Les changements climatiques, la croissance démographique et les pointes de consommation énergétiques hivernales ont une incidence sur notre consommation énergétique. Pour faire face à l'évolution de nos besoins énergétiques, la production d'énergie locale (décentralisée), stockée et distribuée à l'échelle d'un quartier, représente une solution durable, qui offre stabilité de l'approvisionnement et efficacité. Si les réseaux de chaleur sont de plus en plus courants au Québec, des projets de réseaux électriques commencent à voir le jour. Pourquoi ? Parce que les microréseaux électriques constituent le meilleur moyen de mobiliser massivement les systèmes de production d’énergie à partir de ressources renouvelables.
Qu'est-ce qu'un microréseau électrique ou microgrid ?
Un micro-réseau ou microgrid, est un réseau électrique intelligent alimenté une production locale d'énergie renouvelable pour répondre aux besoins en électricité à l'échelle locale. Conçu dans une optique de résilience, il tend à l'autonomie, mais peut également être connecté à un groupe de micro-réseaux plus large, voire au réseau national pour soutenir le système de réseau électrique global.
L'énergie produite provient des ressources locales : l'énergie solaire photovoltaïque est privilégiée pour la production d'électricité. Mais l'énergie éolienne, voire le recours à des systèmes de cogénération alimentés à la biomasse sont parfois mis à profit pour la production d'électricité. Enfin, le stockage de l'énergie produite est essentiel pour apporter une stabilité à un micro-réseau.
L'autoproduction d'électricité avec un système solaire photovoltaïque, à l'échelle d'une habitation, représente un investissement conséquent, surtout lorsque l'autonomie n'est pas indispensable. Et au Québec, la pertinence des panneaux solaires photovoltaïques est souvent mise en question: matières premières toxiques, empreinte carbone plus élevée que celle de l’hydroélectricité... Pour le cas de Lac-Mégantic, les motivations étaient multiples.
Le microréseau électrique de Lac-Mégantic : une vitrine technologique à l’échelle du centre-ville
Après avoir traversé la plus grande tragédie environnementale en Amérique du Nord, en Juillet 2013, la Ville de Lac-Mégantic a choisi de se reconstruire autour de principes durables. « [Se] tourner vers les énergies renouvelables et l’innovation est rapidement apparu comme une vision structurante et inspirante » pour orienter la relance de la Ville, déclare la mairesse Julie Morin.
La vision municipale a rencontré les objectifs d’Hydro-Québec qui souhaitait faire évoluer la recherche en matière d'énergies renouvelables. Par une telle étude scientifique à ciel ouvert, la société d’État inscrit la transition énergétique au cœur de son développement. Ainsi, le grand projet technologique et social de Lac-Mégantic a fait l’objet d’une collaboration étroite entre les équipes de la Ville et celles de la société d’État.
Depuis les débuts du microréseau électrique en 2018, et jusqu’à son déploiement en juillet 2021, le projet s’est voulu rassembleur, en impliquant la communauté dans son développement. Fabienne Joly, Responsable Développement en Transition Énergétique de la Ville de Lac-Mégantic pendant cette période a répondu à nos questions.
En quoi consiste le microréseau électrique de Lac-Mégantic ? Il s’agit d’un système décentralisé de production d’énergie à partir de panneaux solaires photovoltaïques, transformée en électricité au moyen d’équipements supplémentaires (transformateurs pour adapter la tension, convertisseur pour transformer le courant). Un système de commande du microréseau assure la gestion de l’ensemble.
L’électricité est distribuée directement dans les bâtiments reliés au microréseau urbain, dont le périmètre est planifié, ou est stockée dans des batteries.
2200 panneaux solaires pour 800 kW de puissance
Concrètement, le projet compte plus de 2200 panneaux solaires, dont 75 % installés sur le toit du Centre sportif Mégantic, totalisant près de 800 kW de puissance installée. L’énergie est ensuite stockée dans des batteries pouvant emmagasiner environ 700 kWh d’énergie.
