Moderniser les réseaux énergétiques universitaires : une transformation globale pour maximiser les performances

L’Université du Québec à Trois-Rivières (UQTR) a été récompensée par l’ASHRAE pour avoir modernisé de manière novatrice son réseau énergétique à l’échelle du campus. Ce réseau est maintenant un des plus performants du Québec.

Grâce à un projet visant la globalité de ses infrastructures électromécaniques, le campus de l’UQTR a réduit ses émissions de gaz à effet de serre de 53 %. En un seul projet, l’université a amélioré la performance énergétique de ses bâtiments et modernisé ses équipements. Grâce aux innovations technologiques implantées, le recours à la récupération de chaleur et aux énergies propres est maximisé.

Amener la performance à un niveau supérieur

L’amélioration de la performance énergétique du campus était une préoccupation de longue date pour l’UQTR. L’équipe technique avait d’ailleurs travaillé en ce sens : optimisation des systèmes et des équipements, raffinement des séquences de contrôle, etc. Mais cette équipe ferrée a vite atteint une limite de taille : le réseau lui-même.

Améliorer significativement la performance énergétique du campus ne pouvait plus dépendre de petits projets à la pièce. Il fallait s’attaquer au réseau énergétique dans sa globalité.

L’UQTR a reconnu que mener des travaux sur un réseau aussi vaste n’était pas une mince affaire et que l’apport d’experts pour la conception et la construction d’un tel projet était nécessaire. « Réaliser un projet aussi complexe, d’une telle envergure, en comptant uniquement sur nos équipes internes n’aurait pas été possible », mentionne Luc Biron, directeur du service de l’équipement de l’UQTR.

Valoriser les résultats plutôt que le processus

L’UQTR lance alors un appel d’offres qui se distingue de ceux lancés traditionnellement. L’accent est mis sur les résultats à atteindre :

• Baisse significative des émissions de GES pour un campus plus vert
• Amélioration du confort des étudiants et du personnel
• Modernisation des infrastructures existantes afin de les rendre compatibles avec des technologies propres et économiques
• Diminution majeure des frais d’exploitation et simplification de l’entretien
• Non-interruption des activités quotidiennes lors de l’implantation

Les firmes soumissionnaires ont alors eu toute la latitude pour développer le projet qui livrera ces résultats. L’UQTR a choisi de s’associer à Ecosystem, une firme spécialisée dans la conception et la construction intégrée qui avait l’expertise nécessaire pour atteindre les performances exigées. Et elles l’ont été.

« L’élément clé du succès, c’est la façon dont Ecosystem nous a impliqués dans le projet, mentionne Luc Biron. Notre équipe a été consultée, nos opinions ont été écoutées tout au long de la conception et de la construction. Après tout, c’est nous qui allions vivre avec le nouveau système. On devait faire partie du processus décisionnel. »

15 pavillons, un seul projet

Par où commencer alors que l’on veut améliorer un réseau énergétique dans son intégralité, réseau qui relie 15 pavillons sur un campus de 250 000 m² ? Paradoxalement, par les bâtiments.

Les bâtiments sont souvent vus au second plan lors de projets visant les réseaux énergétiques. Pourtant, il est essentiel que les bâtiments subissent les transformations les rendant totalement compatibles avec le nouveau réseau plus performant, sans quoi ce dernier ne fonctionnera pas à son plein potentiel.

À l’UQTR, la clé pour obtenir de tels résultats a été de convertir le réseau de chauffage à haute température en un réseau à une température beaucoup plus basse. Or, cela n’était possible que si les bâtiments eux-mêmes étaient adaptés pour être moins énergivores et pour pouvoir fonctionner avec ce réseau à basse température. Deux adaptations principales ont été faites : l’amélioration de l’efficacité énergétique des bâtiments et l’installation d’équipements locaux pour les quelques dispositifs ayant besoin de haute température (l’humidification par exemple). Les bâtiments ainsi adaptés, la voie était pavée pour un réseau énergétique efficace et rentable. De plus, ces interventions au sein des bâtiments profiteront à l’université pendant des décennies.

Baisser la température du réseau

Passer d’un réseau de chauffage à haute température à un réseau à plus basse température présentait trois avantages :

• La quantité d’énergie nécessaire pour chauffer le réseau est moindre, ainsi que les pertes de chaleur lors de la distribution sur le campus.
• L’utilisation de thermopompes devenait possible puisque celles-ci fonctionnent à leur plein potentiel quand la température du réseau est basse. Grâce à la récupération de chaleur, le chauffage de l’université est désormais partiellement assuré grâce à la chaleur résiduelle extraite du système de refroidissement par une nouvelle thermopompe.
• L’électrification du chauffage est devenue rentable grâce à l’ajout de la thermopompe. Ce faisant, l’UQTR a réduit massivement ses émissions de GES.

Pour plus d’efficacité, certains bâtiments ont été connectés en série au réseau énergétique. Les bâtiments ayant des besoins de chauffage plus grands sont alimentés en premier, puis les autres suivent. Ainsi, la température de retour est toujours plus basse, ce qui augmente les performances de la nouvelle thermopompe.

La modernisation du réseau énergétique de l’UQTR a aussi été pensée de façon à simplifier l’exploitation et l’entretien des infrastructures. La centralisation de certains réseaux de climatisation locaux facilite aussi cet entretien, tout en augmentant le potentiel de récupération de chaleur par la thermopompe.

Des campus plus verts et plus performants

Le verdissement des campus universitaires nord-américains est une tendance marquée. Aujourd’hui, au Québec, le campus de l’UQTR est un des plus performants. En optant pour un projet global et intégré plutôt que pour des interventions implantées localement ou des stratégies de compensation, l’UQTR se positionne comme un leader. Elle a réduit ses émissions de GES de 53 % en s’attaquant directement à la source des émissions. Et en repensant ses stratégies de production et de distribution d’énergie, l’UQTR a fait chuter sa facture énergétique de 23 %.

L’université est aussi devenue un exemple technologique : le nouveau réseau énergétique hautement efficace fait la part belle aux innovations et aux technologies propres.

Bravo !

Félicitation à l’UQTR pour les prix reçus pour ce projet :

• 2020 ASHRAE Technology Award, mention honorable, dans la catégorie « Bâtiments académiques existants ». L’ASHRAE, association réputée mondialement, honore les projets d’ingénierie visant à rendre hautement performants les systèmes de chauffage, de ventilation, de climatisation et de réfrigération dans le but de rendre l’environnement bâti plus durable.
• 2018 AEE Institutional Energy Management Award, Canada Region. Reconnaissance remise par l’AEE, association réputée mondialement, pour souligner les meilleures réalisations dans le domaine de l’énergie.