La chaufferie du quartier Zibi, à Gatineau, récupère la chaleur d’une papetière pour chauffer des bâtiments. Le design coloré facilite les visites guidées de ce projet vitrine. Photo: Jessica Deeks
Des industries énergivores laissent s’échapper des quantités phénoménales de chaleur dans la nature. Québec veut la récupérer, pour améliorer son bilan carbone.
Nous sommes dans un quartier en construction de Gatineau, érigé sur près de 14 hectares (34 acres) d’anciens terrains industriels. Au bord de la rivière des Outaouais, une tour d’appartements de 15 étages, la première de ce projet nommé Zibi, a vue sur Ottawa et sur le parlement. Le hall en jette avec ses canapés contemporains, ses murs de bois rainuré et son plancher façon marbre blanc. Mais ce qui nous intéresse se trouve au niveau inférieur. Direction : la chaufferie.
La vaste pièce, haute comme deux étages, est baignée de lumière naturelle. Le bruit des machines nous fait hausser la voix. Des conduits de tous les diamètres, bien alignés et gainés de couleurs vives, relient les différentes pompes, thermopompes, réservoirs et autres échangeurs de chaleur. Presque chaque pièce d’équipement porte un thermomètre et une jauge à pression.
Ici, pas de chaudière au gaz naturel. Notre guide désigne au plafond un banal tuyau gris d’une trentaine de centimètres de diamètre : « C’est par ici qu’arrive l’énergie », indique Brittany Poisson, ambassadrice en durabilité pour le quartier Zibi.
Ce conduit transporte de l’eau en provenance de l’usine de Produits Kruger, située à 1 kilomètre en aval. Celle-ci fabrique du papier hygiénique, ce qui nécessite beaucoup de chaleur. À la fin du procédé, l’usine rejette de l’eau tiède (25 °C) dans un gigantesque bassin rond extérieur, où elle refroidit tranquillement avant d’être déversée dans la rivière des Outaouais.
Mais depuis quelques années, on capte une partie de cette énergie perdue pour l’amener ici. Des thermopompes concentrent la chaleur pour fournir le chauffage et l’eau chaude à 500 résidents. En été, c’est l’eau de la rivière des Outaouais qui refroidit les conduits pour climatiser les bâtiments.
Et ce n’est qu’un début. Au fil des ans, de nouveaux logements, bureaux et magasins seront raccordés au même réseau. À terme, en 2032, on desservira 370 000 mètres carrés (4 millions de pieds carrés) de locaux. Assez pour loger 5000 personnes et accueillir 6000 travailleurs et travailleuses ! Cela évitera l’émission de 6000 tonnes de CO2 chaque année – l’équivalent des émissions de plus d’un millier de voitures.
Tout cela, en n’utilisant que… 10 % de toute l’énergie disponible dans le fameux bassin d’eau tiède de Kruger. Autrement dit, il reste assez de chaleur pour alimenter bien d’autres bâtiments à Gatineau. Ailleurs au Québec, certaines serres sont chauffées avec des rejets de chaleur industriels. Mais la valorisation des rejets thermiques reste peu développée dans la province. C’est en train de changer.
Un gisement colossal
Si on imagine sans peine le potentiel thermique d’un incinérateur ou d’une fonderie, il est plus difficile d’imaginer chauffer un quartier entier en plein hiver avec de l’eau tiédasse. Et pourtant.
« L’eau chaude contient beaucoup plus d’énergie que l’air chaud », explique l’ingénieur Stéphan Gagnon, coordonnateur de la valorisation des rejets thermiques au ministère de l’Environnement, de la Lutte contre les changements climatiques, de la Faune et des Parcs. « C’est une question de densité du matériau. Un litre d’air, ça ne pèse [presque] rien. Alors, un litre d’eau à 25 °C contient beaucoup plus d’énergie qu’un litre d’air à 25 °C. » Autrement dit, un litre d’eau contient plus d’atomes qui s’excitent et de molécules qui s’agitent, tournoient et se déplacent dans l’espace – et qui pourront restituer cette énergie.
