De l'efficacité des moteurs aux dilemmes énergétiques

Entrevue avec monsieur Mohamed Benhaddadi, Ph. D. en génie électrique, professeur au Cégep du Vieux Montréal, récipiendaire du Prix de l’Acfas, Denise-Barbeau – recherche au collégial

Mohammed Benhaddadi se dit très heureux de la réception de ce prix. Pour lui, c’est la reconnaissance du travail de quatre décennies. « Je demeure tout de même les deux pieds sur terre. Fondamentalement, il n’y a rien de changé. J’ai participé en fin de semaine aux portes ouvertes du Cégep du Vieux Montréal où, comme d’habitude, je suis content de pouvoir dire bonjour aux futurs étudiants », nous confie-t-il en toute simplicité.

Conjuguer enseignement et recherche

Invité à nous expliquer comment il a réussi à conjuguer recherche et enseignement, Mohammed Benhaddadi nous raconte que son cheminement s’est développé en deux temps : « La recherche, il faut y croire énormément pour pouvoir en faire, parce que ce n’est pas la recherche qui va nourrir son bonhomme, soit au collégial et même à l’université. Au cégep, la tâche d’enseignement étant très élevée, faire de la recherche simultanément n’est pas aisé. Contrairement au cheminement habituel, j’ai commencé à en faire à l’École Polytechnique avant d’en faire au cégep. En fait, au Cégep du Vieux Montréal, cela a commencé les années 2006-2007, où j’ai eu à superviser deux projets pédagogiques et, à mon grand plaisir, j’ai vu l’engouement des deux étudiants impliqués dans ces projets. C’est à ce moment que j’ai réalisé les possibilités de faire de la recherche au collégial. C’est essentiel, pour faire de la recherche, ça prend un noyau de chercheurs et, surtout, ce qui la nourrit : des étudiants. J’ai obtenu des subventions pour développer les laboratoires et côtoyé des étudiants motivés qui m’ont stimulé à m’investir davantage au collège. Je me souviens d’un de mes étudiants, actuellement attaché de recherche à l’ÉTS, qui venait dans nos laboratoires tous les jours, y compris les samedis et les dimanches. »

L’objet de ses recherches

Mohammed Benhaddadi fait des recherches dans le domaine des entraînements électriques où la variation électronique de vitesse permet au moteur de consommer la juste mesure d’énergie. Ces recherches portent sur le comportement technico-énergétique des moteurs quand ils sont soumis à des régimes de fonctionnement autres que ceux pour lesquels ils ont été conçus. « Le moteur a une plaque signalétique, c’est son passeport. Sauf qu’il a une chance sur dix de fonctionner dans les conditions pour lesquels il a été construit, parce que l’alimentation change, parce que surtout la charge change, alors que les moteurs sont presque toujours surdimensionnés. J’ai fait des recherches sur le fonctionnement des moteurs dans ces conditions autres. Mon objectif, c’est de faire ressortir l’optimum à l’intérieur du régime pour lequel les moteurs n’ont pas spécialement été construits.

À titre d’exemple, j’ai réalisé une étude expérimentale sur trois moteurs de grands manufacturiers nord-américains dans des conditions similaires. Ces moteurs sont identiques en apparence et sur leurs plaques. À mon grand étonnement et aussi à celle de la communauté scientifique, les moteurs supposément identiques mis en sous-charge présentent des différences de rendements pouvant avoisiner même 2 %, ce qui est considérable. Il faut savoir en effet que pour améliorer de 2 % l’efficacité d’un moteur, cela représente environ vingt années de recherche! En ce moment, je travaille sur une nouvelle génération de moteurs, mais l’enjeu demeure toujours l’optimisation de la consommation d’énergie afin que celui qui achète un moteur puisse pouvoir accéder à l’optimal en toutes circonstances. Aussi, dans la vraie vie, tous les moteurs sont sous-utilisés; la question réside dans le fait de savoir dans quelle proportion ils le sont. »

Les retombées pédagogiques de ses recherches

Monsieur Benhaddadi réalise ses recherches dans les laboratoires d’électronique industrielle du département de génie électrique du Cégep du Vieux Montréal. Sa grande fierté, c’est d’avoir été en mesure d’intégrer les résultats de ses activités de recherche dans son enseignement. « J’ai monté deux bancs expérimentaux pour la recherche et j’en ai gardé un comme outil pédagogique pour les étudiants inscrits en électronique industrielle. Durant une journée, les étudiants travaillent à tour de rôle sur le banc qui leur permet de suivre le comportement technico-énergétique du moteur soumis à différentes conditions de fonctionnement. Avec le concours des collègues-professeurs de génie électrique et de génie mécanique, nous avons également développé des manipulations dans le laboratoire de procédés continus, avec un système de réglage de débit de pompes à base de vannes et de variateurs de vitesse.

