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N° Ordre ……../Faculté/UMBB/2013 REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

N° Ordre ……../Faculté/UMBB/2013 REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE M’HAMED BOUGARA-BOUMERDES Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie Mémoire de Magister Présenté par : Mme Bourezg Sabiha-Dellili En vue de l’obtention du diplôme de MAGISTER en : Filière : Economie de l’énergie Option : Planification et gestion de l’énergie Les opportunités de la technologie CSP « concentrating solar power » dans la génération d’électricité renouvelable en Algérie Devant le jury : Mr. MOHAMMEDI Kamal Professeur UMBB Président Mme. KIHAL -KAKICHE Nouara MCA UMBB Encadreur Mr. AHMED OUAMAR Abdelmadjid Professeur UMBB Examinateur Mr. CHABI Tayeb MCA Universite Bejaia Examinateur Mr. KECHROUD Bachir MCA Universite Alger3 Examinateur Année universitaire 2012/2013 Remerciements Au terme de ce travail, je tiens à exprimer ma profonde gratitude ainsi que mes sincères remerciements à : Je tiens tout d’abord à remercier Dieu le Tout Puissant qui ma donné la force et la patience d’accomplir ce Modeste travail.  A notre maître et président de jury Monsieur le professeur Mohammedi Kamal Professeur à l’université de Boumerdes .  A notre maître et encadreur de thèse DR.Nouara kihal-kakiche Vous nous avez toujours réservé le meilleur accueil, malgré vos Obligations Vos encouragements inlassables, votre gentillesse méritent toute admiration. Je profite cette occasion pour vous exprimer mon Profonde gratitude tout en vous témoignant mon respect  A nos maître et jurys de thèse Monsieur : DR. Ahmed Ouameur de l’université de Boumerdes, DR. Kechroud de l’université d’Alger et DR.Chabi de l’université de Bejaia Vous nous faites l’honneur d’accepter avec une très Grande amabilité de siéger parmi notre jury de thèse. . Enfin, je tiens à remercier tous ceux qui, de près ou de loin, ont contribué à la réalisation de ce travail. DEDICACES A Mes très chers parents, ma mère Luisa et mon père boualem Aucune dédicace ne saurait être assez éloquente pour Exprimer ce que vous méritez pour tous les sacrifices que vous n’avez Cessé de me faire depuis ma naissance, durant mon enfance Et même à l’âge adulte. A ma chère belle mère Nouna et mon beau père kauider . A mon très cher mari ABDRABBI Ton soutien moral et matériel, ta gentillesse sans Égal, ton profond attachement m'ont permis de réussir mes Études.Sans ton aide, tes conseils, tes encouragements et surprises. Ce travail N’aurait vu le jour. AMES ADORABLES FILLES Amina, Sara et raounek qui ont rempli ma vie de joie A mes très chers frères imad, youcef et nacer avec son épouse assia et leurs enfants A mes très chères sœurs AMEL ET SON MARI ET CES PETITS ENFANTS et Faiza et son mari et leur petite fille A mes belles sœurs et leurs petites familles et spécialement NA IMA Je vous dédie ce travail avec tous mes vœux de bonheur, De santé et de réussite. A mes chères ami(e)s tout le groupe de magister de l’option planification et gestion de l’énergie. Je dédie ce travail Sommaire 1 Remerciement Sommaire Abréviations Liste des tableaux et des figures Problématique.............................................................................................................................6 Partie I : Exploitation du potentiel solaire par la technologie CSP ......................................... ..9 Introduction ................................................................................................................................9 Chapitre1 : Potentiel solaire......................................................................................................10 Introduction ..............................................................................................................................10 1-Le gisement solaire dans le Monde…………………………………………………....10 2-Le gisement solaire Algérien…………………………………………………………...12 Conclusion du chapitre.............................................................................................................14 Chapitre 2 : Présentation Générale du secteur de l'électricité en Algérie.................................15 Introduction du chapitre............................................................................................................15 1-La demande électrique………………………………………………………………..16 2-La prévision de la demande : un préalable à la planification de l’offre………………16 A-Le facteur météorologique………………………………………………...…17 B-Changement des habitudes de consommation………………………………..18 3-Gestion du système électrique en période tendue……………………………………..21 4-Structure de la production d’électricité……………………………………………......24 Conclusion du chapitre.............................................................................................................26 Chapitre3 : Présentation de la technologie CSP (concentrating solar power)……………....27 Introduction du chapitre.............................................................................................................27 1. La technologie de CSP solaire ………………………………………………………….......27 A. Principes de base : Irradiation solaire et potentiel…………………………….................27 B. Les composantes d’une centrale CSP :…………………………………...…….................29 C. Le dimensionnement…………………………………………………………….................30 2. les paramètres techniques :………………………………………………………………... ..32 3. Les systèmes de génération d’électricité………………………………………...