LOIS ET DECRETS POUR L’ELECTRIFICATION ET L’APPROVISIONNEMENT EN EAU

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Les opérateurs privées dans le domaine de l’électrification rurale

Nombreux sont les opérateurs privés participant à ’électrification rurale de Madagascar comme pour le financement (bailleur de font), les sociétés installateurs et les prestataires de services et les sociétés fournisseurs de matériels. Voyons en particulier .

La société POWER TECHNOLOGY

La société POWER TECHNOLOGY est dans son domaine d’exercice plus de 15 ans et son expérience ne cesse de croitre. En effet elle est actuellement « la spécialiste n°1 à Madagascar de la protection électrique pour des applications aussi bien informatiques qu’industrielles [34].

Compétences et produits distribués

Elle commercialise de nos jours des panneaux solaires photovoltaïques, batteries, chauffe eaux solaire, convertisseurs, régulateurs, des systèmes de protection électrique et réfrigérateurs solaires. Distributeur exclusif de al marque UPS TECHNOLOGY et SOLAR TECHNOLOGY à Madagascar, dans la zone Océan Indien et en Afrique Australe, elle distribue et installe des produits de la marque STUDER et MORNINGSTAR destinés pour tout usage professionnel.

Ses plus grands partenaires

Dans le domaine technique, les principaux partenaires de la société sont :
MORNINGSTAR : Société se consacrant dans la production des contrôleurs solaires, des onduleurs de qualité.
PHOCOS : Société fournisseurs de composants de puissance hors-réseau du système d’approvisionnement dans le monde.
STUDER Innotec : Société dans le domaine de la conversion de l’énergie.
UPS TECHNOLOGY : Spécialiste dans le système de protection électrique.
SOLAR TECHNOLOGY : Société leaders en énergie solaire.
Dans le domaine pédagogique, elle est disponible pour recevoir des stagiaires (techniciens,…) et chaque année, de plus, elle offr e des sujets de mémoires de fin d’étude (licence es technique et ingéniorat).

Les logiciels d’électrifications rurales existants:

Grâce à la technologie de l’informatique, des logi ciels d’aide pour l’électrification rurale existent. Les plus intéressants sont .

LAPER (Logiciel d’Aide à la Planification d’Electri fication Rurale)

LAPER calcule le schéma directeur le plus économique pourl’électrification d’une zone encore non électrifiée. D’abord, il déterminels villages qui ont intérêt économiquement  à se connecter au réseau et ceux dont l’électrification par un mode décentralisé est préférable. Après ce calcul de la solution “cible»,puis il détermine le plan directeur en fonction des budgets annuels donnés et de différents critères non techniques (politiques, environnementaux, …) qui permettent d’influer sur l ’ordre d’électrification des villages [39].
Chaque localité est électrifiée soit par :
– Connexion au réseau MT.
– Groupe électrogène Diesel .
– Microcentrale hydroélectrique.
– Hybride éolienne-groupe électrogène.
– Panneaux photovoltaïques individuels.
Les résultats de LAPER sont:
– Le mode d’électrification le plus économique pourhaquec village.
– Les investissements année par année, compte tenu esd budgets annuels disponibles et des priorités données.
– Les résultats électriques et économiques détailléspour chaque village et pour l’ensemble de l’étude.

L.E.M.C (Logiciel d’Electrification a Moindre Coût)

C’est un logiciel d’aide pour les étudiants et pour les opérateurs publics ou privés qui veulent électrifier leur village [16]. Il exploite quatre sources d’énergies dont : hydraulique, hybride solaire groupe électrogènes, groupe électrogène et l’extension réseau. Le logiciel électrifie un village soit par :
– Connexion au réseau MT.
– Groupe électrogène Diesel .
– Microcentrale hydroélectrique.
– Hybride panneau solaire-groupe électrogène.

GAP – (Analyse et planification de la production)

GAP est un logiciel d’analyse et de planification des systèmes de production hydro-thermiques. Au cœur du GAP réside un modèle stochastique de simulation de la production, calculant les résultats techniques et économiques orrespondantsc à différents scénarios d’expansion du parc de production. Une interface utilisateur conviviale, et un gestionnaire de scénarios performant, facilitent la création et lamaintenance des données pour une multitude d’hypothèses et une analyse fine de leurs résultatstechniques et économiques [38].