Les expériences permettent ainsi de voir comment, en substituant des variateurs de vitesse aux vannes, on peut économiser de l’énergie avec le changement du débit. Ce sont des expérimentations très parlantes et formatrices pour les étudiants qui ont ainsi la possibilité de voir que l’efficacité énergétique est une réalité palpable avec des chiffres édifiants qui laissent parfois rêveurs. »

Victor Dufresne et Guillaume Sheridan Paré, lauréats d'une bourse de recherche de 5000 $ chacun pour un stage durant l'été 2014 dans le laboratoire de recherche.

Participation aux travaux du CIRODD

Le récipiendaire du Prix de l’Acfas Denise-Barbeau 2015 ne se limite pas à ses recherches techniques sur l’efficacité des moteurs. Il est aussi membre du Centre interdisciplinaire de recherche en opérationnalisation du développement durable (CIROOD), un regroupement stratégique de onze universités et trois cégeps qui œuvrent à l’émergence d’une économie verte, l’économie de demain. Depuis deux ans, ce regroupement stratégique a instauré un groupe de travail multidisciplinaire autour des enjeux et des défis de l’efficacité énergétique. Le groupe est composé de chercheurs en provenance de la Polytechnique, de HEC, de l’UQAM et du Cégep du Vieux Montréal. L’analyse de la législation sur les moteurs électriques à haute efficacité énergétique a servi comme une des bases de réflexion dans les travaux de cette équipe.

« Nous sommes un partenaire à part entière dans ce projet, où nous avons beaucoup appris les uns des autres. Pour l’ingénieur que je suis, la participation à ce regroupement stratégique m’a permis d’aborder la question d’efficacité énergétique sous un angle beaucoup plus large », de préciser monsieur Benhaddadi.

Est-il optimiste sur l’atteinte des cibles pour réduire les effets de gaz à effet de serre (GES) pour 2030?

Monsieur Benhaddadi vient de publier un article scientifique avec deux autres membres du CIROOD dans la revue Energy Strategy Reviews sur les freins politiques et institutionnels au déploiement des mesures d’efficacité énergétique. Nous lui avons demandé s’il était optimiste par rapport à l’atteinte des objectifs de réduction des gaz à effet de serre. « J’ai enseigné pendant presque dix-sept ans à la Polytechnique. Durant ce temps, j’ai travaillé à rendre accessibles aux ingénieurs les questions d’actualité énergétique. Dans le cadre de mes notes de cours, j’ai tenté d’illustrer, dans le cas par exemple de la réduction des gaz à effet de serre, quels sont les leviers sur lesquels nous devons jouer. Le premier levier concerne l’efficacité énergétique qui devrait représenter entre 40 et 50 % des actions à mener pour que nous puissions atteindre les objectifs identifiés. Viennent en second lieu, les énergies renouvelables. D’ailleurs, si vous regardez les projections passées de l’agence internationale de l’énergie (AIE), il s’avère aujourd’hui que nous serons capables de les dépasser, parce que les énergies renouvelables connaissent à l’échelle mondiale un boom incroyable, que ce soit l’éolien, le solaire ou même la géothermique. On se rend compte que nous sommes capables d’atteindre les perspectives prévues, et même d’en faire plus. Pour revenir maintenant à l’efficacité énergétique, il y a un certain nombre de technologies qui sont matures, mais qui ne sont pas mises en application parce qu’elles coûtent cher. Toute la question repose en définitive sur la façon de rendre la technologie plus accessible. Il n’y a pas de secret ici non plus, il faudra une fois encore perfectionner ces technologies pour abaisser les coûts, et aussi il est temps d’introduire un paramètre qui tient compte des dommages que nous causons à l’environnement quand nous avons recours aux ressources fossiles. À ce propos, si nous voulons vraiment atteindre les objectifs que nous nous fixons, le marché du carbone doit devenir plus alléchant, car le prix actuel du carbone est encore dérisoire. »

« Nous n’avons pas le choix de faire réussir cette conférence. Si elle échoue, ce sera une catastrophe. »

