Soutenance mémoire
Depuis la nuit des temps, la technologie n’a cessé d’évoluer. Cette technologie des connaissances scientifiques dans la vie quotidienne est passée de la guerre du feu à la création de l’électricité. L’Energie constitue un secteur clé du développement d’un pays. En effet, l’ensemble des secteurs d’activités dans un pays a besoin d’Energie pour fonctionner afin de contribuer à la croissance économique et à l’amélioration de la vie sociale de la population. Pour les spécialistes du développement, la consommation énergétique constitue un indicateur du niveau de développement du dynamisme de l’économie d’un pays. Ainsi, chaque pays élabore sa politique de l’Energie en assurant la mise à disposition de ressources énergétiques en quantité suffisante, correspondant aux besoins de ses utilisateurs en termes de qualité, d’efficacité et de sécurité, et qui leur sont accessibles physiquement et économiquement. L’énergie électrique est alors devenue une énergie indispensable à l’homme tant dans son foyer que dans son travail. Normalement dans un pays, tout le monde doit jouir équitablement du même développement quel que soit l’endroit où il se trouve. Cependant, à Madagascar seulement 6,10% des villages ruraux accèdent à l’électrification à cause de leur éloignement aux réseaux électriques existant et du coût élevé de l’énergie fossile des centrales thermiques. Face à la crise énergétique rencontrée par Madagascar provoquée par l’augmentation du prix de pétrole et la faillite rencontrée par le JIRAMA premier distributeur de l’énergie électrique dans notre pays et pour anticiper la fin des énergies fossiles, il est nécessaire de chercher à diversifier et rajouter les ressources d’énergies. De prétexte éolienne, photovoltaïque, hydraulique, géothermique, marémotrice, ou autre, les énergies renouvelables sont les seules ressources d’énergie alternatives capables de répondre au besoin énergétique de notre pays. L’Agence de Développement de l’Electrification Rurale (ADER) aura pour rôle principal de promouvoir la prestation de services, comme l’électricité, exécutée par des opérateurs privés. Elle supervise et finance les projets d’Electrification Rurale grâce aux ressources du Fonds National de l’Electricité (FNE), fournit une assistance technique aux opérateurs, et assure le suivi et l’évaluation socio-économique et environnementale des projets.
LE CONTEXTE DU PROJET
Le projet d’électrification rurale dans la région ANTSIMO-ANDREFANA, sur la commune rurale de SOAMANONGA, district de Betioky Atsimo est lancé dans le cadre de la mise en œuvre de la Nouvelle Politique de l’énergie, du Ministère de l’énergie et des Hydrocarbures (MEH) et l’agence de Développement de l’Electrification rural (ADER).
DESCRIPTION DE LA SITUATION DU PROJET
OBJET
L’objectif de ce projet est de desservir en électricité les localités de SOAMANONGA par un système hybride éolien-diesel avec stockage et de promouvoir l’accès à l’électricité de la population pour soutenir et appuyer les initiatives de développement dans leurs fonkotany et le bon fonctionnement de ces services sociaux. Les installations envisagées à implanter est composées d’un système hybride éoliendiesel, des lignes basses tension en mode réseaux de distributions aérien reliant la centrale avec les localités cibles. Pour atteindre cet objectif, nous avons fait des études socioéconomiques des localités à desservir, l’évaluation de la demande en énergie, des études techniques de la centrale de production et des réseaux électriques ainsi que des études économiques et financières du projet et en fin l’étude d’impact environnementaux . Comme résultat attendu dans ce projet, la puissance disponible sur le site de Soamanonga peut couvrir les demandes des localités cibles pendant toute l’année et pendant 24 sur 24 heures.
DEMARCHE METHODOLOGIQUE
Concernant la demarche methodologique,pour bien mener à termes ces etudes, nous avons adopté les démarche si dessous :
➤ La recherche et étude des documents, des données et informations existantes concernant le site, permettant d’avoir une base de travail solide et de préparer les descentes sur site.
➤ La preparation de l’équipe, des supports et matériels pour les descentes sur site.
➤ La collecte des données pour les études : réalisation des enquêtes socioéconomiques, impacts environnementaaux.
➤ La collecte des données pour les differentes variantes possibles d’implantations des ouvrages.
➤ Traçé des réseaux de transport et de distribution électriques.
➤ Traitements, compilations et analyses des données collectées.
➤ La rédaction des rapports de travail.
SITUATION DES INFRASTRUCTURES ELECTRIQUES LES PLUS PROCHES
La commune rurale de Soamanonga se trouve plus proche de la commune rurale de BETIOKY ATSIMO, cette commune est déjà électrifiée par le JIRAMA, alimentée par une centrale thermique associée à du réseau BT. La société JIRAMA prend en charge l’électrification de la ville de BETIOKY ATSIMO. Seul l’utilisation des groupes thermiques diesel est jusqu’à maintenant le moyen pour de production d’électricité.
DONNEES CLIMATIQUES
Concernant les données climatiques, nous avons utilisés le logiciel RETScreen pour obtenir les données climatiques de la région considérée.