NAP – (Analyse et planification des réseaux)

C’est est un logiciel destiné à la planification des investissements des réseaux électriques à Haute Tension (HT) de transmission et distribution [38].
Il permet la simulation de tous les aspects de l’exploitation d’un réseau, nécessités par sa planification à court ou moyen terme. Pour ce faire , NAP comporte les modules de calcul suivants :
· Calcul classique d’écoulement des charges (module LF)I.
· Calcul d’écoulement des charges soumis à contraintes (module CPF).
· Calcul d’écoulement des charges optimisé soumis à ontraintesc (module OPF).
· Analyse de sensibilité (module SENSITIVITY).
· Calcul de court-circuit pour défauts symétriques etdissymétriques (module SCC).
· Calcul de sécurité ou simulation d’incidents (module OUTSIM).
· Analyse de la stabilité transitoire (module STABIL).

DAP – (Analyse et planification de la demande)

DAP est un logiciel conçu à la fois pour prévoir la demande et la pointe de charge, et pour préparer des actions de Maîtrise de la Demanded’Électricité (MDE). DAP comporte quatre applications :
· Prévision simple (Simple trend forecast).
· Prévision sectorielle (Sector trend forecast).
· Prevision consumerist (Customer trend forecast).
· Prévision MDE (DSM forecast).

LAP – (Low Voltage Electrification Analysis and Pla nning)

C’est un logiciel d’assistance pour les projets de distribution Basse Tension. Après calcul des aspects électriques du réseau (courant,tension, pertes, etc.), LAP détermine la liste des investissements nécessaires. Considérant d’unepart les coûts de ces investissements et de l’exploitation du réseau, et d’autre part les revenus qui résulteront de la vente des services, LAP présente un bilan économique optimisé. Les résultats obtenus pour plusieurs réseaux de distribution peuvent être consolidés pour présenterun bilan économique global au niveau d’une région [38].

REBAN – (Analyse des réseaux B.T.)

REBAN aide les opérateurs de réseaux et les ingénieursneplanification à identifier et à analyser l’intérêt économique du rééquilibrages dephases et des investissements. Le logiciel calcul d’abord les conditions du réseau tel qu’il xiste (tension, pertes…). Ensuite, il identifie des propositions économiquement rentables de rééquilibrage des phases et de renforcements nécessaires [38].

FACES – (Fault Analysis Classifying Expert System)

FACES est un logiciel d’analyse automatisée des défautset des systèmes de protection des réseaux HT et THT. A une époque où esl sociétés de transport d’électricité doivent être de plus en plus compétitives, de plus,il les aide à optimiser considérablement les coûts d’exploitation [38].

Problèmes de l’électrification et d’approvisionnement en eau

Depuis les successions des crises politiques et économiques dans le pays, l’état financier des Malagasy est de plus en plus dégradé.La crédibilité du pays aux yeux des bailleurs de fond était douteuse. Accrus par la crise de 2009, il n’y a quasiment plus de financement pour les projets et la pauvreté gagne de plus en plus de terrain surtout dans les zones ruraux.

Types de conducteurs

Pour les transports à longue distance, on utilise g énéralemment des fils de cuivre cylindrique au lieu des fils d’aluminium en raison de son coût.
L’acier est utilisé comme support des câbles en aluminium ou en cuivre pour les câbles décrivant une longue portéée, afin d’assurer une résistance à la tractionnque l’aluminium ou le cuivre serait incapable de supporter, sans allongement excessif ou rupture.
La section de cond ucteurs suit la loi qu’on a évoquée précéédemment, c’e-à-dire 4 A/mm2.

Suppport des conducteurs [10]

Les conducteurs sonnt supportés soit par des poteauxmétalliquess, des poteaux en béton ou des poteaux en bois dont les caractéristiques sont les suivantes :
Les poteaux sont liéés à la terre.
Présence d’anti-escaalade d’une hauteur de deux mètres au dessuus du sol.
Panneau indiquant « Danger de mort ».
La hauteur minimale est de six (6) mètres le long des voies publlique et huit (8) mètres lors des traversés des voiess publiques.

Postees de transformation

Pour qu’une transmmission de courant électrique soitefficace, il faut élever la tension, au niveau de  la station génératrice d’électricitéLa. perte d’électricité est proportionnelle à la résistance de la ligne électtrique et au carré du courant. De ce fait, pour réduire les pertes, on utilise des tensions très élevées et des courantsaiblesf sur les lignes de transmission longue distance.

Types de conducteurs

Dans les postes de transformation, on peut y trouver des fils en cuivre, des barres d’acier ou de cuivre, selon la puissance.

