Tournés vers la recherche en développement durable, certains de nos chercheurs mettent leur matière grise au service du secteur industriel afin de le rendre plus vert. Comment? En misant sur la valorisation et la récupération des résidus miniers, en trouvant des façons de récupérer les rejets thermiques des alumineries pour améliorer leur efficacité énergétique ou encore en misant sur la chimie verte pour réduire la pollution des procédés industriels par la création de catalyseurs organiques peu toxiques. D'autres encore travaillent sur la valorisation des matières organiques des municipalités, des énergies propres comme les hydroliennes et les réseaux électriques intelligents pour propulser l'électrification des transports.
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Les visages de la recherche sur l'énergie et le développement durable
Chimie verte
La chimie verte est la conception de produits chimiques et de procédés qui utilisent et produisent peu ou pas de matières dangereuses. Parmi les 12 principes de base de la chimie verte, on trouve notamment la réduction de la pollution à la source, l'économie d'atomes, des synthèses chimiques moins toxiques, une moindre dépense énergétique, la réduction des produits dérivés et la catalyse. La catalyse est au cœur de la chimie verte puisqu'elle rend les transformations chimiques plus économes en énergie et plus propres, surtout la catalyse environnementale qui valorise les molécules d'origine végétale.
- Centre en chimie verte et catalyse (C3V)
- Centre québécois sur les matériaux avancés (CERMA)
- Chaire de recherche du Canada en catalyse verte et procédés sans métaux
- Chaire de recherche du Canada sur les polymères électroactifs et photoactifs
- Institut Hydro-Québec en environnement, développement et société (Institut EDS)
Frédéric-Georges Fontaine, professeur titulaire, Département de chimie
Titulaire de la Chaire de recherche du Canada en catalyse verte et procédés sans métaux
Frédéric-Georges Fontaine et son équipe s'attellent à remplacer les catalyseurs inorganiques par des espèces organiques peu toxiques et peu coûteuses. Pour ce faire, ils construisent des architectures moléculaires sur mesure aux propriétés bien distinctes grâce à des prédictions computationnelles, à leurs connaissances en chimie des métaux et... à leur intuition! Ces nouvelles méthodes en catalyse verte ont pour but de rendre certains procédés industriels moins polluants.
Efficacité énergétique
L'efficacité énergétique comporte 3 volets, soit les économies d'énergie, la gestion de la consommation et l'utilisation de l'énergie. L'économie d'énergie suppose une production et une utilisation efficaces de l'énergie. Plusieurs mesures technologiques peuvent être mises en place pour y parvenir comme des fenêtres à haut rendement énergétique, des systèmes géothermiques pour extraire la chaleur et le froid contenus dans le sol pour chauffer et climatiser les bâtiments, les chauffe-eau solaires ou encore les ampoules fluocompactes.
Louis Gosselin, professeur titulaire, Département de génie mécanique
Membre du Centre de recherche sur l'aluminium et collaborateur à la Chaire de recherche industrielle CRSNG-Alcoa sur la modélisation avancée des cuves d'électrolyse et l'efficacité énergétique
Louis Gosselin se spécialise en efficacité énergétique, en transfert thermique dans les bâtiments ainsi qu'en systèmes géothermiques pour le secteur industriel. Il est chercheur responsable d'un projet de récupération de rejets thermiques dans les alumineries afin d'améliorer l'efficacité énergétique des alumineries et de réduire leurs émissions de gaz à effet de serre. Il participe également à un projet du programme Sentinelle Nord qui vise à mesurer la disponibilité de la lumière naturelle et son impact sur la demande énergétique des bâtiments abritant les communautés inuites.
Électrification des transports
L'électrification des transports repose sur 4 aspects: le stockage de l'énergie, les infrastructures de recharge, les infrastructures de distribution d'électricité et la motorisation électrique. Les technologies avancent rapidement en ce domaine, que ce soit en matière de batteries (par exemple en lithium-ion), de moteurs électriques haute-performance à faible coût ou encore de groupes motopropulseurs électriques de nouvelle génération. Les réseaux de distribution connaissent des avancées majeures puisque les nouvelles infrastructures intégreront des concepts de recharge intelligente et de recharge bidirectionnelle.
