Soutenance mémoire
Par : MAMPITRAKA Rafenomanana Valohery Théodore
Mémoire de fin de cycle en vue de l’obtention de diplôme de Licence Professionnelle
Mention : PHYSIQUE ET APPLICATIONS
Parcours : LP3E – Option : Exploitation des Installations Electriques (EIE)
L’électrification joue un rôle considérable dans le développement rural d’un pays tant sur les plans démographique et économique que social. Le réseau d’énergie électrique est un système complexe, et qui réclame beaucoup de compétences pour sa conception et sa réalisation. C’est l’ensemble des opérations qui aboutissent à la construction d’une installation prête à l’utilisation. A ce stade il est important de faire les calculs nécessaires à la définition et au dimensionnement qui aident aux choix des matériels et conditionnent les performances attendues. Les études définissent les options techniques fondamentales dont l’architecture du réseau, les dimensionnements des équipements, les protections… L’exploitation aisée d’une installation électrique dépend de la qualité du matériel et du choix correct des équipements d’où l’importance des études de dimensionnement des différentes parties du réseau électrique avant leur mise en œuvre [3]. Le village d’Ambatomainty est une zone dans la Commune Urbaine de Fianarantsoa mais il n’y a pas d’énergie électrique. De ce fait, ce projet de fin d’études a été réalisé au sein de la société JIRAMA de Fianarantsoa à la Division des études et travaux du service de distribution électricité. Il concerne essentiellement « l’étude conceptuelle et l’évaluation financière de construction d’une ligne électrique aérienne HTA du village d’Ambatomainty dans la Commune Urbaine de Fianarantsoa » . Cette étude consiste à étudier les variations de tensions mécanique, des flèches dans le but de : obtenir des installations les plus économique en s’assurant que dans les conditions de travail précises les coefficients de sécurité K est supérieure à 3; déterminer les distances règlementaires entre les éléments des installations imposées par les normes et déterminer les efforts exercés par les conducteurs sur les armements et les supports.
Présentation générale des acteurs
Présentation de la société JIRAMA
L’entreprise porte le nom Jiro sy Rano Malagasy(JIRAMA). C’est une société de prestation de service. Elle produit, distribue l’électricité et l’eau potable à Madagascar. C’est une société d’État à gestion privée, c’est-à-dire que la totalité de son capital appartient à l’État. Son siège social se situe au 149 Rue RAINANDRIAMAMPANDRY Ambohijatovo, BP 200- Antananarivo 101. La JIRAMA a le devoir de fournir une énergie électrique et de l’eau conformément à son contrat de fourniture à sa clientèle la production tout en respectant les normes de qualité et la règle de l’art. En contrepartie, la clientèle doit respecter le contrat d’abonnement, c’est-à-dire régler le facture de consommation. Madagascar possède un potentiel important de ressources hydroélectriques, estimées à 7500 MW. Actuellement, la puissance totale installée est de l’ordre de 300 MW. La JIRAMA assure le service public d’électricité et produit 68% de l’énergie électrique par des centrales hydroélectriques et le reste par des centrales thermiques. Elle dessert actuellement 370 000 abonnés sur tout le territoire national. Le taux de croissance de la demande escomptée pour les 10 prochaines années est de 8 % par an. Les ressources financières très limitées du secteur public ne sont pas en mesure de répondre à cette demande. La Direction Interrégionale de Fianarantsoa (DIR/FR) se trouve à Tsianolondroa. Elle est composée de 22 centres d’exploitation dont 10 centres mixtes (Eau et Électricité), 11 centrales électriques et 01 centre d’eau, y compris les zones périphériques. Trois (03) grandes centrales assurent la production d’électricité de la ville de Fianarantsoa et de ses environnants, dont deux hydrauliques (Namorona et Manandray) et une thermique (Ankidoka).Tandis que pour la production et le traitement d’eau, deux sources importantes sont opérationnelles (Antarabiby et Vatosola).