77 % de l’énergie consommée par les ménages québécois sert à produire ou à gérer la chaleur (chauffage des locaux, chauffage de l’eau, climatisation).
Source : État de l’énergie au Québec, 2023
Soit. Mais de combien d’énergie parle-t-on, au juste ? À la demande du ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles, les scientifiques de Polytechnique Montréal se sont penchés sur le sujet. L’équipe de Michaël Kummert a répertorié les établissements qui génèrent des gaz ou des liquides chauds. Usines de pâtes et papiers, cimenteries, raffineries, alumineries, usines alimentaires, centres de données informatiques, incinérateurs…
Les premiers calculs, publiés en 2021 et en 2023, arrivaient à un total annuel de 300 pétajoules. Il s’agit d’un nombre phénoménal, équivalent à 82 térawattheures (TWh), soit 10 fois le complexe hydroélectrique de la Romaine. Si on parvenait à capter toute cette chaleur, on en aurait assez pour chauffer… toutes les maisons du Québec ! Fou !
Ces tuyaux transportent de l’eau chaude vers d’autres bâtiments du quartier Zibi, situés du côté ontarien de la rivière. Photo : Jessica Deeks
Évidemment, il s’agit d’une estimation théorique. En pratique, « on ne peut pas prendre la chaleur d’une usine à 300 km et l’amener à Montréal ; il faut la consommer dans un certain rayon [de 1 à 5 kilomètres] », explique Bruno Marcotte, professionnel de recherche à Polytechnique Montréal et coauteur du rapport. Ensuite, valoriser la chaleur a un certain coût : installation de tuyaux, de thermopompes, etc. « Enfin, ajoute l’expert, il faut une certaine adéquation temporelle entre les rejets et les besoins en chaleur. » Les industries rejettent de la chaleur toute l’année, mais on ne chauffe pas les maisons en été…
N’empêche. Une nouvelle étude de Polytechnique, parue en juillet dernier, vient chiffrer plus précisément le « potentiel technico-économique », c’est-à-dire l’ampleur des « gisements de chaleur » qu’il serait possible d’exploiter. Résultat ? Environ 25 % du total. De quoi chauffer un million de logements ! Ou encore 4500 hectares de serres, soit… 18 fois la superficie actuelle des serres québécoises ! De quoi égayer nos hivers avec plus de fruits et légumes locaux.
Bref, de la chaleur, on en a en masse ! Pourquoi la laisse-t-on s’échapper dans la nature ? Après tout, les technologies pour la récupérer sont déjà disponibles. Les usines le font régulièrement à l’interne, pour préchauffer de l’eau, par exemple.
Mais lorsqu’il est question qu’une organisation offre sa chaleur à une autre, il n’y a encore qu’une poignée de projets dans la province. Pourquoi ? D’abord, la faute aux faibles coûts de l’énergie. Historiquement, ce n’était jamais assez rentable. C’est aussi une question de mentalités, explique Stéphan Gagnon. « Dans la société nord-américaine, on n’est pas habitués à partager. Si tu as besoin d’une tondeuse, tu n’empruntes pas celle du voisin ; tu vas t’acheter ta propre tondeuse ! Pour le chauffage, c’est la même chose : chacun sa chaudière. Et si le voisin rejette de la chaleur, ça ne m’intéresse pas ! »
Ce passionné d’environnement travaille depuis des années à changer les choses. Le contexte actuel l’aide enfin à convaincre les décideurs : « Comme nous devons nous détourner des énergies fossiles, les énergies renouvelables, au premier titre l’électricité, font l’objet d’une grande demande. Et on est plus sérieux qu’il y a 10 ans dans la lutte contre les changements climatiques. »
Car même si nombre de maisons québécoises sont chauffées à l’électricité, les grands bâtiments (édifices commerciaux, multilogements, hôpitaux, écoles) sont plus souvent chauffés au gaz naturel, ou même au mazout ! Même chose pour les serres. Au total, cela représente 200 000 bâtiments, qui comptent pour 7 % des émissions de GES de la province.
