Lieu du projet : CanmetÉNERGIE-Ottawa, Ottawa, Ontario.
Durée : 10 ans (2018-2028)
Programme : Financé par le Fonds pour l’innovation de RNCan et le Programme de recherche et de développement énergétiques
Vue d'ensemble et objectifs du projet
Contexte
Ce projet permet aux jeunes et aux communautés des Premières Nations de devenir autonomes en leur donnant les compétences et les ressources nécessaires pour construire, installer et entretenir des systèmes de chauffage de l'eau à l'énergie solaire. Ces systèmes offrent un double avantage : ils réduisent les émissions de gaz à effet de serre et les coûts de chauffage.
Avantages des systèmes de chauffage de l'eau à l'énergie solaire :
- Réduction des émissions : Chaque système permet de compenser environ 220 kg éq CO2 par année, ce qui équivaut à planter sept arbres par année.
- Réduction des coûts : Les économies annuelles sur le chauffage de l'eau peuvent aller de 200 à 600 $.
- Longue durée de vie : Les systèmes durent généralement 25 ans.
Figure 1: Avantages des systèmes de chauffage de l’eau à l’énergie solaire
Description détaillée
Représentation visuelle des avantages des systèmes de chauffage solaire de l’eau. Elle indique que le coût total installé est d’environ 5 000 $ par système (2 capteurs solaires avec un réservoir de stockage de 80 gallons). La durée de vie est estimée à environ 25 ans. Les économies annuelles varient entre 200 $ et 600 $ par an. Les réductions des émissions de gaz à effet de serre sont d’environ 220 kg éq CO2 par an, ce qui équivaut à 7 arbres plantés chaque année (selon les facteurs d’émissions marginales du réseau électrique de l’Ontario).
Vision du projet (élaborée avec la Première Nation de Pikangikum et Habitat pour l'humanité)
- Durabilité : Favoriser une utilisation responsable des ressources, en accord avec le concept des sept générations.
- Développement des jeunes : Offrir une formation professionnelle axée sur les métiers, afin de responsabiliser les jeunes.
- Possibilités économiques : Encourager l'approvisionnement en matériaux auprès d'entreprises autochtones et la vente potentielle de capteurs solaires fabriqués localement.
- Développement de la communauté : Favoriser la collaboration et le sentiment d'appartenance en construisant des systèmes pour la communauté.
- Réduction des coûts : Réduire les factures d'électricité grâce au chauffage de l'eau par l'énergie solaire.
Succès du projet pilote
Le projet a été réalisé avec succès en collaboration avec les Gardiens de Wahkohtowin. Les Gardiens ont construit deux capteurs solaires thermiques, acquérant ainsi de précieuses compétences en menuiserie, plomberie, électricité et travaux mécaniques (les étapes détaillées de la fabrication sont présentées à la figure 2).
Figure 2: Étapes de fabrication d'un capteur solaire thermique
Description détaillée
Collage photo montrant les étapes de fabrication et d’installation d’un capteur solaire thermique : (Étape 1) Gabarit de l’absorbeur – Une personne utilise un outil électrique pour fabriquer des ailettes d’absorbeur. (Étape 2) Tuyauterie de l’absorbeur – Un groupe assemble les tuyaux en cuivre qui absorbent la chaleur et la transfèrent à l’eau. (Étape 3) Ailette de l’absorbeur – Des élèves fixent les ailettes qui captent la chaleur solaire et la transmettent aux tuyaux. (Étape 4) Assemblage de l’absorbeur – Les tuyaux sont soudés aux ailettes d’absorbeur. (Étape 5) Cadre du capteur – Construction d’un cadre en bois pour soutenir les composants du capteur. (Étape 6) Assemblage du capteur – Insertion de l’isolant, de l’absorbeur et du vitrage dans le cadre. (Étape 7) Boîtier du capteur – Pose d’un boîtier métallique pour protéger le capteur des intempéries. (Étape 8) Installation de démonstration – Les capteurs solaires terminés sont installés sur le toit de la maison Mukeso de la Première Nation crie de Chapleau.
Ces capteurs ont été installés avec un réservoir de stockage et un échangeur de chaleur (figure 3). L'eau potable est chauffée en circulant dans l'échangeur de chaleur, tandis que l'eau du réservoir de stockage est chauffée par les capteurs les jours ensoleillés. Un système de surveillance optionnel permet de suivre à distance le rendement du système.
Figure 3: Installation complète de capteurs solaires thermiques
Description détaillée
Un système de chauffage d’eau solaire utilisant des capteurs thermiques solaires. En haut, deux capteurs solaires à plaques plates sont reliés par des conduites rouges (chaudes) et bleues (froides). Le fluide chauffé circule vers un réservoir de drainage avec un échangeur de chaleur. Une pompe fait circuler le fluide, et un contrôleur gère le système. L’eau chauffée est transférée vers un réservoir d’eau chaude sanitaire (ECS) muni d’un élément électrique de secours. Le système comprend une arrivée d’eau froide, une sortie d’eau chaude et une vanne de vidange.
Installés à la Mukeso House de la Première Nation crie de Chapleau, les deux capteurs ont produit 11 kWh/jour le 16 juin 2024, fournissant suffisamment d'eau chaude pour pouvoir être utilisée pour le bain, les douches, la lessive et la vaisselle! De février 2023 à octobre 2023, les capteurs ont produit 1 193 kWh de chaleur.
Figure 4: Vue détaillée d’un capteur solaire thermique
Description détaillée
Schéma éclaté d’un capteur solaire thermique montrant l’assemblage étape par étape. De bas en haut, les composants identifiés sont : Gabarit de l’absorbeur (Étape 1), Tuyauterie de l’absorbeur (Étape 2), Ailette de l’absorbeur (Étape 3), Ensemble de l’absorbeur (Étape 4), Cadre du capteur (Étape 5), Ensemble du capteur (Étape 6), et Boîtier du capteur (Étape 7). Chaque couche est séparée visuellement pour illustrer la structure interne du système.
Résultats
Ce projet a été réalisé par les Gardiens de Wahkohtowin, qui ont construit deux capteurs solaires thermiques. Les capteurs ont été installés à Chapleau et permettent de réduire les coûts énergétiques liés au chauffage de l'eau depuis au moins deux ans. Un guide complet, comprenant des vidéos et une liste de matériaux et d'outils, a été élaboré et publié pour permettre à d'autres personnes de construire et d'installer des chauffe-eau solaires. Les collectivités et les personnes intéressées à réaliser ce projet ou à en savoir plus sont invitées à écrire à l'adresse suivante : Jeremy.sager@nrcan-rncan.gc.ca.
Prochaines étapes
Le guide sur la fabrication des capteurs solaires thermiques sera disponible en plusieurs langues.