L’homme a toujours essayé de faciliter son mode de vie en créant de nouvelles choses lui permettant de moins utiliser sa propre énergie, c’est-à-dire sa force ou son corps. Pour ce faire, il exploite toutes les choses que Dieu lui a procuré sur cette planète. L’eau étant l’une de celle-ci, elle ne se limite pas seulement à être consommé ou pour rafraichir mais aussi d’autres utilités lui sont attribuées à savoir : la construction des grandes infrastructures (barrages, maisons, routes, ….) ; l’irrigation des périmètres ; la production d’énergie …C’est pour cela que l’eau est indispensable à la survie de l’homme et de tout êtres vivants sur terre.
L’énergie hydraulique demeure encore une des sources le plus exploitable et le plus rentable du point de vue technico-économique, si on la compare avec les autres énergies renouvelables comme le solaire, l’éolienne et tout autre énergie renouvelable jusqu’ici. Depuis de nombreuses années les dirigeants Malgaches n’arrivent pas à solutionner le problème d’électrification surtout concernant l’électrification rurale. Vue la pauvreté qui subsiste dans notre pays il est difficile de faire de grand investissement pour que tout un chacun puisse bénéficier de l’électricité et de l’eau du robinet. Alors des petits projets d’électrification et de pompage d’eau sont mis en place dans ce pays pour atténuer ce manque.
AVANT-PROPOS
Géographie :
Madagascar, avec une superficie de 587.041 km², est situé dans l’Océan Indien, et est séparé de l’Afrique par le canal de Mozambique large de 400 km. Il a une population de l’ordre de 16 millions d’habitants dont la capitale Antananarivo à elle seule compte 3 millions d’habitants. Madagascar se trouve dans la zone tropicale avec deux principales saisons :
– la saison des pluies de Novembre à Avril qui est aussi la saison chaude,
– la saison sèche de Mai à Octobre qui est la saison fraîche.
Madagascar est caractérisé par une faible densité moyenne de population et un faible degré de développement économique. Dans le domaine de l’énergie, ceci se traduit par de faibles niveaux de la consommation et par une grande dispersion de la demande, ce qui implique pour les régions éloignées et peu peuplées des coûts élevés pour la fourniture d’énergies modernes comme les produits pétroliers et l’électricité.
Situation et contraintes du secteur de l’électricité:
Les infrastructures d’électricité sont insuffisantes et une grande partie des installations de production et de distribution existantes sont vétustes et ne pourraient plus satisfaire la demande croissante actuelle. Certaines installations de production sont saturées et sont très vulnérables aux intempéries malgré la richesse en ressources d’énergie renouvelable peu exploitées du pays. Cette situation constitue un handicap au développement du pays et un frein à la compétitivité des industries exportatrices. Par ailleurs, depuis quelques années, la progression de l’électrification du pays reste faible et la situation est particulièrement préoccupante dans les zones rurales où le taux d’accès à l’électricité est inférieur à 3%. Cette situation place donc l’Electrification Rurale au rang de priorité nationale dans le processus de développement économique et social du pays, avec comme principaux objectifs :
-améliorer les conditions de vie des populations rurales,
-contribuer à la stabilisation des populations rurales sur leur lieu d’habitat traditionnel,
-participer au développement économique en fournissant les moyens de produire et créer de la richesse,
-protéger l’environnement par l’utilisation de machines respectant des standards modernes et/ou l’utilisation des énergies renouvelables.
La Société semi-privée JIRAMA assure le service public d’électricité. Le système électrique national est composé des réseaux interconnectés d’Antananarivo et de Fianarantsoa et de centres autonomes. Les 66% de l’énergie électrique produite sont assurés par des centrales hydroélectriques et le reste par des centrales thermiques. La puissance totale installée est actuellement de l’ordre 251MW. Par ailleurs, le réseau interconnecté d’Antananarivo, avec une pointe de 117 MW en 2002, est actuellement au bout de sa capacité. Pour éviter l’important risque de défaillance qui pèse sur le système interconnecté d’Antananarivo, il est nécessaire de développer rapidement le parc de production et de mettre en place une structure adéquate de transport et de distribution électrique. Ces besoins sont très importants et ne peuvent, de manière réaliste, être satisfaits par le seul secteur public.
