Objectif : énergie nette zéro

Des édifices qui produisent autant d’énergie qu’ils n’en consomment ? C’est ce vers quoi tendent les chercheurs en génie du bâtiment de l’Université Concordia qui inauguraient, à la fin de 2011, un laboratoire unique au monde doté d’une chambre climatique et d’un simulateur solaire. Grâce à ces installations, qui sont le fruit d’un investissement de 4,6 millions de dollars dans le cadre du Programme d’infrastructure du savoir, les scientifiques disposent désormais d’équipements de pointe pour étudier à la fois les applications de l’énergie solaire et les systèmes d’enveloppe qui conduiront à la conception de bâtiments à consommation énergétique nette zéro.

« Ce laboratoire renforcera l’expertise de Concordia et le leadership du Canada dans le domaine de l’énergie solaire, en plus de favoriser l’innovation dans le domaine du bâtiment », souligne Andreas Athienitis, professeur au Département de génie du bâtiment et directeur scientifique du Réseau de recherche stratégique du CRSNG sur les bâtiments intelligents à consommation énergétique nette zéro, qui recevra, du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), une subvention de 5 millions de dollars au cours des cinq prochaines année pour financer ses travaux.

Il ajoute que les conditions de laboratoire garantissent la précision et la reproductibilité essentielles à la recherche. Le simulateur solaire, doté de huit lampes aux halogénures métalliques, permet de tester les systèmes solaires avec simulation intégrale. Les chercheurs pourront ainsi mener des travaux sur les systèmes solaires intégrés aux bâtiments, comme le système thermique et photovoltaïque mis en place à l’École de gestion John-Molson, mettre à l’essai des capteurs solaires faisant appel aussi bien à l’air qu’à l’eau comme fluide caloporteur et tester des composants évolués comme les systèmes photovoltaïques semi-transparents.

Quant à la chambre climatique dotée d’un simulateur solaire intégré comprenant six lampes, elle favorisera l’approfondissement des connaissances sur le captage, le stockage et l’exploitation de l’énergie solaire ainsi que sur l’utilisation optimale de la lumière naturelle dans les bâtiments. « L’approche est surtout axée sur l’enveloppe, explique Paul Fazio, également professeur au Département de génie du bâtiment de Concordia. On essaiera d’y déterminer, au moyen de divers assemblages, de quelle manière cette coquille peut participer au conditionnement de l’air et maximiser l’usage de l’énergie solaire. »

Les chercheurs pourront ainsi évaluer le potentiel d’un prototype donné à stocker la chaleur et à résister aux dommages causés par les cycles de gel et de dégel, l’infiltration d’air, la condensation et autres conditions pouvant nuire à la performance de l’enveloppe, et ce, dans une gamme de conditions climatiques allant des zones polaires aux régions désertiques. Ils pourront également mettre à l’épreuve des matériaux et des structures composites, comme les planchers et les fenêtres, et des systèmes de murs, comme les murs-rideaux. Ces expériences pourront être menées en quelques jours seulement, plutôt que sur plusieurs mois si elles étaient réalisées à l’extérieur.

« La chambre climatique conduira finalement à l’élaboration de méthodes d’essai et de normes de conception visant la durabilité et les performances hydrothermiques de différents systèmes d’enveloppe dans des conditions très précises », conclut Paul Fazio.