une utilisation plus intelligente de l’énergie. « Afin de gérer ces différents éléments, les systèmes de pompes à chaleur (PAC) représentent la technologie la plus prometteuse pour le chauffage et le refroidissement des bâtiments, » suggère RNCan.

Son objectif est d’atteindre un taux de pénétration de 10 pour cent en 2020 pour les thermopompes et de centrer ses efforts de recherche pour concevoir des échangeurs thermiques plus petits, plus efficaces et moins coûteux (conduits souterrains). Il y a aussi la possibilité d’utiliser ces appareils dans des applications de chauffage centralisé, des études sont d’ailleurs en cours dans ce domaine.

« En raison de ses propriétés thermophysiques et de transport ainsi que de ses avantages environnementaux, le dioxyde de carbone est, parmi les fluides naturels, celui qui offre la meilleure alternative aux réfrigérants de synthèse. Un projet de recherche est en cours pour étudier le comportement d’une pompe à chaleur géothermique utilisant du CO2 avec changement de phase dans une boucle secondaire souterraine, » indique RNCan.

« Les systèmes DX sont l’option préférée pour les installations de pompes à chaleur géothermique en Amérique du Nord. Cependant, les concepteurs font face à un manque de données techniques pour optimiser les systèmes et pour remplacer les réfrigérants de synthèse afin de répondre aux préoccupations environnementales. » Le remplacement du R-22 par un réfrigérant plus acceptable pour l’environnement, comme le R-410a, sera étudié. Un autre exemple de recherche qui pourrait mener à des technologies commercialisables.

Galerie Photos

2. Diagramme montrant les composantes d'une pompe géothermique typique 3. Diagramme montrant les composantes d’une thermopompe à air (cycle de chauffage)

Quelques faits

« Il se peut que nous soyons témoins de la fin de l’ère de la combustion de notre vivant. » — Anita van Wyk

Technologies uniques du futur?

1. Image d'une unité de pile à combustible

1. Les piles à combustible n’ont pas répondu
aux attentes. Cliquez sur l'image pour plus
d'informations.


Est-ce que de nouvelles méthodes de chauffage permettront à l’industrie du CVCR de réduire graduellement la consommation en combustibles fossiles pour le chauffage résidentiel? Lisez ce qui suit pour connaitre ce que l’avenir vous réserve…

Depuis 2003, le Centre canadien des technologies résidentielles a mis à l’essai six petites centrales à MSC dans des maisons individuelles. Ces systèmes généraient de l’électricité et combinaient le chauffage des lieux et de l'eau. Comme ces centrales utilisent la chaleur résiduelle provenant de la génération de l’électricité, ils sont beaucoup plus efficaces que d’autres installations d’énergie. Comme elles génèrent de l'énergie sur demande, elles peuvent réduire les charges de pointe et la nécessité d’avoir recours à de plus grands réseaux électriques.

La première unité était constituée d’un moteur WhisperGen Stirling, fabriqué en Nouvelle-Zélande. Deux modèles subséquents furent mis à l’essai en 2005 et 2009. Deux unités étaient munies de moteurs à combustion interne : l’une d’un moteur AISIN (Toyota) et l’autre d’un moteur Honda, lequel fut commercialisé aux É.-U. La centrale MSC la plus innovatrice était munie d’une pile à combustible d’origine canadienne qui convertissait le combustible en électricité sans pièces mobiles. Toutes ces unités fonctionnent au gaz naturel. Elles génèrent de 0,75 à 6 kW d'électricité en plus de grandes quantités de chaleur.

Une autre technologie prometteuse comprend les appareils intégrant le chauffage localisé, le chauffage de l’eau, une aération continue et la récupération de chaleur dans une même unité à faible encombrement et éconergétique. Le consortium éKOCONFORT de six fabricants fut établi en 1999 par Ressources naturelles Canada et subventionné par le Fonds d'action pour le changement climatique du Canada, le CNRC/PARI et d’autres intervenants en vue de créer divers prototypes. Les modèles furent installés et testés dans des maisons d’essai en 2001 et 2002 et ont contribué à la mise en marché de la technologie. En 2009, le premier modèle offert sur le marché, le MatrixTM, conçu par NTI, de Saint John, au Nouveau-Brunswick, fut mis à l’essai et comparé avec un système de chaudière à condensation. Les essais démontrèrent que le MatrixTM offrait un meilleur rendement énergétique.