La JIRAMA dessert actuellement 370.000 abonnés sur tout le territoire national. Entre 1986 et 1996, ce nombre avait augmenté au rythme moyen de 5 % par an. Ce rythme s’est nettement accéléré entre 1997 et 2001, période durant laquelle le nombre d’abonnés a augmenté en moyenne de 8 % par an. Le taux de croissance de la demande escomptée pour les 10 prochaines années est de 8 % par an. Les ressources financières très limitées du secteur public ne sont pas en mesure de répondre à cette demande.
PROGRAMME DE REFORME DU SECTEUR ELECTRIQUE
Les enjeux
Le Gouvernement de Madagascar met en œuvre actuellement un programme global de réforme économique visant à atteindre une croissance économique accélérée sous le dynamisme et l’initiative des investissements privés. Les dernières projections prévoient pour l’année 2003 une croissance économique de 7% et un taux d’inflation inférieur à 5%. Cependant, ces bonnes performances peuvent être améliorées car Madagascar est un pays qui dispose des ingrédients nécessaires à une croissance économique élevée. L’insuffisance des infrastructures économiques de base nuit à l’amélioration des performances en matière de croissance économique et de réduction de la pauvreté. Pour pallier à cette insuffisance, particulièrement dans le domaine de l’électricité, les actions du Ministère en charge de l’énergie porteront notamment sur l’accroissement de l’accès de la population à l’électricité par une politique centrée sur la participation des communautés bénéficiaires et du secteur privé et axée sur le développement des sources d’énergies renouvelables. Ceci devrait se traduire par une réduction des coûts et une augmentation de la productivité. L’électrification rurale permettra également une amélioration de la qualité de la vie et le désenclavement des zones rurales.
La réforme du sous-secteur électricité a été ainsi engagée par la Loi N° 98-032 du 20 janvier 1999. Les dispositions de cette Loi reposent sur les principes suivants:
– la structure du sous-secteur vise l’introduction de la concurrence à moyen et long terme par la désintégration verticale des activités (production, transport distribution et commerciale),
– les activités de service public sont soumises à la surveillance d’un Organisme Régulateur (ORE) indépendant,
– le système des prix de l’électricité est basé sur les principes suivants :
• les prix à la production sont déterminés par un processus concurrentiel,
• et au niveau de transport et distribution, les prix seront réglementés et auront un caractère de prix plafond.
– l’électrification rurale est confiée à l’ADER (Agence de Développement de l’Electrification Rurale) avec le concours du FNE (Fonds National de l’Electricité).
Les objectifs de la réforme
– assurer la garantie de l’approvisionnement en électricité du pays dans les meilleures conditions de sûreté et de prix,
– accélérer l’électrification urbaine (40% en 2005) et rurale (10% en 2005),
– accroître l’accès à l’électricité par une politique centrée sur la participation des communautés bénéficiaires et du secteur privé (notion de partenariat public privé),
– promouvoir les ressources d’énergies renouvelables notamment le solaire, l’éolienne et l’hydraulique.
Les stratégies de la réforme
– la capacité du pays à maintenir une économie en progrès constant et à améliorer les conditions de vie de la population dépend, dans une large mesure, de la croissance et la modernisation du secteur de l’électricité. Étant donné le taux de croissance élevé de la demande d’électricité dans les prochaines années, une restructuration du secteur est nécessaire,
– la participation du secteur privé, conjuguée avec celle de l’État, est la meilleure garantie que le pays disposera d’une industrie électrique qui puisse supporter la croissance économique et satisfaire les aspirations du peuple malgache au progrès et au bien-être.
– l’efficacité et la compétitivité du secteur de l’électricité sera renforcée par un marché de l’électricité qui permettra de satisfaire la demande à tout moment par des moyens de production aux meilleures conditions de sécurité, de stabilité et de prix.
