Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Ce mémoire porte sur l'étude de faisabilité technique et du potentiel économique et écologique du système de Jumelage Éolien - Diesel avec Stockage d'énergie sous forme d'Air Comprimé (JEDSAC).

Le système JEDSAC est une solution complètement innovatrice qui va pouvoir profiter du potentiel éolien disponible dans les sites isolés, dans les îles et dans le nord canadien, tous alimentés par les Diesels. L'idée consiste à jumeler ces Diesels, déjà sur place, avec une centrale éolienne surdimensionnée par rapport aux besoins et un système de stockage d'air comprimé. Le principe du fonctionnement de ce système hybride, les avantages techniques et économiques et la démonstration de l'efficacité énergétique du système, spécifiquement au niveau de l'augmentation du rendement du groupe Diesel et la diminution de sa consommation en carburant seront étudiés en détail et feront l'objet principal de ce mémoire.

Le stockage d'énergie excédentaire, jouant un rôle essentiel dans le fonctionnement du système JEDSAC, sera détaillé en terme de techniques diverses existantes sur le marché et de critères de choix de la technique la plus adaptée à l'énergie éolienne. Le stockage d'énergie sous forme d'air comprimé CAES occupe une place intéressante dans ce positionnement, d'où le système JEDSAC proposé.

Cet air comprimé stocké, qui sert à améliorer le rendement du Diesel pendant les périodes d'utilisation de celui-ci, doit être utilisé de la façon la plus optimale, afin de maximiser l'économie de carburant. Nous avons ainsi listé différentes techniques envisageables pour déstocker le CAES, nous les avons comparé d'une façon qualitative et nous avons choisi celle qui nous a semblé la plus adaptée au besoin.

Nous avons aussi, par des modèles simples, chiffré l'économie de carburant potentielle sur un site donné. Celle-ci peut s'élever à 50% d'économie grâce au système de stockage d'énergie sous forme d'air comprimé qui permet de faire fonctionner le moteur Diesel avec un rapport Air / Carburant optimal.

Ce n'est pas la seule voie pour l'obtention des gains. En effet nous avons décrit plusieurs autres voies potentielles permettant d'incrémenter davantage l'économie de carburant : Tout d'abord, l'utilisation de deux moteurs Diesels de dimensions choisies pour optimiser le fonctionnement avec et sans air comprimé, ensuite, le fonctionnement du moteur en mode « moteur à air comprimé » combiné avec le mode « moteur à combustion interne ».

Une modélisation bien plus poussée dans le cadre d'un futur projet doctoral, permettra d'optimiser le fonctionnement, de consolider les gains et de faire comparaison détaillée entre le système JEDSAC et les autres systèmes hybrides existant sur le marché.