Un projet original mené par le Centre canadien des technologies résidentielles consistait en un électrolyseur qui produisait de l’hydrogène à partir d’eau, lequel était incorporé au flux de gaz naturel d’une chaudière à condensation à haut rendement pour en réduire l’utilisation en gaz et en électricité.

Le laboratoire de Ressources naturelles Canada a mis à l’essai des thermopompes fabriquées aux É.-U, et au Japon qui utilisent l'air comme source d’échange. Celles-ci peuvent fonctionner efficacement jusqu’à environ -25°C. Elles peuvent donc offrir les mêmes avantages que les pompes géothermiques sans avoir à aménager des puits dispendieux.

Galerie Photos

2. Image des chaudières domestiques à eau chaude et dispositifs de récupération de chaleur à condensation3. Image d'un moteur MCE4. Image montrant deux maisons d'essais R-2000

Quelques faits

« Une personne qui ne rêve point à l'avenir ne sait point où elle va. » — Source inconnue

L’avenir du chauffage approche!

1. Image d'une maison génère plus d’énergie au cours d’une année qu’elle n’en consomme

1. Maison à émission nulle à Riverdale,
Edmonton, Alberta.
Cliquez sur l'image pour plus d'informations.


Un partenariat entre gouvernements et l’industrie peut-il rendre possible l’aménagement de maisons d'énergie zéro d’ici 2020? C’est l’objectif de recherche et développement du National Renewable Energy Laboratory des États-Unis pour rencontrer les objectifs du Department of Energy du gouvernement américain. « Les objectifs de recherche visent à développer des solutions énergétiques intégrées, efficaces et renouvelables qui pourront être utilisées avec succès à grande échelle en vue de réduire la consommation énergétique des nouvelles maisons de 50 pour cent en 2015 et de 90 pour cent en 2025! »

Ressources naturelles Canada et CanmetÉNERGIE se sont fixés un échéancier plus flexible : « de nouvelles technologies de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) dans les habitations et les bâtiments au Canada (y compris les installations commerciales et récréatives) sont requises afin de créer, d’ici 2030, des solutions à consommation énergétique nette zéro commercialement réalisables et de réduire la demande d’électricité aux périodes de pointe. »

Il faut considérer que Ressources naturelles Canada a dépensé un million de dollars pour aider six fabricants à développer en trois ans les systèmes mécaniques intégrés éKOCONFORT. Une autre compagnie a réussi à atteindre les mêmes objectifs en deux ans! Ce type de concurrence ne peut que favoriser l'évolution des modèles actuels et la création de nouveaux appareils. À l’instar des progrès des 19e et 20e siècles, l’évolution dans l’industrie du CVC se fera tellement rapidement que nous aurons du mal à suivre.

Calor du Royaume-Uni a déjà lancé son modèle Baxi Ecogen qui est muni d’un moteur Stirling et qui combine la génération de chaleur et d'électricité. Son objectif maintenant est de produire une technologie révolutionnaire de pile à combustible pour générer de la chaleur et de l’électricité tout en réduisant les émissions (d’ici 2012) à l’aide du propane liquide que la compagnie offre sur le marché depuis plusieurs années. Les objectifs de recherche et de développement des É.-U. sont centrés sur la génération d’électricité.

2. Le tableau illustre la maison à émission nulle produit plus de l'energie que ce qu'il utilise

2. Ce tableau compare les profils énergétiques du foyer canadien moyen et des maisons R-2000 en fonction du profil anticipé de la maison à émission nulle de Riverdale en se basant sur leur consommation et leur production énergétique annuelle. Cliquez sur l'image pour plus d'informations.


Le gouvernement australien entend utiliser du charbon épuré d’ici 2020-25. Le Canada est déjà très actif dans ce domaine. « Nos scientifiques étudient 2 moyens de réduire les émissions liées au charbon, soit celui de la combustion (oxycombustion ou postcombustion) et celui de la gazéification. Nos découvertes relatives au charbon propre favorisent l’utilisation du charbon comme source d’énergie propre et efficace, ainsi que l’établissement de l’industrie canadienne du charbon comme chef de file en matière de connaissances et de technologies rattachées au charbon propre., » mentionne CanmetÉNERGIE. Le charbon représente plus de la moitié de l’approvisionnement énergétique mondial.

