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Université d’Abomey-Calavi École Polytechnique d’Abomey-Calavi Département de G

Université d’Abomey-Calavi École Polytechnique d’Abomey-Calavi Département de Génie Électrique Mémoire de ﬁn de formation En vue de l’obtention du diplôme d’Ingénieur de conception en Génie Électrique Option : Énergie électrique THEME : Optimisation technico-économique de l’insertion d’un système hybride Photovoltaïque-Hydroélectrique-Diesel sur un réseau de distribution : Application au départ HTA de Natitingou Présenté par : Romain Agossou OUSSOU Soutenu le 27 Mars 2020, devant le jury composé de : Président : Pr. François-Xavier FIFATIN, Enseignant à l’EPAC. Membres : 1◦) Dr. Arouna OLOULADE, Encadreur du mémoire. 2◦) Dr. Macaire AGBOMAHENA, Enseignant à l’EPAC. 3◦) Dr. Richard Gilles AGBOKPANZO, Enseignant à l’ENSET, Lokossa. Année universitaire : 2018-2019 12e promotion Dédicaces A l’endroit de ma famille et de mes proches, je voudrais en toute humilité leur dire merci pour l’éducation et les valeurs inculquées. A ma sœur Romaine, merci d’exister. A mes pa- rents, Samuel et Cécile. Trouvez ici, par ces mots bons et justes, le témoignage d’un ﬁls comblé et reconnaissant, pour les nombreux sacriﬁces déployés, pour m’élever dignement et assurer mon éducation dans les meilleurs conditions. A la mémoire de mes grands pa- rents, que Dieu le miséricordieux, vous accueille dans son éternel paradis. Merci inﬁniment pour tous. i Remerciements La rigueur scientiﬁque et les exigences d’un mémoire de ﬁn de formation sont souvent au-delà des seules capacités de l’étudiant. Il serait ingrat de notre part d’entrer dans le vif du sujet sans nous acquitter d’une dette de reconnaissance auprès des personnes qui ont contribué à la réalisation de ce modeste travail. Je remercie en premier, l’Éternel Dieu pour sa protection dans ma vie. Je souhaite après, remercier le Directeur de l’EPAC et son adjoint : le Professeur Guy Alain ALITONOU et le Professeur François-Xavier FIFATIN. Mes remerciements vont ensuite au Dr. Théophile HOUNGAN, chef du département de Génie électrique et à tous mes enseignants. Je ne sais pas si des remerciements, même les plus sincères et les plus profonds, sufﬁ- ront pour exprimer ma reconnaissance au Dr. Arouna OLOULADE sans qui ce mémoire ne serait une réalité. Au delà d’un simple encadreur, vous avez été comme un père. De même je remercie très chaleureusement le Dr. Ramanou BADAROU, mon maître de mémoire qui n’a ménagé aucun effort pour que ce travail soit bien réalisé. Je m’en voudrais de ne pas exprimer ma gratitude à l’endroit de mes aînés Ingénieurs, qui m’ont toujours prodigué de nombreux conseils, pour le bon déroulement de mes tra- vaux. Nély, Madeleine, Amédée, Charles ; merci d’être pour moi des précurseurs acadé- miques. Merci également à M. Kévin SONON pour ses données si précieuses. Un merci particulier à M. Arnaud MONTCHO pour ses conseils tant dans le fond que la forme de ce manuscrit. Je n’oublie pas tous les camarades et amis que j’ai côtoyé et sur qui j’ai pu comp- ter pendant ces cinq dernières années : Léonnel, Richard M., Maurice, Ghislain, Rémus, Ro- mulus, Gisèle, Abdel, Richard D., Auriole, Prince, feu Sanni BANI...La liste est longue pour tous les citer. Je tiens à remercier tout particulièrement M. Augustin E. FOLLY, M. Miguel DEAKPO, M. Symphorien DJIDENOU et M. Maurice HOUESSOU pour leur soutien respectif. Je tiens également à remercier M. Calixte ADIKPETO et Mme Geneviève DJOGBENOU pour leurs conseils tant sur le plan humain que professionnel. Je remercie aussi M. Antoine KPADONOU, mon cousin Edouard, ma cousine Hélène puis ma nièce Christiane pour leur amour et leur soutien : ce travail est le vôtre. Un merci particulier à Nathalie. Que tous ceux qui de près et de loin ont contribué à l’aboutissement de ce travail reçoivent ici mes sincères reconnaissances. Merci vraiment à tous. ii Sommaire Dédicaces i Remerciements ii Sommaire iv Liste des ﬁgures vi Liste des tableaux viii Liste des sigles et abréviations ix Résumé x Abstract xi Introduction générale 1 1 Approvisionnement en énergie électrique du département de l’Atacora 4 2 Étude diagnostique du départ HTA de Natitingou 16 3 Méthodes d’optimisation 35 4 Simulation du système hybride PV-Hydro-Diesel-Réseau 54 Conclusion générale 93 Bibliographie 95 Annexes 100 A Données du réseau HTA de Natitingou 100 B Les températures moyennes mensuelles à Natitingou 106 iii SOMMAIRE C La composition chimique du gasoil 107 D Caractéristiques techniques du module solaire Trinasolar 300 Wc 108 Mémoire d’ingénieur de conception, Romain A. OUSSOU iv Liste des ﬁgures 1.1 Évolution de la demande de pointe [8] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2 Schéma uniﬁlaire du poste de répartition de Bérécingou . . . . . . . . . . . . 8 1.3 Récapitulatif du nombre de défauts par région . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.4 Proportion des incidents par région . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.5 Déclenchement par départ dans la région Atacora-Donga . . . . . . . . . . . 13 1.6 Proportion d’énergie non distribuée par région . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.7 Énergie non distribuée par région en 2017 et 2018 . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.1 Le schéma d’un générateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.2 Modèle en Π d’une ligne ou d’un câble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.3 Modèle en Π d’une ligne électrique de distribution . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.4 Modèle de charge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.5 Réseau à trois nœuds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.6 Proﬁl de tension initial du réseau HTA de Natitingou . . . . . . . . . . . . . . 32 3.1 Crowding Distance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 3.2 Fonctionnement du NSGA II (exemple 3 fronts admis) [37] . . . . . . . . . . 47 3.3 Chromosome du problème d’optimisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 4.1 Front de Pareto pour le problème de positionnement de la centrale PV . . . 56 4.2 Proﬁl de tension du réseau après insertion optimale de la centrale PV . . . . 58 4.3 Graphe comparant le proﬁl de tension avant et après insertion optimale de la centrale PV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 4.4 Graphe comparant le proﬁl de tension initial à ceux après optimisation 1 et 2 62 4.5 Graphe comparant les positionnements optimaux multi-GED et l’option MCA II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 v LISTE DES FIGURES 4.6 Les données d’irradiation globale obtenus sous HOMER . . . . . . . . . . . . 67 4.7 Diagramme du système hybride PV-hydro-Diesel simulé sous HOMER . . . 71 4.8 Résultats option categorized . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 4.9 Répartition de coût du système 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 4.10 Analyse de sensibilité sur le prix du diesel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 4.11 Détail économique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . uploads/Geographie/ memoire-romain-pdf.pdf