Passer au contenu principal

Création d'un guide de conception pour optimiser la réduction de GES d'un bâtiment via l'usage de stockage thermique

Les bâtiments commerciaux et institutionnels doivent décarboniser leur système de chauffage, mais simplement remplacer des chaudières fonctionnant aux combustibles par des appareils électriques entraîne une augmentation de l'appel de puissance du bâtiment et conséquemment une augmentation de la facturation énergétique du site. Le stockage thermique est donc un outil essentiel à la transition énergétique des bâtiments québécois. 
La technologie des accumulateurs thermiques électriques est mature et déjà en utilisation depuis plus de 15 ans. Elle demeure toutefois peu connue des concepteurs de systèmes CVCA, des opérateurs de bâtiment et des gestionnaires de parcs immobiliers. L’objectif de ce projet est d’accélérer le déploiement des accumulateurs dans les sites où ils seront le plus utiles. 
Spécifiquement, le projet proposé vise à développer un outil de prédesign pour évaluer la rentabilité d'ajouter un accumulateur thermique électrique dans un bâtiment. Cet outil simplifié, disponible en libre accès, permettrait de quantifier le potentiel d’un accumulateur à réduire la puissance appelée et la facturation énergétique d’un bâtiment, au moment de la conception préliminaire. 
En premier lieu, un outil simplifié sera construit à partir d'un modèle Energy+ existant avec un calcul de rentabilité simple qui nécessitera les données d'opération d'un bâtiment. Celui-ci sera testé sur des données d'opération de divers bâtiments existants. Pour ce faire, la personne retenue devra convertir les données existantes en une base de données standardisée du profil énergétique de ces bâtiments institutionnels, similaire à ComStock (https://www.nrel.gov/buildings/end-use-load-profiles.html) et SBES (https://carleton.ca/sbes/publications/electric-demand-profiles-downloadable/). 
Dans une seconde phase, un module sera développé pour générer un profil de besoin de chauffage simplifié à partir de factures énergétiques via la technique en 5 points. Des fonctions de calculs plus avancées seront introduites (PRI, VAN, GDP). 
Finalement, la personne retenue exploitera la base de données pour créer un guide de conception détaillé. Pour ce faire, la personne retenue effectuera des simulations numériques sur les données d'opération du projet de la base de données de façon à trouver les séquences optimales pour chaque site. Une méta-analyse permettra de lier le potentiel des ATC aux caractéristiques du bâtiment ou de la boucle. Elle rédigera le tout en un guide de conception qui dirigera le lecteur: 1. vers l’usage spécifique de l’accumulateur le plus adapté aux caractéristiques du bâtiment et/ou de la boucle de chauffage concernée, et 2. à travers le choix des différentes variables requises pour mettre en application une séquence de contrôle optimisée.

Connaissances requises

Votre candidature doit démontrer votre :
• Connaissance en thermique du bâtiment : thermodynamique, transfert de chaleur, dynamique des fluides
• Connaissance de base des systèmes CVCA 
• Capacité à communiquer en français à l'oral et l'écrit 
• Intérêt pour la simulation énergétique des bâtiments 
• Expérience avec la gestion de large jeux de données est un atout 
• Expérience en modélisation, contrôle ou opération d'appareils de stockage thermique est un atout 

Veuillez souligner, dans votre lettre de présentation, les expériences passées au niveau académique ou professionnel qui démontrent que vous avez ces connaissances.

La personne retenue développera des compétences en lien
avec les thématiques suivantes : 
• Désagrégation de la consommation énergétique des bâtiments institutionnels 
• Utilisation d’archétypes de bâtiments
• Modélisation thermique-électrique d’appareils CVCA
• Analyse de larges jeux de données, intelligence artificielle, théorie de l'apprentissage statistique, etc. 
• Commande d’appareils CVCA 

Programme d'études visé

Doctorat

Domaines de recherche

Le développement durable, l'économie circulaire et les enjeux environnementaux, Les infrastructures et les milieux bâtis, Les systèmes intelligents et autonomes

Financement

Bourse annuelle disponible. Montant variable selon le profil de l'étudiant.

Autres informations

Toute personne intéressée par le projet doit soumettre un dossier de candidature incluant : 
• curriculum vitae, incluant la référence complète de toute publication scientifique effectuée
• dernier relevé de note 
• lettre de motivation expliquant votre motivation à entamer des études supérieures, votre intérêt pour le projet, et démontrant que vous avez les connaissances requises pour le mener à terme.

Le dossier doit être transmis par courriel à la professeure Katherine D'Avignon à l'adresse : katherine.davignon@etsmtl.ca. Le courriel doit avoir pour titre :  Candidature - Guide de conception ATC.

Début : Hiver 2024

Partenaire impliqué: Hydro-Québec, Bureau de la transition climatique et énergétique, firme de contrôle