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Table des matières
NOTATIONS ET SYMBOLES
INTRODUCTION
Partie 1 : GENERALITE SUR LES MICROCENTRALES
Chapitre 1 : Problèmes de l’électrification rurale à Madagascar
I- AVANT-PROPOS
1 .1- Géographie
1.2- Situation et contraintes du secteur de l’électricité
II- PROGRAMME DE REFORME DU SECTEUR ELECTRIQUE
2.1 Les enjeux
2.2 Les objectifs de la réforme
2 .3 Les stratégies de la réforme
2.4 Les résultats attendus
III- LES ENERGIES RENOUVELABLES
IV- MODALITES D’INTERVENTION DES INVESTISSEURS
Chapitre 2 : Solutions possibles pour remédier aux Problèmes de l’électrification
1- Energie solaire
2- Energie éolienne
3- Energie hydraulique
Chapitrer 3 : Notion concernant les centrales hydrauliques
1. LES MICROCENTRALES A haute CHUTE
Mode de fonctionnement
a) Microcentrale de 30 KW installée en 1997 à PANGUM – NEPAL (AC4-75)
b) Microcentrale hydraulique DC2
c) Microcentrale hydraulique SÉRIE DC8
d) Microcentrale AC2
e) Microcentrale AC4-38
f) Microcentrale AC4-75
2. LES MICROCENTRALES à BASSE CHUTE
Mode de fonctionnement
a) Microcentrale installée sur un barrage
b) Microcentrale installée sur un flotteur
3. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES MICROCENTRALES HYDRAULIQUE A SIPHON
Partie 2 : CALCUL ET SIMULATION POUR LA REALISATION DU SIPHON
Chapitre 1 : Dimensionnement du siphon d’une microcentrale hydraulique
EXEMPLE DE FORMULES NECESSAIRES AUX CALCULS DU SIPHON
ETUDE DE L’ECOULEMENT DE L’EAU DANS LA CONDUITE OU SIPHON
Formulation différentielle
Écoulement de Stokes
Conditions d’application
Propriétés des solutions de l’équation de Stokes
Chapitre 2 : Simulation à l’aide du logiciel Free FEM++
1. quelques notions sur la méthode des éléments finis
Généralité et position du problème
Forme intégrale simple
Transformation sous forme intégrale faible
2. Présentation et description du logiciel
2.1.Présentation
2.2.Description
3. Application de Free FEM++ dans notre cas
3.1.Programmation sur le logiciel
3.1.1..Diffuseur incliné de 30° par rapport à la verticale
3.1.1.1.Explication du programme
a) Traçage de la zone d’écoulement ou les bords du siphon
b) Construction du maillage
c) Définition de l’espace d’étude, les données et les hypothèses de départ
d) Ecriture de l’équation de Stokes sous Free FEM++
3.1.1.2 Résultats obtenus après lancement du programme
a) Zone d’écoulement et maillage
b) Valeurs approximatives des vitesses
c) Valeurs approximatives de la pression
3.1.2..Diffuseur incliné de 45° par rapport à la verticale
3.1.2.1.Explication du programme
a) Traçage de la zone d’écoulement ou les bords du siphon
b) Construction du maillage
c) Définition de l’espace d’étude, les données et les hypothèses de départ
d) Ecriture de l’équation de Stokes sous Free FEM++
3.1.2.2. Résultats obtenus après lancement du programme
a) Zone d’écoulement et maillage
b) Valeurs approximatives des vitesses
c) Valeurs approximatives de la pression
Partie 3 : APPLICATIONS ET IMPACTS DU SUJET
Chapitre 1 : Comparaison avec d’autres installations
Notion sur les Centrales électriques
1.Les centrales thermiques à flamme
2.Les centrales utilisant une forme d’énergie renouvelable
a) Centrale éolienne
b) Centrale solaire
c) Centrale marémotrice ou hydrolienne
d) Centrale hydraulique
Chapitre 2 : Regard sur l’environnement
LES IMPACTS NEGATIFS DES CENTRALES HYDRAUELECTRIQUES
MESURES D’ATTENUATION
Partie 4 : EVALUATION DU COUT D’UNE MICROCENTRALE HYDRAULIQUE
1) Coût matériels
2) Coût machines
Conclusion
CONCLUSION GENERALE
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