Grant: Alliance Grants

Le projet vise à accroitre l'autonomie alimentaire des provinces et territoires canadiens en les appuyant dans le développement de l'agriculture en environnement contrôlé (AEC). L'objectif principal est de développer des modèles numériques (archétypes) simulant le comportement énergétique d'espaces d'AEC, tel que des serres et des enceintes de production végétale intérieure (EPVI), à l'aide d'outils de simulation de la performance des bâtiments (BPS). Les modèles développés seront offerts en libre accès (open source) et validés à l'aide de données mesurées, colligées dans différents types d'installation afin de (1) proposer des lignes directrices (a) pour le dimensionnement des systèmes de chauffage, ventilation et conditionnement de l'air (CVCA) et (b) rendre leur exploitation plus efficace énergétiquement et (2) évaluer l'impact du maintien des conditions optimales de croissance sur la consommation énergétique et l'appel de puissance de différentes (a) conditions d'opération des systèmes d'éclairage électrique et CVCA, (b) technologies novatrices (p. ex., stockage thermique), et (c) synergies possibles avec d'autres types d'espaces environnants. Les modèles incluront les coûts énergétiques ainsi que les émissions de gaz à effet de serre (GES) associés et permettront le développement de matrices décisionnelles pour faciliter la conception, le dimensionnement et l'analyse des systèmes CVCA, incluant des systèmes novateurs de gestion de la pointe électrique tels que le stockage thermique. Ceci mènera au développement de progiciels pour soutenir les producteurs/productrices dans la stratégie d'opération des systèmes CVCA selon des prédictions basées sur des données (p. ex., prévisions météorologiques) et des algorithmes d'apprentissage machine. En outre, les bénéfices attendus auront une portée beaucoup plus importante puisque l'utilisation d'espaces d'AEC permet de produire des fruits et légumes en climat nordique à longueur d'année et offre donc un moyen d'accroitre la sécurité alimentaire des provinces et territoires canadiens tout en répondant à la demande des consommateurs en produits locaux et en stimulant la relance de l'économie. The project aims to increase the food self-sufficiency of Canadian provinces and territories by supporting them in the development of controlled environment agriculture (CEA). The main objective is to develop numerical models (archetypes) simulating the energy behaviour of CEA spaces, such as greenhouses and indoor plant enclosures (IPE), using building performance simulation tools (BPS). The models developed will be offered in open access and validated using measured data collected in different types of installation in order to (1) propose guidelines (a) for the sizing of heating, ventilation and air conditioning (HVAC) systems and (b) make their operation more energy efficient and (2) assess the impact of maintaining optimal growing conditions on the energy consumption and power demand for different (a) lighting and HVAC systems operating conditions, (b) innovative technologies (e.g., thermal storage), and (c) possible synergies with surrounding spaces. The models will include the energy costs as well as the associated greenhouse gas (GHG) emissions and will allow the development of decision matrices to facilitate the design, sizing and analysis of HVAC systems, including innovative energy management systems for electrical peak shaving such as thermal storage. This will lead to the development of software packages to support producers in the implementation HVAC systems operating strategies based on data-driven predictions (e.g., weather forecasts) and machine learning algorithms. The expected benefits will have a much greater impact since CEA spaces make it possible to produce fruits and vegetables in a northern climate all year round and therefore offers a means of increasing food security of Canadian provinces and territories, while meeting consumer demand for local products and stimulating the economy.