L'éolienne des temps modernes descend en ligne directe des moulins à vent du XIIe siècle, qui servaient à l'accomplissement de travaux d'envergure. Ces moulins d'antan ont inspiré les créateurs des éoliennes, destinées à capter l'énergie cinétique du vent grâce à des pales de grande dimension juchées sur de hautes tours au sommet desquelles sont fixées des nacelles contenant les systèmes de production électrique. Énergie propre entre toutes, celle qui tire son nom du dieu des vents, Éole, s'impose graduellement dans divers points du globe au gré des avancées technologiques et des avantages environnementaux.

La dynamique énergétique éolienne fait appel à des technologies intimement liées à l'aéronautique et à l'aérodynamisme. Christian Masson, professeur à l'École de technologie supérieure (ETS), est ingénieur en mécanique, et il a obtenu une formation axée surtout sur l'aéronautique; son passage à l'éolien remonte à 1985. En octobre 2002, il devenait titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur l'aérodynamique des éoliennes en milieu nordique, un groupe affilié au Centre de technologie thermique (CTT). Il circonscrit le thème majeur des travaux en cours: «Quand on parle de l'aérodynamique des éoliennes, ça implique nécessairement la captation de l'énergie, donc le passage de celle-ci, qui est disponible dans le vent, à ce qu'on pourrait appeler de l'énergie mécanique. Les chercheurs s'intéressent particulièrement à cet aspect-là sur le plan des particularités des milieux nordiques.»

En termes de lieu, il est ici question non seulement du Grand Nord, mais d'un territoire élargi: «À mon sens, le climat canadien est très spécifique et il demande une attention particulière à divers endroits quand vient le temps d'implanter toute technologie.

Il va de soi que les conditions climatiques sont à la base de la problématique éolienne: «La captation de l'énergie en tant que telle dépend énormément des caractéristiques du climat local. Quand on regarde la région de la Gaspésie, qui nous intéresse plus particulièrement à l'heure actuelle, il existe des variations importantes.» D'Ivujivik à Montréal, il importe de prendre note des conditions climatiques spécifiques aux divers lieux. De façon pratique, le chercheur résume les objectifs poursuivis: «Le but général, c'est de favoriser l'exploitation de la ressource éolienne en milieu nordique; c'est d'essayer vraiment de prévoir les impacts de cette technologie-là à l'intérieur de notre climat, et de déterminer plus particulièrement quels volets de cette technologie seraient les mieux adaptés aux divers milieux. Dans l'industrie éolienne, il y a beaucoup de différences techniques, et de nombreux concepts sont disponibles en provenance de fabricants présents à travers le monde.»

Des éléments d'implantation favorables

Face à la possibilité de recourir à l'énergie éolienne dans un milieu donné, la première question qui se pose est celle de l'abondance de la ressource. Pour le professeur, il est clair que celle-ci est présente en très grande quantité au Canada et au Québec. D'abord, il existe de nombreux sites et de vastes espaces où le vent ne rencontre aucun obstacle. Un autre élément favorable relè-

ve des températures annuelles moyennes relativement faibles; le vent, en plus de souffler à une vitesse élevé, est doté de densité en raison du fait que sa masse par unité de volume est importante. Et, facteur très favorable, «c'est évidemment la nature même du parc de production d'Hydro-Québec. C'est beaucoup plus facile d'installer des éoliennes dans un parc de type modulaire comme celui que nous avons ici; il est composé de différentes turbines hydrauliques avec des réservoirs qui peuvent servir à l'accumulation. La complémentarité est là et on peut aussi avoir accès facilement à d'autres réseaux extérieurs.»

Cette analyse l'amène à conclure que l'implantation de l'éolien est relativement facile à réaliser ici: «Et cela est possible à un niveau de pénétration — ce qu'on considère comme le rapport entre la puissance des éoliennes installées et la puissance totale du réseau — qui serait très élevé.» Il plaide de plus en faveur de la diversification: «Dans bien des domaines, les entreprises diversifient leurs types de production. Sur le plan des ressources à exploiter, il est absolument important de procéder de la sorte. L'ajout de l'éolien dans le portefeuille énergétique du Canada est extrêmement pertinent, d'autant plus que nous en sommes à un niveau où ce dernier peut se comparer, sur une base favorable, à tout autre moyen de production conventionnel.»