À la fin de son livre Dilemmes énergétiques publié en 2008 aux Presses de l’Université du Québec, Mohammed Benhaddadi écrit : « Les dilemmes que posent l’énergie et l’environnement à l’humanité sont de taille. Cependant, l’histoire de l’humanité enseigne que c’est également en situation critique que la société réalise les avancées technologiques les plus importantes. Aujourd’hui, on se trouve vraisemblablement à l’orée de ce type de situation. » Invité à commenter sa conclusion formulée presque dix années plus tôt, il nous dit : « Nous sommes à la veille d’un rendez-vous névralgique qui se déroulera dans un mois : la rencontre de Paris. J’espère que le déclic sera là et que les gouvernements, et en particulier les gouvernements occidentaux, prendront leurs responsabilités. Nous ne pouvons rester les bras croisés et demander à la Chine de faire des efforts particuliers comme le faisait notre ancien gouvernement conservateur. Le Chinois consomme quatre à cinq fois moins d’énergie que nous et il pollue moins dans presque les mêmes proportions. Nous devons être des leaders dans ce dossier et l’arrivée d’un nouveau gouvernement au Canada constitue une source d’espoir dans la mesure où seront adoptées des mesures à l’avant-garde dans cet important combat.

Nous n’avons pas le choix que de contribuer à faire réussir cette conférence car, si elle échoue, ce sera une catastrophe. Il serait alors par la suite très difficile de reprendre le flambeau, surtout que les dommages à l’environnement peuvent commencer à être irréversibles. La marge où nous pouvons atteindre nos objectifs de limitation d’augmentation de température se réduit de plus en plus. Aussi, j’espère que l’accord qui sera conclu, ce ne sera pas un accord au minimum, mais un véritable accord basé sur des cibles chiffrées à la mesure du défi et des attentes des populations en général, ici ou ailleurs. Qu’on se le dise aussi, le monde occidental ne fera pas l’aumône à d’autres pays, si nous prenons le leadership dans ce dossier, c’est parce que nous avons une responsabilité historique. Nous n’allons pas demander aux Africains de faire des efforts sachant que c’est à nous de les accompagner dans les mesures d’atténuation des impacts pour lesquels nous sommes à l’origine. Il y a ici un combat moral que notre société civile québécoise/canadienne porte avec honneur, contrairement à ce que faisait notre précédent gouvernement fédéral. La population est réceptive; quand vous persistez dans le pédagogique et l’éducationnel et que vous vous donnez la peine d’expliquer, les gens adhèrent. »

Mohamed Benhaddadi, professeur, pédagogue, chercheur, vulgarisateur scientifique, mais aussi acteur social…

Le Portail félicite monsieur Benhaddadi et profite de cette occasion pour l’inscrire au palmarès de sa galerie de personnalités marquantes du réseau collégial.

Addendum _ Des réalisations de grande qualité

• M. Benhaddadi est l’auteur de plus d’une centaine de publications et communications dont plus du tiers dans des revues et conférences de réputation internationale établie, telles que European journal of electrical engineering, IEEE International electric machines & drives conference (IEMDC), IEEE International conference on electrical machines ICEM... Il a été sélectionné parmi d’éminents chercheurs pour écrire le chapitre sur les moteurs à très haute efficacité énergétique, dits NEMA Premium, Premium efjiciency motors, dans le livre collectif Electric machines and drives. Ce livre, publié en 2011, réunit les plus récents travaux dans le domaine des moteurs et variateurs électroniques de vitesse (drives) et fait partie du Top 3 des livres les plus téléchargés en génie électrique (plus de 195 000 téléchargements).

• En 2008, il a publié aux Presses universitaires du Québec (PUQ) Dilemmes énergétiques, un livre qui traite des questions énergétiques et environnementales à l’échelle mondiale et fournit une plateforme à ceux qui, spécialistes ou large public, recherchent une vision globale et veulent forger leur propre point de vue sur les questions énergétiques. Préfacé par Bernard Landry, ancien premier ministre du Québec, cet ouvrage a été tiré à 2000 exemplaires; ils ont été intégralement écoulés, dont plusieurs centaines en France, Belgique et Suisse. D’ailleurs, ce livre a été sélectionné par les PUQ pour le Prix international Roberval de 2010. Une réédition de ce livre, avec les mises à jour requises, est planifiée.

• En 2011, M. Benhaddadi a obtenu une subvention auprès du Centre collégial de développement de matériel didactique (CCDMD) pour écrire le livre Moteurs, Drives et efficacité énergétique à l’intention des étudiants du collégial et des technologues de l’industrie. Ce projet a reçu des lettres d’appui de quinze cégeps où on enseigne l’électronique industrielle. Il est important de préciser que la partie efficacité énergétique et qualité de l’onde de ce livre est totalement inédite et dérive de travaux de recherche menés au cégep. Ainsi, l’ensemble des départements qui offrent des programmes en électronique industrielle pourra bénéficier d’un outil pédagogique novateur en matière d’efficacité énergétique.

Extraits du document de présentation de la candidature par le Cégep du Vieux Montréal.