Plus visibles et accessibles à des fins de sensibilisation, 72 panneaux formant un abri solaire multifonctionnel ont intégré le paysage urbain au cœur du centre-ville. Cette installation alimente en énergie la gare patrimoniale voisine, tout en offrant aux citoyens un lieu de rassemblement ouvert à tous, à l’abri du soleil et de la pluie.
Un réseau indépendant permettant des échanges bidirectionnels d’énergie
Outre le centre sportif et la gare patrimoniale, une trentaine de bâtiments résidentiels, commerciaux et institutionnels du périmètre sont reliés au microréseau, en parallèle avec le réseau d’Hydro-Québec. L’énergie produite par les panneaux alimente également une double borne de recharge pour les véhicules électriques. Ainsi, les bâtiments sur lesquels sont installés des panneaux solaires utilisent l’énergie directement et/ou la stockent. Les autres bâtiments du microréseau sont reliés aux batteries de stockage.
Le microréseau de Lac-Mégantic a deux particularités :
- Il peut fonctionner de manière autonome, et est également relié au réseau principal d’Hydro-Québec
- Il permet des échanges bidirectionnels d’énergie
Cela signifie que le microréseau répond à la demande des usagers de ces bâtiments et les alimente en tout ou en partie. En cas de pannes du réseau principal, le microréseau prend le relai, maintenant l’alimentation pour les usagers du périmètre.
Avec ce projet, Hydro-Québec vise à maîtriser les technologies de gestion et de production d’énergie renouvelable à proximité d’un centre de consommation. La gestion d’un microréseau indépendant du réseau principal permettra de perfectionner le fonctionnement des échanges bidirectionnels et de développer le concept d’îlotage.
Quelle autonomie pour le microréseau ?
Il est prévu que l’autonomie du microréseau varie en fonction de la saison, des conditions météorologiques et du moment de la journée. En été, les concepteurs s’attendent à plusieurs heures d’autonomie et, en hiver, à quelques heures seulement en moyenne.
L’hiver, la production solaire alimente en partie seulement les bâtiments du microréseau, car le nombre d’heures d’ensoleillement est réduit et la demande en électricité est plus élevée en raison du chauffage.
L’été, lorsque l’ensoleillement intense et la consommation est basse, l’énergie produite avec les panneaux solaires pourrait suffire à satisfaire la demande des bâtiments situés dans le périmètre du microréseau. Dans le cas où l’énergie produite est excédentaire, elle est emmagasinée dans les batteries et est utilisée lors des passages nuageux ou après le coucher du soleil, ou encore réinjectée dans le réseau d’Hydro-Québec.
Apprentissage et étude de la gestion de l’énergie de manière autonome
L’un des aspects au cœur du projet de microréseau est de développer une adhésion citoyenne aux enjeux énergétiques. « Le projet n’est pas uniquement technologique », a souligné la mairesse Julie Morin lors de la conférence de presse du lancement du projet en juillet 2021, « il est aussi dédié au bénéfice de la communauté ».
Dès 2018, des sessions d’informations ont été organisées pour impliquer les citoyens. Toute la communauté de Lac-Mégantic a suivi le développement du projet et a pu assister à des conférences de sensibilisation sur la transition énergétique, sur l’efficacité énergétique dans les bâtiments, sur les véhicules électriques et la mobilité durable…
Les utilisateurs situés dans le périmètre du microréseau, c’est-à-dire les gestionnaires des bâtiments municipaux autant que les propriétaires et locataires de certains bâtiments, ont reçu une formation plus détaillée pour l’utilisation des équipements installés dans les bâtiments.
Les bâtiments du périmètre, des bâtiments intelligents, sont en effet équipés de moniteurs de consommation, ainsi que d’ampoules, de thermostats, de moniteurs et d’autres appareils connectés. Le projet pilote vise ainsi à analyser les données et les interactions des usagers avec les appareils de contrôle et à les accompagner pour réduire leur consommation d’énergie.
