Le programme Volt-Age de l’Université Concordia pilote la mise à l’essai d’un système de bâtiment intelligent à l’aéroport international Montréal-Trudeau

Les décisions anodines des gens – comme les vêtements qu’ils choisissent de porter pour se rendre à l’aéroport – pourraient-elles nous en dire plus long sur la consommation d’énergie dans les bâtiments complexes?

Dans le cadre du programme Volt-Age de l’Université Concordia, Mohamed Ouf, professeur agrégé de génie du bâtiment, civil et environnemental, transforme l’aéroport international Montréal-Trudeau (YUL) en un terrain d’expérimentation pour la conception de bâtiments écoénergétiques.

Montréal-Trudeau est l’un des aéroports internationaux les plus fréquentés du Canada. Acceuillir des millions de passagers exige des ressources énergétiques importantes pour le chauffage, la ventilation, l’éclairage et l’alimentation en électricité. La question qui constitue le point de départ de ce projet est simple : est-il possible de fournir tous ces services en consommant moins d’énergie, sans pour autant compromettre le bien-être des passagers?

Des bureaux aux conditions stables aux aéroports à l’environnement dynamique

Jusqu’ici, la plupart des études sur les bâtiments ont porté sur les bureaux ou les logements, dont les horaires et les taux d’occupation sont relativement prévisibles. Or, les aéroports sont différents. Ils sont en activité 24 heures sur 24, sept jours sur sept. Le nombre de passagers fluctue en fonction des horaires de vol, des conditions météorologiques et de l’actualité mondiale. Des zones entières peuvent se remplir ou se vider en quelques minutes.

« Dans les aéroports, on doit gérer à la fois l’éclairage, le chauffage, la ventilation et la climatisation, ainsi qu’une fréquentation qui fluctue constamment, expose Mohamed Ouf. Cette particularité en fait un lieu idéal pour étudier de quelles façons les bâtiments pourraient être exploités plus intelligemment. »

L’équipe évalue comment l’électricité, le chauffage et la climatisation circulent dans les aérogares, ainsi que les endroits où la consommation d’énergie est la plus importante. Elle examine également le comportement des occupants des lieux, soit leur réaction à la température, à l’éclairage, à la ventilation et à l’affluence.

Comme les gens passent environ 90 % de leur temps à l’intérieur, les bâtiments ont une incidence directe sur le bien-être, la productivité et la santé, souligne Mohamed Ouf. Par conséquent, l’amélioration du fonctionnement des bâtiments peut contribuer au bien-être des gens tout en réduisant les émissions.

Qu’est-ce qu’un laboratoire vivant?

Le projet vise à transformer l’aéroport en un laboratoire vivant, selon une méthode de recherche qui consiste à mener des expériences dans des conditions réelles. Ainsi, au lieu de tester des idées en vase clos, les équipes de recherche collaborent directement avec les personnes qui fréquentent les lieux.

À Montréal-Trudeau, il s’agit du personnel ingénieur et du personnel général de l’aéroport et même des passagers.

Des capteurs installés un peu partout dans les aérogares recueillent des données en temps réel sur la consommation d’énergie, le climat intérieur et le taux d’occupation. Des outils d’analyse des données permettent ensuite de détecter les tendances et les inefficacités, puis des systèmes de commande adaptative règlent automatiquement le chauffage, la climatisation et la ventilation.

Les passagers et les membres du personnel peuvent également faire part de leurs commentaires grâce à des enquêtes portant sur la température, la qualité de l’air et l’éclairage ainsi que sur leur perception de l’encombrement des lieux. Même les choix vestimentaires sont pris en compte afin de mieux cerner les attentes en matière de confort.

« L’objectif est de maintenir l’humain au cœur du processus. La technologie ne remplace pas les personnes; elle est à leur service », fait valoir Jennifer Garard, directrice de l’engagement, des laboratoires vivants et de l’EDI à Volt-Age.

Concrètement, cela signifie que la ventilation s’intensifie si la zone entourant une porte d’embarquement se remplit de manière imprévue. Si un espace se vide tard dans la nuit, le chauffage ou la climatisation sont réduits. Le bâtiment s’adapte continuellement en fonction de son utilisation.

Former la nouvelle génération

Le laboratoire vivant sert également à la formation des étudiantes et étudiants des cycles supérieurs. Grâce au financement du programme Volt-Age, des personnes qui étudient à la maîtrise ou au doctorat travaillent en étroite collaboration avec les équipes opérationnelles de l’aéroport. Au lieu de se fier essentiellement aux simulations informatiques, elles analysent les données de l’aéroport en temps réel et testent des solutions dans un lieu en activité 24 heures sur 24.

Pour Guillermo Quesada Ramos, ingénieur en gestion énergétique à ADM Aéroports de Montréal, les environnements de grande dimension constituent des plateformes uniques pour étudier et tester des approches innovantes en matière d’électrification, d’intégration des énergies renouvelables et de gestion intelligente des bâtiments.

« Le fait de travailler aux côtés de nos équipes opérationnelles permet aux étudiantes et étudiants de se plonger pleinement dans la complexité d’un aéroport, ce qui leur donne l’occasion d’apprendre à analyser des données, à tester des technologies en temps réel et à évaluer leur efficacité. »

Un modèle à appliquer au-delà de l’aéroport

Même si l’étude porte principalement sur l’aéroport Montréal-Trudeau, sa portée va bien au-delà de ce seul établissement. En testant des systèmes de contrôle intelligents, l’intégration des énergies renouvelables et des stratégies de gestion de la demande dans un environnement très fréquenté et en perpétuelle fluctuation, l’équipe met au point des approches pouvant être appliquées à des tours de bureaux, à des hôpitaux, à des universités et à d’autres grands bâtiments partout au Canada.

L’aéroport lui-même s’est fixé pour objectif d’atteindre la carboneutralité d’ici 2040. En visant la réduction des pics de consommation d’électricité et la prise en compte des prévisions météorologiques et de l’affluence dans les opérations de l’aéroport ainsi que l’optimisation des systèmes de chauffage et de climatisation, le laboratoire vivant contribue à l’atteinte de cet objectif tout en améliorant l’expérience des passagers et du personnel.

« Les aéroports nous donnent un aperçu du mode de fonctionnement de nos villes, conclut Mohamed Ouf. Si nous parvenons à optimiser les systèmes ici, nous pourrons appliquer ces solutions partout. »

Le laboratoire vivant axé sur l’électrification de l’aéroport international Montréal-Trudeau a pour but de montrer comment les bâtiments peuvent devenir plus efficaces, plus réactifs et davantage adaptés aux besoins des personnes qui les fréquentent; ce faisant il contribue à préparer la prochaine génération d’ingénieures et ingénieurs à mener à bien cette transformation.

Apprenez-en davantage sur l’électrification de l’aéroport international Montréal-Trudeau (YUL).