Développement d'un système intelligent dédié à l'optimisation de la production de l'énergie électrique, à la gestion du stockage, et à la maintenance prédictive d'un site autonome, adaptable aux systèmes de micro-réseaux décentralisés

Plus de 95 % des émissions de GES produites directement par l’industrie minière résultent de l’utilisation de combustibles fossiles notamment dans la production de l’énergie locale, le chauffage, les procédés industriels et le transport. En appliquant des principes et des pratiques exemplaires en matière de production, de conversion et de stockage de l’énergie, un établissement minier peut réduire son empreinte écologique ainsi que sa consommation d’énergie, et par conséquence ses dépenses totales en approvisionnement énergétique. En soutenant la production d’électricité à partir des ressources renouvelables qui caractérisent la région nord de la province, le gouvernement du Québec s’est donné comme priorité d’action d’implanter des systèmes hybrides adaptés pour diversifier et améliorer l’approvisionnement en énergie dans des zones hors-réseau.
Dans ce contexte, ce projet vise à proposer de solutions technologiques capables d’assurer la production, la gestion et le stockage d’électricité de manière autonome dans de sites miniers de petites tailles (camps de travailleurs, relais de télécommunication pour les chemins de fer ou pour les postes d’inspection, etc.), tout en ayant la capacité de fonctionner indépendamment du réseau principal en cas de coupure due à des conditions météorologiques extrêmes ou à des circonstances exceptionnelles. L’objectif principal de ce projet est de mener des travaux de recherche scientifique et développement expérimental permettant de valider la viabilité technico-économique qu’une hybridation entre un générateur photovoltaïque et un système de stockage d’énergie constitué d’un pack de supercondensateurs (stockage de puissance) et un pack de batteries au lithium-ion (stockage d’énergie électrique), pourrait apporter, notamment dans des micro-réseaux qui alimentent en électricité des sites miniers.
Pour ce faire, ce projet comprend cinq grandes étapes qui sont réparties comme suit : (1) identification des paramètres et définition des indicateurs de performance nécessaires à la conception du système d’énergie hybride (SEH) ; (2) modélisation multiphysique du SEH, y compris la source de production d’énergie solaire photovoltaïque, l’unité de stockage d’énergie et les charges électriques ; (3) développement d’une stratégie de gestion d’énergie du SEH qui prend en compte la prévision des conditions météorologiques ; (4) développement d’une architecture de pronostic et de gestion de l’état de santé au service de la maintenance prédictive du SEH ; (5) validation expérimentale et développement d’un système embarqué intégré.
Idéalement et tenant compte des contraintes logistiques, géographiques et opérationnelles, l’utilisation d’un système de production énergétique suffisamment compact pour être expédié sur de longues distances vers des sites isolés, simple et robuste, est un choix privilégié des compagnies minières notamment dans leurs opérations hors site principal. L’expertise déployée, dans ce projet, s’inspire des technologies novatrices et met l’accent sur la collaboration multidisciplinaire entre l’ingénierie appliquée au secteur de l’énergétique, de la maintenance industrielle, et des principes avancés de l’Industrie 4.0.