UNIVERSITE ASSANE SECK DE ZIGUICHOR

UNIVERSITE ASSANE SECK DE ZIGUICHOR

UFR SCIENCES ET TECHNOLOGIES Département de Physique

Mémoire de stage

Licence professionnelle énergies renouvelables et efficacité énergétique

Présenté par : Mory NDIAYE

Directeur de mémoire : Pr Diouma KOBOR Maitre de stage : Mr Seydou BA

Soutenu publiquement le 04/02/2020 devant le Jury compose de :

Nom Prénom Grade Qualité Etablissement

NDIAYE Lat Grand

Maitre de conférences Président Jury UASZ

THIAME Moustapha

Maitre-Assistant Rapporteur UASZ

NDIAYE Ababacar

Maitre-Assistant Examinateur UASZ

BA Seydou

^Ingénieur Maitre de stage CSFP-BTP

KOBOR Diouma

Professeur titulaire Directeur de mémoire UASZ

Thème

^:

Diagnostic et remise en état du système hybride du Centre Sectoriel de Formation Professionnelle aux métiers du Bâtiment et des Travaux Publics (CSFP – BTP)

de Diamniadio

P a g e 1 | 41

Table des matières

I. Introduction ...4

I. Présentation du centre et de la filière UME (unité de maitrise énergétique) ...5

I.1 Le centre CSFP-BTP ...5

I.2 La filière UME ...7

II. Déroulement du stage ...7

II.1 Contexte de l’étude ...7

II.2 Planning ...7

III. Diagnostic du système ...8

III.1 Etat des lieux du système ... 10

III.2 Diagnostic proprement dit du système ... 12

IV.3 Utilisation de l’imagerie infrarouge pour visualiser les panneaux défectueux... 19

IV. Proposition de solution de remise en état du système ... 25

V. L’évaluation financière du projet de remise en état du système ... 29

VI. Proposition de procédure de maintenance du système... 29

VII. Bilan du stage ... 39

Conclusion ... 40

Liste des tableaux  Tableau 1 : puissance des équipements ……… 8

 tableau 2 : consommations par types d’équipements ……… 9

 Tableau 3 : diagnostic du champ PV ………11

 Tableau 4 : diagnostic du régulateur de charge ………. 12

 Tableau 5 : diagnostique du système éolien ………... 13

 Tableau 6 : diagnostique de l’onduleur ……….14

 Tableau 7 : diagnostique du parc de batteries ……….14

 Tableau 8 : diagnostique des câbles ……… Tableau 9 : diagnostique des dispositifs de protection ……… 17

Tableau 10 : diagnostique du local technique ……… 17

Tableau 11 : Fonctions et Commande ……… 31

Liste des images  Image 1 : champ PV du CSFP-BTP ………11

 Image 2 : régulateur de charge ……… 12

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 Image 3 : système éolien ……… 13

 Image 4 : l’onduleur du système ……… 14

 Image 5 : parc de batteries du système ……… 14

 Image 6 : local technique du système ……… 17

 Image 7 : utilisation de la caméra infrarouge ……… 18

 Image 8 : thermographie infrarouge ……… 19

 Image 9 : visualisation d’image dans smart View ………. 36

 Image 10 : Fenêtre de modification d’image ……….. 37

Liste des diagrammes  Diagramme 1 : répartition des sources d’énergies ……… 9

 Diagramme 2 : l’histogramme montrant l’évolution des puissances par types d’équipements ……… 10

 Diagramme 3 : l’histogramme des consommations selon le type d’équipement ………. 11

Liste des synoptiques  Synoptique 1 : système hybride du CSFP-BTP ………. 8

 Synoptique 2 : raccordement du champ PV ………. 21

 Synoptique 3 : raccordement du système hybride ………. 22

Liste des fiches o Fiche 1 : installation ……….. 24

o Fiche 2 : consigne de la charge préalable des batteries ………. 25

o Fiche 3 : entretien ………. 26

o Fiche 4 : inspection visuelle ……… 27

o Fiche 5 : inspection visuelle batterie ……… 31

o Fiche 6 : réception provisoire ………. 33

P a g e 3 | 41 I.1 Remerciements :

Avant tout développement sur cette expérience professionnelle, il apparait opportun de commencer par des remerciements, à ceux qui m’ont beaucoup appris durant ce stage, et même à ceux qui ont eu la gentillesse de faire ce stage un moment très favorable.

