Icetek est une entreprise de Québec qui développe des solutions technologiques pour l’éolien en climat nordique. Ses produits s’adressent aux opérateurs de parcs éoliens aux prises avec des pertes de production dues au givre. En effet, le givre affecte les performances aérodynamiques des pales d’une éolienne et va ainsi dégrader sa production électrique. En prenant en considération que les mois d’hiver sont les mois les plus venteux de l’année et que l’air est plus dense vu les températures froides, le givre peut causer jusqu’à 25 % de pertes de production annuelle pour un parc éolien.
Icetek prend son origine dans un projet de recherche de doctorat à l’Université Laval en 2012. André Bégin-Drolet, cofondateur d’Icetek, travaillait sur un capteur de mesure de vent détectant les traces de givre. De ce projet a émergé l’idée de développer un système de détection de givre pour les parcs éoliens.
Icetek est donc un spin-off de l’Université Laval qui a démarré en 2020. Aujourd’hui, l’entreprise commercialise son système de détection de givre, appelé IC-1, et compte six employés à temps plein et trois employés à temps partiel.
L’entreprise est maintenant dans une phase de pleine croissance; déjà présente dans l’est du Canada et des États-Unis, elle cherche à conquérir de nouveaux marchés, notamment l’Ouest canadien, le reste des États-Unis et prochainement l’Europe.
IC-1 : système de surveillance des conditions de givre
Le système de surveillance des conditions de givre (IC-1) est, en bref, un détecteur des conditions menant au givre. Dans les faits, ce n’est pas qu’un détecteur, mais une station météorologique complète, qui mesure la vitesse et la direction du vent, la température, la pression, l’humidité relative et l’irradiation solaire. La station météorologique est aussi équipée de deux sondes brevetées qui sont une technologie unique à Icetek.
Le contenu en eau liquide, ou Liquid Water Content, est défini comme étant la masse d’eau liquide contenue dans un mètre cube d’air. Il est utilisé pour classifier le type de glace (verglas, givre blanc, givre transparent).
Ce qui rend ce système de détection unique, c’est que les sondes peuvent mesurer le contenu en eau liquide de l’air, ou LWC (Liquid Water Content). La mesure du LWC, jumelée aux autres données météorologiques, permet d’identifier les conditions causant le givre, le début et la fin de l’épisode, de même que l’intensité de l’événement de givre.
Grâce à l’IC-1, il est possible de prévoir comment et à quelle vitesse la glace va s’accumuler sur les structures environnantes. Il est aussi possible d’identifier le type de givre et de mesurer l’épaisseur du givre accumulé sur la surface. Le signal de détection peut ensuite s’intégrer au contrôleur de l’éolienne ou de son système de dégivrage afin de réduire significativement l’impact du givre sur la production de l’éolienne.
Particularité de la technologie
À ce jour, la plupart des capteurs de givre mesurent soit la présence, soit l’accumulation de glace. C’est ce qui différencie le IC-1, qui ne détecte pas seulement l’accumulation de givre, mais peut également en identifier la cause. Par exemple, il pourra informer qu’une pluie verglaçante est à l’origine de la présence de glace sur les pales.
Le fait de déterminer la cause du givre permet une détection plus rapide que les autres capteurs sur le marché, ce qui est très intéressant pour les opérateurs de parcs éoliens, qui peuvent ainsi activer les systèmes de dégivrage avant que l’accumulation de givre ne se crée. Autrement dit, le capteur indique la présence de conditions menant au givre avant que celui-ci n’affecte négativement la production éolienne, ce qui permet une approche proactive.
Enfin, le système de détection développé et breveté par Icetek mesurant le contenu en eau liquide de l’air permet de caractériser le type de givre détecté (givre blanc, givre transparent, verglas, etc.). Ce système est l’un des seuls sur le marché qui soit capable d’atteindre ce résultat.
Application de la technologie
Certains clients d’Icetek se servent du système de détection pour activer des systèmes de dégivrage d’éoliennes : le système de surveillance va détecter le givre dès les premières phases d’un événement de givre, et ainsi démarrer les systèmes de dégivrage d’une éolienne. Cela a pour effet de réduire les pertes de production d’une éolienne pendant les événements de givre.
D’autres clients se servent du système de détection de givre sans avoir de système de dégivrage installés sur leurs éoliennes. L’idée est de faire un arrêt préventif afin que les éoliennes ne tournent pas, ce qui réduit l’accumulation de glace et permet un redémarrage plus rapide lorsque les conditions météo sont à nouveau au rendez-vous. Le capteur détectant la fin des conditions de givre permet également le redémarrage dans des conditions optimales.
La solution développée par Icetek s’adresse aussi aux clients ayant des éoliennes à proximité de lieux d’habitation ou fréquentés par la population. En cas d’événement de givre, le système de détection va stopper les éoliennes avant que le givre ne s’accumule en grande quantité et ainsi protéger le public en prévenant la projection de glace depuis les pales.
Présentation de projets dans lesquels la technologie a été utilisée
Le premier projet d’envergure dans lequel le capteur IC-1 a été utilisé est celui du parc éolien Caribou, non loin de Bathurst, au Nouveau-Brunswick. La moitié des éoliennes de ce parc ont été équipées du système. Le projet a permis d’améliorer significativement le système de détection : on est alors passé d’un anémomètre à coupole à un anémomètre ultrasonique, puis on a rassemblé les différents capteurs en un système intégré.
Depuis que le projet a démarré, IC-1 a été utilisé dans plus de 25 autres parcs éoliens et est maintenant un système de détection capable de contrôler une éolienne. Il fait partie intégrante du système en permettant l’activation des systèmes de dégivrage ou en arrêtant l’éolienne au bon moment.
Les éoliennes en climat froid opèrent dans un climat rigoureux marqué par une grande variation des températures au cours de l’année, des perturbations électriques, des chutes de glace et des vibrations. Les projets de développement de la technologie ont permis de repenser le système de détection de givre afin qu’il réponde bien aux exigences de cet environnement.
Possibilités d’évolution du produit
Icetek a développé une solution logicielle appelée IceBrain afin d’utiliser les données du IC-1 de manière à optimiser les stratégies de production.
Des développements sont également en cours afin de permettre le captage des données par un IC-1 fixé sur un mât. Dans un tel cas, le capteur ne bouge pas en fonction de la direction du vent, contrairement à une installation sur une éolienne. La prochaine étape sera de tester le produit sur des mâts météorologiques, en collaboration avec Nergica. Une piste d’optimisation est d’améliorer les performances de chauffage du produit : le système de détection peut consommer jusqu’à 300 watts, ce qui est négligeable pour une éolienne, mais pas pour un mât météorologique.
Dans le futur, IC-1 aura pour vocation d’équiper les parcs éoliens situés en climat froid en Amérique du Nord, mais aussi en Europe, où l’éolien est en grande demande. Mais avant tout, la volonté d’Icetek est d’amorcer des discussions avec les fabricants d’éoliennes afin d’équiper les éoliennes avec ce système de détection dès l’étape de la construction. À cet effet, Icetek vise l’installation de systèmes en collaboration avec d’importants manufacturiers d’éoliennes à l’automne 2024 et à l’été 2025. Ce qui lui permettra de démontrer l’efficacité de ses technologies en les comparant aux autres capteurs sur le marché.
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