Une collaboration de recherche met en lumière l’impact que pourraient avoir les petits réacteurs modulaires sur la réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) dans les processus de production de ciment
Les petits réacteurs modulaires (PRM) pourraient-ils contribuer à décarboniser la production de ciment au Canada? C’est la question à laquelle Christina Mohan, diplômée en génie chimique de l’Université de Waterloo, s’est attaquée dans le cadre de ses études de quatrième année. S’appuyant sur ses connaissances en matière de contrôle des processus, d’optimisation et de modélisation, Christina a entrepris une étude visant à évaluer la faisabilité et les avantages du déploiement des PRM dans le cadre d’un système énergétique hybride, afin de comprendre comment les GES peuvent être réduits dans l’industrie de la production de ciment, tout en cherchant à minimiser les coûts.
Pour ce faire, elle a tiré parti du modèle d’optimisation des systèmes énergétiques hybrides (modèle OSEH) des Laboratoires nucléaires canadiens, un puissant outil d’évaluation technico-économique exclusif qui permet de déterminer la meilleure combinaison énergétique pour une communauté, une zone géographique ou une industrie donnée en réduisant au minimum le coût du système tout en respectant les exigences en matière de rendement et les objectifs de réduction des émissions de GES.
Contrairement à d’autres logiciels de modélisation, le logiciel OSEH peut modéliser avec précision un système d’énergie nucléaire hybride. Il considère le nucléaire comme l’une des sources d’énergie afin de déterminer la production, le stockage et la distribution optimaux de l’énergie nécessaire pour les services d’une zone ou d’une industrie (c.-à-d. électricité, chauffage, refroidissement, eau).
« Je connaissais bien le modèle OSEH avant d’entreprendre mon projet de recherche dirigé, et j’avais entendu Megan Moore des LNC en parler lors d’une conférence, ce qui avait piqué ma curiosité », a déclaré Mme Mohan. « J’ai toujours eu un vif intérêt pour le nucléaire, alors il était naturel de vouloir étudier son impact potentiel sur l’industrie de la production de ciment. »
Dans le cadre de cette étude de huit mois, Christina s’est d’abord concentrée sur les processus de production de ciment et le développement de modèles de processus pour les différentes étapes de la production de ciment. Cela comprenait l’élaboration d’un profil énergétique pour les demandes énergétiques et les émissions de GES en se basant sur les statistiques de l’industrie canadienne du ciment. Au cours des derniers mois, elle s’est familiarisée avec l’utilisation du modèle OSEH des LNC avec le soutien de son équipe de développement, la Dre Pronnapa Sanongboon et le Dr Mohammad Tohidi, afin d’exécuter des simulations avec les données qu’elle avait recueillies et de générer des résultats.
« Nous avons eu beaucoup de plaisir à travailler avec Christina », a déclaré la Dre Sanongboon. « Notre objectif était qu’elle soit capable de développer le problème, de remplir les données, d’exécuter le logiciel OSEH et d’interpréter les résultats de manière indépendante. Elle a pu mener à bien son étude et, ce faisant, nous a permis de mieux comprendre comment le monde universitaire peut tirer parti de l’outil OSEH. »
« La collaboration avec les universités offre l’avantage de combiner l’expertise académique avec des applications pratiques, de favoriser l’innovation et d’élargir le champ de la recherche », a ajouté le Dr Tohidi. « Le partenariat avec Christina a permis l’exploration d’une nouvelle approche pour aborder la réduction des émissions dans l’industrie de la production de ciment, tout en démontrant la polyvalence et l’efficacité du modèle OSEH des LNC dans des scénarios réels. »
Qu’a révélé son étude? Un scénario qui comprend une combinaison de cogénération de chaleur et d’électricité nucléaire et non nucléaire réduit de 84 % les émissions de GES de l’industrie de la production de ciment. Il s’agit certainement d’une conclusion convaincante qui, comme le souligne Christina dans son article, « ouvre la voie à la poursuite de la collaboration et de l’innovation dans l’exploitation des technologies d’énergie propre pour favoriser la gestion de l’environnement et le développement durable dans le secteur du ciment ».
À l’automne 2024, Christina Mohan est employée comme analyste probabiliste de sûreté junior chez AtkinsRéalis. Elle est également responsable de la région canadienne pour le programme North American Young Generation in Nuclear (Jeune génération nord-américaine dans le secteur nucléaire), organisation qu’elle crédite pour avoir joué un rôle clé dans le développement de son intérêt pour l’énergie nucléaire.