La réalisation de ce mémoire a été possible grâce au concours de plusieurs personnes à qui je voudrais témoigner toute ma gratitude.

Je remercie aussi Madame, la Directrice du CSFP-BTP Docteur Marthe Tatiana DIATTA DIEME d’avoir accepté de m’accueillir dans son centre haut combien important pour une pratique dans le cadre de ma formation universitaire.

Je voudrais tout d’abord adresser toute ma reconnaissance à mon Maitre de stage, Monsieur Seydou BA, pour sa patience, sa disponibilité et surtout ses judicieux conseils et crit iques, qui ont contribué à alimenter ma réflexion. Il a accepté de me donner de son temps précieux pour mon encadrement et mon suivi au cours de ce stage, je tiens surtout à louer sa pertinence et son sens de la pédagogie.

J’adresse mes sincères remerciements à tous les professeurs, intervenants et toutes les personnes qui par leurs paroles, leurs écrits, leurs conseils et leurs critiques ont guidé mes réflexions et ont accepté de me rencontrer et de répondre à mes questions durant mes recherches.

Je tiens à exprimer toute ma reconnaissance à mon superviseur scientifique Professeur Diouma KOBOR. Je le remercie de m’avoir encadré, orienté, aidé et conseillé.

Je remercie aussi Monsieur THIAM le rapporteur du document et Monsieur Ababacar NDIAYE l’examinateur de ma soutenance.

Je remercie en particulier le responsable de la licence professionnelle énergie renouvelable et efficacité énergétique Professeur Lat Grand NDIAYE qui a démarché mon stage pour m’avoir donné l’occasion extraordinaire de réaliser mon travail de terrain.

Je remercie mes amis et tous les membres du Dahira Matlaboul Fawzayni qui ont toujours été là pour moi. Leur soutien inconditionnel et leurs encouragements ont été d’une grande aide.

Enfin, je remercie mes très chers parents qui ont toujours été là pour moi. Je remercie mes sœurs, mes frères et ma femme pour leurs encouragements.

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I. Introduction

Le terme système d’énergie hybride fait allusion aux systèmes de génération d’énergie électrique utilisant plusieurs types de sources. La combinaison des sources d’énergie renouvelable comme l’éolienne et l’énergie photovoltaïque peut constituer un complément ou une alternative pour produire l’électricité dans les sites isolés. Les systèmes d’énergie hybride sont généralement conçus pour répondre à un besoin énergétique allant du simple éclairage jusqu’à l’électrification complète d’un site.

L’objectif est d’alimenter une charge bien déterminer sur un site spécifique avec une énergie issue de la combinaison de l’éolien et du photovoltaïque. Notre étude porte sur un système hybride composé de solaire PV, de l’éolienne et le réseau conventionnel. En effet, le système hybride d’énergie renouvelable prend en charge l’éclairage, la bureautique et la climatisation tandis que le réseau alimente les équipements spécifiques. [12]

Cette étude technique a pour but d'analyser les problèmes et les concepts de base rencontrés lors de la mise en place d'une installation photovoltaïque et éolienne. Afin d’éviter tout risque de malfaçon, il est nécessaire de concevoir et installer des systèmes hybrides conformes aux normes internationales qui passent par la réussite électrique, la protection des personnes, la sécurité incendie, la protection contre la foudre… Une installation de système hybride conforme à la norme UTE C15-712-2, est conçue pour respecter cet ensemble de normes, et on peut imaginer l’obligation de cette certification pour toute installation de système hybride dans l’avenir [1], [2] et [3]. C’est dans ce cadre que le CSFP-BTP souhaite réviser l’installation du système hybride qui a été mise en place par l’entreprise leaf energy en 2017. En effet, cette installation ne répondait pas aux exigences d’aucune norme internationale. C’est pour cela qu’un diagnostic qui vise à respecter ces normes et une proposition de solution de remise en état du système est nécessaire.

