Produire de l'électricité à la petite échelle en utilisant comme source d'énergie le soleil, le vent, l'hydrogène et autres sources écologiques, le rêve des écologistes depuis des décennies!
À présent, les technologies novatrices telles que la micro puissance sont devenues une réalité comme c'est le cas des postes d'urgence routiers solaires, des générateurs de la taille d'un réfrigérateur et des autobus à pile à hydrogène.
Et c'est en partie grâce aux normes que les Canadiens peuvent espérer avoir un jour recours à cette énergie propre et abondante, pleine de promesse.
À portée de la main
Le domaine de la micro puissance est celui des secteurs où l'on désire produire de petites quantités d'électricité provenant de sources renouvelables et accessibles à proximité de l'endroit où elles sont utilisées. On n'a ainsi pas besoin de faire appel aux centrales traditionnelles au charbon, au pétrole, hydrauliques ou nucléaires ni au réseau de transport d'énergie électrique que cela exige.
Ce moyen de produire de l'électricité présente les avantages suivants :
- il constitue pour les régions isolées un service fiable;
- il constitue une source d'énergie propre et renouvelable et permet de réduire les émissions de gaz à effet de serre;
- il répond aux besoins particuliers associés au contexte climatique du Canada, comme c'est le cas des aérogénérateurs capables de résister aux grands froids;
- il crée des emplois grâce au développement des marchés mondiaux de ces nouvelles technologies.
Ceux et celles qui prônent le recours à la micro puissance n'envisagent pas, cependant, de remplacer la traditionnelle centrale électrique, celle-ci constituant en fait l'un des plus grands avantages de la micro puissance : celui de pouvoir récupérer l'électricité non utilisée accumulée dans les micro générateurs pour alimenter la centrale principale, une façon de réalimenter la source d'approvisionnement au moyen de sources d'énergie traditionnelles. Comme nous allons le voir, cette « interconnexion », bien que constituant une partie des obstacles à son recours, est l'un des moyens les plus puissants de la micro puissance.
À l'échelle de la planète
On s'attend à ce que la demande en matière d'énergie s'accroisse de 50 p. cent au cours des vingt (20) prochaines années, une demande provenant des pays en développement, où deux (2) milliards de personnes n'ont pas l'électricité.
La micro puissance aide à répondre à une telle demande. Parmi les marchés qui seront concernés figurent l'Afrique ainsi que d'autres régions isolées dans lesquelles en raison de l'éloignement, du climat et de l'économie, il est difficile d'installer et d'utiliser des lignes de transport d'énergie et des systèmes de génération traditionnels.
La micro puissance est déjà fort répandue en Europe, et cela, en partie parce que le coût des carburants à base de pétrole est de trois à quatre fois plus élevé qu'au Canada et aux É.-U. Dans notre pays, comme ailleurs dans le monde, où le combustible fossile existe en grande quantité et est relativement bon marché, les technologies de la micro puissance sont adoptées à un rythme plus lent.
Près des deux tiers de la production d'électricité du monde provient toujours de combustibles fossiles, environ la moitié de la production restante étant générée par des sources renouvelables au moyen, par exemple, d'éoliennes, de l'énergie solaire et de l'énergie hydraulique. Les choses peuvent changer, cependant, compte tenu de l'augmentation des coûts associés aux combustibles fossiles résultant de l'épuisement des ressources et d'ententes concernant l'environnement telles que l'Accord de Kyoto, qui contribuent à dissuader les responsables de continuer à les utiliser.
Chez nous
Il y a sur le marché canadien de la place pour la micro puissance, en particulier dans le secteur résidentiel et dans celui des petits commerces. L'utilisation de sources autres que l'énergie électrique est loin d'être un fait nouveau au Canada. Bien avant l'électrification rurale, qui a eu lieu dans les années 1950 et 1960, les fermes avaient déjà recours aux éoliennes. Dans le secteur de l'énergie solaire, il existait déjà dans les années 1960 des satellites canadiens.
Une énergie sur laquelle se profile l'avenir
Pour tous les intéressés – services publics, producteurs d'électricité indépendants, usagers et fabricants d'équipement – les normes sont indispensables pour l'avenir de la micro puissance. Contribuant à répondre aux besoins, en matière de sécurité, de qualité, de puissance, de coûts, de lois et règlements uniformes et de connaissances, les normes parviendront en bout de ligne à favoriser le recours à ces technologies.
« Au Canada, il nous faut des lignes directrices communes susceptibles de faciliter l'installation sur les centrales électriques principales de petits générateurs d'électricité appartenant à des entreprises privées, utilisables au rythme des besoins et restituant à la centrale en question la puissance restante », d'expliquer Tony Flood, président du comité technique de MicroPower Connect (MPC) chargé de l'élaboration des lignes directrices canadiennes d'interconnexion.