La Société canadienne d'hypothèques et de logement (SCHL) a lancé son programme d’habitation à émission nulle EQuilibrium en 2006. Celui-ci combine différents produits, techniques, technologies et stratégies pour réduire à un minimum absolu l’impact environnemental d’une maison. Ses partenaires proviennent des secteurs public et privé. La SCHL a choisi 15 propositions de projet pour lancer son programme. Un des objectifs est de faire en sorte qu’une maison produise autant d’énergie qu’elle en consomme annuellement.

Cette recherche a débuté en fait à Saskatoon en 1976 avec le programme de maison écologique du Conseil national de recherches du Canada. Le programme de maison R-2000 lancé en 1982 par Ressources naturelles Canada était une norme visant à rendre les maisons efficaces au plan énergétique. Il existe plusieurs maisons « types » habitées à consommation énergétique nette zéro au Canada et aux É.-U., incluant celles de Mill Creek and Riverdale à Edmonton.

Quelques faits

« Je regarde vers l’avenir parce que c’est là que je vais passer le restant de mes jours. » — George F. Burns

Chaque appareil de chauffage est le fruit d’années d’enseignement et de formation

Image de John Wisman

John Wisman. Cliquez sur l'image pour
plus d'informations.


La conception, l’installation et l’entretien de vos chauffe-eaux, chaudières et autres appareils de chauffage reposent sur des années d'enseignement et de formation. Les techniciens en chauffage sont des spécialistes compétents et expérimentés. Avant de devenir techniciens autorisés, ceux-ci doivent suivre une formation d'apprenti de cinq ans et ensuite œuvrer à titre de compagnons. Ils participent régulièrement à des programmes de perfectionnement afin de se tenir au courant de toute avancée technologique.

Une histoire intéressante est le cas de John Wisman, originaire de Brampton, en Ontario, qui a démontré qu’il possédait des compétences particulières pour le métier en 2009, alors qu'il n'était âgé que de 21 ans. Il s'est mérité les grands honneurs en Ontario et au Canada dans le cadre d’épreuves de compétences pour les apprentis en chauffage et en climatisation. John a ensuite représenté le Canada dans le cadre d'une épreuve internationale éreintante de cinq jours tenue dans l’État du Michigan. Il termina deuxième tout juste derrière un résident de Buffalo.

Il en était alors à sa troisième année à titre d’apprenti. Ses formateurs sont Shane McCarthy, Ryan McCarthy du JTAC-Local 787 Training Centre à Brampton et Raymond Patten, un enseignant à Bramalea Secondary School où il a fait ses premiers pas dans l’industrie du CVCR. Il travaille aussi à temps plein pour un entrepreneur local afin de compléter son accréditation.

En Ontario par exemple, les techniciens doivent encore suivre un cours d’accréditation pour devenir monteurs d'installations au gaz, à raison d'un cours pour chacun des trois niveaux requis. Les techniciens en systèmes de chauffage à l'huile doivent suivre d’autres cours, dont celui de l’Association canadienne du chauffage au mazout.

En partenariat avec Ressources naturelles Canada, l'Institut canadien du chauffage, de la climatisation et de la réfrigération (ICCCR) offre 70 cours de perfectionnement en CVCR (SkillTech Academy) à 1000 étudiants chaque année. L'Institut canadien de plomberie et de chauffage (ICPC) offre divers cours, dont un sur les installations de chauffage à eau chaude qu’il a lui-même développé il y une décennie par l’entremise du Canadian Hydronics Council.

Comme l’exigeait le ministère du Patrimoine canadien, ces trois associations ont offert un énorme soutien à cette exposition afin d’obtenir du financement auprès du Musée virtuel du Canada et ainsi mettre en œuvre ce site Web documentaire.

« Tous les organismes et les associations, particulièrement ceux impliqués dans l’enseignement et la formation, auront comme principal mandat d’attirer les jeunes vers les métiers de cette industrie, » déclare Russ Morgan, président en exercice de l’ICPC. « Nous avons une histoire fascinante à raconter et nous devons la transmettre plus efficacement. » Comme l’indique le rapport annuel 2010 de l’ICCCR, l’image banalisée des appareils de CVCR doit être rehaussée en sensibilisant le public canadien aux impacts positifs que l'industrie du CVCR a sur leur style de vie et leur environnement.

Avec de plus en plus de membres de la génération du baby-boom à la retraite, il sera essentiel pour l’industrie d’attirer, de former et de conserver une main-d’œuvre dans tous ses secteurs d’activité au cours de la prochaine décennie pour continuer d’offrir aux Canadiens des services de qualité supérieure.


