L’enjeu de l’approvisionnement en électricité est crucial pour les régions dites isolées. Candidat au doctorat en ingénierie, Mohamad Issa consacre sa thèse à la diminution des coûts de production d’énergie électrique ainsi qu’à la réduction de la consommation de carburant et des émissions de gaz à effet de serre. Des travaux qui permettront d’améliorer la performance énergétique des génératrices diesel.
Au Canada, on compte 200 000 personnes vivant dans 300 régions isolées qui ne sont pas reliées au réseau public d’électricité. Au Québec, ce sont environ 35 000 personnes qui recourent à des génératrices diesel pour avoir une alimentation électrique. « Une région isolée est définie comme une région où l’on retrouve au moins 10 habitations qui logent des gens en permanence depuis au moins 5 ans », observe M. Issa. « On les dit isolées par le fait qu’elles ne peuvent pas être reliées aux réseaux de distribution d’électricité ou de gaz naturel par les moyens conventionnels, soit par lignes de transmission pour l’électricité, soit par gazoducs pour le gaz naturel. »
En plus d’être très onéreuse, l’exploitation des génératrices diesel est une source importante d’émission de gaz à effet de serre. Ces appareils sont souvent surdimensionnés et utilisés à puissance réduite, ce qui dégrade fortement leur rendement et provoque un encrassement prématuré du moteur thermique.
Afin de pouvoir optimiser les performances des groupes électrogènes diesel, Mohamad Issa se penche dans sa thèse sur l’analyse des performances énergétiques, la réduction de la consommation de carburant et des émissions des gaz à effet de serre en utilisant deux concepts différents. Le premier est basé sur l’utilisation d’un nouveau type d’alternateur synchrone qui peut fonctionner à vitesse variable pour optimiser le régime du moteur diesel.
« Ce concept a été breveté au Canada, aux États-Unis et en Australie », mentionne M. Issa. « Nous visons avec cette technologie le marché maritime, les mines, ainsi que les régions isolées. Les derniers essais ont été menés sur un groupe électrogène de 500 kW et les résultats étaient au-delà de nos attentes. On parle d’économies moyennes en carburant de l’ordre de 8 % et d’une diminution importante des émissions d’échappement (gaz à effet de serre) de 7,1 %. À cet effet, deux articles scientifiques ont été publiés dans le journal anglais de l’Institut of Diesel and Gas Turbine Engineering (IDGTE). Nous n’arrêtons pas ici. Bientôt, de nouveaux essais seront menés sur un groupe électrogène de 1 MW, et nous sommes très optimistes quant à la façon dont les choses avancent. »
Le deuxième concept repose sur l’hybridation pneumatique des moteurs diesel, qui permet à ces moteurs d’être entraînés totalement ou partiellement par l’air comprimé. Les moteurs diesel peuvent donc tourner sous l’effet seul de l’air comprimé, ou sous l’effet combiné de l’air et du carburant. « L’hybridation pneumatique diesel est une technique très évoluée, et des simulations sur ordinateur nous ont permis d’atteindre des économies de 13 % en carburant avec des diminutions des GES de l’ordre de 10 %. Notre prochaine étape est de valider pratiquement les résultats sur une génératrice de 1 MW et de mettre un système automatisé capable de gérer le débit de l’air et la quantité du carburant à injecter lorsque le moteur doit fonctionner en mode hybride pneumatique diesel », précise le chercheur de l’UQAR qui mène ses travaux sous la direction du professeur Adrian Ilinca.
D’origine libanaise, Mohamad Issa est arrivé au Canada en août 2003 dans le but de poursuivre ses études en génie électrique à l’Université du Québec à Trois-Rivières. Diplômé d’une licence technique en électronique industrielle de la France et d’un baccalauréat en ingénierie de l’Université technologique de Kaunas en Lituanie, le chercheur a terminé sa maîtrise en génie électrique à Trois-Rivières en juin 2005. En 2006, il a déménagé à Rimouski pour occuper le poste de directeur, Recherche et Développement, au sein de l’entreprise AMH Canada.
Depuis 2013, Mohamad Issa enseigne la physique et les systèmes automatisés à l’Institut maritime du Québec. « J’ai choisi l’UQAR pour faire mon doctorat en ingénierie, car je me sens chez moi à Rimouski », explique l’étudiant. « Cela m’a permis de continuer ma vie proche de mes amis et de ma famille, sans être forcé de déménager encore une fois. Moi qui ai beaucoup voyagé, je crois qu’il est superbe de pouvoir trouver la stabilité, que ce soit pour le travail ou pour les études. En plus, c’est une petite université, ce qui nous rend comme une petite famille. »
Mohamad Issa envisage de continuer ses recherches sur les énergies renouvelables et de lancer une firme d’ingénierie avec ses collègues dans les prochaines années.