Souper-conférence du 11 septembre 2017

Le 11 septembre dernier, le chapitre ASHRAE de Montréal lançait sa saison 2017-2018 avec sa soirée annuelle de recrutement des membres. Lors de cette soirée, M. Marcelo Acosta, P.Eng. PMP, PA LEED, directeur de l’ingénierie de contrôle chez Armstrong Fluid Technology est venu nous présenter sa conférence intitulée "LEED BUILDINGS AND THE IMPACT OF THE NEXT GENERATION OF CENTRIFUGAL “SMART PUMPS”" et par la suite, M. R. Christopher Mathis, président de MC2 – Mathis Consulting Company, conférencier émérite de l’ASHRAE, est venu nous entretenir sur le sujet "WHY BUILDINGS MATTER AND THE ROLE OF ASHRAE 90.1".

Conférence technique – LEED BUILDINGS AND THE IMPACT OF THE NEXT GENERATION OF CENTRIFUGAL “SMART PUMPS”

Présentée par Marcelo Acosta, ing., M. Ing., PMP, PA LEED 

M. Acosta a débuté la soirée en jetant les bases de la prochaine génération de pompes, soit les pompes intelligentes. Il débute sa conférence en définissant un cadre efficace pour sélectionner la pompe ayant la meilleure efficacité énergétique selon l’application particulière d’un projet. Plutôt que de sélectionner la pompe ayant la meilleure efficacité maximale, il propose de sélectionner la pompe ayant le coût de cycle de vie le plus bas. La figure 1 montre quelques étapes de son cadre. Voici les étapes :

• Déterminer la méthode de contrôle
• Trouver la courbe de puissance fournie en fonction de chaque débit possible.
• Calculer l’énergie nécessaire à partir du profil de la charge.
• Trouver la courbe d’efficacité de la pompe
• Calculer le profil de consommation d’énergie pour chaque débit et en faire l’intégration
• Sélectionner la pompe ayant la consommation énergétique la plus faible.

Figure 1 : Étapes du cadre proposé.

Dans son cadre, l’efficacité maximale (peak efficiency) n’est pas importante. L’important est de choisir une pompe ayant une courbe d’efficacité similaire au profil de la charge.

Dans un deuxième temps, il définit les pompes intelligentes comme étant des pompes flexibles, bien informées et communicantes. Selon lui, les pompes intelligentes sont flexibles, car elles sont capables de s’adapter aux changements, elles offrent plusieurs modes de fonctionnement, elles sont configurables au chantier et incorporent des protections internes. Ce type de pompes est « bien informé » puisque des « mesures sans sondes » sont prises et que des outils d’auto-diagnostiques et des boucles de contrôle y sont incorporés. De plus, parce qu’elles sont compatibles avec plusieurs protocoles de communication, en ayant plusieurs points, alarmes et avertissements, les pompes intelligentes sont considérées comme « communicantes ».

Figure 2 : Cartographie d’une pompe intelligente.

À l’aide de sa cartographie Puissance-débit vs Pression-débit, la pompe intelligente est en mesure de mesurer son débit et sa pression de tête, et ce sans aucune sonde externe. La pompe est cartographiée en transposant la puissance consommée pour la courbe pression de tête-débit et ce pour chaque vitesse. À tout moment, la pompe intelligente connaît sa vitesse et mesure sa puissance consommée. Elle transpose par la suite ces deux valeurs en pression de tête et en débit.

M. Acosta conclut en rappelant que les pompes intelligentes sont bien plus qu’une simple pompe avec des contrôles intégrées. Ce sont des pompes conçues pour les applications à vitesse variable et à charge variable. Elles s’adaptent aux différents systèmes et offrent des outils d’optimisation et de diagnostic que les équipements standards n’offrent pas. Il rappelle également que l’efficacité d’une pompe n’est qu’une petite composante de l’efficacité énergétique des bâtiments. C’est plutôt le processus de sélection de la pompe qui fait la plus grande différence et qui représente le plus grand potentiel de gain pour le bâtiment.

Par Adam Fecteau et Rodrigo Flores, comité édition

Présentation en format PDF.

Conférence principale – Why Buildings Matter and the Role of ASHRAE 90.1

Présentée par M. R. Christopher Mathis

LES BATIMENTS IMPORTENT

M. Mathis a commencé sa présentation en nous mettant en contexte sur la consommation énergétique actuelle de nos voisins du Sud. Il a expliqué la répartition de la consommation énergétique par secteurs :

• Transport 29%
• Industriel 31.6%
• Résidentiel 20.7%
• Commercial 18.7%

De ces données, on constate que 39.4% de la consommation totale est reliée à des immeubles commerciaux ou résidentiels.

Il a montré la consommation grandissante des divers secteurs durant les dernières 65 années et la tendance croissante à laquelle on fait face (cf. figure 1). Il a expliqué cette tendance par notre appétit progressif pour l’énergie, directement relié à notre confort, notamment l’augmentation de la climatisation et la multiplication des appareils électriques, électroniques et informatiques qui consomment tous de l’énergie.