En les chauffant avec de la chaleur « recyclée », on diminue les émissions de gaz à effet de serre. Ou encore, on réduit la demande d’électricité en hiver, période de pointe pour Hydro-Québec. Le gouvernement l’a bien compris et, depuis un an, fait pleuvoir les millions pour soutenir les projets.
Car l’infrastructure de départ est coûteuse : en plus de toute la plomberie nécessaire pour récupérer la chaleur, il faut installer un système « de secours » assez puissant pour assurer 100 % des besoins en chauffage en cas de panne ou de fermeture temporaire d’usine.
Pour le moment, le Programme de valorisation des rejets thermiques géré au Ministère par Stéphan Gagnon dispose de 400 millions de dollars, ce qui en fait la mesure la plus généreuse destinée au secteur du bâtiment dans le Plan pour une économie verte. L’aide est attribuée pour financer les études de faisabilité et les équipements de captage et de transfert de la chaleur.
Le programme offre 125 $ pour chaque tonne de CO2 évitée, un coût jugé raisonnable par le physicien Normand Mousseau, spécialiste de la transition énergétique et directeur scientifique de l’Institut de l’énergie Trottier à Polytechnique Montréal. Les autres mesures prévues dans le Plan pour une économie verte coûteront en moyenne cinq fois plus cher, soit 650 $ la tonne.
C’est aussi une bonne affaire si un projet remplace l’électricité. « Ça coûte moins cher de financer des projets de valorisation des rejets thermiques que de faire de grands projets de production électrique », résume Stéphan Gagnon. Soutenir la récupération de chaleur coûte au contribuable 2,9 cents pour chaque kilowattheure, une aubaine comparée aux 7,8 cents le kilowattheure payés par Hydro-Québec pour les plus récents projets éoliens.
Projets existants
Saint-Félicien : centrale de cogénération à la biomasse de Produits forestiers Résolu → Serres Toundra (concombres)
Drummondville : centrale de cogénération au biogaz issu du site d’enfouissement de Saint-Nicéphore → Serres Demers (tomates)
Saguenay : Elkem métal → Serres Sagami (tomates)
Gatineau : Produits Kruger → Quartier Zibi (logements, commerces et bureaux)
Projets à venir
Sherbrooke : Centre de données Exaion → Quartier Humano District (mise en service prévue cet automne)
Lévis : Centre de données QScale → projet serricole (annonce à venir)
Québec : Incinérateur → nouvel Hôpital de l’Enfant-Jésus (suspendu)
De tout pour tous
Il faut donc s’attendre à voir les projets du genre se multiplier un peu partout dans la province. À proximité de grosses industries, bien sûr, mais aussi à plus petite échelle. Ainsi, le premier projet financé par le programme est celui du quartier Humano District, à Sherbrooke. Là-bas, on valorisera dès cet automne la chaleur produite par le centre de calcul Exaion, établi dans l’ancien couvent des Petites Sœurs de la Sainte-Famille. Les ordinateurs, gros producteurs de chaleur, sont au sous-sol de l’édifice principal, qui héberge désormais divers organismes.
« La chaleur qu’ils dégagent sert pour le chauffage et la production d’eau chaude domestique. On alimente aussi le bâtiment voisin, qui compte 160 logements », précise Laure Rochas, directrice de projet à la firme d’efficacité énergétique Énergère. À mesure que d’autres logements seront construits, Exaion y installera des ordinateurs supplémentaires.
Il faut beaucoup moins d’énergie pour déplacer la chaleur que pour la produire. C’est pourquoi une thermopompe est de 3 à 5 fois plus efficace qu’une plinthe électrique.
Une manière, pour les centres de données, de se positionner comme « verts » dans une industrie désormais pointée du doigt pour sa consommation effrénée d’énergie. C’est déjà 2 % de l’électricité mondiale, un chiffre qui pourrait doubler d’ici 2026, selon l’Agence internationale de l’énergie. La faute au gourmand ChatGPT !