PRESENTATION DU LOGICIEL DE CALCUL UTILISE
RETScreen :
RETScreen® International est à la fois un outil de sensibilisation aux énergies propres, d’aide à la décision et de renforcement des compétences. L’outil consiste en un logiciel standardisé et intégré d’analyse de projets d’énergies propres qui peut être utilisé partout dans le monde pour évaluer la production énergétique, les coûts du cycle de vie et les réductions d’émissions de gaz à effet de serre pour différentes technologies d’efficacité énergétique et d’énergie renouvelable. Chaque modèle de technologie d’énergie propre RETScreen (par exemple projet de centrale éolienne, etc.) a été développé dans un classeur Microsoft® Excel individuel. Chaque classeur est ensuite composé d’une série de feuilles de calcul. Ces feuilles de calcul ont un aspect commun et suivent une démarche standardisée, commune à tous les modèles RETScreen. En plus du logiciel, l’outil comprend des bases de données (produits, coûts et données météorologiques), un manuel en ligne, un site Web, un manuel d’ingénierie, des études de cas et un cours de formation.
HOMER
HOMER (Hybrid Optimisation Model for Electric Renewable) est un logiciel initialement développé dès 1993 par le National Renewable Energy Laboratory pour les programmes d’électrification rurale. Depuis 2009, il est disponible sous la licence Homer Energy. C’est un outil pour la conception et l’analyse des systèmes d’alimentation hybrides (générateurs conventionnels, production combinée de chaleur et d’électricité, éoliennes, solaire photovoltaïque, piles, piles à combustible, énergie hydraulique, biomasse etc.). Il permet de déterminer la faisabilité économique d’un système d’énergie hybride, d’optimiser la conception du système et permet aux utilisateurs de comprendre comment fonctionne un système hybride d’énergies renouvelables. Il est utilisé pour effectuer des simulations de différents systèmes énergétiques, comparer les résultats et obtenir une projection réaliste de leur capital et les dépenses d’exploitation. C’est un outil intéressant au service des décideurs publics, des intégrateurs de systèmes, et de nombreux autres types de développeurs de projets, afin d’atténuer le risque financier de leurs projets de centrales hybrides. Pour notre cas, il pourrait bien servir au dimensionnement optimal du système.
DONNEE CLIMATIQUE POUR LA COMMUNE RURALE DE SOAMANONGA
RETScreen a donné directement les données climatiques concernant la région considéré en ajoutant le nom de la région que l’on veut dans le champ lieu des données climatiques. Si la région considérée n’est pas affichée dans les listes des régions ayant directement des données, on peut utiliser les données satellite de la NASA en cliquant sur l’onglet télécharger les données satellite de la NASA en suivant les instructions données par le logiciel.
SITUATION GEOGRAPHIE ET ADMINISTRATIVE
La commune rurale de Soamanonga se trouve sur la région ANTSIMO ANDREFANA district de Betioky Atsimo. La commune est délimitée au Nord par la Commune Rurale de Belamoty, au Sud par la Commune Rurale de Fotadrevo, à l’Est par la Commune Rurale d’Ambatry et à l’Ouest par la Commune Rurale de Lazarivo. Comme coordonné géographique, la commune se trouve sur 24°20’47.89’’ S et 44°31’04.63’’ E qui a une élévation de 443 m. Situe à 70,5 Km du Chef-lieu de District (Betioky Atsimo) on prend la route nationale 10, arrivée dans la commune rurale Ambatry, on suit la déviation Est. Environ 4h en voiture 4×4, le problème de la communication s’avère être une grande barrière pour son développement.
