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Ministère du l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Universit

Ministère du l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Kasdi Merbah Ouargla Faculté des sciences appliquées Département d’Hydraulique et Génie Civil MEMOIRE DE MASTER ACADEMIQUE Filière : Hydraulique Spécialité : Génie de l’Eau Thème Présenté par : BEN TRIA Mohamed Rafik Soutenu Publiquement le : 03 /05/ 2017 Devant le jury : KATEB. S MCA UKMO Président ZERROUKI. M MAB UKMO Examinateur ZEGAIT. R MAA UZAD Encadreur Année universitaire 2016/2017 Etude d’un système de pompage photovoltaïque pour des puits de parcours (cas de la région de Taïbet - Ouargla) En premier lieu, nous remercions Allah pour m'avoir donné la force pour accomplir ce travail. Nous tiens tenons à notifier un remerciement spécial à tous nos professeurs du département de Génie civil et hydraulique qui ont contribué à notre formation de master, en particulier, notre encadreur Mr: ZEGAIT Rachid. On remercie les membres du jury :  Mr KATTEB. S, maitre de conférences à l’U.K.O.  Mr ZERROUKI, maitre de conférences à l’U.K.O. Qui vont nous faire l’honneur de juger ce modeste travail. On tient à exprimer nos remerciements à :  Mr HACHEMI.A, chercheur permanent à l'’hydraulique.  Melle BEN GEUSSOUM .H, Archivest. Et à tous ceux qu’on aura a oubliés nous leur adressons également un grand merci et que dieu vous bénisse tous. Grace Allah.... Je dédié mon travail à : En particulier à mes Parents, mes frères: Oussama, Souhaib, mes sœurs et à toute la famille BEN TRIA. A tout mes amis spécialement NOUH, SABER, MOUSSA. Mon encadreur Mr: ZEGAIT Rachid. La promotion de 2 éme année master génie de l’eau, sa présence, ces précieux moments aussi qu'à mon adorable père. Et enfin je dédie aussi à mes miens, mes confrères et à Tous ceux ce qui ont contribué de près ou de loin pour l'aboutissement de ce travail. BEN TRIA Med Rafik Table des matières Titre Page Introduction générale 1 Chapitre I : Les techniques de système photovoltaïque. I -1- Introduction. 2 I -2- La ressource solaire. 2 I -3- Gisement solaire. 3 I -4- Le générateur photovoltaïque GPV. 3 I -4-1- principe de fonctionnement. 3 I -5- type de système photovoltaïque. 4 I -5-1- Système autonome. 4 I -5-2- Systèmes hybrides. 5 I -5-3- Systèmes connectés au réseau. 6 I -6- Constitution d’un générateur photovoltaïque. 6 I -6-1- Les cellules solaires. 6 I -6-1-1- Les différents types de cellules solaires (cellules photovoltaïque). 7 a. Les cellules monocristallines. 7 b. Les cellules poly cristallines. 7 c. Les cellules amorphes. 7 I -6-2- Les modules (ou panneaux). 8 I -6-3- Le générateur photovoltaïque. I -6-3-1- Association en série. 8 I -6-3-2- Association en parallèles. 9 I -7- Influence de la température sur le rendement des cellules. 9 I -8- Les types de pose des panneaux photovoltaïques. 9 I -8-1- Panneaux photovoltaïques sur toit incliné. 10 I -8-2- Panneaux photovoltaïques sur toit plat. 11 I -8-3- Panneaux photovoltaïques au sol sur structure. 11 I -8-4- Panneaux photovoltaïques sur suiveur solaire (ou tracker solaire). 11 I -8-5- Panneaux photovoltaïques sur façade. 12 I -8-5- Panneaux photovoltaïques sur structure montée. 12 I -9- Conclusion. 12 Chapitre II : Les techniques de pompage solaire. II -1- Introduction. 13 II -2- Définition générale du système de pompage d’eau. 13 II -3- Architecture d’un système PS. 14 II -4- Méthodes de pompage solaire. 14 II -4-1- Pompage « au fil du soleil » (stockage de l'eau). 14 II -4-2- Pompage avec batteries (stockage électrique). 15 II -5- Les composants d’un système de pompage PV. 16 II -5-1- Le générateur photovoltaïque. 17 II -5-2- Le groupe électropompe. 17 II -5-2-1- Les pompes. 18 II -5-2-1-1- La pompe centrifuge. 18 II -5-2-1-2- La pompe volumétrique. 19 II -5-2-2- Les moteurs électriques. 21 II -5-2-2-1- Moteur à courant continu avec balais. 21 II -5-2-2-2- Moteur à courant continu, sans balais (Brushless). 21 II -5-2-2-3- Moteur à courant alternatif. 22 II -5-3- L’électronique de commande et de contrôle. 22 II -5-3-1- Le convertisseur DC/AC (onduleur). 22 II -5-4- La partie stockage. 23 II -6- Conclusion. 23 Chapitre III : présentation de la zone d’étude. III -1- Situation géographique. 24 III -2- Spécification de la région de Ouargla. 24 III -3- Milieu physique. 25 III -3-1- Climatologie. 25 III -3-1-1- Pluviométrie. 25 III -3-1-2- Températures. 25 III -3-1-3- Humidité relative de l’air. 26 III -3-1-4- Vent. 27 III -3-2- Ressources en eaux souterraines. 27 III -3-2-1- La nappe phréatique. 27 III -3-2-2- Le Complexe Terminal (CT). 28 III -3-2-2-1- La nappe du Mio-Pliocène. 28 III -3-2-2-2- La nappe du Sénonien. 28 III -3-2-3- Continental Intercalaire CI. 28 III -4- Les forages d’eau dans la région. 