………....34 4. Les systèmes de concentration………………………………………………………..........35 5. Les différents types de centrales solaires thermodynamiques :………………………........36 A-Centrales Solaires Cylindroparaboliques ………………………………………...............36 Sommaire 2 B-Centrales Solaires à Tour………………………………………………………................37 C-Paraboles Solaires Dish Stirling………………………………………………………......39 D-Collecteurs linéaires de Fresnel ...........................................................................................40 Conclusion du chapitre.............................................................................................................41 Chapitre 4 : Comparaison entre les différents types de CSP et étude de marché.....................42 Introduction du chapitre............................................................................................................42 1. Puissance du champ solaire par unité de surface ……………………………....................42 2. Etat de l’art dans le monde, scientifique et technologique .......…………...........................42 3. Le solaire thermique, plus prometteur que le photovoltaïque…………………………......46 A. les prévisions d’évolution ………......………………………………….......................46 B. Comparaison entre PV et CSP ……………………………………………....................48 C. Analyse du tableau comparatif……………………………………………….................50 1 .contraintes globales…………………………………………………......................50 2.Les contraintes spécifiques……………………………............................................51 3.Les contraintes de développement durable………………………...........................52 4.Les contraintes économiques spécifiques……………………………......................52 4 .La situation actuelle de l’électricité CSP…………………………................................53 5. Répartition des capacités selon les technologies en 2010…………………...................55 6. Perspectives de marché pour l’électricité CSP…………………………........................56 7. CSP comme vecteur de développement régional à long terme……...……....................57 Conclusion du chapitre.............................................................................................................58 Partie II : Stratégie de mise en œuvre du programme national des énergies renouvelables Introduction .............................................................................................................................59 Chapitre 5: Le solaire à concentration (CSP) dans le programme national des énergies renouvelables, et les programmes transnationaux ………………………………………......60 Introduction...............................................................................................................................60 1-Le solaire à concentration (CSP) dans le programme national des énergies renouvelables…........................................................................................................................60 2- les programmes transnationaux...................................................................................................65 A-Le CSP dans le programme de la banque mondiale………………………………….. ..65 B-Le CSP dans le plan solaire méditerranéen ………………………………………….....67 3-Le Coût de l’énergie solaire……………………………………………………………….68 A-Le solaire constitue actuellement une source d’énergie chère ……………………........68 B-Le solaire est l’énergie du futur, et s’avère économique dans le long terme……...........68 Sommaire 3 C-L’estimation des prix et leur évolution …………………………………………… ......69 D- Potentiel solaire en Afrique et le projet desertec............................................................72 4- Plusieurs freins limitent le développement du solaire en Afrique ……………………......79 A. Les obstacles financiers ………………………………………………............79 B. L’efficacité de l’énergie solaire dans les pays d’Afrique.................................80 C. Les obstacles politiques......................................................................................80 5-les opportunités du solaire thermique a concentration en Afrique .....................................81 6- Les autres applications de CSP ..........................................................................................85 A. Production d’Hydrogène.............................................................................................85 B. Le dessalement de l’eau de mer.................................................................................85 C. Récupération des pétroles lourds................................................................................86 Conclusion du chapitre.............................................................................................................87 Chapitre 6:Benchmark..............................................................................................................88 Introduction.................................................................................. ...........................................88 1. Le CSP au Maroc, et l’Egypte............................................................................................88 2. Le CSP en Tunisie ..............................................................................................................91 3. Le CSP à Abou Dhabi ..........................................................................................................93 4. Le CSP au Moyen orient…………………………...…………………………… ...............94 5. Le CSP en Espagne ...