6.1 Introduction
Le Grand Nord canadien est avant tout le lieu de résidence permanente de communautés autochtones occupant le territoire depuis plus de 8 000 ans. Le ministère des affaires autochtones et du Nord recense 175 communautés dites hors réseaux, pour une population totale de près de 100 000 individus (Affaires autochtones et du Nord Canada, 2016 et Weiss & Maissan, 2007). Au niveau de la logistique d’approvisionnement et de la production d’électricité, il est possible d’établir plusieurs parallèles entre ces communautés isolées et le site minier de Raglan. Tout d’abord, ces communautés dépendent des transports aériens et maritimes pour l’acheminement des biens et de la nourriture puisqu’aucun lien terrestre permanent n’a été construit. Ensuite, leurs réseaux énergétiques sont dits autonomes et dépendent exclusivement de l’acheminement et la combustion du diésel pour la production d’électricité. Comme la mise en service d’une éolienne pour le site minier de Raglan a été démontrée économiquement profitable, une analyse technique et économique sera réalisée afin d’évaluer l’intérêt potentiel d’installer une éolienne similaire pour une communauté du Grand Nord canadien. Pour cette analyse, la ville de Salluit fut sélectionnée pour sa proximité du site minier, pour son historique de collaboration rapprochée avec la mine et pour sa taille appréciable en comparaison des autres communautés du Nunavik. Deux scénarios hypothétiques pourraient être envisagés pour la mise en place d’une éolienne alimentant en électricité la ville de Salluit. Le premier serait la mise en place d’une deuxième éolienne industrielle pour le Nunavik, la communauté de Salluit emboitant le pas à la mine Raglan. Le deuxième scénario serait l’éventualité où la compagnie minière prendrait la décision de léguer comme héritage l’éolienne actuelle à la communauté au moment de la fermeture de la mine.
Le jumelage éolien-diésel pour les communautés du Grand Nord canadien est un sujet qui a été travaillé depuis plusieurs années. Pour mentionner quelques résultats de ces travaux, Weiss & Maissan (2007) ont fait l’inventaire des réseaux autonomes du pays afin d’évaluer le potentiel d’intégration de l’énergie éolienne. Ces travaux se basent sur des données de mesures de vents réalisés notamment aux aéroports des communautés.
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Leurs travaux ont permis de cibler des projets de faible à moyenne pénétration pour un total de 55 MW. Hydro-Québec, unique fournisseur d’énergie pour la province du Québec, a notamment évalué la valeur du jumelage éolien-diésel par son plan d’approvisionnement 2008-2017 des réseaux autonomes d’Hydro-Québec Distribution (Deslauriers & Fontaine, 2008). Également, Mariano Arriaga Martin (2015), pour sa thèse de doctorat, a développé un modèle multi-annuel favorisant l’étude de faisabilité des énergies renouvelables pour le nord canadien. De plus, il a produit une étude de cas détaillé pour l’implantation d’un jumelage éolien-solaire pour une communauté de l’Ontario.
6.2 Description du réseau autonome
L’électricité du réseau autonome de la ville de Salluit est fournie par un groupe de trois générateurs au diésel. Ce groupe comporte deux générateurs de 855 kW et un troisième de 420 kW pour une puissance totale de 2130 kW (Deslauriers & Fontaine, 2008). Ce groupe de générateurs est utilisé à un facteur d’utilisation de 58,6% pour une consommation annuelle totale de 10 934 057 kWh. Selon le rendement moyen de 3,70 kWh/litre (Deslauriers et Fontaine, 2008) il est calculé que la consommation annuelle de carburant pour la communauté de Salluit est de 2 955 150 litres de diésel.
Ce réseau autonome est modélisé par le logiciel Homer Pro. Pour ce faire, un profil annuel de charge électrique dont le pas de calcul est horaire et correspondant au profil d’une communauté est généré par le logiciel. Les valeurs pour chaque pas de calcul sont multipliées par un coefficient afin que la somme annuelle soit précisément de 10 934 057 kWh, soit la valeur cible. Le profil annuel de la charge est présenté par la figure 6.1. Les trois générateurs, dont les puissances nominales sont de 855 kW, 855 kW et 420 kW, sont ajoutés au réseau pour représenter avec conformité la situation actuelle de la communauté.
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Figure 6.1 : Charge annuelle pour la communauté de Salluit
Le profil éolien pour la communauté est calqué sur les données de mesures
éoliennes de la première année d’opération de l’éolienne de Raglan. Ces données mesurées sont réduites par un coefficient uniforme afin que la moyenne des vitesses annuelles corresponde précisément à la moyenne des vitesses mensuelles mesurée pour la communauté de Salluit, soit de 7,5 m/s à 30 m du sol. (Weiss et Maissan, 2007) Ce profil est présenté par la figure 6.2.
Figure 6.2 : Vitesse mensuelles moyennes pour la communauté de Salluit
105 6.3 Résultats obtenus
La viabilité d’un projet éolien équivalent à celui de la mine Raglan pour la communauté de Salluit est évaluée en utilisant le logiciel Homer Pro. Le réseau autonome est tout d’abord modélisé, sans éolienne, tel que décrit précédemment, par la présence de trois générateurs au diésel supportant la charge annuelle de 10,9 GWh. Cette étape permet de comparer la consommation annuelle véritable de carburant par la communauté avec le résultat de la modélisation. Les résultats suivants sont obtenus :
Consommation actuelle de carburant pour la communauté de Salluit : 10 934 057 𝐾𝑊ℎ ÷ 3,70 𝐾𝑊ℎ/𝑙𝑖𝑡𝑟𝑒 = 2 955 150 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑒𝑠 Consommation de carburant calculé par le logiciel Homer Pro
2 977 576 litres
L’erreur relative, inférieure à 1%, démontre la validité du modèle utilisé pour caractériser le réseau électrique de la communauté de Salluit.
L’ajout d’une éolienne seule de type Enercon 82 E4, équivalente à celle du site minier de Raglan, permet la production théorique de 8,07 GWh d’électricité, selon les conditions mentionnées préalablement. Bien que cette production théorique s’approche des besoins annuels en énergie, la majeure partie de l’énergie produite n’est pas absorbée par le réseau autonome. Les résultats de la modélisation montrent que 3,88 GWh, soit 48,2%, de l’énergie produite peut être absorbée par le réseau. Cette électricité éolienne intégrée se traduit par des économies en carburant totales de 1,10 million de litres de diésel.
Avec l’addition d’un système de stockage d’énergie, pour ce cas, une batterie Li- ions d’une puissance de 250 kW, des économies additionnelles de 136 000 litres de diésel dont réalisables.
106 6.4 Conclusion
Ainsi, une analyse simplifiée du potentiel de jumelage éolien-diésel pour la communauté de Salluit indique que des économies annuelles de l’ordre de 1 million de litre de carburant pourraient être réalisées par l’implantation d’une éolienne similaire à l’éolienne de Raglan pour cette communauté nordique. Bien que les économies soient inférieures à celle réalisées sur le site minier, elles méritent d’être prises en compte pour le prochain plan d’approvisionnement énergétique. Ces économies s’additionnent aux avantages associés à la réduction de la production de gaz à effet de serre, tout en en diversifiant le portefeuille énergétique des communautés du Nunavik. Également, un point d’importance, le risque financier pour un projet communautaire est inférieur à un projet minier.
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