MPC est le produit d'un effort collectif d'Électro-Fédération Canada, Ressources naturelles Canada et d'Industrie Canada visant à appuyer le recours à une industrie de rechange dans le domaine de l'énergie. Les membres du comité technique de MPC sont des représentants de tous les secteurs de l'industrie, parmi lesquels figurent les producteurs d'énergie, les fabricants d'équipement, les autorités de réglementation et l'Association canadienne de normalisation (CSA). Ses lignes directrices, intitulées Canadian Guideline for Interconnection of Residential and Small Commercial Power Sources, devraient être publiées au cours des premiers mois de l'année 2003 et sont censées faciliter l'élaboration par la CSA d'une norme nationale d'interconnexion.
Uniformité, sécurité et qualité
Les lignes directrices de MPC portent sur le besoin partout ressenti au Canada de l'uniformité des exigences dans les domaines de la fabrication et de l'installation. En sa qualité de vice-président du génie chez ARISE Technologies Corporation – société installée à Kitchener, Ontario, qui fabrique, distribue et installe les technologies solaires – Pat Cusack connaît bien ces questions. « Les normes sont pour le public comme pour les organismes de réglementation l'assurance que les produits considérés sont conformes aux exigences reconnues en matière de sécurité et se comporteront comme ils sont censés le faire. Elles créent l'uniformité à l'échelle du Canada, si bien que les services privés n'ont pas besoin d'élaborer leurs propres normes. Un facteur très important pour permettre à un même produit d'être accepté, tout en étant à la fois de bonne qualité et bon marché. Imaginez un instant la somme à débourser pour fournir un produit chaque fois différent, conçu spécialement pour le service en question! »
Voici les autres aspects sur lesquels porteront les lignes directrices :
- le besoin de disposer d'un système de distribution stable, en dehors du fait que l'énergie pénètre dans la centrale et en sort à de nombreux endroits différents;
- les protocoles d'entretien et de réparation qui tiennent compte du fait que, contrairement à ce qui se passe dans le cas du système traditionnel, il n'y a pas un seul point où l'énergie qui mène au système dans son intégralité est coupée;
- la production toujours de haute qualité de la part de tous les fournisseurs de courant alternatif.
Un système interconnecté uniforme permettra, à long terme, de rendre les industries de la micro puissance plus viables, pour parvenir à vendre plus d'énergie et à attirer les investissements. Pour maximiser les avantages que cela rapporte au Canada, il est important que les lignes directrices du MPC et les normes correspondantes de la CSA s'alignent le plus possible sur les documents internationaux et nord-américains équivalents.
Sur la scène internationale, la Commission électrotechnique internationale (CEI) en est au premier stade de ses travaux relatifs à l'interconnexion. L'organisation recommandera bientôt l'extension de la portée de son comité d'études, faisant de ce dernier un comité d'approche des systèmes transnationaux d'alimentation en énergie; des lignes directrices en matière d'interconnexion prévues pour l'énergie ainsi distribuée seraient comprises dans la nouvelle portée. Cette recommandation, formulée par le groupe de travail du Standardization Management Board (SMB) de la CEI sur les services, doit faire l'objet d'une discussion au cours de la réunion de Beijing, qui aura lieu à la fin du mois d'octobre.
L'innovation
Demeurer à l'avant-garde du progrès et bien se situer sur le marché, tel est le but des activités d'élaboration de normes de la société ARISE, une société qui participe aux travaux du Comité d'études de la CEI sur les Systèmes de conversion photovoltaïque de l'énergie solaire (CEI/CE 82), du Programme de l'Agence internationale de l'énergie (AIE) pour la mise au point du chauffage et du refroidissement solaires (Task 28, sur les maisons solaires) et des comités de la CSA. « Les efforts déployés pour obtenir en matière de normes l'équivalent américain et international des documents élaborés au Canada ont rendu possible l'exportation de nos produits tout en nous permettant d'importer des autres pays des produits dont l'utilisation au Canada est sécuritaire », de noter M. Cusack. « C'est là une façon de réduire les coûts et cela nous permet de trouver pour notre clientèle des produits qui, autrement, ne pourraient être élaborés pour le seul marché canadien. Notre participation aux travaux de normalisation internationale constitue pour nous un avantage : celui de nous donner une idée de ce qu'il y a de mieux ou de pire comme produits dans le monde, pour pouvoir au bout du compte disposer des produits à la fois les meilleurs et les plus sûrs. »
Les normes doivent en outre être conçues en fonction des aspects les plus perfectionnés des technologies tout en tenant compte des besoins des systèmes de distribution d'énergie de moindre puissance. Les exigences associées aux unités industrielles de grande taille pourraient bien être trop strictes appliquées à l'équipement lié à la micro puissance. Les règlements caducs pourraient également être surestimés et, de ce fait, se révéler plus coûteux.
