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MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU MASTER SPECIALISE EN GENIE ELECTRIQUE, ENERGETIQUE

MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU MASTER SPECIALISE EN GENIE ELECTRIQUE, ENERGETIQUE ET ENERGIES RENOUVELABLES OPTION : PRODUCTION ET DISTRIBUTION D’ELECTRICITE Présenté et soutenu publiquement le 14 Novembre 2011 par DJOUMESSI NKEMZEM Yves Armand Travaux dirigés par : Pr KOALAGA Zacharie Enseignant à 2iE, Maître de Mémoire ASONGLEFAC FONDI Michael ingénieur en Maintenance Industrielle, Maître de stage Jury d’évaluation du stage : Président : YAO AZUMAH Membres et correcteurs : SAYON SIDIBE ANSELME RUNGUNDU Promotion 2010/2011 Sujet: Etude et conception d’une mini centrale hybride photovoltaïque / Diesel pour l’électrification rurale décentralisée du village « NZO’OH » de la Commune rurale de FONGO - TONGO dans la région de l’Ouest Cameroun Etude et conception d’une mini centrale hybride photovoltaïque (PV) / Diesel pour électrification rurale décentralisée du village « NZO’OH » ii Rédigé et Soutenu le 14/11/2011 Par DJOUMESSI NKEMZEM Yves Armand M2GEER 2iE promotion 2010 / 2011 CITATIONS « Un développement véritable du milieu rural sans l’énergie électrique ne saurait être envisageable. Et l’un des principaux défis actuels de l’accès à l’électricité de certains milieux ruraux réside dans notre capacité à produire de manière décentralisée l’électricité à travers un mélange d’énergies d’origines renouvelables et celles d’origines fossiles afin de laisser aux générations futures un environnement dans lequel ils pourraient s’épanouir. » iii Etude et conception d’une mini centrale hybride photovoltaïque (PV) / Diesel pour électrification rurale décentralisée du village « NZO’OH » Rédigé et Soutenu le 14/11/2011 Par DJOUMESSI NKEMZEM Yves Armand M2GEER 2iE promotion 2010 / 2011 DEDICACES Je dédis ce présent mémoire à :  Ma fille SONGO DJOUMESSI Keytsia Alexandra ;  Ma fiancée GUEFACK SONGO Gladice Lisa;  Ma mère Veuve NKEMZEM Marcelline ;  Mes petits frères et sœurs ;  Et à toute la famille du Pr TATSADJEU. « Votre présence à mes côtés a été une perpétuelle source de motivation. Retrouvez dans ce document, un gage de ma réussite dans mes aspirations académiques relatives aux sacrifices que vous avez consentis à mon égard. Je ne l’oublierai jamais » Etude et conception d’une mini centrale hybride photovoltaïque (PV) / Diesel pour électrification rurale décentralisée du village « NZO’OH » iv Rédigé et Soutenu le 14/11/2011 Par DJOUMESSI NKEMZEM Yves Armand M2GEER 2iE promotion 2010 / 2011 REMERCIEMENTS Je ne saurais commencer la rédaction de ce mémoire sans toutefois remercier ceux qui de loin ou de près ont contribué à la mise en œuvre de ce document. Ainsi, je voudrais remercier :  Dieu tout puissant, car il a dit : « si je ne bâtis pas la maison alors celui qui la bâtit, le fait en vain » Merci seigneur pour toute cette grâce et tant de bonté à mon égard ;  Mon Directeur de mémoire Pr KOALAGA Zacharie Enseignant à 2iE, pour toute l’attention accordée dans le suivi de ce travail ;  Mon maître de stage, Monsieur ASSONLEFACK FONDI Michael ingénieur en maintenance industrielle et productique, Consultant en électricité pour les entreprises JOURDAIN COMPANY LTD et TALESS SARL pour sa disponibilité sans faille tout au long du déroulement de notre stage et du processus de rédaction de ce document ;  Monsieur Magloire Jean DEUGOUE ingénieur électricien à l’agence de l’électrification rurale (AER) du Cameroun pour sa disponibilité et les conseils prodigués tout au long de la rédaction de ce document ;  Monsieur Daniel TSAKEM maire de la commune rurale de FONGO-TONGO ;  Madame Sylvie OUEDRAOGO KIENOU coordonatrice de la formation à distance pour la filière Master spécialisé M2 GEER au 2iE pour sa disponibilité et son dévouement pour répondre aux différentes sollicitations des étudiants ;  Monsieur Kone TOFANGUY chef du service de la formation à distance au 2iE pour son assistance et tous les conseils prodigués ;  Les enseignants du 2iE pour leur tutorat très apprécié et leur esprit pédagogique;  Tous mes camarades de la deuxième promotion du Master II Spécialisé GEER et particulièrement Messieurs André Patrick EKO MVONDO, et Luc Jean Jacques Aime ELOCK MAYOUCK ;  Les familles : TEMATEU Victor, GOME Etienne, PASSO Jean Marie, FOMEN Simon, TIWA Thomas, DJOUMESSI Roger, NGUIMGO Vincent, SONGO Martin, KEMGANG Jean, TSAKEM Daniel, TONFACK Collins ; Joseph TEMGOUA ;  Mes amis : NGAMI Hugues, Rodrigue TIOSSOCK, CHEDJOU Amos, FEUDJIO Patrick, EWANE Benjamin, KOUAGNE Fréderic, TEMETEU Thierry, TCHUENTE Innocent, WAKEU Sévérin, DONGMO Guy, SEUMO NGAMO Serge, Florence FEUZEU, Stéphane FOTSO, Thierry FOTSO, Antoine NDOJENG ;  Tous ceux qui ont de prêt ou de loin contribué à la rédaction