29 III -5- zone de Taibet. 30 III -5-1- Coordonnées et caractéristiques des puits. 31 Chapitre IV: Etude de fusibilité du système de pompage solaire. IV -1- Dimensionnement complet de l’installation. 33 IV -1-1- Evaluation des besoins en eau. 33 IV -1-1-1- Calcul le débit moyen journalier. 34 IV -1-1-2- Calcul le débit max journalier. 34 IV -1-2- Détermination de l’énergie solaire disponible. 34 IV -1-3- Dimensionnement et choix de la pompe. 35 IV -1-3-1- Données de base. 35 IV -1-3-2-1- Débit. 35 IV -1-3-2-2- Hauteur manométrique totale. 35 IV -1-3-2-3- Niveau statique. 36 IV -1-3-2-4- Niveau dynamique. 36 IV -1-3-2- Calcul le débit horaire de pompe. 37 IV -1-3-3- Calcul le diamètre de la conduite de refoulement. 37 IV -1-3-4- Calcul la vitesse de refoulement. 37 IV -1-3-5- Dimensionnement le Bassin Abreuvoir. 38 IV -1-3-6- Calcul Hauteur manométrique totale. 39 IV -1-3-7- Calcul la hauteur géométrique. 39 IV -1-3-8- Calcul Perte de charge totale. 39 IV -1-3-9- Calcul Perte de charge linéaire. 39 IV -1-3-10- Calcul du coefficient de frottement. 40 IV -1-3-11- Calcul Perte de charge singulière. 41 IV -1-3-12- Calcul la puissance de pompe. 41 IV -1-3-13- Calcul l’énergie quotidienne consommée par la pompe. 42 IV -1-3-14- Calcul l’énergie électrique quotidienne requise. 42 IV -1-3-15- Choix de pompe. 42 IV -1-4- Le choix de l’onduleur. 46 IV -1-5- Dimensionnement Le générateur photovoltaïque. 47 IV -1-5-1- Chois type de panneau. 47 IV -1-5-1-1- Les caractéristiques de panneau. 47 IV -1-5-2- Calcul la puissance crête du générateur photovoltaïque. 48 IV -1-5-3- Calcul Nombre total de module. 49 IV -1-5-4- Calcul Nombre de module en parallèle. 49 IV -1-5-5- Calcul La surface de générateur photovoltaïque. 49 Chapitre V : Etude économique comparative Photovoltaïque / Electrogène. V -1- Introduction. 50 V -2- Etude économique comparative Photovoltaïque-Electrogène. 50 V -2-1- Systèmes de pompage photovoltaïque. 51 V -2-1-1- Analyse économique des systèmes de pompage photovoltaïque. 51 V -2-1-2- Méthode du calcul. 52 V -2-1-3- Calcul de l’investissement initial total. 52 V -2-1-4- Calcul des coûts sur la durée de vie. 52 V -2-1-5- Calcul de l’amortissement total. 53 V -2-1-6- Calcul de l’entretien et de la maintenance annuel total. 57 V -2-2- Systèmes de pompage par groupe électrogène. 59 V -2-2-1- Calcul de l’investissement initial total. 59 V -2-2-2- Calcul de l’amortissement total. 60 V -2-2-3- Calcul de L’entretien et de la maintenance annuel total. 62 V -2-2-4- Calcul de l’exploitation annuel total. 63 V -2-3- Résultats comparatifs. 64 V -3- Conclusion. 65 Conclusion générale 66 Référence Bibliographique. ANNEXES Liste des tableaux N Titre Pages Chapitre I : Les techniques de système photovoltaïque. I.1 Rondement d’une cellule solaire. 6 Chapitre III : présentation de la zone d’étude. III.1 Spécifications de la région de Ouargla. 24 III.2 Les forages des eaux souterraines présents dans les nappes (CI) et (CT). 29 III.3 Les nombres des forages qui extraits de les nappes (CI) et (CT) et dirigé pour les différentes secteurs. 30 III.4 fiche technique de la commue de « Taïbet ». 30 III.5 Coordonnées et caractéristiques des puits (Drmoum et El-Gabouss). 31 Chapitre IV : Etude de fusibilité du système de pompage solaire. IV.1 Dotation en eau. 33 IV.2 Définition des conditions du la région de Ouargla. 34 IV.3 les caractéristiques électriques de l’onduleur. 46 Chapitre V: Etude économique comparative Photovoltaïque / Electrogène. V.1 Les estimations des durées de vie des composants. 53 V.2 l’investissement total des accessoires de système de pompage PV. 56 V.3 coût total de l’investissement et de l’amortissement de système de pompage PV 57 V.4 coût total d’entretien annuel de système de pompage PV. 59 V.5 l’investissement total des accessoires de système de pompage par groupe électrogène. 60 V.6 coût total de l’investissement et de l’amortissement de système de pompage par groupe électrogène. 62 V.7 coût total d’entretien annuel de système de pompage par groupe électrogène. 63 V.8 coût total de l’exploitation de système de pompage par groupe électrogène. 64 V.9 Résultats comparatifs entre deux system de pompage Photovoltaïque / Electrogène 65 Liste des Figures N Titre Pages Chapitre I : Les techniques de système photovoltaïque. I.1 Analyse spectrale du rayonnement solaire. 2 I.2 Potentiel d’énergie solaire en Algérie. 3 I.3 Coupe transversale d’une cellule PV. 4 I.4 Schéma descriptif du système autonome. 5 I.5 Schéma descriptif du système hybride. 5 I.6 Schéma descriptif du système connecté au réseau. 6 I.7 cellule monocristalline. 7 I.8 cellule poly cristalline. 7 I.9 cellule amorphe. 7 I.10 uploads/Geographie/ ministere-du-lenseignement-superieur-et-pdf.pdf