Système de protection des réseaux électriques

Dans une centrale de production, les protections ont pour but d’éviter la détérioration des alternateurs, transformateurs et d’autres appareils électriques. La protection est indispensable en cas de fonctionnement dans de mauvaises conditions, générées par des défaillances internes, telles que défauts d’isolement, panne de régulation ou perturbations atmosphériques.

Protection contre la foudre

Il faut savoir que les conséquences de la foudre sont variables à savoir la destruction des installations électriques et les fortes perturbations électromagnétiques.
La solution la plus simple est d’installer un parafoudre. Le plus courant est l’éclateur à corne à double intervalle ou éclateur anti-oiseau pour les réseaux de 5,5 à 30 kV [8] (Schéma de l’éclateur dans l’annexe 4). Il y a aussi des lignes de gardes qui assurent la protection des réseaux de transport d’énergie. Pour les bâtiments, grâce à l’effet de pointe, un conducteur pointu relié à la terre peut être utilisé comme pafoudre. Exemple de parafoudre sur un poteau électrique : Les parafoudres sont montés horizontalement sur uneferrure support placée sur la ferrure verticale type UPN. Le raccordement entre les parafoudres et le réseau HTA est réalisé en conducteur gainé de section 54,6 mm² équipé deonnecteur à broche [21].

Zone non pluviale

Pour les zones où il y a rarement de pluie, les rivières sont asséchées, des recherches pour trouver de l’eau souterraine sont importantes. Après étude, on peut extraire l’eau à partir :
Des puits : un puits est un simple trou creusé dansle sol. (Voir annexe 5b).
Des forages : avec un trou de petit diamètre pour atteindre les nappes profondes [7]. (Voir annexe 5a).

Aménagement des sources d’eau

Puiser l’eau directement d’un chute d’eau donne énormément d’avantage sur le mode d’extraction de l’eau. En effet, grâce à la dénivel lation de la chute d’eau par rapport au village, il n’est pas nécessaire de pomper l’eau. Comme pour une centrale hydroélectrique il suffit d’installer une prise d’eau et une conduite forcée pour l’amener au centre de traitement. Ce mode de captage es appelé : Adduction d’eau potable gravitaire.

Les cours d’eau ou lacs

Ce sont les eaux de surface, et d’après l’article 6 du code le l’eau ; « Les eaux de surface sont constituées par l’ensemble des eaux pluviales et courantes sur la surface du sol ».
Dans la majeur partie des cas, on doit pomper l’eau soit directement à partir du cours d’eau soit en détournant d’abord l’eau.

Les nappes et cours d’eau souterraines

Les eaux souterraines sont des accumulations ou cours d’eau qui se trouve dans le sol. Elles sont constituées par les eaux contenues dansles nappes aquifères et les sources [5]. Son système d’extraction se fait à l’aide d’un ou p lusieurs puits où sont installées un ou plusieurs pompes. Compte tenu de la minéralisation de l’eau souterraine à certains endroits, des installations simples de déferrisation peuvent également être mises en place.

Système de pompage

Dans notre cas, la pompe est une machine qui déplace l’eau d’un endroit (plus bas) à un autre (plus élevé) en augmentant sa pression.

Types de pompes 

On distingue plusieurs types de pompes:
Les pompes volumétriques qui produisent une haut pression mais à un débit moyen.
Les pompes à engrenage qui ont aussi une forte pre ssion mais un débit faible.
Les pompes centrifuges qui ont une basse pression mais avec un débit élevé.

