L’intelligence artificielle pour l’installation d’éoliennes urbaines

Deux chercheurs de l’Université Concordia veulent voir fleurir des éoliennes dans les villes. Pour cela, ils ont conçu un système qui aide à trouver les meilleurs emplacements.

« La beauté de la chose, c’est qu’on n’a pas besoin de transporter notre énergie. Elle est fournie sur place », explique Stéphanie Higgins, qui a mené l’étude dans le cadre de sa thèse de maîtrise en génie du bâtiment.

De telles installations ont déjà été dressées à Chicago, à Bahreïn et à Londres. « Chaque ville a un certain potentiel », estime la chercheuse. Selon elle, utiliser des éoliennes urbaines s’inscrit dans une démarche écologique et environnementale. « Pourquoi aller chercher notre énergie ailleurs si on est capables de l’avoir sur place ? »

Cela permet aussi de tirer « parti des caractéristiques de la ville ». Les hauts bâtiments longeant une rue étroite y créent des couloirs où le vent s’accélère. Et ces vents plus rapides produisent plus d’énergie, avance Theodore Stathopoulos, qui a supervisé l’étude.

Si M^me Higgins ne croit pas qu’une ville pourrait être autonome en énergie grâce aux éoliennes, elle estime qu’elles seraient « un beau complément ». « Nous avons beaucoup de coupures de courant au Québec causées par des vents très forts. Le vent détruit quelque chose et ensuite, il vous aide à générer de l’énergie », souligne non sans ironie le professeur du Département de génie du bâtiment, civil et environnemental.

Rencontré en 2019 par Le Devoir, M. Stathopoulos rêvait déjà à l’implantation de cette technologie en milieu urbain. Si la recherche dans ce domaine en est encore à ses débuts, M^me Higgins et M. Stathopoulos ont depuis réussi à développer une intelligence artificielle, permettant de déterminer le meilleur emplacement en ville pour installer une éolienne.

« La question n’est plus tant de savoir comment trouver une éolienne, mais où je vais la placer et quels problèmes je peux avoir », explique M. Stathopoulos. Les machines peuvent être bruyantes, et l’accélération du vent n’est pas constante en ville, ce qui n’est pas idéal pour les turbines. « Ce qu’on a fait, c’est voir comment on pouvait s’arranger avec ces désavantages » et cibler au mieux les emplacements pour tirer le plus de profit, résume-t-il.

La prochaine étape est d’étendre cette base de données pour que nous puissions prendre en compte plus de cas, prouver [les résultats] et les commercialiser

— Theodore Stathopoulos

M^me Higgins a d’abord analysé les différentes possibilités d’installation. Au milieu d’un toit, à gauche ou à droite ; les options sont multiples. L’étudiante a pu profiter de la soufflerie à couche limite de l’université pour voir comment « le régime des vents se développe autour » de différentes formes de bâtiments.

Après avoir compilé les résultats de 157 cas d’études disponibles dans la littérature, la chercheuse a finalement testé l’intelligence de son système avec trois cas ne faisant pas partie de sa base de données. En comparant les résultats à ceux récoltés dans un laboratoire, les deux auteurs ont obtenu un taux d’exactitude de 99 %.

« La prochaine étape est d’étendre cette base de données pour que nous puissions prendre en compte plus de cas, prouver [les résultats] et les commercialiser », indique M. Stathopoulos, qui est très optimiste quant à l’avenir de cette source d’énergie verte. « Plus on y travaille, plus la technologie s’améliore, et certains des désavantages [des éoliennes urbaines] seront résolus. Mais c’est une question de temps », conclut-il.

Miser sur l’énergie propre

Si les éoliennes urbaines sont encore peu répandues au Québec, ce type d’énergie gagne du terrain. Le premier ministre François Legault a annoncé le 20 avril avoir autorisé Hydro-Québec à lancer un appel d’offres de 2300 MW pour de l’énergie éolienne et renouvelable, le plus important de l’histoire du Québec, a-t-il précisé.

Le Québec compte aujourd’hui 3885,3 MW de puissance éolienne installée sur son territoire, selon les données d’Hydro-Québec.

Ce contenu est réalisé en collaboration avec l’Université Concordia.