En vue de rendre compte de manière fidèle, et analytique ces deux mois de stage passé au sein de ce Centre Sectoriel de Formation Professionnelle aux Métiers du Bâtiment et des Travaux Publics, il parait logique de présenter l’environnement de ce stage donc le centre et de la filière UME avant d’expliquer le déroulement du stage.

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II. Présentation du centre et de la filière UME (unité de maitrise énergétique)

II.1 Le centre CSFP-BTP

Le Centre Sectoriel de Formation Professionnelle aux Métiers du Bâtiment et des Travaux Publics est un établissement d’enseignement technique et professionnel créé pour permettre aux entreprises du Bâtiment et des Travaux Publics d’accroitre leur compétitivité grâce au renforcement des compétences de leur personnel pour faire face aux exigences des chantiers à venir. Il a aussi pour objectif de donner un métier aux jeunes qui désirent intégrer activement le secteur du BTP, en leurs proposants deux types de formation :

 une formation initiale sur la maçonnerie et béton armé sur la voirie et le réseau divers, la plomberie et sur l’électricité du bâtiment élargie au solaire photovoltaïque

 Une formation continue qui concerne les personnels et professionnels du secteur pour leurs perfectionnement et validation des acquis durant leurs expériences. [14]

Le schéma ci-après est une illustration de l’organigramme du centre :

P a g e 6 | 41 Formateurs et surveillants

Responsable filière IS

Responsabl e filière

MABA

Responsable filière VRD

Responsable filière EB Assistant Resp du

Développement

Assistant Resp pédagogique

Accueil

Assistant Comptable

Accueil

Magasinier Responsable

Développement et Marketing

Responsable

Pédagogique Responsable

Administratif et Financier Responsable

RH Responsable

Unité Maitrise Energétique Responsable

Suivi-Evaluation

Directeur Conseil d

’Administration

Secrétaire de Direction

Responsable Service informatique et de la statistique

Froid- climatisation

Solaire Thermique

Solaire Photovoltaïque

Eco-Construction

Menuiserie des ouvertures Assistant

UME

P a g e 7 | 41

II.2 La filière UME

Le CSF-BTP a aussi pour mission de permettre aux jeunes d’acquérir des compétences adaptées pour pouvoir gérer la demande énergétique tout en favorisant un meilleur confort thermique. Il a entre autre mission d’offrir des services énergétiques, de choisir les matériaux appropriés en fonction de la zone climatique pour une meilleure efficacité énergétique. C’est dans ce contexte que le centre CSFP-BTP a mis en place un pôle spécial consacré à l’étude sur l’efficacité énergétique des bâtiments. L’UME s’inscrit dans un processus d’études réalisées dans l’optique de disposer des connaissances théoriques et surtout pratiques en termes de demandes de formation et de contexte d’évolution. Elle a comme objectif de former des techniciens en maitrise énergétique (TME) dans la mise en œuvre de solutions d’équipements permettant d’améliorer l’efficacité énergétique des bâtiments. Dans le cadre d’initier les jeunes sur : le bilan thermique des bâtiments, l’étude thermique des bâtiments, l’étanchéité des bâtiments, l’électricité solaire et éolienne. L’admission dans cette filière se fait par concours pour des gens qui ont de l’expérience dans le bâtiment, le génie-civil ou les travaux publics etc. C’est une formation qui dure un an et permet de sortir avec le niveau de technicien en maitrise énergétique(TME). [14]

III. Déroulement du stage

III.1 Contexte de l’étude

Cette étude a été initiée par la direction du centre pour une amélioration prochaine de la gestion de l’énergie, ressource indispensable et couteuse parmi les objectifs énergétiques du CSFP- BTP. L’amélioration de l’autonomisation énergétique des locaux du centre concourt à la réduction des charges d’exploitation des bâtiments, notamment la réduction des dépenses énergétiques. C’est dans ce contexte qu’est présentée cette étude pour la remise en état du système hybride du centre sectoriel de formation professionnelle aux métiers du bâtiment et des travaux publics (CSFP-BTP).

III.2 Planning

Le planning de ce stage a été résumé sur le diagramme de GANTT ci-après.

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IV.

