Chaufferie

C'est à partir d'une chaufferie centrale que le village est chauffé. Elle est équipée de deux chaudières, une à « biénergie », qui peut être alimentée au bois et au mazout, et l'autre, alimentée au mazout seulement, qui sert pour les périodes de pointe et comme système de secours.

La chaudière alimentée au bois fonctionne tout à fait automatiquement de l'étape de l'alimentation en carburant à celle du retrait des cendres. Le système comprend un modem intégré de télécommunications pour le dépannage et la supervision à distance. Si l'approvisionnement en bois devient limité en raison de conditions climatiques extrêmes, la chaudière passe à l'alimentation au mazout.

La chaufferie est aussi équipée d'un générateur de réserve pour permettre à l'ensemble du système de fonctionner pendant les pannes prolongées.

Carburant : déchets de bois

Le système de combustion est conçu en fonction des diverses caractéristiques du biocarburant. Il peut brûler n'importe quels déchets de bois, de l'écorce à la sciure, qu'ils soient verts ou séchés au four. À l'heure actuelle, le bois vient de la scierie Barrette-Chapais ltée située à environ 26 km du village. Les déchets de bois utilisés dans le système de chauffage auraient autrement été amoncelés à la scierie.

Les études concernant la création d'une forêt énergétique à croissance rapide pour le site sont en cours. La plantation créerait de l'emploi localement tout en améliorant l'habitat de la faune de la région.

Carburant alternatif : mazout

Le mazout sera utilisé pour les périodes de pointe et à des fins de dépannage. Il est d'un type arctique spécial, son point de congélation étant très bas. Le réservoir de carburant a une capacité de 50 000 L, ce qui permet au système de fonctionner suivant les spécifications d'origine pendant plusieurs semaines.

Système de manutention des matériaux

Les déchets de bois sont recueillis à la scierie par un des camions qui appartiennent à Oujé-Bougoumou. Après le déchargement des déchets dans l'entrepôt, toutes les autres fonctions sont automatiques. Un système de récupération hydraulique à trémie alimente une tarière dans un bac mesureur avant l'entrée dans la chambre de combustion. Le système de manutention du carburant est équipé d'un dispositif de protection antifeu intégré qui n'exige aucune énergie pour fonctionner.

Système de combustion

Le système automatique de combustion est autonome. Le carburant est acheminé à partir du bac mesureur à l'aide d'une tarière vers la chambre de combustion à grille roulante en pente. Cette chambre de combustion est très bien isolée et doublée de matériaux réfractaires qui permettent l'utilisation de carburant à haute teneur en humidité. Le concept réduit au minimum la quantité d'hydrocarbures imbrûlés et de cendres volantes. Les cendres sont récupérées et traitées automatiquement dans la chambre de combustion, dans un système à sec totalement enclavé, puis déchargées vers des conteneurs d'entreposage extérieurs à l'aide d'un ensemble de convoyeurs à vis.

La chambre de combustion est conçue pour traiter une charge variable sur le système de chauffage centralisé et s'adapte automatiquement du mode en attente au mode à pleine charge, selon la quantité d'énergie utilisée par le village.

Chaudière à bois

La chaudière ou échangeur de chaleur du système de chauffage au bois est placée sur le dessus de la chambre de combustion. Elle est de type écossais à tubes de fumée à trois passages. Elle est conçue et fabriquée en Nouvelle-Écosse.

Chaudière au mazout

La chaudière au mazout est aussi une chaudière de type écossais à tubes de fumée. Toutefois, elle est à fond humide. Ce type de chaudière a été choisi pour sa grande fiabilité et son peu d'entretien.

Brûleur

La chaudière à bois et la chaudière au mazout sont équipées d'un même type de brûleur. Les brûleurs ont une séquence de mise à feu entièrement modulée. Le brûleur sur l'installation au bois est monté sur une porte et peut être activé en quelques minutes si le système au bois fait défaut ou si l'alimentation en carburant est limitée en raison de conditions climatiques extrêmes.

