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i Dédicace A MES PARENTS !!!! ii Remerciements L’exercice est réjouissant et dé

i Dédicace A MES PARENTS !!!! ii Remerciements L’exercice est réjouissant et délicat. Réjouissant car c’est l’occasion pour moi d’exprimer ma gratitude à l’égard de tous ceux qui m’ont aidé, soutenu et plus généralement qui ont contribué à ce que j’atteigne la ligne d’arrivée de cette course de fond. Délicat, car il me faut trouver les mots justes pour exprimer cette gratitude. Le mieux étant d’essayer, c’est ainsi que je tiens à remercier: - Pr. MOUKENGUE IMANO Adolphe, doyen de la Faculté de Génie Industriel de Douala pour m’avoir accueilli dans sa faculté. - Dr. AMBA Jean Chills, Chef de département de Génie Civil de la Faculté de Génie Industriel de Douala, pour son encadrement tout au long de mon parcours ; - Dr. ABANDA André, encadreur académique pour sa disponibilité tout au long de la rédaction de ce mémoire, ses conseils avisés, sa patience, veuillez trouver ici l’expression de ma considération et ma profonde admiration pour toutes vos qualités scientifiques et humaines ; - M. Alain NTSAGO, ingénieur génie civil, pour sa patience, sa disponibilité et surtout ses conseils judicieux, qui ont contribué à alimenter ma réflexion durant ma période de stage au sein de sa direction ; - M. David MAYOMBOT, encadreur professionnel et ingénieur génie civil, pour sa disponibilité et ses conseils pour la rédaction de ce mémoire ; - M. Dimitri NGONSU, ingénieur Génie Civil, pour sa disponibilité, son apport intellectuel et sa bienveillance dans la réalisation de ce mémoire ; - Mes parents M et Mme NGUEM, ma sœur, Lawrencia Louise NGUEM, et ma grand- mère MBELLA Louise pour leur soutien affectif, moral et leurs encouragements ; - MENDOMO Chancel Grace, pour son soutien inconditionnel lors de notre parcours académique dans la rédaction de ce mémoire ; - KAMGA DEUKAM Irvin Winny, d’avoir cru en moi pour son soutien sans faille dans la réalisation de ce projet de fin d’études ; - NGNIGNIPAFON NJIKAM Ismaël et NTAT Gauthier pour leurs aides, conseils et critiques dans la réalisation de ce projet de fin d’études ; - Mes amis, et toute l’unité de la Direction de la Construction et du Développement, pour leur soutien moral et intellectuel tout au long de ma démarche. Remerciements 1 Résumé RESUME Le secteur du bâtiment est considéré comme l’un des facteurs principaux qui affectent la dépense énergétique. L’efficacité énergétique dans les bâtiments représente un moyen indispensable de réduire les consommations énergétiques dans ce secteur. Ce projet de fin d’études vise en la conception et au dimensionnement d’un bâtiment autonome en énergie de type SS+R+3 à usage de pôle technologique pour le compte de l’entreprise ENEO, leader du secteur de production d’énergie électrique au Cameroun. Il s’agit de mettre sur pied un bâtiment stable et autonome dans sa production d’énergie au moyen d’un système photovoltaïque. La démarche adoptée consiste tout d’abord à déterminer l’irradiation mensuelle du site d’implantation à l’aide du logiciel PVSyst. La méthode préconisée pour le dimensionnement du système photovoltaïque est celle du mois le plus défavorable. Il s’agit du mois d’Août dont l’irradiation mensuelle est de 3,04 KWh/m²/jour. Le bilan de puissance du bâtiment (éclairage, centrale de traitement d’air) effectué afin d’évaluer la charge du bâtiment, s’est avéré être de l’ordre de 1,1 MWh ; ce qui a permis d’obtenir un système photovoltaïque sous une tension de 12 V composé d’environ 1000 panneaux photovoltaïques. Mots clés : conception, dimensionnement, bâtiment autonome, photovoltaïque i Abstract ABSTRACT The construction sector is considered as one of the main factors affecting energy expenditure. Energy efficiency in buildings is an indispensable way to reduce energy consumption in this sector. This end-of-study project aims to design and sizing a self-contained Energy Building of the Type SS-R-3 for the use of a technology hub on behalf of ENEO, leader in the electric power generation sector in Cameroon. It is a question of setting up a stable and autonomous building in its energy production by means of a photvoltaic system. The approach adopted consists first of all in determining the monthly irradiation of the site of implantation using the PVSyst software. The choosen method for the sizing of the photovoltaic system is the most unfavorable month which is August whose monthly irradiation is 3.04 KWh/m²/day. The power balance of the building (central processing, lighting…) carriedout in order to assess the load of the building turned out to be around 1.1 KWh ; which made it possible to obtain a photovoltaic system on a 12 volt station composed of approximately 1000 panels PV. Keywords: design, sizing, self-contained building, photovoltaic ii Table des matières TABLE DES MATIERES Dédicace ................................................................................................................................ i Remerciements ..................................................................................................................... ii RESUME .............................................................................................................................. 1 ABSTRACT .......................................................................................................................... i TABLE DES MATIERES ................................................................................................... ii LISTE DES FIGURES ........................................................................................................ vi LISTE DES TABLEAUX ................................................................................................. viii Sigles et symboles ..................................................................... Erreur ! Signet non défini. INTRODUCTION GENERALE ........................................................................................ 12 Chapitre 1 : PRESENTATION GENERALE DU PROJET ........................................ 14 I. 1. Présentation de l’entreprise .................................................................................... 14 I. I. 1. Historique ........................................................................................................... 14 I. I. 2. Missions et Valeurs de l’entreprise .................................................................... 15 I. 1. 2. 1. Missions ........................................................................................................ 15 I. 1. 2. 2. Valeurs .......................................................................................................... 16 I. I. 3. Organisation de l’entreprise ............................................................................... 16 I. I. 4. Présentation de la Sous-Direction Réhabilitation des Ouvrages de Production, Bâtiments et Divers (SDROPBD) ...................................................................................... 17 I. 2. Présentation du projet ............................................................................................. 