Soutenance mémoire
L’énergie est l’un des moteurs de développement des sociétés, elle est aussi le pilier de l’économie moderne. Elle est l’étincelle qui permet l’accomplissement de toute activité humaine. Ses sources se sont diversifiées au cours du temps afin de satisfaire aux besoins toujours croissants de l’industrie et des autres consommateurs. Depuis quelques années, on a constaté des changements notables sur les conditions climatiques ainsi que l’environnement. Plusieurs scientifiques de diverses disciplines se sont intéressés au sujet et ont révélé que ces changements sont liés aux gaz présents dans notre atmosphère. Plusieurs gaz contribuent à l’effet de serre dont le dioxyde de carbone ou CO2, le méthane ou CH4. La conséquence la plus palpable de l’effet de serre est le réchauffement climatique. Ce réchauffement sur terre et dans les océans s’accélère et devient très alarmant.
Pour éviter que notre climat ne s’emballe, beaucoup de scientifiques recommandent que la température moyenne n’augmente pas de plus de 2°C d’ici 2100 par rapport à 1850. Cela signifie que la quantité de gaz à effet de serre dans notre atmosphère doit immédiatement diminuer. Sans cela, les bouleversements risquent d’être irréversibles. C’est la raison pour laquelle la COP21 a été mise en place, Il s’agit d’une grande conférence internationale qui a eu lieu au Bourget du 30 novembre au 11 décembre 2015. Les représentants de 196 pays se sont réunis pour négocier un accord dont l’objectif est justement de limiter le réchauffement planétaire à 2 °C d’ici 2100 par rapport à 1850 ; de poursuivre les efforts pour limiter ce réchauffement à 1,5°C. Une des principales résolutions de la COP21 est le développement des énergies renouvelables. C’est pourquoi, l’approvisionnement en électricité basé sur l’utilisation des énergies renouvelables, entre autres, se situe dans la droite ligne de la réforme du secteur énergie et s’inscrit dans la Nouvelle Politique Energétique de l’État Malgache. A Madagascar, les trois-quarts des 23 millions d’habitants résident en milieu rural et ne sont pas raccordés au réseau d’électricité de la compagnie nationale, confiné dans les grandes villes. Or, l’absence d’infrastructures énergétiques dans les campagnes péjore le développement des activités artisanales et industrielles, ainsi que la création d’emplois, ce qui favorise l’exode rural. Aujourd’hui, les besoins en éclairage sont généralement assurés par les bougies et occasionnellement par les lampes à pétrole. Moins de 5 % des villageois bénéficient d’une production d’électricité par des groupes électrogènes alimentés par un combustible coûteux ne permettant pas l’éclosion de petits réseaux de distribution en îlot. D’ailleurs les énergies fossiles produisent des gaz à effet de serre, GES.
Présentation du lieu de stage, le Centre National de Recherches Industrielle et Technologique (CNRIT)
Historique et localisation
Le Centre National de Recherches Industrielle et Technologique (CNRIT), sise au 38, rue Rasamimanana, Fiadanana, Antananarivo 101 a été créé par le décret nº 87 – 288 du 28 juillet 1987 et réorganisé par le décret nº92-469 du 22 avril 1992, et est un établissement public à caractère industriel et commercial doté de la personnalité civile et d’autonomie de gestion administrative et financière. Le CNRIT est placé sous tutelle technique du Ministère de l’Education Supérieure et des Recherches Scientifiques, et sous tutelle financière du Ministère des finances et du budget.
Objectif spécifique
Il est appelé à contribuer au renforcement de l’ensemble du potentiel scientifique et technique locale :
– Contribution à la formation,
– Contribution à l’information et à la documentation scientifique et technique,
– Contribution au renforcement d’infrastructure et de l’équipement scientifique et technique.