Table des matières

CHAPITRE I SITUATION ACTUELLE DE L’APPROVISIONNEMENT EN ELECTRICITE ET EAU A MADAGASCAR 
I.1. BILAN ENERGETIQUE DE MADAGASCAR
I.2. LOIS ET DECRETS POUR L’ELECTRIFICATION ET L’APPROVISIONNEMENT EN EAU
I.3. MADAGASCAR ET SON DEVELOPPEMENT
I.3.1. Classement de Madagascar selon les organismes internationaux (alimentation, santé, énergie, eau potable, scolarisation, PIB) :
I.3.2. Les projets de développement en cours
I.4. LES ENERGIES RENOUVELABLES, SOURCE DE NOTRE EXISTENCE FUTURE
I.4.1. Définitions :
I.4.2. Différents types de ressource en énergies renouvelables :
I.5. L’ENERGIE NON RENOUVELABLE UTILE POUR L’ELECTRIFICATION RURALE
I.5.1. Définition
I.5.2. Caractéristiques d’un groupe électrogène
I.6. TRANSFORMATION D’ENERGIE – LES COMBINAISONS POSSIBLES
I.7. APPROVISIONNEMENT EN EAU
I.8. CONCLUSION
CHAPITRE II LES OUTILS POUR L’ELECTRIFICATION ET L’APPROVISIONNEMENT EN EAU A MADAGASCAR 
II.1. LES DONNEES GEOGRAPHIQUES
II.1.1. Répartition géomorphologique
II.1.2. Répartition Climatique
II.2. LES DONNEES DEMOGRAPHIQUES
II.2.1. Population
II.2.2. Densité de la population
II.2.3. Indicateurs Démographiques
II.3. LES ORGANISMES ET INSTITUTIONS PARTICIPANTS A L’ELECTRIFICATION DE MADAGASCAR
II.3.1. La société JIRAMA
II.3.2. L’ORE ou l’Office de Régulation de l’Electricité
II.3.3. L’ADER ou l’Agence pour le Développement de l’Electrification Rurale
II.4. LES OPERATEURS PRIVEES DANS LE DOMAINE DE L’ELECTRIFICATION RURALE
MEMOIRE DE FIN D’ETUDE
II.4.1. La société POWER TECHNOLOGY
II.5. LES LOGICIELS D’ELECTRIFICATIONS RURALES EXISTANTS :
II.5.1. LAPER (Logiciel d’Aide à la Planification d’Electrification Rurale)
II.5.2. L.E.M.C (Logiciel d’Electrification a Moindre Coût)
II.5.3. GEOSIM
II.5.4. GAP – (Analyse et planification de la production)
II.5.5. NAP – (Analyse et planification des réseaux)
II.5.6. DAP – (Analyse et planification de la demande)
II.5.7. LAP – (Low Voltage Electrification Analysis and Planning)
II.5.8. REBAN – (Analyse des réseaux B.T.)
II.5.9. FACES – (Fault Analysis Classifying Expert System)
II.6. PROBLEMES DE L’ELECTRIFICATION ET D’APPROVISIONNEMENT EN EAU
II.7. SYNTHESE
METHODOLOGIE
CHAPITRE III SYSTEMES D’ELECTRIFICATION
III.1. LES DIFFERENTS SYSTEMES DE PRODUCTION D’ENERGIE ELECTRIQUE
III.1.1. Centrale hydroélectrique
III.1.2. Système éolienne
III.1.3. Système photovoltaïque
III.1.4. Extension réseau existant
III.1.5. Groupe électrogène d’appoint
III.2. TRANSPORT D’ELECTRICITE
III.2.1. Centrale vers poste primaire
III.2.2. Transport vers la sous-station
III.2.3. Postes de transformation
III.2.4. Transport d’électricité en Moyenne tension
III.2.5. Distribution sur le réseau public
III.2.6. Branchement individuel
III.3. STOCKAGE D’ELECTRICITE
III.3.1. Types de stockage
III.3.2. Système de stockage
III.3.3. Dimensionnement
III.4. SYSTEME DE PROTECTION DES RESEAUX ELECTRIQUES
III.4.1. Protection contre la foudre
III.4.2. Protection contre les surtensions et surintensités
III.5. RECAPITULATIONS
MEMOIRE DE FIN D’ETUDE
CHAPITRE IV SYSTEME D’APPROVISIONNEMENT EN EAU
IV.1. PRODUCTION D’EAU POTABLE – LES SOURCES NATURELLES
IV.1.1. Les types de source d’eau
IV.1.2. Aménagement des sources d’eau
IV.1.3. Système de pompage
IV.2. TRAITEMENT D’EAU DESTINEE A LA CONSOMMATION
IV.2.1. Traitement non chimique
IV.2.2. Traitement chimique [27]
IV.3. STOCKAGE
IV.3.1. Rôle du système de stockage
IV.3.2. Etude comparative pour la nécessité de stockage d’eau
IV.3.3. Caractéristique d’un château d’eau [20]
IV.3.4. Citernes décentralisés
IV.3.5. Dimensionnement du système de stockage d’eau
IV.4. DISTRIBUTION D’EAU
IV.4.1. Définition du réseau
IV.4.2. Distribution par borne fontaine