Figure1

Il poursuit en précisant qu’aux États-Unis, où 81% de l’énergie est produite par des combustibles fossiles qui sont non-renouvelables et qui s’épuisent petit à petit. Il a montré que ce n’est pas le cas pour un seul pays, mais que le monde entier suit cette tendance (cf. figure 2).

Figure 2.

MÉGATENDANCES ET ASHRAE 90.1

M. Mathis a continué en parlant des “Mégatendances énergétiques”, telles que :

• Augmentation de la demande
• Défis d’approvisionnement
• Problèmes de puissance de pointe
• Sécurité économique
• Augmentation de population
• Demande d’eau
• Ressources disponibles

Notamment, il a utilisé l’exemple de l’air conditionné utilisé dans plusieurs aspects de la vie quotidienne et qui a changé notre façon de vivre à plusieurs niveaux, comme pour le marché de l’alimentation et les salles de chirurgies dans les hôpitaux. Le problème est que nous voulons tous consommer de l’énergie pour aspirer au même confort, et ce en même temps. Qu’arriverait-il si le réseau d’alimentation tombait en panne?

Il nous a rappelé que nos bâtiments sont responsables pour la moitié des émissions de gaz à effets de serre, soit deux fois plus que le secteur du transport. Présentement, il y a 7,4 milliards de personnes sur la Terre et les prédictions montrent qu’il y en aura autour de 15 milliards en 2050. M. Mathis pose la question suivante : Où logera-t-on une population doublée? Cela signifie une augmentation des besoins en logement, donc plus de bâtiments et conséquemment plus d’émissions de GES. Un autre exemple qui montre que le travail des ingénieurs du bâtiment aura des impacts importants sur le futur.

M. Mathis a aussi parlé de la corrélation entre puissance et consommation d’eau. Présentement aux États-Unis, le volume d’eau utilisé dans les infrastructures des services d’électricité représente trois fois le volume d’eau qui s’écoule aux chutes Niagara. Les installations de charbon et nucléaires utilisent 30-50 gallons d’eau pour produire 1 kWh d’électricité. Les bâtiments résidentiels et commerciaux sont responsables de 40% de cette demande énergétique et de consommation d’eau, d’où l’importance des codes et normes qui guident la conception des édifices résidentiels, commerciaux et industriels.

Il explique que le code est en fait le minimum acceptable par loi, soit le moins sécuritaire, le moins solide, le moins efficace en énergie et que c’est très loin du « net-zero energy» (cf. figure 3). Il poursuit en disant que les standards sont là comme base de design pour nous permettre de comparer et d’utiliser de nouvelles technologies pour tendre vers des solutions énergétiquement plus efficaces. Ensuite, M. Mathis a donné plusieurs exemples pour nous montrer que l’humanité a toujours eu cette tendance à attendre que des désastres, tels que les inondations, les incendies et tremblements de terre, se produisent et causent de sévères dégâts avant de faire évoluer les codes, réglementations et standards établis. Pour M. Mathis, il faut agir tout de suite et s’impliquer comme acteur dans le domaine et faire évoluer les standards de façon continue. Il nous invite d’ailleurs à nous impliquer en ce sens au sein de l’ASHRAE.

Figure 3

Par la suite, il a expliqué que nous avions les ressources et le savoir-faire pour améliorer et allonger la vie utile des bâtiments existants, qui pour lui, présentent de belles opportunités d’économie d’énergie. Il le rappelle encore une fois : il faut constamment évoluer vers des solutions plus efficaces!

En ce sens, M. Mathis a listé plusieurs améliorations attendues pour le l’évolution du standard 90.1:

• Meilleures enveloppes de bâtiments
• Réduction des fuites incontrôlées d’air
• Augmentation de l’apport de lumière extérieure et des contrôles
• Améliorations des systèmes de CVAC (efficacité)
• Plus de zones climatiques

MOT DE LA FIN

Lors de sa présentation, M. Mathis a cité en exemple plusieurs catastrophes climatiques dont la fréquence augmente de plus en plus, une conséquence de nos décisions énergétiques collectives. Puis, il a cité la mission et la vision d’ASHRAE.

Mission: « To advance the arts and sciences of heating, ventilating, air conditioning and refrigerating to serve humanity and promote a sustainable world. »

Vision:  « ASHRAE will be the global leader, the foremost source of technical and educational information, and the primary provider of opportunity for professional growth in the arts and sciences of heating, ventilating, air conditioning and refrigerating. »

M. Mathis nous a invités en tant que membres ASHRAE à être des ambassadeurs de ce message, d’instruire les personnes d’influence et de s’impliquer dans des organisations où il est possible de faire progresser notre domaine afin d’apporter des changements pour le monde de demain.

Par Adam Fecteau et Rodrigo Flores, comité édition

Présentation en format PDF (28MB).

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