18 I. 2. 1. Contexte énergétique .......................................................................................... 18 I. 1. 2. 1. Contexte énergétique mondial ...................................................................... 18 I. 1. 2. 2. Contexte énergétique camerounais ............................................................... 19 I. 2. 2. Contexte et problématique du projet .................................................................. 20 I. 2. 3. Localisation du projet ......................................................................................... 20 I. 2. 4. Paramètres climatiques du site d’implantation ................................................... 21 I. 2. 5. Paramètres géométriques .................................................................................... 21 I. 2. 6. Caractéristiques structurales ............................................................................... 24 I. 2. 7. Caractéristiques des matériaux ........................................................................... 25 Chapitre 2 : REVUE DE LA LITTERATURE ............................................................. 26 II. 1. Généralités sur le concept de bâtiment autonome en énergie ................................. 26 II. 2. Rappels sur les types d’énergies renouvelables ...................................................... 28 iii Table des matières II. 3. Généralités sur le solaire photovoltaïque ............................................................... 33 II. 3. 1. Technologies des cellules photovoltaïques ........................................................ 34 II. 3. 1. 1. Les cellules amorphes ................................................................................... 34 II. 3. 1. 2. Les cellules monocristallines ........................................................................ 35 II. 3. 1. 3. Les cellules polycristallines .......................................................................... 35 II. 3. 2. Types de montages ............................................................................................. 36 II. 3. 2. 1. Le montage sur-imposé en toiture ou façade ................................................ 36 II. 3. 2. 2. L’intégration au bâtiment ............................................................................. 37 II. 3. 2. 3. Le montage sur châssis ................................................................................. 38 II. 3. 2. 4. Le montage sur trackers ................................................................................ 39 Chapitre 3: VIABILISATION DU BATIMENT ................................................. 40 III. 1. Plomberie dans le bâtiment .................................................................................... 40 III. 1. 1. Réseau d’alimentation en eau potable ................................................................ 40 III. 1. 2. Réseau d’évacuation des eaux usées .................................................................. 41 III. 1. 3. Réseau d’évacuation des eaux pluviales ............................................................ 42 III. 2. Correction acoustique ............................................................................................. 42 III. 3. Dimensionnement du système d’éclairage dans le bâtiment .................................. 45 III. 3. 1. Indice du local « k » ........................................................................................... 45 III. 3. 2. Indice de suspension du local « J » .................................................................... 46 III. 3. 3. Facteur de réflexion ............................................................................................ 47 III. 3. 4. Facteur d’empoussièrement ................................................................................ 48 III. 3. 5. Utilance « U » .................................................................................................... 49 III. 3. 6. Flux lumineux .................................................................................................... 50 III. 3. 7. Nombre de Luminaires ....................................................................................... 52 III. 4. Conception et dimensionnement de la centrale de traitement d’air ....................... 53 III. 4. 1. Présentation de la centrale de traitement d’air ................................................... 53 III. 4. 2. Composantes d’une centrale de traitement d’air double flux ............................. 53 III. 4. 3. Principe de fonctionnement d’une centrale de traitement d’air ......................... 54 III. 4. 4. Bilan thermique .................................................................................................. 54 III. 4. 4. 1. Conditions extérieures de base ..................................................................... 54 III. 4. 4. 2. Conditions intérieures de base ...................................................................... 55 III. 4. 4. 3. Evaluation des apports calorifiques dans le bâtiment ................................... 55 III. 4. 5. Dimensionnement du réseau aéraulique de la centrale de traitement d’air ........ 67 iv Table des matières III. 3. 5. 1. Détermination du diamètre des conduites du réseau aérauliques ................. 68 III. 3. 5. 2. Pertes de charges linéiques ........................................................................... 69 III. 3. 5. 3. Pertes de charges singulières ........................................................................ 70 Chapitre 4: DIMENSIONNEMENT PHOTOVOLTAIQUE ET STRUCTURAL DU BATIMENT ...................................................................................................................... 72 IV. 1. Dimensionnement du système photovoltaïque ....................................................... 72 IV. 1. 1. Evaluation du gisement solaire local .................................................................. 72 IV. 1. 2. Besoins énergétique du bâtiment ........................................................................ 74 IV. 1. 2. 1. Evaluation des besoins en énergie électrique du bâtiment ........................... 74 IV. 1. 2. 2. Tracé de la courbe de charge du bâtiment .................................................... 77 IV. 1. 3. Choix de la méthode de dimensionnement ........................................................ 78 IV. 1. 3. 1. La méthode de la probabilité d’erreur dans la consommation ...................... 78 IV. 1. 3. 2. La méthode du mois le plus défavorable ...................................................... 78 IV. 1. 3. 3. La méthode de la moyenne annuelle ............................................................ 78 IV. 1. 4. Calcul de la puissance de l’installation .............................................................. 78 IV. 1. 5. Choix de la tension de fonctionnement .............................................................. 79 IV. 1. 6. Détermination du nombre de panneaux photovoltaïques ................................... uploads/Ingenierie_Lourd/ pfe-campus.pdf