« L’utilisation judicieuse de l’énergie, grâce aux nouvelles technologies et à un changement de comportements, s’inscrit dans une culture de l’efficacité énergétique. » Hydro-Québec
Vers une meilleure gestion de la pointe de consommation hivernale et le déploiement de réseaux autonomes au Québec
Le microréseau de Lac-Mégantic, pour lequel Hydro-Québec a investi et réalise le monitoring global, fait l’objet d’une étude appliquée approfondie sur les technologies les plus avancées en matière d’énergie.
En contribuant aux avancées des bonnes pratiques en matière de production et gestion responsable de l’énergie, le microréseau permettra à Hydro-Québec d’élaborer de nouveaux services pour les clients.
En outre, les données issues de l’utilisation de ces technologies permettront d’avoir une meilleure connaissance de la gestion de la demande d’énergie lors des périodes de pointe hivernales.
Le but est clairement de diminuer les achats d’électricité lors des périodes où la pression sur le réseau se fait le plus sentir, réduisant ainsi les coûts inhérents à ces pointes de consommation. Moins d’achats à l’étranger, moins de dépenses liées à la maintenance accrue par la sursollicitation du réseau. Et si le microréseau de Lac-Mégantic affiche un pourcentage d’autonomie nul en décembre, dans les prévisions, les 2% et 11% de février et mars permettront d’alléger quelque peu la charge sur le réseau principal d’Hydro-Québec.
Enfin, la mise en pratique du concept débouchera sur une meilleure gestion des technologies de microréseaux photovoltaïques et la sécurisation de leur fonctionnement. Hydro-Québec pourra, sur le long terme, appliquer cette expertise dans le déploiement de 22 réseaux autonomes planifiés dans le nord du Québec. Ces technologies du microréseau permettront de réduire les achats d’énergie fossile, courants en régions éloignées.
Lac-Mégantic, Ville d’innovation et de collaboration : une vision à adopter
Justement, c’est cette vision collaborative de l’innovation que la Ville de Lac-Mégantic nourrit : les apprentissages liés à l’appropriation des technologies, le rôle de la communauté et la gouvernance d’un tel projet innovant pourront inspirer d’autres collectivités en vue d’une transition énergétique à l’échelle québécoise.
Outre son microréseau électrique innovant, le cœur du nouveau centre-ville de Lac-Mégantic bat au rythme de la transition écologique. Visant un développement écoresponsable et exemplaire, la Ville a déployé de nombreux projets pour la mobilité durable, avec ses citoyens.
En termes de bâtiments durable, le programme municipal de remboursement de taxe pour les bâtiments performants certifiés LEED® et Novoclimat, mis en place en 2014, rencontre toujours un franc succès. La majorité des bâtiments résidentiels et commerciaux du centre-ville a été construite selon une approche de durabilité, et plusieurs ont été cherché une certification : citons l’édifice de la MRC et le salon de beauté et spa, tous les deux LEED®, ainsi que plusieurs bâtiments multilogements, comme les condos du Phare et un projet de 13 logements à loyer abordable et un CPE, certifié LEED® habitation, et des maisons individuelles Novoclimat. La Ville souhaite aussi soutenir la rénovation énergétique résidentielle, dans un avenir rapproché.
Le microréseau électrique de Lac-Mégantic représente une avancée technologique intéressante dans le secteur de la production d'énergie décentralisée. Pour aller plus loin, vous pouvez consulter nos guides sur les enjeux environnementaux et économiques de la pointe hivernale au Québec, sur les réseaux de chaleur en multilogements ainsi que sur l'autoproduction électrique solaire dans l'habitation. Aussi, apprenez-en plus sur le seuil de rentabilité du solaire photovoltaïque et la potentielle concurrence du solaire avec Hydro-Québec. Viser l'autonomie énergétique ? Ne manquez pas nos études de cas sur la maison autonome rurale (en Outaouais) ou construite dans les années 1990 en plein Toronto !
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