Le transport de l'énergie ne cause pas d'obstacles majeurs: «Nous sommes assez chanceux de ce côté-là. Si on parle de la Gaspésie, il n'y a pas de grandes ligne de transport, mais il s'agit là-bas d'un site de consommation locale. Pour ce qui est du Grand Nord, tout dépendant des lieux d'exploitation, il existe déjà de ces grandes lignes qui vont vers les réservoirs. L'infrastructure est là.» À son avis, si l'on excepte celui du Suroît, tout nouveau projet de développement énergétique, hydraulique ou sous d'autre forme, implique la question du transport.

Interventions et moyens d'action

Avant d'aborder le sujet de la nature des travaux de recherche, Christian Masson tient à faire le point sur le marché local de l'éolien. Il mentionne d'abord qu'il n'y a pas d'entreprises manufacturières ou de conception pour les grosses machines éoliennes au Canada. En parallèle, de nombreux promoteurs de projets sont présents sur le terrain et sont fort actifs dans le cadre du développement de 1000 mégawatts annoncé par Hydro-Québec. Les exploitants de centrales, comme Hydro ou autres propriétaires privés, figurent également dans le décor en ce qui concerne ce marché.

Dans cette perspective, la chaire a privilégié les deux dernières catégories en présence sur le marché pour conduire ses opérations, en raison des retombées beaucoup plus immédiates qui peuvent y survenir. Celle-ci travaille beaucoup sur l'aérodynamique des parcs éoliens, comme M. Masson l'explique: «On se retrouve un peu au carrefour entre deux éléments. On regarde les machines en fonction d'un site, d'un terrain qui est plus ou moins complexe sur le plan de la topographie, du recouvrement au sol: est-ce qu'il y a de la forêt, de la neige? des machines se voisineront-elles? d'autres structures, comme des buildings, font-elles partie de l'entourage? On se préoccupe de l'intégration de la technologie dans l'environnement et dans le climat local.»

Il s'agit-là de problématiques importantes pour les promoteurs de projets, qui cherchent à réduire les incertitudes à ce sujet ainsi que les coûts en bout de ligne. De façon plus précise, les chercheurs se penchent sur l'étude de terrains complexes. En ce sens, le projet de Murdochville et le parc de Cap-Chat fournissent de bons exemples. La question se pose ainsi: peut-on réduire des incertitudes qui sont un peu plus élevées dans de tels cas et s'assurer que la conception du parc correspondra à la production prévue?

Gestion de réseau

Du côté des exploitants de centrales, deux thèmes sont particulièrement abordés. Le titulaire de la chaire parle en premier lieu des procédures des tests d'acceptation: «Un propriétaire de parc a acheté une technologie et il veux savoir si les voeux pieux de celui qui lui a vendu celle-ci se traduisent par des performances réelles — est-ce qu'il réalise présentement ce qu'on lui garantissait comme production? C'est une problématique plus compliquée que dans le cas d'autres moyens de production énergétique à cause de la présence du vent qui est une réalité difficile à bien cerner. Pour les propriétaires, la moindre diminution sur le rendement de la machine se traduit par des pertes financières importantes.»

La chaire développe énormément de techniques afin d'être en mesure d'effectuer ce genre de tests dans ce qui constitue la réalité canadienne, caractérisée par des terrains complexes, des parcs de très grande dimension et des climats variables. Dans le cadre du prolongement des tests d'acceptation, les méthodologies de travail développées par les chercheurs servent du même coup à mettre au point des outils compatibles pour initier une procédure d'entretien préventif des équipements.

Les chercheurs recourent beaucoup à des outils de simulation numériques pour s'attaquer à toutes ces problématiques: «Par exemple, on les utilise dans tout ce qui touche aux prévisions atmosphériques, mais on les adapte à une échelle qui est beaucoup plus réduite. On ne s'intéresse pas à la péninsule gaspésienne au complet ou au Québec tout entier. On ouvre une fenêtre sur un parc éolien, sur un regroupement de machines en particulier.» Le professeur apporte cette dernière précision: «On simule l'écoulement à un endroit précis en prenant en compte que la machine elle-même le perturbe. On a un vent sur tel site où se trouve une machine qui a cent mètres de diamètre produisant deux mégawatts; celle-ci change localement les caractéristiques du vent.»

Il signale que toutes les connaissances et l'expertise acquises pourraient être utilisées à bon escient dans le cas de l'émergence d'une industrie de la conception et de la construction d'éoliennes en sol canadien et québécois.