Faire progresser les réseaux énergétiques autonomes dans le Nord : recherche et développement de technologies pour les environnements de froid extrême

Superviseur·e et détails

Superviseur : Professeur Michel Laurent Trudeau
Départment : Génie Chimique et des Matériaux, École de Génie et d’Informatique Gina Cody 
Université : Université Concordia, Montréal, Canada 
Date de début : Dès que possible (Automne 2025) (possibilités jusqu'à l'automne 2026) 
Bourse de doctorat : 35K CAD par an pendant 4 ans 
Bourse de postdoctorat : 50K CAD par an (renouvelable)

Présentation du projet

Ce projet vise à créer des systèmes énergétiques propres et autonomes pour les communautés éloignées du nord du Québec. L’objectif est de remplacer les générateurs diesel par des solutions d’énergies renouvelables comme l’éolien et le solaire. L’équipe travaillera sur des systèmes de stockage d’énergie (batteries et stockage d’hydrogène), ainsi que sur la gestion intelligente de l’énergie, spécifiquement adaptée aux conditions hivernales extrêmes. Le projet examinera également l’utilisation des véhicules électriques comme source d’énergie de secours. Les communautés autochtones seront impliquées afin de garantir que les technologies soient culturellement appropriées.

Description du rôle

• Évaluer les technologies d’électrolyseurs pour leur performance en conditions de froid extrême, y compris leur comportement au démarrage et la compatibilité avec les sources d’énergie en milieu arctique.
• Concevoir et tester des stratégies de gestion thermique pour assurer la stabilité opérationnelle des systèmes à hydrogène en dessous de -20 °C, incluant l’isolation, le préchauffage, et les solutions passives/actives.
• Étudier les options de stockage d’hydrogène (gaz comprimé, liquide, et hydrures à l’état solide) et évaluer le comportement des matériaux et la sécurité à des températures sous zéro et cryogéniques.
• Caractériser les réservoirs de gaz et les régulateurs à des températures inférieures à -40 °C, en évaluant leur intégrité mécanique, la rétention de pression, et la conformité réglementaire.
• Étudier la fragilisation par l’hydrogène de divers matériaux.
• Analyser l’oxygène produit par électrolyse pour améliorer la purification biologique de l’eau.
• Tester des piles à combustible à hydrogène avec des piles à faible impédance, en mettant l’accent sur la performance du transport de masse par temps froid et la réduction de la chute de tension à basse température.
• Réaliser des cycles gel–dégel et des tests de résistance abusive sur les assemblages membrane-électrode (MEA) afin d’évaluer leur durabilité, leur résistance au délaminage, et les pertes de performance.
• Soutenir l’installation de microréseaux et l’intégration de systèmes hybrides hydrogène–batterie, d’éoliennes, de panneaux solaires, et d’infrastructures V2X pour véhicules électriques dans des communautés éloignées.
• Collaborer au déploiement sur le terrain de systèmes pilotes et aider au développement de packages technologiques standardisés et de protocoles de maintenance de site.
• Contribuer aux rapports d’impact, incluant les réalisations techniques, les défis de déploiement, et les recommandations politiques axées sur la souveraineté et la résilience énergétiques nordiques.

Domaines de recherche

• recherche sur l’hydrogène
• stockage de l’hydrogène
• économie de l’hydrogène
• fragilisation par l’hydrogène
• nanomatériaux
• caractérisation des matériaux
• microscopie

Exigences

• Diplôme de maîtrise ou de doctorat en science des matériaux, génie mécanique, génie chimique, électrochimie ou domaine connexe.
• Expérience dans les systèmes énergétiques à base d’hydrogène, incluant les piles à combustible, les électrolyseurs ou les technologies de stockage de l’hydrogène.
• Expérience pratique en analyse thermique, en essais de matériaux à basse température, ou en techniques de microscopie et de caractérisation (ex. : MEB, MET, DRX, Raman).
• Familiarité avec les nanomatériaux et les matériaux membranaires pour les applications énergétiques.
• Expérience avec les systèmes cryogéniques, la modélisation thermique ou les protocoles de test de résistance est un atout.
• Capacité à travailler en équipes interdisciplinaires et à participer à des essais sur le terrain ou à des activités de déploiement.
• Excellentes compétences en communication écrite et orale pour soutenir la rédaction technique et l’engagement avec les parties prenantes.
• Intérêt pour contribuer à des projets de transition énergétique, d’autonomisation des communautés éloignées et d’infrastructure durable dans des conditions climatiques extrêmes.

Questions

Pour toute question, veuillez contacter Alisa Makusheva à alisa.makusheva@concordia.ca.