Mission
Compte tenu des objectifs précédents, le CNRIT a défini une méthode d’approche comprenant les lignes de conduite complémentaires suivantes :
✓ En amont de ses activités, le CNRIT doit développer une coopération étroite avec la formation et la recherche menée au niveau des universités et des autres institutions. Dans ce domaine, il vise à mobiliser, à renforcer éventuellement et orienter le potentiel scientifique et technique déjà existant vers une meilleure maîtrise de certaines techniques de base, la connaissance plus approfondie du contexte local pour l’application de ses techniques et leur adaptation ;
✓ En aval de ses activités, le CNRIT doit développer une coopération étroite avec les « acteurs de développement », utilisateurs normaux des résultats de son activité ;
✓ Enfin dans ses activités propres, le CNRIT doit donner la priorité à la mise en place de petites équipes au niveau des installations ‘pilote’ de Recherche/Développement dans un certain nombre de techniques de base compte tenu les priorités actuelles de développement et des activités déjà existantes dans divers secteurs.
L’Agence de Développement de l’Electrification Rurale (ADER)
Madagascar dispose d’un potentiel solaire relativement important. L’île bénéficie d’un gisement solaire de 2 000 kWh/m2.an et d’un ensoleillement supérieur à 2 800 heures par an sur toutes les régions du pays. Cette aubaine reste sous-exploitée malgré les projets et programmes lancés par l’Etat Malgache, entre autres le programme ONUDI MAG 88 025 intitulé Recherche/Développement des énergies renouvelables, lancé dans les années 90. Ce programme a été financé par l’ONUDI, soutenu par le PNUD, sous tutelle Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique, avec la collaboration du Ministère de l’Energie. Des installations pilotes utilisant les énergies renouvelables ont été réalisées. La plupart d’entre elles tombent en panne, car les Communes, auxquelles elles ont été confiées n’ont pas pu financer les charges de leur fonctionnement et/ou entretien. Conscient du défi à relever, le gouvernement malgache a créé en 2002 l’Ader (Agence pour le Développement de l’Électrification Rurale). Cette dernière a pour mission principale d’aider les « partenaires techniques et financiers dans leurs efforts pour améliorer l’accès des populations Rurales et périurbaines à des services énergétiques de base». Dans sa stratégie, l’Ader donne la priorité aux énergies renouvelables et en particulier au développement d’installations photovoltaïques.
Objectifs
L’ADER vise la réalisation des objectifs suivants :
– Promouvoir l’émergence et le développement rationnel d’installations électriques en milieu rural, notamment au travers de l’attribution de subventions d’équipements prélevées sur le Fonds National de l’Electricité prévu à l’article premier de la Loi N°2002-001 du 7 octobre 2002 portant création du Fonds National de l’Electricité pour atténuer le tarif appliqué aux consommateurs ;
– Assurer les conditions de viabilité technique, économique et financière des Exploitants en milieu rural, notamment par la promotion et l’émergence de nouveaux exploitants ainsi que d’en assurer une assistance technique ;
– Veiller, en coordination avec l’Organisme Régulateur, à la préservation des intérêts des clients finaux en milieu rural et renforcer la protection de leurs droits, notamment au travers d’une action tendant à promouvoir l’émergence de l’organisation de groupements représentant les clients des opérateurs en milieu rural, tant au niveau local que national ;
– Suivre les activités relatives à l’électrification Rurale dans tous ses aspects économiques, statistiques et techniques ;
– Appuyer et soutenir les initiatives de développement rural et le bon fonctionnement des services sociaux de base en milieu rural.
Dans ce cadre, l’ADER est notamment chargée de promouvoir et d’encourager la soumission de projets en matière d’Electrification Rurale. De plus, elle statue périodiquement sur les demandes d’octroi de financement et de subventions à la réalisation de tels projets.