Diagnostic du système

Les systèmes d’énergie hybride associent au moins deux technologies complémentaires : une ou plusieurs sources d’énergies classiques, généralement des générateurs, et au moins une source d’énergie renouvelable. Les sources d’énergies renouvelables comme l’éolienne et l’énergie photovoltaïque ne délivrent pas une puissance constante. Leur association avec des sources d’énergies classiques permet d’obtenir une production continue d’électricité. Le but d’un système d’énergie hybride est d’assurer l’énergie demandée par la charge et, possible, de produire le maximum d’énergie à partir des sources d’énergies renouvelables, tout en maintenant la qualité de l’énergie fournie. Les performances d’un système d’énergie hybride, le rendement et la durée de vie, sont influencées en partie par sa conception, c’est-à-dire le dimensionnement des composants, le type de composants, l’architecture, etc…, et d’autre part, le choix de la stratégie de fonctionnement. [12]

Le système d’énergie hybride que nous étudions, est constitué :

DIAGRAMME DE GANTT

projet

Début: 01-oct

Fin: 05-déc Semaines

Tâche Responsable Début Fin No. De % 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

No Description de la tâche

Date Date Jours^{Com plété}

01-oct 08-oct 15-oct 22-oct 29-oct 05-nov 12-nov 19-nov 26-nov 03-déc 10-déc

1 présentation et choix du sujet de stage maitre de stage 01-oct 01-oct 1 x

2 plan chef de projet et maitre 02-oct 03-oct 2

3 visite et observation de l'installation chef de projet 04-oct 04-oct 1

4 choix de la norme conforme au système chef de projet ^{08-oct 10-oct} 3 x

5 état des lieux du système chef de projet 11-oct 15-oct 4 x

6 introduction et contexte de l'étude chef de projet 15-oct 15-oct 2 x

7 séances de rencontre chef de projet et

maitre

15-oct 15-oct 1 x

8 dignostic du champ PV chef de projet 21-oct 22-oct 1 x

9 pompage de l'eau dans le local technique chef de projet ^{22-oct 23-oct} 1 x

10 diagnostic des appareils électroniques chef de projet 23-oct 23-oct 1

11 diagnostic du parc de batteries chef de projet 24-oct 24-oct 1

12 diagnostc du local tecnique chef de projet 25-oct 25-oct 1

13 mesures au niveau du champ PV chef de projet 28-oct 28-oct 1

14 mesures au niniveau du parc de batteries chef de projet 29-oct 29-oct 1 x

15 utilisation de la caméra infrarouge chef de projet ^{29-oct 30-oct} x

16 proposition de solution de remise en état chef de projet 26-nov 28-nov 3 x

17 proposition de procédure de maintenance chef de projet 04-nov 07-nov 3 x

interprétation des résultats de la thermographie infrarouge

maitre de stage et chef de projet

05-déc 06-déc 1

18 séances de rencontre maitre de stage et

chef de projet

28/11/2019 03-déc28-nov 1

19 évaluation financière du projet maitre de stage et chef de projet

03-déc 03-déc 1 x

20 bilan du stage chef de projet 04-déc 04-déc 1

21 séances de rencontre chef de projet et

maitre

03-déc 03-dé 1 x x

22 conclusion chef de projet ^{05-déc 05-déc} 1

P a g e 9 | 41

 d’un champ PV de 72 panneaux de 100Wc (2 champs de 36 modules qui sont chacun connecté sur un régulateur), les 2 régulateurs sont raccordés sur un parc de 24 batteries (2V-1375Ah) et le parc de batteries est connecté à un onduleur de 5kVA ;

 d’une éolienne de 1000W qui charge en même temps les batteries ;

 du réseau conventionnel raccordé à l’onduleur et qui charge aussi les batteries ;

 Et d’un groupe électrogène de 100kVA qui prend en charge tous les besoins énergétiques du centre en cas de disfonctionnement des autres sources d’énergies.

Le synoptique ci-dessous montre le système énergétique hybride du centre.

Synoptique 1 : système hybride du CSFP-BTP

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IV.1 Etat des lieux du système

Diagramme 1 : répartition des sources d’énergies

Un état des lieux consiste à identifier les types de consommation d’énergie ensuite de déterminer les puissances électriques des différents équipements.

