À l’échelle mondiale, l’industrie de l’électricité affirme de plus en plus sa capacité d’apporter des solutions à la problématique des changements climatiques. La transition énergétique repose en bonne partie sur l’innovation technologique, particulièrement en matière d’efficacité énergétique, de gestion de réseaux intelligents et d’optimisation des utilisations de l’énergie. En plus d’accueillir de nouvelles énergies renouvelables, de faire une place à la production décentralisée et de recourir au stockage d’énergie de grande capacité, l’industrie de l’électricité doit maximiser l’utilisation d’impressionnantes masses de données pour une gestion plus fiable et plus souple des réseaux électriques.

De nouveau en 2017, Hydro-Québec est l’entreprise canadienne du secteur de l’électricité qui investit le plus en R-D, selon les données de Re$earch Infosource. Avec un budget annuel de 127 M$, l’Institut de recherche d’Hydro-Québec (IREQ) est à la fine pointe du développement technologique dans de multiples champs d’activité liés aux réseaux électriques et aux énergies renouvelables.

En 2017, les revenus découlant des brevets et de la commercialisation de nos innovations ont atteint 16,2 M$. Après avoir défini les pistes d’innovation essentielles à notre rendement au cours de la prochaine décennie, l’entreprise a créé en 2017 le Centre d'excellence en électrification des transports et en stockage d'énergie.

Grandes orientations de la vision technologique d’entreprise
Trois grandes orientations Champs d’innovation
Les clients, au centre de la vision d’avenir Clients participatifs, électrification et décarbonisation des marchés, décentralisation et intégration des énergies renouvelables dans le système électrique
Les actifs, une force dans l’environnement en transformation Diagnostic et pronostic des équipements majeurs – vers une maintenance basée sur l’état réel des équipements
Le système énergétique du futur Transformation digitale et numérisation des opérations – Internet des objets, science des données, intelligence artificielle, cybersécurité

Nombre de brevets détenus ou en instances pour les années 2014 à 2017 présentés selon deux catégories : «liés au stockage et à la conversion d’énergie» et «autres» . , 2014 : 721/300, 2015 :731/304, 2016 : 817/339, 2017 : 798/325.

Répartition des efforts d’innovation de l’IREQ en lien avec le développement durable

Ce graphique illustre la répartition des efforts d’innovation de l’IREQ en lien avec le développement durable :

  • Environnement : 16 %
  • Pérennité des installations et maintien du service : 51,0 %
  • Consommation énergétique – client et équipements : 11 %
  • Technologie et intégration des énergies renouvelables intermittentes : 22 %

En plus des travaux à l’IREQ s’ajoutent les contributions aux chaires universitaires ainsi que les efforts en R-D déployés par les unités d’affaires avec des entreprises, partenaires industriels et autres centres de recherche spécialisés.

Exemples de projets d'innovation en développement durable – 2017
Catégorie Exemples de réalisations ou de travaux en cours Investissement (k$)
Performance énergétique (clients et équipements)
  • Électrolyse de l'eau pour la production de carburants synthétiques à partir de déchets municipaux
    Le projet consiste en une évaluation par le Laboratoire des technologies de l’énergie (LTE) de la possibilité d’intégrer l’électrolyse de l’eau à un procédé de production de carburants synthétiques à partir de déchets solides provenant du secteur municipal.

    En 2017, le LTE a réalisé une étude du mode et du coût d’intégration de l’électrolyse de l’eau à une technologie d’Enerkem, celle de fabrication de biocarburants avancés et de produits chimiques verts à partir de déchets. Selon l’étude, l’introduction harmonisée d’un système d’électrolyse, à la technologie d’Enekem pourrait doubler le rendement attendu tout en maintenant la rentabilité de la valorisation des déchets.
40
Technologies et intégration des énergies renouvelables
  • Gestion de la demande de puissance du marché résidentiel
    Afin de limiter la demande de puissance en période de pointe hivernale, le projet vise à faire participer les clients résidentiels à la réduction de la demande de puissance.

    Dans le cadre de ce projet, nous avons ciblé la demande de chauffage par plinthes électriques. Nous avons installé des thermostats communicants pour plinthes électriques chez 30 employés. La consigne de température de ces thermostats était modulée en fonction des interventions de gestion de la demande normalement effectuées en période de grand froid. Le projet a permis d’observer l’effet sur la demande de puissance et sur le confort ressenti par les occupants.