Émissions

Par rapport à un système au mazout, les émissions d'oxydes d'azote du système construit à Oujé-Bougoumou seront inférieures d'environ 35 % ou 160 kg la première année. Les émissions de dioxyde de carbone seront réduites à zéro si on les compare aux émissions d'un système à combustible fossile, parce qu'il n'y aura aucun ajout de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, puisque le bois absorbe, pendant sa croissance, l'équivalent en dioxyde de carbone de ce qu'il émet pendant sa combustion. On estime que, pendant la première année, on évitera de produire plus de 200 tonnes de dioxyde de carbone. Le système de chauffage au bois est conçu pour respecter les normes environnementales les plus strictes en Amérique du Nord.

Traitement des cendres

Les cendres produites dans un système de chauffage au bois comme celui d'Oujé-Bougoumou renferment principalement des traces de minéraux que les arbres ont retiré du sol pendant leur croissance. Elles sont alcalines et agiront comme fertilisant pour la reforestration, la plantation énergétique prévue et pour une serre à construire éventuellement qui serait chauffée avec l'énergie excédentaire produite par le système de chauffage. Parce qu'elles sont alcalines, les cendres réduiront aussi au minimum les effets des pluies acides provenant du Sud.

Pompes

Le système de chauffage centralisé utilise deux pompes à vitesse variable parmi les plus modernes sur le marché, ce qui a entre autres conséquences de réduire au minimum l'utilisation d'énergie électrique nécessaire pour les alimenter. Ces pompes n'acheminent pas plus d'eau que ce qui est nécessaire pour répondre à la demande du système de chauffage centralisé. Le système à vitesse variable s'applique aux deux pompes qui sont dotées d'un démarreur automatique en cas de panne de courant. Si le contrôleur de vitesse variable tombe en panne, les pompes passent automatiquement en mode de fonctionnement normal, assurant ainsi au système une fiabilité optimale.

Système de contrôle

L'eau chaude est fournie à différentes températures selon la température extérieure et a été conçue pour pouvoir atteindre 90 °C. Cette stratégie de contrôle a pour but de réduire au minimum les pertes de distribution. L'équipement de contrôle est situé dans la chaufferie.

Système d'alarme

Il n'y a pas de personnel dans la chaufferie, mais elle est équipée d'un composeur automatique qui alerte un opérateur au besoin.

Mesures énergétiques

Dans la chaufferie, un dispositif de mesure surveille l'ensemble de l'utilisation d'énergie du système. Il sert à corriger globalement chaque instrument de mesure de chaque immeuble. Il s'agit d'un compteur électromagnétique de la plus grande précision possible.

 
Système de distribution

Le système de distribution prend la forme d'un réseau d'eau chaude souterrain à circuit fermé composé de canalisations d'alimentation et de retour. Chaque immeuble est relié au réseau par une station de transfert de chaleur installée chez le client, laquelle régule et mesure l'énergie prélevée sur le système de distribution. Chaque immeuble est directement relié au système de distribution.

Le système est conçu pour distribuer aussi l'eau chaude à tous les immeubles. À ce chapitre, le système est unique au Canada de plusieurs façons. Il utilise une combinaison de plastique [polyéthylène réticulé (PEX)] et d'acier. Tous les tuyaux ont été isolés à l'usine à l'aide d'un polyuréthane exempt de fréon. Les tuyaux sont protégés par du polyéthylène (PEL) à haute densité. Les tuyaux d'acier ont été soudés ensemble et comprennent des tuyaux spéciaux avec compensateur.

Les canalisations d'acier et leur enveloppe sont fixées les unes aux autres par l'isolant. L'expansion du système est réduite par la friction de la terre sur l'enveloppe et par des canalisations intégrées de réduction de stress. Tous les joints sont doublement scellés.

Le tuyau de plastique flexible a été conçu spécialement pour les petits systèmes de chauffage centralisés à faible densité de chaleur. Les économies tant sur les matériaux que sur l'installation procurent des avantages significatifs sur le plan des coûts lorsqu'on a recours aux nouvelles techniques d'installation de canalisations.

