Décarbonation des équipements des entreprises minières du Québec

1. Résumé du projet

L’industrie minière est présentement à la recherche de solutions de réduction d’émissions de GES. Les grandes compagnies minières faisant partie de l’International Council on Mining & Metals se sont engagées à atteindre la carboneutralité d’ici 2050 avec des objectifs progressifs de 30% d’ici 2030. Pour les mines souterraines, la ventilation représente plus de 44% de la consommation énergétique totale vu les grands débits d’air requis pour respecter les normes relatives à la qualité de l’air sous terre. Au Canada, les mines souterraines doivent préchauffer l’air de ventilation autour de 0°C en hiver pour des raisons de sécurité. Vu les grandes masses d’air à chauffer, cette activité peut représenter +20% des émissions de CO2 totales, soit la deuxième source la plus émettrice. Ceci est dû au fait que des brûleurs au propane, gaz naturel ou au diesel sont utilisés pour préchauffer l’air.

Objectifs:

Le partenaire du projet, Glacies Technologies, travaille avec des mines d’ici pour développer un équipement de chauffage propre, nommé le réacteur, afin de remplacer les brûleurs. L’entreprise a démontré l’hiver dernier que son réacteur permet de préchauffer l’air jusqu’à près de 0°C en mettant à profit l’énergie de changement de phase de l’eau. En effet, le réacteur est une technologie similaire aux canons à neige. Il utilise l’eau des bassins de décantation sur les sites miniers et la projette sous forme de gouttelettes dans le flux d’air froid. Au contact de l’air à froid, les gouttelettes d’eau gèlent et transfèrent leur chaleur à l’air, permettant de chauffer sans utiliser de combustible fossile. Toutefois, afin d’être adoptée par l’industrie, ce type de technologie doit respecter certaines contraintes. Les fines particules de glace produites par le réacteur ne doivent pas se retrouver dans l’air entrant dans la mine. La glace pourrait en effet endommager les ventilateurs. De plus, si celle-ci se transforme à nouveau en eau, elle refroidira l’air, ce qui va à l’encontre de l’effet recherché. Également, l’implantation du réacteur en amont des ventilateurs primaires de la mine entraine une surcharge pour les ventilateurs, ce qui augmente l’énergie consommée par ceux-ci. Cette surcharge doit donc être minimisée.

L’Université de Sherbrooke, en collaboration avec Glacies Technologies, propose d’optimiser le réacteur afin qu’il filtre les particules de glace tout en minimisant la restriction qu’engendre l’équipement pour l’air de ventilation. Pour ce faire, un modèle multiphysique sera développé, ce qui permettra de concevoir et mettre à l’essai différents filtres et d’étudier l’impact de ce filtre sur la restriction de l’air et la capacité de chauffage de l’équipement.

Retombées:

Dans un cas d’adoption du réacteur Glacies par une mine souterraine chauffant au propane, une filtration efficace des particules de glace représente une réduction de 184 tonnes de CO2 par an, soit autour de 9450 tonnes de CO2 à l’échelle du Canada. La réussite du projet permettra de réduire les risques opérationnels de la technologie et accélérer son adoption par l’industrie. Globalement, l’implantation de réacteurs pourrait réduire les émissions de CO2 de 40 500 tonnes/an au Québec et de 189 000 tonnes/an au Canada.

2. Équipe de recherche

Équipe de recherche

3. Appel de propositions

Le projet est d’une durée de 3 ans et le montant total octroyé est de 381 000,00$