de ce mémoire. Etude et conception d’une mini centrale hybride photovoltaïque (PV) / Diesel pour électrification rurale décentralisée du village « NZO’OH » v Rédigé et Soutenu le 14/11/2011 Par DJOUMESSI NKEMZEM Yves Armand M2GEER 2iE promotion 2010 / 2011 RESUME Le présent travail, qui traite de l’Etude et conception d’une mini centrale hybride photovoltaïque (PV) / Diesel pour électrification rurale décentralisée du village NZO’OH de la Commune rurale de FONGO - TONGO dans la région de l’Ouest Cameroun, s’inscrit dans l’optique de contribuer à l’amélioration de l’accès à l’électricité en milieu rurale au Cameroun par l’étude d’un cas pratique : L’électrification du village NZO’OH au moyen d’une mini centrale hybride Photovoltaïque (PV) / Diesel. Pour ce faire, nous avons réalisé une enquête auprès de la population après avoir recueilli auprès des services météorologiques les différentes valeurs mensuelles de l’ensoleillement et des températures de la zone du projet. Ceci afin de collecter les données indispensables pour évaluer l’état du besoin en matière d’électricité. De cette enquête il ressort que, le moins nantis des foyers débourse environ 3500 F CFA par mois pour l’éclairage au moyen des lampes tempêtes ; en fonction du besoin exprimé et du bilan de l’état de fonctionnement des équipements électriques chez les détendeurs de groupes électrogènes, la consommation journalière totale du village en électricité ainsi que les pertes liées à son transport pourrait s’évaluer à 281,04 kWh /Jour. Ainsi, nous avons tracé la courbe de variation horaire de la charge journalière du village qui nous a permis de constater que le pic de puissance qui a lieu au environ de 7h, est de 32 kW. Nous avons par la suite reparti cette courbe en trois cycles correspondant à des besoins bien spécifiques qui nous ont permis de dimensionner le générateur photovoltaïque d’une puissance de 114 kWc ainsi que les deux groupes électrogènes de puissances respectives 12,5 kVA et 30 kVA. Tous ces trois générateurs devraient fonctionner de manière coordonnées afin de satisfaire en continu les besoins en électricité le village. Une analyse économique nous a permis de déterminer dans un premier temps le coût définitif de réalisation du projet qui s’élève à 420 138 413 F CFA et par la suite de déterminer le prix de revient actualisé du kW qui est de 392 F CFA. Le calcul de la VAN (183 135 791 F CFA) de ce projet sur sa durée de vie (20 ans), nous a permis d’apprécier sa rentabilité. L’étude de l’impact social et environnemental nous a permis de mesurer sur le plan social, l’amélioration des conditions de vie à travers une modernisation véritable des services de santé, d’éducation, de commerce, de transformation des produits agricoles et des habitations villageoises. Et sur le plan environnemental le résultat le plus important est la substitution des lampes traditionnelles et des groupes électrogènes individuels par l’énergie électrique issue de mini centrale hybride. Mots Clés : Mini centrale hybride - Générateur photovoltaïque - Groupe Electrogène - Electrification rurale décentralisée - Rentabilité financière - Etude impact social et environnemental. Etude et conception d’une mini centrale hybride photovoltaïque (PV) / Diesel pour électrification rurale décentralisée du village « NZO’OH » vi Rédigé et Soutenu le 14/11/2011 Par DJOUMESSI NKEMZEM Yves Armand M2GEER 2iE promotion 2010 / 2011 ABSTRACT This work deals with the study and the design of a hybrid photovoltaic (PV)/Diesel power station for a decentralised rural electrification of the village NZO’OH in FONGO- TONGO division in the Western region of Cameroon. Its main goal is to help improve the access to electricity in rural Cameroon. In order to achieve that goal, we studied a practical case namely the electrification of the village NZO’OH by using a little hybrid photovoltaic (PV)/Diesel power station. To do so, we conducted a survey among the population so as to collect the data necessary to assess the identified need for electricity after collecting from the different meteorological centres the monthly values of sunshine and temperatures of the project’s area. This investigation shows that the smallest household spends about 3500 FCFA / month for lighting purpose using kerosene lamps. According to the needs expressed and the assessment of the state operation of electrical equipment among owners of individual generators, the total daily consumption of electricity in the village can be estimated at 281, 04 kWh/day. Thus we plotted the hourly variation curve of the village’s daily load and found that the peak power is 32 kVA and occurs at about 7 AM. We then split this curve into three levels corresponding to specific needs. This has allowed us to size the photovoltaic uploads/Geographie/ dimensionn-ge-pdf.pdf