    Par ailleurs, une simulation de différents scénarios a servi à estimer quel effet pourraient avoir ces appareils sur le profil de charges du réseau.
280
Environnement
  • Projet Tribologie-Environnement
    Le projet Tribologie-Environnement vise l’étude de modes de lubrification écoresponsable adaptés aux composants mécaniques des installations de production. Afin de faciliter le choix de matériaux autolubrifiants ou de lubrifiants écoresponsables efficaces, nous en évaluons le rendement dans des conditions réelles d’exploitation. Avec l’adoption de tels produits, les risques de dommage à l’environnement dû à la fuite accidentelle de lubrifiants seront grandement diminués.

    En 2017, nous avons conçu un nouveau banc d’essai pour tester les matériaux de paliers autolubrifiants en simulant des conditions d’exploitation telles que des températures hivernales rigoureuses, des températures estivales chaudes et humides ou encore des immersions dans l’eau.
745
Pérennité des installations et maintien du service
  • Projet SiGran
    Le Code national du bâtiment, dernière version, impose l'analyse du potentiel de liquéfaction des dépôts de sols lors des investigations géotechniques. La liquéfaction des sols est un phénomène d’instabilité ou de perte de résistance, se produisant à la suite d’un séisme et qui peut avoir lieu dans un milieu granulaire saturé. L'occurrence de la liquéfaction des sols est évaluée, selon la méthode actuelle, au moyen d’un procédé simplifié qui a été établi pour une sismicité et une géologie génériques.

    Le projet SiGran porte sur la création d’une nouvelle méthode pour étudier le potentiel de liquéfaction des sols dans le contexte géologique et sismique de l’est de l’Amérique du Nord. Cette méthode comporte un volet virtuel et un volet expérimental. Dans le volet virtuel, nous nous appliquons à comprendre le phénomène de liquéfaction à l’échelle de la particule et du pore et à concevoir des mesures d’atténuation efficaces lorsque le pronostic de liquéfaction est établi. Dans le volet expérimental, nous utilisons le TxSS, un appareil élaboré pour l’étude de la liquéfaction. Il s’agit d’un simulateur sismique qui sert à définir les caractéristiques dynamiques des sols et à examiner leur rapport avec la liquéfaction des sols. Il sert aussi à examiner l’efficacité de la méthode habituelle, ses limites et sa pertinence dans les conditions de sismicité du Québec.

    Grâce au TxSS, nous avons établi des pronostics de non-liquéfaction des dépôts de fondations de cinq postes de transport, contraires aux pronostics de liquéfaction établis auparavant. Ces nouveaux résultats ont justifié l’abandon de travaux, comme le redressement et la stabilisation de fondations par l’installation de pieux, évitant des coûts et des émissions de GES.
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Dans une chambre anhydre du laboratoire – Stockage d’énergie de l’IREQ, le technicien expert Martin Dontigny et la technicienne Catherine Gagnon utilisent une empileuse automatisée pour fabriquer des batteries lithium-ion sous la forme de sachets de grand format.

À signaler en 2017

  • Intégration d’une sonde LineCore à un drone utilisé pour l’inspection des lignes électriques. Il s’agit d’un détecteur de corrosion qui fournit une information détaillée sur l’état de protection galvanique des conducteurs de lignes de transport et de distribution. Cette sonde, développée par l’IREQ, représente une avancée sans précédent en maintenance des réseaux de transport.
  • Poursuite du projet pilote d'inspection visuelle par drone, le LineDrone, d’une ligne à 735 kV sous tension. Muni d'un nouveau système de vision périphérique, il peut désormais atterrir de manière semi-autonome, ce qui rend plus sécuritaires les travaux d’inspection de lignes.
  • Soutien financier de 3,9 M$ (2017-2021) à l’Université Concordia. Trois chaires de recherche sont financées : Sécurité des réseaux électriques intelligents (une première au Canada), Optimisation du fonctionnement et efficacité énergétique des bâtiments et Conception et efficacité énergétique des petites machines électriques.
  • Don de 1,8 M $ (2017 à 2021) à la Fondation de l'Université du Québec à Trois-Rivières. En plus du programme de bourses d’études, cet engagement permettra de soutenir les travaux de recherche sur la gestion transactionnelle de la demande résidentielle en puissance et en énergie et d’un projet de recherche-développement sur la modélisation et l’optimisation de la gestion des actifs.

Voir aussi