Le tableau ci-dessous donne les puissances totales de ces équipements.

Tableau 1 : puissance des équipements

22%

78%

énergies renouvelables

Réseau conventionnel

4234 équipements spécifiques 30217

total 38646

puissance (watt)

éclairage 3705

ventilation 490

bureautique types d'équipements

P a g e 11 | 41 Diagramme 2 : L’histogramme montrant les puissances par types d’équipements D’après cette représentation graphique, on peut constater que les équipements spécifiques sont beaucoup plus puissants par rapport à la bureautique et à l’éclairage tandis que la ventilation est faiblement représentée.

Etant donné que le système d’énergie renouvelable prend compte que l’éclairage, la bureautique et la ventilation, nous avons le tableau ci-après qui montre les énergies consommées par ces différents équipements.

Tableau 2 : consommations par types d’équipements

A partir des résultats de ce tableau, nous avons tracés la représentation graphique des consommations selon les types d’équipements.

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000

éclairage ventilation bureautique équipements spécifiques Série3

P a g e 12 | 41 Diagramme 3 : L’histogramme des consommations selon le type d’équipement Par observation du graphique, on note une consommation prépondérante au niveau de l’éclairage et de la bureautique (équipements plus énergivores) et la consommation au niveau de la ventilation est beaucoup plus moins représentée. Les lampes installées au niveau des ateliers de travaux pratiques sont des lampes à fluorescences de 36W qui fonctionnent 3 heures de temps dans la journée. Ce qui justifie la forte consommation de l’éclairage.

IV.2 Diagnostic proprement dit du système

Ce diagnostic a été fait selon les exigences de la norme de l’UTE C 15-712-2. Les différentes parties de l’installation du système diagnostiqué, les appréciations et les commentaires sont consignés dans les tableaux et dans chaque partie, nous allons montrer des images pour mieux illustrer. [1]

Champ PV

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000

éclairage ventilation bureautique

P a g e 13 | 41 Image 1 : champ PV du CSFP-BTP

Tableau 3 : diagnostic du champ PV

Champ PV Très bon

état Bon état moyen état

mauvais

état commentaires modules

pas de maintenance support

bien fixé sur la dalle fusible

absent

boite de

raccordement absent

Coffret de protection contre surintensité

absent

boite de jonction de groupe

absent

connecteurs

absent

parafoudre D.C

absent

Diode by-pass

absent

Diode anti-retour

absent

Régulateur de charge.

Image 2 : régulateur de charge

N.B : Puisque les deux régulateurs de charge sont identiques, ils ont les mêmes commentaires.

P a g e 14 | 41 Tableau 4 : diagnostic du régulateur de charge

régulateur très bon

état bon état moyen état mauvais

état commentaires LED du

régulateur

bon signal L'écran

digital du

régulateur

pas de digital sur l'écran

parafoudre

position

position verticale Fusible

absent

Le système éolien

Image 3 : système éolien Tableau 6 : diagnostique du système éolien [9] et [11]

éolienne très bon

état bon état moyen état mauvais

état commentaires

parafoudre absent

protection contre les surintensités

absent la mise à la

terre absent

P a g e 15 | 41 L’onduleur

Image 4 : l’onduleur du système Voici le tableau récapitulatif du diagnostic de l’onduleur :

Tableau 7 : diagnostique de l’onduleur [1]

onduleur très bon

état bon état moyen état mauvais

état commentaires Led de

l'onduleur

bon signal l'écran

digital de

l'onduleur

écran non digital

fusible

absent

Position

horizontal

Parc de batteries

Image 5 : parc de batteries du système

P a g e 16 | 41 Tableau 8 : diagnostique du parc de batteries [1], [10] et [4]

parc de batteries

très bon

état bon état moyen état mauvais état

commentaires moniteur

de batterie absent

distance entre les

batteries

respecté maintenez

les batteries au frais

Local aérien

profondeur de

décharge limitée à

50%

respecté en moyenne

courant de charge inférieur au quart de la capacité de la batterie

respecté

évité les

surcharges

pas de surcharge niveau

d'eau

Niveau d’eau respecté équilibreur

de batteries (batterie

balancer)