CHAPITRE V LES CONSOMMATIONS DE LA POPULATION RURALE DE MADAGASCAR
V.1. CONSOMMATION D’ENERGIE ELECTRIQUE
V.1.1. Consommation d’un ménage
V.1.2. Consommation des infrastructures de base
V.1.3. Autres possibilités de consommation
V.1.4. Méthode de calcul
V.2. CONSOMMATION D’EAU [19]
V.2.1. Consommation d’un ménage
V.2.2. Consommation des infrastructures de base
V.2.3. Autres possibilités de consommation
CHAPITRE VI LA RENTABILITE D’UN PROJET
VI.1. EVALUATION ECONOMIQUE
VI.1.1. Calcul des coûts des équipements principaux :
VI.1.2. Calcul des dépenses d’investissement en limite des unités de fabrication (I1)
VI.1.3. Coût des services généraux et stockages
VI.1.4. Frais d’ingénierie
VI.1.5. Frais de maintenance et stocks
VI.1.6. Frais du contracteur
VI.1.7. Charges initiales
VI.1.8. Intérêts intercalaires
VI.1.9. Frais de démarrage
VI.1.9.1.1. Fonds de roulement (FR)
VI.1.10. Capital amortissable (Ca)
VI.1.11. Le capital initial emprunté (I)
VI.2. ETUDE RENTABILITE
VI.2.1. Calcul du bénéfice brut annuel
VI.2.2. Calcul du prix du kilowatt par heure (kWh)
APPLICATIONS ET RESULTATS
CHAPITRE VII CONCEPTION DU LOGICIEL D’ELECRIFICATON RURALE DE MADAGASCAR (L.E.R.MAD).
VII.1. A PROPOS DU LOGICIEL
VII.1.1. Choix du logiciel de travail
VII.1.2. Spécificité du logiciel
VII.1.3. Conditions d’utilisation du Logiciel
VII.2. STRUCTURE DU LOGICIEL
VII.2.1. Organisation général
VII.2.2. Organisation de la fenêtre de calcul pour l’électrification
VII.2.3. Organisation de la fenêtre de calcul pour l’approvisionnement en eau potable
VII.2.4. Les paramètres d’entrées
VII.3. LES ORGANISATIONS DE CALCUL POUR LES DIMENSIONNEMENTS
VII.3.1. Réseaux de distribution
VII.3.2. Demande énergétique totale
VII.3.3. Source d’énergie : Hydroélectrique
VII.3.4. Source d’énergie : Aérogénérateurs
VII.3.6. Source d’énergie : Kits Photovoltaïque
VII.3.7. Source d’énergie : Extension réseau
VII.3.8. Calcul du prix du kWh
VII.3.9. Evaluation économique et calcul du coût des investissements :
VII.3.10. Processus pour la prise de décision de la source d’énergie
VII.4. LES PARAMETRES DE SORTIES
VII.4.1. Système hydroélectrique
VII.4.2. Système éolien
VII.4.3. Système photovoltaïque
VII.4.4. Kits solaires décentralisés
VII.4.5. Extension réseau
VII.4.6. Réseau de distribution
VII.4.7. Résultat final d’électrification
VII.4.8. Résultats finaux d’approvisionnement en eau
VII.5. LES AVANTAGES DE L.E.R.MAD
CHAPITRE VIII SIMULATION DE L.E.R.MAD SUR DEUX VILLAGES DE MADAGASCAR
VIII.1. PRE-ETUDE D’ELECTRIFICATION DE LA VILLE D’ANTANAMBAO :
VIII.1.1. Données du village
VIII.1.2. Résultats des calculs
VIII.2. PRE-ETUDE D’ELECTRIFICATION DE LA COMMUNE DE MANDIALAZA
VIII.2.1. Les données de Mandialaza
VIII.2.2. Résultats de calcul et de simulation
CHAPITRE IX REALISATION D’UNE MAQUETTE DE L’ELECTRIFICATION RURALE A L’AIDE DES ENERGIES RENOUVELABLES EN VOGUE A MADAGASCAR
IX.1. DESCRIPTION DE LA MAQUETTE
IX.1.1. Images de la maquette
IX.1.2. Dimensions
IX.2. FONCTIONNEMENT DE LA MAQUETTE
IX.2.1. Schéma bloc du principe de fonctionnement de la maquette
IX.2.2. Mise en marche de la maquette
CHAPITRE X REGARDS ENVIRONNEMENTAUX
X.1. LES LOIS ENVIRONNEMENTALES
X.2. LES CONSEQUENCES DE L’INSTALLATION ET DU FONCTIONNEMENT DES SOURCES D’ENERGIES DANS LE MILIEU RURAL
X.2.1. L’installation d’une centrale hydroélectrique
X.2.2. L’installation d’un parc éolien
X.2.3. -L’installation d’un champ photovoltaïque
X.2.4. L’installation des pylônes
X.2.5. L’installation de groupe électrogène
X.2.6. L’approvisionnement en eau
X.3. LES CONSEQUENCES DE L’ELECTRICITE SUR L’HOMME
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 

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