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
I. CHAPITRE I ÉTUDE SOCIO-ECONOMIQUE
I.1 METHODOLOGIE
I.2 SITUATION GEOGRAPHIE ET ADMINISTRATIVE
I.3 DONNEES DEMOGRAPHIQUES
I.4 ACTIVITES ECONOMIQUES
I.5 INFRASTRUCTURES SOCIALES
I.6 DIFFERENTS TYPES DE CLIENTS
II. CHAPITRE II ETUDE DE LA DEMANDE EN ELECTRICITE
II.1 HORIZON DU PROJET
II.2 SEGMENTATION DES CLIENTS CIBLENT DANS LA LOCALITE
II.3 RECENSEMENT ET CATEGORISATION PAR SEGMENT DES CLIENTS DANS LA LOCALITE CIBLENT
II.3.1 Les ménages
II.3.2 Administration
II.3.3 Commerces et services
II.4 MENAGES DANS LA LOCALITE
II.4.1 Pour les ménages
II.4.2 Concernant les administrations
II.4.3 Pour les commerces et services
II.5 ANALYSE PREVISIONNELLE DE LA DEMANDE
II.5.1 Méthode de calcul
II.6 EVOLUTION DE L’ENERGIE CONSOMMEE DANS LA LOCALITE CIBLE
II.7 BILAN
II.8 COURBE DE CHARGE JOURNALIERE
II.9 CAPACITE GLOBALE MOYENNE A PAYER LE RACCORDEMENT ET LE KWH
II.9.1 Pour les ménages
II.10 VOLONTE A PAYER
II.10.1 Pour les commerces et services
II.10.1.1 Capacité à Payer
II.10.1.2 Volonté à payer
II.10.2 Administration
II.11 TAUX D’ACCES A L’ELECTRICITE A L’ANNEE 1
II.11.1 Ménages
II.11.1.1 Répartition
II.12 TAUX DE RACCORDEMENT ANNEE 1
II.13 NOMBRE DE CLIENTS ANNEE 1
II.13.1 Administration
II.13.2 Commerces et services
II.14 EVALUATION DE LA PUISSANCE A INSTALLER
II.14.1 Etude de scénarios sur la prévision d’évolution de la demande
II.15 L’ECLAIRAGE
II.15.1 L’éclairage chez les ménages non-électrifiées
II.15.1.1 Statistiques descriptives globales sur les lampes
II.15.2 Les renseignements sur l’éclairage tirés des ménages déjà électrifiés
II.15.2.1 L’évolution du nombre de points lumineux
II.15.3 Les équipements
II.15.3.1 Équipement des villages non-électrifiés
II.15.3.2 Diffusion des appareils dans les ménages non électrifiés et désirs d’achat exprimés
II.15.3.3 Objectifs exprimés par les ménages en matière d’appareillage
II.16 ÉQUIPEMENT DES VILLAGES ELECTRIFIES
III. CHAPITRE III : ETUDE TECHNIQUE
III.1 LE SYSTEME HYBRIDE EOLIENNE-DIESEL
III.2 COMPOSANTS
III.2.1 Les générateurs éoliens : L’énergie provenant des vents
III.2.1.1 Les types d’aérogénérateurs
III.2.1.2 L’Eoliennes à axe horizontal
III.2.1.3 Choix de technologie de l’éolienne
III.2.1.4 Architecture d’une éolienne à axe horizontale
III.2.1.5 Régulation mécanique de la puissance d’une éolienne
III.2.1.6 Conversion électrique d’énergie éolienne
III.2.1.7 Machines électriques et systèmes de conversion d’énergie éolienne
III.2.1.8 Machines synchrones à aimants permanents
III.2.2 Onduleur pour site isolé
III.2.2.1 Rôle et caractéristiques d’un onduleur pour site isolé
III.3 EQUIPEMENTS ELECTROMECANIQUES
III.4 EVALUATION DU POTENTIEL RENOUVELABLE
III.5 DIMENSIONNEMENT DU SYSTEME DE PRODUCTION
III.6 RECAPITULATION DE LA DEMANDE
III.6.1 Distribution de Weibull
III.6.2 Extrapolation verticale des vitesses du vent
III.7 POUR L’AEROGENERATEUR
III.7.1 Energie produite par un aérogénérateur
III.8 CHOIX DE LA TENSION NOMINALE DU SYSTEME
III.9 LE SYSTEME DE STOCKAGE : BATTERIES
III.10 LE GENERATEUR DIESEL
III.10.1 Méthode de calcul
III.11 LES CONVERTISSEURS
III.11.1 Convertisseur bidirectionnel pours les batteries : Sunny Island 5048
III.11.1.1 Caractéristiques techniques
III.11.2 Onduleurs pours la turbine WB 6000 (SMA Windy Boy)
III.11.2.1 Modèle SMA WB 6000A
III.12 SYNTHESE DES EQUIPEMENTS DE PRODUCTION
III.13 PRODUCTION ENERGETIQUE DU SEH
III.14 ETUDES DU RESEAU DE DISTRIBUTION : BASSE TENSION (BT)
III.15 PUISSANCE INSTALLEE – TENSION DE DISTRIBUTION
III.15.1 Tracé du réseau BT
III.15.2 Supports
III.15.3 Calcul mécanique
III.15.3.1 Longueur du conducteur
III.15.3.2 Calcul de la portée
III.15.3.3 Calcul flèche
III.15.3.4 Longueur total
III.15.3.5 Section du conducteur de la ligne principal
III.15.3.6 Détermination de la section d’un conducteur neutre chargé (selon la méthode NF C 15-100 § 523.7)
III.16 Récapitulation pour le câblage
IV. CHAPITRE IV ETUDE FINANCIERE
IV.1 INVESTISSEMENT PREVISIONNEL
IV.1.1 Coût estimatif du projet
IV.2 PLAN D’INVESTISSEMENT ET DE FINANCEMENT
IV.3 COUT MOYEN DU KWH
IV.4 CALCUL DU FLUX NETTE DE TRESORERIE OU CASH-FLOW ; VAN ; TRI DU PROJET
V. CHAPITRE V ÉTUDES D’IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX
V.1 INTRODUCTION
V.2 LE FICHE DE RENSEIGNEMENT ET DE TRI
V.3 L’ETUDE D’IMPACT ENVIRONNEMENTAL OU EIE
V.4 LES IMPACTS PROBABLES DE PROJET SUR L’ENVIRONNEMENT
V.5 CONCLUSION
CONCLUSION GENERALE