L’Université de Fianarantsoa et la Licence Professionnelle « Exploitation des Eaux et Electricité »
L’Université de Fianarantsoa (UF), dispose en son sein d’une filière de formation professionnalisant en métiers de l’eau et de l’électricité de niveau Bac+3 pour l’obtention du diplôme de Licence Professionnelle ou du DTSS (Diplôme de Technicien Supérieur Spécialisé). La filière de formation « Licence Professionnelle en Exploitation des Eaux et Électricité »(LP3E), dont la mise en place de cette filière a été subventionnée par l’Agence Universitaire de la Francophonie (AUF) et la Coopération Universitaire Franco-malgache, a déjà recruté depuis sa création en 2009 six (06) promotions d’étudiants. Ce mémoire est réalisé dans le cadre du projet de fin d’études de la 7ème promotion pour l’année universitaire 2015-2016. L’objectif professionnel de cette formation consiste à former des assistants ingénieurs aptes à travailler dans le domaine concerné en association d’usagers, ou au sein d’un bureau d’études, collectivité ou entreprise. Le contenu de la formation présentée est le fruit d’une réflexion menée en étroite collaboration avec les partenaires industriels et les branches professionnelles du secteur eau et du secteur énergie. En plus du tronc commun avec une unité d’enseignement de mise à niveau scientifique et technique, la formation a la particularité de proposer deux options reposant sur des pôles de compétence diversifiés, à savoir :
● L’option Technologie d’Exploitation des Eaux (TEE) ;
● L’option Exploitation des Installations Electriques (EIE).
L’année universitaire est divisée en deux semestres correspondant au S5 et S6 du niveau L3 de Licence ; les compétences seront évaluées sur la base du contrôle continu et examen terminal. La formation se déroule donc en une année à temps plein, décomposée comme suit : 550 heures académiques (S5 et S6), 25 heures de projet tutoré et 16 semaines de stage en entreprise (équivalent à 25 h). Les enseignements (600 h) de la Licence Professionnelle sont répartis en trois domaines d’Unités d’Enseignement (U.E.), à savoir.
● La formation générale (275 h) de tronc commun comportant : Les modules de mise en niveau scientifique et technique, la langue vivante, les outils informatiques et modélisation, la culture et communication et a connaissance de l’entreprise.
● La formation technologique (275 h) (répartie selon le choix : options).
● Les travaux de fin d’études comprennent : Le projet tutoré et le stage en entreprise.
La localité du village Ambatomainty
Situation géographique
La Commune urbaine de Fianarantsoa est l’une des communes dans le District de Fianarantsoa, de la Région Haute Matsiatra. La ville de Fianarantsoa se trouve à 410 km de la capitale, sur la RN 7 reliant Antananarivo – Toliara. Sa superficie est de 138,68 km2 . Elle est délimitée :
• au Nord par les Communes rurales d’Ivoamba et d’Ialananindro ;
• au Sud par les Communes rurales de Soaindrana et de Talata Ampano ;
• à l’Ouest par les Communes rurales d’Andoharanomaintso et Ankarinarivo Maniriso;
• à l’Est par les Communes rurales d’Andrainjato Centre et de Taindambo.
La Commune urbaine de Fianarantsoa est composée de 50 Fokontany (figure 1.1) et 7 arrondissements dont : Andrainjato Sud, Andrainjato Nord, Lalazana, Manolafaka, Vatosola, Ville Basse et Ville Haute Ambatomainty est un village dans l’arrondissement d’Andrainjato Sud et est situé à 2 km au Sud de Fokontany Ambatoharanana.
Caractéristiques socio-économique de la zone d’étude
Les enquêtes effectuées auprès des certains villages nous ont permis de relever bon nombre d’informations quant aux activités et aux conditions de vie des gens de la zone étudiée.
Analyse de la demande énergétique :
L’analyse a été conduite selon deux grands secteurs, le secteur domestique et le secteur non domestique.
● Secteur domestique :
Le modèle de l’analyse de la demande domestique est fondé sur un découpage de la demande en modules homogènes du point de vue des conditions de formation de la demande. Les modules considérés pour l’analyse de la demande énergétique domestique sont ceux issus de l’étude socio-économique. Les principaux déterminants de la demande du secteur domestique sont ainsi le niveau d’équipement des ménages et des consommations unitaires par usage et le taux de desserte identifié.
● Secteur non domestique :
L’usage non domestique considéré est l’estimation de la demande non domestique est pour l’essentiel basée sur les résultats des enquêtes « village ».
Les habitants :
D’après le Plan Communal de Développement (PCD), la population de la Commune urbaine de Fianarantsoa compte 200 925 habitants en 2014 et est répartie en (à chercher) ménages, dont la taille moyenne est de 5,1 avec une densité de 1 458 hab/km2 , la densité la plus élevée est de 13 330 hab/km2 , mais uniquement à Ambalapaiso, la plus faible est de 126 hab/km² à Sahamavo [6]. D’une manière générale, le taux d’accroissement naturel est de l’ordre de 3,8%.