Les principaux avantages de choisir le plastique et le cuivre sont la souplesse et la résistance à la corrosion. Le plastique utilisé est un matériau visco-élastique dans lequel les tensions internes sont causées par les changements de température absorbés par les matériaux. Il n'est normalement pas requis d'installer des boucles ou des joints d'expansion.

Les tuyaux de plastique flexible ont été livrés en rouleaux pouvant atteindre 100 m. Ils ont été utilisés pour toutes les canalisations secondaires. Le tuyau d'alimentation est fait de PEX et est également équipé d'un robinet de diffusion d'oxygène organique. Le tuyau servant d'enveloppe est fabriqué en PEL. De la ma mousse de polyuréthane semi-flexible ayant de très bonnes propriétés isolantes a été introduite en usine entre le tuyau d'alimentation et le tuyau servant d'enveloppe. Les canalisations ont été assemblées à l'aide de raccords à pression.

Le système de distribution a été conçu pour des températures maximales de 90 °C. La pression maximale permise est de 90 lb/po². Toutes les composantes ont été testées à 1,5 fois la pression de fonctionnement maximale avant le remblayage.

Robinets

Par souci de sécurité, chaque immeuble est équipé de robinets de sectionnement extérieurs. Si une maison est endommagée par suite d'une catastrophe, le réseau de chauffage centralisé peut être fermé afin de réduire au minimum les inconvénients pour le reste du système.

Taille des canalisations

Le système de distribution du village a été conçu avec un objectif d'optimisation. La taille des canalisations varie selon le nombre de maisons qui y sont reliées et en fonction de l'expansion future dans la zone. Les plus gros tuyaux sortant de la chaufferie ont 180 mm de diamètre, et les plus petits, 32 mm.

Longueur totale des canalisations en acier

Au total, près de 600 m de canalisations en acier ont été installées en 1992.

Longueur totale des canalisations de plastique

Au total, près de 2300 m de canalisations en acier ont été installées en 1992.

Station de transfert de chaleur aux consommateurs

Le réseau d'eau chaude des immeubles est relié au système de chauffage centralisé par une station de transfert de chaleur située dans les sous-sols.

Chaque station de transfert de chaleur comprend une unité d'échange de chaleur préfabriquée destinée au chauffage de l'eau chaude. La station est dotée de l'équipement de contrôle nécessaire ainsi que de tuyaux internes et elle peut être facilement connectée au réseau de chauffage et d'eau chaude de l'immeuble.

Les unités d'échange de chaleur préfabriquées pour eau chaude domestique ont été spécialement conçues pour les résidences unifamiliales et les petites résidences multifamiliales. Elles comprennent des échangeurs de chaleur à plaque brasée et des valves de régulation automatiques.

L'unité de transfert de chaleur est montée sur le mur du sous-sol, au-dessus de l'emplacement où pourrait être installée une sécheuse. Aucun réservoir d'eau chaude n'est nécessaire, donc aucun espace n'est à prévoir sur le plancher pour le système de chauffage, y compris celui de l'eau chaude domestique.

Chauffage local

L'eau chaude circule dans des radiateurs montés sous les fenêtres de chaque immeuble et interconnectés par des tuyaux passant dans le sous-plancher ou montés sur les murs. Ces radiateurs sont équipés de soupapes thermostatiques autonomes pour le contrôle individuel de la température de chaque pièce. Un sous-circuit équipé d'un système de pompage distinct est directement relié au système primaire.

Le sous-circuit fonctionne à débit constant et la température de l'eau est contrôlée par une soupape de contrôle automatique, dans les maisons unifamiliales, et une unité de contrôle avec régulateur de température extérieur, pour les plus gros immeubles.

Dispositifs de mesure

Chaque station de transfert de chaleur est équipée d'un dispositif de mesure de l'énergie à des fins de facturation individuelle. Les factures sont semblables aux factures ordinaires des services publics.

 
Quelques statistiques

Duncan Varey, notre coordonnateur du chauffage centralisé, a comparé les coûts de production d'un mégawatt de chaleur à partir de la biomasse, du mazout et de l'électricité. Voici ce qu'il a trouvé.