Sources pour cet article

Les thermopompes : la solution privilégiée

  • Recherche des archives du HVACR Heritage Centre Canada (DCSB #115).
  • CanMetEnergy Laboratories, Natural Resources Canada. http://www.canmetenergy-canmetenergie.nrcan-rncan.gc.ca./eng/index.html.
  • Canadian Society for Mechanical Engineering. http://www.csme-scgm.ca/publications.asp.
  • The Canadian Centre for Energy Information. http://www.centreforenergy.ca/About Energy.
  • Welcome to CERI, via http://www.ceri.ca.
  • Technology News - CNET News. http://news.cnet.com.

Technologies uniques du futur?

  • Recherche des archives du HVACR Heritage Centre Canada (DCSB #59. HD1006R and DCSB #56, HD1006O).
  • “Ten Years of Achievement,” Canadian Centre for Housing Technology, Ottawa, 2008.
  • Canadian Centre for Housing Technology/Centre canadien des technologies résidentielles. http://www.ccht-cctr.gc.ca.
  • eKOCOMFORT, Advanced Integrated Mechanical Systems, Natural Resources Canada, http://www.ekocomfort.com.

L’avenir du chauffage approche!

  • Recherche des archives du HVACR Heritage Centre Canada (DCSB #114).
  • National Renewable Energy Laboratory (US). http://www.nrel.gov/buildings/residential.html
  • Ressources naturelles Canada, CanmetÉNERGIE. http://canmetenergy-canmetenergie.nrcan-rncan.gc.ca
  • ‘Matrix’ by NTI-NY Thermal Inc., Saint John, NB. http://www.nythermal.com
  • Calor.co.uk/heating/domestic-centralheating/.
  • La Société canadienne d’hypothèques et de logement (SCHL) Conception et construction. http://www.cmhc-schl.gc.ca/en/inpr/bude/index.cfm.

Chaque appareil de chauffage est le fruit d’années d’enseignement et de formation

  • Recherche des archives du HVACR Heritage Centre Canada (DCSB #220).
  • Heating, Refrigeration and Air conditioning Institute of Canada (HRAI) and Newcom Business Media Inc., Toronto, Ontario, National Review, Fall 2010, p. 7.
  • Heating Ventilating and Air-conditioning Guide, American Society of Heating Refrigeration & Air conditioning Engineers (ASHRAE), 1960.
  • Mechanical Business, September/October 2010, p. 22
  • Oilheat Technician’s Manual, Canadian Oil Heat Association, Markham, ON.

COLONNE EN ENCADRÉ

  • Recherche des archives du HVACR Heritage Centre Canada (DCSB #19, DCSB #115, DCSB #59).
  • Canadian Centre for Housing Technology/Centre canadien des technologies résidentielles, http://www.ccht-cctr.gc.ca.
  • NTI-NY Thermal Inc., http://www.nythermal.com.

Les crédits photos

Les thermopompes : la solution privilégiée

  • Centre canadien des technologies résidentielles/Canadian Centre for Housing Technology. http://www.ccht-cctr.gc.ca/eng/brochures.html.
  • Ressources naturelles Canada, http://oee.nrcan.gc.ca/publications/infosource/pub/home_f/Chauffage_thermopompe4.cfm?attr=4
  • Ressources naturelles Canada, http://oee.nrcan.gc.ca/publications/infosource/pub/home/Heating_and_Cooling_with_a_Heat_Pump_Section2.cfm?attr=4#sect04

Technologies uniques du futur?

  • Centre canadien des technologies résidentielles/Canadian Centre for Housing Technology. http://www.ccht-cctr.gc.ca/eng/brochures.html.
  • NY Thermal Inc., http://www.ntimatrix.com/solution.html.
  • Centre canadien des technologies résidentielles/Canadian Centre for Housing Technology. http://www.ccht-cctr.gc.ca/obj/docs/CCHTtenyearsofachievement_e.pdf.
  • Ibid.

L’avenir du chauffage approche!

  • Société canadienne d’hypothèques et de logement, “Caractéristiques du concept : maison EQuilibriumMC nettezéro Riverdale – Edmonton (Alberta)” (Ottawa, ON), p 1.
  • Ibid., p 2.

Chaque appareil de chauffage est le fruit d’années d’enseignement et de formation

  • Pam Douglas, The Brampton Guardian, Saturday October 10, 2009.