Jérôme Cros, professeur titulaire, Département de génie électrique et de génie informatique
Membre du Laboratoire d'électrotechnique, électronique de puissance et commande industrielle (LEEPCI)
Le professeur Cros est spécialisé en conception, modélisation et diagnostic de motorisation électrique pour toutes sortes de véhicules (bicyclettes, scooters, voitures, trains, avions, etc.). Il travaille plus précisément sur des ensembles machine-convertisseur électronique pour constituer des entraînements à vitesse variable. Ces machines-convertisseurs pourront servir de systèmes de traction et de propulsion ainsi que de dispositifs de conversion d'énergie renouvelable en électricité.
Nous travaillons d’arrache-pied ensemble dans une atmosphère d’entraide et de respect, ce qui nous pousse à travailler en coordination. Chacune des contributions individuelles mène l’équipe plus loin [...] C’est un privilège de travailler avec des gens exceptionnellement doués en science qui ont à cœur des valeurs humaines profondes.
Jean-Rémi Pouliot, étudiant au doctorat en chimie, qui témoigne de son expérience dans le laboratoire de son directeur de thèse, le professeur Mario Leclerc
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Énergies renouvelables
L'énergie renouvelable est issue de processus naturels qui se régénèrent aussi ou plus rapidement que la vitesse à laquelle ils sont consommés. Elle prend différentes formes: énergie solaire, géothermique, éolienne, hydroélectrique, océanique ou encore la bioénergie provenant de la biomasse, des biogaz et des biocarburants liquides. Présentement, l'éolien et l'énergie solaire ont tout particulièrement le vent dans les voiles au pays. Le succès de la transition énergétique vers ces énergies pour diminuer le recours aux énergies traditionnelles repose en partie sur l'innovation technologique, qu'il s'agisse d'améliorer les matériaux employés ou encore la capacité de production des appareils.
Mario Leclerc, professeur titulaire, Département de chimie
Titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les polymères électroactifs et photoactifs
Mario Leclerc a mis au point des polymères semiconducteurs qui conduisent aussi bien la lumière que l'électricité et qui ont plusieurs applications en électronique organique, qu'il s'agisse de piles solaires, de diodes électroluminescentes ou de puces d'ordinateur. Ces nouveaux matériaux remplacent avantageusement le silicium, un produit dont le procédé de fabrication est dispendieux et polluant. Depuis cette découverte, il travaille entre autres au développement de cellules photovoltaïques (le composant de base des panneaux solaire) à base de polymères conjugués qui ont un rendement de conversion énergétique élevé et une durée de vie de plus de 10 ans.
Récupération et valorisation des ressources
La gestion responsable des ressources et le verdissement progressif des procédés industriels poussent plusieurs chercheurs à trouver une seconde vie aux déchets municipaux et aux résidus industriels provenant des industries minières, forestières et pétrolières. En transformant ces résidus en produits à haute valeur ajoutée, ces chercheurs contribuent à un développement écoresponsable qui a des retombées positives sur l'emploi, l'environnement et la santé publique.
Faïçal Larachi, professeur titulaire, Département de génie chimique
Le professeur Larachi est un spécialiste des procédés à vocation énergétique qui visent à valoriser des résidus miniers ou provenant de la biomasse. Entre autres projets, il travaille à la valorisation de l'apatite contenue dans les résidus rejetés par l'industrie minière en vue de produire un concentré qui pourra être vendu aux usines de production d'engrais. Il met également au point des procédés de décarbonisation et de nouvelles approches en séquestration des gaz à effet de serre.
La recherche, c'est le côté le plus proche de l'art et de la création. [...] Il faut laisser cours à un peu de chance, un peu de pif.
Mario Leclerc, professeur au Département de chimie et titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les polymères électroactifs et photoactifs