« Avec l’intelligence artificielle [IA], on ne fait plus seulement du stockage ; on fait du traitement de données, ce qui est plus énergivore », explique Martin Bouchard, président et cofondateur de QScale. Cette entreprise de Lévis vient d’ouvrir un premier centre de traitement informatique ultramoderne, pensé pour l’IA. « Notre objectif est de valoriser la totalité de notre chaleur. Notre bâtiment est déjà conçu pour ça. »
Même si QScale offre sa chaleur gratuitement, trouver des « receveurs de chaleur » fut un vrai défi d’affaires, dit l’informaticien. « Pour valoriser nos 142 MW – l’équivalent de la consommation d’une petite ville –, il faut des partenaires solides, bien financés. Pas Pierre-Paul qui va produire 22 tomates ! » lance-t-il. Un projet de serres devrait être annoncé cet automne, mais il en faudra d’autres.
Pour décoller, les projets de valorisation des rejets thermiques ont besoin d’accompagnement. Jumeler les organisations, gérer la gouvernance, le financement, la propriété et l’entretien des machines… c’est tout un défi. QScale travaille d’ailleurs avec Énergir pour distribuer sa chaleur.
En France, les municipalités jouent souvent ce rôle. Brest et Dunkerque gèrent chacune un réseau de chaleur local avec plusieurs « donneurs » et « receveurs ». Cela diminue les risques pour chacune des parties prenantes en cas de fermeture d’entreprise, tout en diversifiant les revenus municipaux. Stéphan Gagnon rêve de voir la même chose au Québec. La Ville de Saint-Félicien, au Saguenay–Lac-Saint-Jean, est déjà sur les rangs pour en exploiter un dans son parc industriel.
« Peut-être qu’au Québec, on l’a eu trop facile, avance Martin Bouchard. On avait tellement d’énergie qu’on ne s’est jamais cassé la tête pour la récupérer. Mais là, en 2024, il faut repenser la consommation énergétique, créer des synergies entre une entreprise, un quartier… Je suis optimiste. Il y a plein d’idées intéressantes qui s’en viennent. »
La salle mécanique du centre de traitement informatique QScale, à Lévis, est conçue pour valoriser les rejets thermiques. Photo: Qscale
Vive la transparence
Quand les spécialistes de Polytechnique ont voulu estimer l’ampleur des gisements thermiques dans la province, ils se sont heurtés à un mur. « J’avais fait une liste d’au moins une cinquantaine d’industries, mais seulement deux ou trois nous ont donné de l’information. C’était décourageant. Tout le monde était sur ses gardes. La confidentialité et le partage de données sont un grand enjeu », déplore l’associée de recherche Émilie Senécal-Léonard.
L’équipe a fini par trouver une source de données indirecte, mais assez fiable : le registre des émissions de gaz à effet de serre déclarées au gouvernement fédéral par chaque établissement. « Cela nous permet d’estimer la quantité d’énergie consommée. On utilise ensuite un modèle tiré de la littérature scientifique qui nous donne, pour chaque type d’industrie, la quantité d’effluents thermiques [gaz ou liquides chauds] qui sont générés par les procédés en fonction de l’énergie consommée », explique Bruno Marcotte. Mais il s’agit d’une approximation, car le modèle théorique ne tient pas compte de l’efficacité de chaque usine…
Une carte des rejets thermiques de la province se trouve sur le site du gouvernement. Pour raffiner les données, Québec adoptera cet automne un règlement obligeant les grands émetteurs à divulguer leurs rejets thermiques – la même loi existe en France depuis 44 ans ! « À l’été 2026, les données seront publiques », se réjouit Stéphan Gagnon, qui croit que cela facilitera la mise sur pied des projets.
Dans le futur, on pourrait même récupérer la chaleur des eaux usées et celle des transformateurs dans les postes de distribution d’électricité. Mais on manque encore au Québec de données publiques sur ces gisements d’énergie. La Ville de Toronto serait un exemple à suivre, avec sa carte interactive Wastewater Energy Map. En trois clics, Québec Science a pu découvrir que l’eau qui coule sous son Chinatown en plein hiver est à 18 °C…