Les activités :
Les activités économiques principales de la Commune de Fianarantsoa sont marquées par l’agriculture, l’élevage et l’artisanat. Les surfaces cultivées sont 2683,33 Ha. En 2010, la Commune dispose de 58 500 têtes de cheptel bovin, 320 têtes de cheptels caprins (en 2000), 125 000 têtes de volailles, et 3 500 têtes de cheptel porcin (type d’élevage semi extensif), ainsi que de 2683,33 Ha de superficie totale cultivée. Le village d’Ambatomainty compte 1183 habitants qui pratiquent essentiellement l’agriculture pluviale, dont la riziculture marque environ 8 km2 de surface cultivée, soit de l’ordre de 9% du territoire communal. Bien que cette dernière soit peu lucrative, elle est souvent accompagnée d’une activité de petit élevage qui vient compléter les revenus des ménages. Dans le village d’Ambatomainty, les activités artisanales des habitats sont marquées par la briqueterie, poterie et peinture.
La vie communautaire
Le village d’Ambatomainty dispose d’ :
● une école primaire publique (EPP) avec 403 élèves,
● une école « VOZAMA »de 40 élèves,
● une école « Sekolin’ny Ankohokely » avec 51 élèves,
● un bureau de Fokontany Ambatomainty et du projet SEKALINE,
● une église FJKM (nombre de fidèles : d’environ 250 fidèles) et Jesosy Famonjena (nombre de fidèles : avec 150 chrétiens).
L’état des lieux
Cette étude concerne l’étude conceptuelle et l’évaluation financière de construction d’une ligne électrique aérienne HTA du village d’Ambatomainty dans la Commune urbaine de Fianarantsoa.
La longueur totale de la ligne à construire est de 1,627 km à partir du point de dérivation sur la ligne 20 kV près de la faculté des sciences Andrainjato jusqu’au point de livraison en moyenne tension à Ambatomainty. L’électrification d’un site situé à une distance éloignée du point de raccordement nécessite une étude de tracé de la ligne avant l’exécution de travail afin d’évaluer son coût de réalisation.
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Table des matières
INTRODUCTION
Chapitre 1 : Présentation générale des acteurs
1.1. Présentation de la société JIRAMA
1.2. L’Université de Fianarantsoa et la Licence Professionnelle « Exploitation des Eaux et Electricité »
1.3. La localité du village Ambatomainty
1.3.1. Situation géographique
1.3.2. Caractéristiques socio-économique de la zone d’étude
1.3.2.1. Analyse de la demande énergétique
1.3.2.2. Les habitants
1.3.2.3. Les activités
1.3.2.4. La vie communautaire
1.3.3. L’état des lieux
Chapitre 2 : Déroulement de l’étude et l’état de l’art sur les réseaux électriques
2.1. Méthodologie appliquée
2.2. Méthodologie technique
2.3. Les réseaux électriques
2.3.1. La production
2.3.2. Le transport
2.3.3. La distribution
2.3.4. Architecture des réseaux de distribution électrique
2.4. Constitution des lignes électriques aériennes
2.4.1. Les conducteurs
2.4.2. Les supports (pylônes)
2.4.3. Les armements
2.4.4. Appareilles de protection
2.4.5. Disjoncteurs sur poteau
2.4.6. Le poste de transformation
Chapitre 3 : Analyse des résultats
3.1. Calcul mécanique de ligne électrique aérienne
3.1.1. Ligne étudiée à partir d’un profil en long
3.1.2. Etude préliminaire
3.1.3. Plan projet
3.1.4. Calcul mécanique du conducteur
3.1.4.1. Coefficient de sécurité
3.1.4.2. Conditions de pose des conducteurs
3.1.4.3. Résolution
3.1.5. Calcul mécanique des supports
3.1.5.1. Effort nominal disponible sur les poteaux en béton
3.1.5.2. Classe des supports en béton
3.1.5.3. Le coefficient de réduction < k > à 0, 25 m du sommet
3.1.5.4. Choix des suports
3.1.6. Résultat de calcul mécanique des lignes
3.1.6.1. Résultat de Calcul mécanique du conducteur
3.1.6.2. Résultat de calcul mécanique des supports
3.2. Capacité de puissance à transporter
3.4. Évaluation des couts de différents choix techniques proposés
CONCLUSION
MOTS CLES : Hypothèse, tension mécanique, effort du vent, effort du support (poteau), canton, armement, isolateur, portance de la chaîne.