M. Cusack affirme, par exemple, que les exigences liées à l'équipement de production de micro puissance, à savoir, les convertisseurs statiques de puissance des distributeurs, du courant continu au courant alternatif, ne devraient pas être établies sur le modèle de celles associées aux gros générateurs. Les générateurs utilisés sont habituellement des turbines hydrauliques à roue, à vapeur, à gaz ou encore à moteur Diesel. « Ces systèmes ont une grande inertie et un grand coefficient d'auto-induction. Un grand nombre des questions liées à l'utilisation de cet équipement ne s'applique pas du tout aux systèmes statiques modernes. Dans certains cas, celui du Code canadien de l'électricité, article 84, règle 26, sont précisées les exigences liées aux systèmes de débranchement. Cela est naturel lorsqu'il s'agit de systèmes haute tension, c'est-à-dire de plus de 750 volts et pour lesquels les produits ne sont alors pas certifiés. Aux dires de certains, ces mêmes exigences ne seraient pas applicables dans le cas des petits systèmes à interconnexion de 120 ou 240 volts. »
La dernière version de la norme CSA C22.2 no 107.1-01, General Use Power Supplies (alimentation électrique d'usage général, trad. libre), publiée en septembre 2001, porte sur les besoins particuliers des systèmes de micro puissance, et ce, par le biais d'exigences liées :
- aux convertisseurs statiques à interconnexion ayant une puissance nominale ne dépassant pas les 600 volts, conçus pour l'alimentation électrique de puissance, de petite à moyenne, d'un service public ou d'une centrale électrique;
- aux équipements conçus pour transformer la lumière en courant continu, dans l'utilisation des systèmes de conversion voltaïque de l'énergie solaire entrant dans la conception des toitures.
Ce type d'innovation ne convient pas à la nature prescriptive de certaines normes, dont les termes spécifient de quelle façon l'équipement doit être conçu et fabriqué. Heureusement, il n'existe actuellement que peu de normes de ce genre. « Les normes qui sont basées sur la performance, à savoir la plupart des normes canadiennes et celles de la CEI », de reprendre M. Cusack, « exigent qu'on y apporte des innovations pour faire en sorte que les nouvelles solutions proposées soient conformes aux exigences en matière de performance ».
L'acceptation
Les normes aident non seulement à intégrer les technologies existantes au domaine de l'alimentation en électricité, mais aussi à permettre la croissance de la technologie et à favoriser au fur et à mesure de leur développement l'acceptation des nouvelles. Dans ce nouveau domaine, la technologie de la pile à hydrogène est fort prometteuse. Cette pile produit de l'électricité en silence et sans combustion. L'hydrogène, obtenu par électrolyse ou à partir du gaz naturel ou du méthanol, est ainsi combiné à l'oxygène présent dans l'air pour produire de l'électricité et de la chaleur et ne laisse échapper comme sous-produit que de la vapeur d'eau.
L'Organisation internationale de normalisation (ISO) a formé un Comité technique sur les technologies de l'hydrogène (ISO/TC 197) chargé d'élaborer des normes sur l'utilisation et l'entreposage de l'hydrogène. Assumant à la fois la présidence et le secrétariat de ce comité, et de plusieurs de ses groupes de travail, le Canada joue à ce chapitre un rôle de premier plan. Les normes élaborées par ce comité devraient rassurer le public et contribuer à faire accepter cette technologie.
La Commission électrotechnique internationale (CEI) a formé, de son côté, un comité d'études sur les Technologies des piles à combustible (CEI/CE 105) chargé de rédiger des normes internationales pour toutes leurs applications. Le Canada assume également la présidence de ce comité et participe activement à ses travaux ainsi qu'à ceux des groupes de travail qui s'y rattachent. Les normes élaborées par le CEI/CE 105 sont censées contribuer à éviter tout conflit au sein des exigences nationales et portent sur le besoin de toutes les parties concernées.
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Cet article est paru pour la première fois dans le volume 29 de la revue CONSENSUS, 2002. L'information qu'il contient était exacte au moment de la publication mais n'a pas été mise à jour ni révisée depuis. Elle pourrait donc ne pas tenir compte de l'évolution récente du sujet traité. Si vous avez des questions au sujet du contenu de cet article, n'hésitez pas à communiquer avec le Conseil canadien des normes.