………………………………………………………………….......95 6.Le CSP Aux Etats-Unis ………………………………………………………..............…..95 Conclusion du chapitre.............................................................................................................96 Chapitre 7: Stratégie de développement des ENR selon SONELGAZ…………………....…98 Introduction du chapitre............................................................................................................98 1. Stratégie de mise en œuvre du programme national des énergies renouvelables…….....…98 2. Programme national de développement des énergies renouvelables……………………....99 3. Stratégie industrielle associée au programme des énergies renouvelables………..……...101 4. Aspects institutionnels et législatifs relatifs aux Energies Renouvelables…………….....102 5. Mesures incitatives……………………………………………………………………......104 6. Analyse de la stratégie de développement des énergies renouvelables en Algérie ……..105 A.La position du solaire thermique dans le programme national des énergies renouvelables…………………………………………………………………......................106 B. Développement des capacités industrielles du solaire thermique ..................................106 C. Naissance d’une industrie de la sous-traitance ……………………...............................107 D. Développement de la filière (CSP-PV) avec création de NEAL………........................107 E.Création d’un Institut algérien des énergies renouvelables………………...…...............108 F. La promotion des chauffe-eau solaire………………………………………….. ...........109 G. Partenariat Algérie-japon……………………………………………………................110 Sommaire 4 Conclusion du chapitre...........................................................................................................112 Patrie III : Choix de type de la technologie CSP Introduction ...........................................................................................................................113 Chapitre 8: Analyse des couts de CSP (comparaison entre les tours solaires et les centrales cylindroparaboliques)………………………………………………………………………..114 Introduction…………………………………………………………………………….........114 1-les différentes mesures des couts de CSP solaire…………………………………............115 2- Le coût actualisé de la production d' électricité (LCOE)…………………………...........117 3-Le dimensionnement de la centrale solaire ………………………………………….........118 4-Le coût actualisé du CSP ……………………………………………………………........120 5-Potentiels de réduction des coûts CSP ……………………………………………...........128 A-Les priorités de la recherche et développement pour la réduction des coûts…….......129 B- Réduction des coûts des composants CSP et amélioration des performances…......130 C-L’augmentation de la taille des centrales CSP ……………………….......................130 D-le domaine de l' énergie solaire……………………………………….........................132 6- Le coût actualisé d' électricité généré de CSP ……………………………………..........140 A. les paramètres de détermination de LCOE courant ……………………….............141 B. Le coût actualisé d' électricité généré de CSP ………………………………..........143 C. Le LCOE des centrales CSP entre 2011 et 2015…………………………..............148 D. La sensibilité de LCOE au taux d' actualisation…..................................................150 Conclusion du chapitre ................................................................................................151 Chapitre 9: Impacts socio-économiques et écologiques du Déploiement Elargi du CSP et des Technologies des énergies renouvelables…………………...................................................153 Introduction......................................................................................................................153 1. Sécurité énergétique …………………………………………………………...........153 2. Création d' emplois et d' opportunités d' affaire ……………………............................155 3. Changement climatique……………………………………………………...............162 Conclusion du chapitre………………………………...........................................................164 Conclusion générale................................................................................................................166 Bibliographie...........................................................................................................................169 Résumé Abréviations Abréviations AIE Agence Internationale de l’Energie APRUE Agence pour la Promotion et la Rationalisation de l’Utilisation de l’Energie (Algérie) BOOT Build, Own, Operate and Transfer BT Basse Tension CTF Clean Technology Fund CREG commission de régulation de l’électricité et du gaz en Algérie CDER Centre de Développement des Energies Renouvelables (Algérie) CES Chauffe-Eau Solaire CO2 Dioxyde de Carbone CSP Concentrated Solar Power DII Desertec Industrial Initiative DNI Direct Normal Irradiance EU européen union EE Efficacité Energétique EnR Energie Renouvelable FNER Fonds national des energies renouvelables FNME Fonds National de Maîtrise de l’Energie (Algérie) GES Gaz à Effet de Serre GPL Gaz de Pétrole Liquéfié HVDC(CCHT) courant contenu de haute tension LBC Lampes Basse Consommation MENA Middle East and North Africa mem : ministère de l’énergie et des mines MASEN Moroccan Agency for Solar Energy MT Moyenne Tension NEAL New Energy Algeria OS : operateur systèm OME Organisation Mondiale de l’énergie PMA puissances maximales appelées PNME Programme National de Maîtrise de uploads/Geographie/ bourezg-dellili-sabiha-magister.pdf