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I : CONTEXTE DE L’ETUDE
Chapitre 1 : CADRE DU STAGE
I.1.1. Présentation du Centre National de Recherche Industriel et Technologique (CNRIT)
I.1.1.1. Historique et localisation
I.1.1.2. Objectif spécifique
I.1.1.3. Mission
I.1.1.4. Organigramme
I.1.2. L’Agence de Développement de l’Electrification Rurale (ADER)
I.1.2.1. Objectifs
I.1.2.2. Progrès accompli
I.1.2.3. Stratégie
I.1.3. Contexte du Stage
Chapitre 2 : LE SECTEUR ELECTRIQUE A MADAGASCAR
I.2.1. Généralités sur l’électrification à Madagascar
I.2.2. Les énergies renouvelables à Madagascar
I.2.3. Objectif du travail
I.2.3.1. Objectif général
I.2.3.2. Objectifs spécifiques
I.2.4. Le Programme BOREALE
Chapitre 3 : MONOGRAPHIE DE LA COMMUNE D’IFOTAKA
I.3.1. Résumé de la monographie de la localité
I.3.1.1. Localisation
I.3.1.2. Population
I.3.1.3. Infrastructure sociale
I.3.1.4. Moyen de subsistance des ménages
I.3.1.5. Accessibilité
I.3.1.6. Source d’énergie utilisée
PARTIE II : MATERIELS ET METHODES
Chapitre 1 : DIAGNOSTIC DE L’INSTALLATION
II.1.1. Généralités sur l’énergie photovoltaïque
II.1.2. Aménagement du site
II.1.3. Principe de fonctionnement
II.1.4. Caractéristique du réseau de distribution
II.1.4.1. Spécificités de la centrale de production d’Ifotaka
II.1.4.2. Fiche signalétique
II.1.5. Types de services
II.1.5.1. Nombres d’équipements par type de service
II.1.5.2. De la production à la vente
I.1.5.2.1. Frais d’installation
II.1.5.2.2 Prix de l’électricité
Chapitre 2 : ANALYSES TECHNICO-ECONOMIQUE ET SOCIALE DE LA CENTRALE SOLAIRE D’IFOTAKA
II.2.1. Spécificité de l’investissement du budget fourniture/installation
II.2.1.1. Budget d’investissement pour la centrale de production
II.2.1.2. Budget d’investissement pour les raccordements
II.2.1.3. Budget d’investissement pour l’installation
II.2.2. Les charges de fonctionnement
II.2.3. Taxes du service de l’électricité
II.2.4. Méthode de calcul du coût total de l’investissement
II.2.4.1. Calcul de l’amortissement
II.2.4.1.1. Éléments de calcul de l’amortissement
II.2.4.1.2. Durée d’amortissements admises
II.2.4.1.3. Calcul de l’Annuité
Chapitre 3 : REALISATION D’UN LAMPADAIRE SOLAIRE AUTONOME
II.3.1. Définition
II.3.2. Résumé Descriptif du système photovoltaïque
II.3.3. Principe de fonctionnement d’un lampadaire solaire
II.3.4. Cas des lampadaires solaires autonomes à Ifotaka
II.3.5. Conception d’un régulateur de charge
II.3.5.1. Régulateur de charge par semi-conducteur
II.3.5.2. Régulateur de décharge profonde avec coupure électromagnétique
II.3.6. Conception d’un interrupteur crépusculaire
II.3.6.1. Définition
II.3.6.2. Photorésistance
II.3.6.3. Schéma de montage
PARTIE III : RESULTATS DES TRAVAUX
Chapitre 1 : RESULTATS DU STAGE
III.1.1. Résultats des calculs
III.1.2. Résultats de l’amortissement
III.1.3. Solution proposée
III.1.3.1. Augmentation du prix du kWh
III.1.3.2. La centrale utilisée comme point de recharge
Chapitre 2 : LES RESULTATS DU PROJET
III.2.1. Montage du lampadaire
III.2.1.1. L’interrupteur crépusculaire
III.2.1.2. Le régulateur de charge
III.2.2. Prototype du lampadaire solaire
III.2.3. Coût du projet
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
WEBOGRAPHIES