absent

Protecteur de

batteries ou batty Protect

absent

P a g e 17 | 41 Câbles

Tableau 9 : diagnostique des câbles [1]

câbles très bon

état bon état moyen état mauvais état

commentaires câbles de

chaines PV vers boite de jonction de groupe

à reprendre

câbles de groupe PV vers boite de raccordement

à reprendre

câble principal PV vers régulateur

à reprendre

câbles régulateur vers parc de batteries

à reprendre câbles parc de

batteries vers onduleur

à reprendre câble onduleur

vers charges

à reprendre

P a g e 18 | 41 Dispositifs de protection

Tableau 10 : diagnostique des dispositifs de protection [1] et [13]

dispositifs de

protection

très bon

état bon état moyen état

mauvais état

commentaires

interrupteur disjoncteur D.C

absent

Protection contre les surintensités

absent

parafoudre

D.C absent

Sectionneur absent

interrupteur sectionneur général D.C

absent

interrupteur sectionneur général A.C

absent

disjoncteur sortie

onduleur

absent prise de

terre du

bâtiment absent

N.B : les dispositifs de protection sont complètements absents du système.

Le local technique

Image 6 : local technique du système

P a g e 19 | 41 Tableau 11 : diagnostique du local technique

local technique

très bon état

bon état moyen état mauvais état

commentaires dispositif de

protection contre l'incendie

absent

emplacement des différents composants

parc de batteries et appareils électroniques sont

superposés état du local

technique

présence d'eau aération du

local technique

Local aérien

IV.3 Utilisation de l’imagerie infrarouge pour visualiser les panneaux défectueux

Utilisation de la caméra infrarouge pour la thermographie des modules. Tableau 13 : Fonctions et Commandes

P a g e 20 | 41 Fonctionnement

La caméra thermique est considérée comme un simple moyen pour résoudre un problème. C’est un outil rapide et fiable pour tester les panneaux solaires. L’inspection de ces derniers avec une caméra infrarouge se fait en plein jour avec un ensoleillement d’au moins de 500W/m2 pour un contraste suffisant. Mais pour un résultat satisfaisant, un éclairement de 700 W/m² est conseillé.

L’ensoleillement est mesuré avec un pyromètre ou luxmètre qui dépend fortement de l’endroit et des conditions climatiques locales.

Pour activer ou désactiver l’imageur on maintient enfoncé le bouton marche /arrêt pendant 3 secondes. Avant de faire les mesures il faudrait régler :

L’émissivité pour les panneaux, on prendra l’émissivité du verre vue que la face avant des panneaux est en verre. L’émissivité est une valeur compris entre 0 et 1. Pour un matériau son

P a g e 21 | 41 émissivité dépend de sa nature, de son état de surface et de sa température. C’est le rapport d’énergie qu’un corps rayonne par rapport à celle qu’un corps noir rayonnerait à la même température. Le verre a une émissivité comprise entre 0,85 et 0,92.

La commande de transmission permet de modifier le paramètre de transmission associé à une image.

Lorsqu’on prendra aussi les mesures il ne faut pas se mettre en face de la cible à cause du phénomène de réflexion sur le verre. Il faudrait se positionner entre 5° et 60° pour éviter l’ombrage. De plus le ciel doit être clair et dégagé car les nuages réduisent l’ensoleillement.

L’étude thermographique des modules photovoltaïques se fait en absence de vent. En effet, ce dernier provoquerait un refroidissement par convection. [8]

Le logiciel Smart View

L’installation du logiciel Smart View sur l’ordinateur entraîne l’apparition d’une icône de démarrage Smart View sur le bureau Windows et dans le menu de démarrage Windows.

Le logiciel FLUKE Smart View est destiné à visualiser des images prises avec la caméra infrarouge. Il constitue une suite d'outils modulaire qui vous permet de visualiser, d'optimiser et d'analyser des images infrarouges obtenues. Ce logiciel réunit des fonctionnalités d’analyse d’image, d’organisation des données et des informations, de création de rapports professionnels.

Pour l’appareil TiS45 que nous disposons, il faudrait insérer la carte micro SD à l’aide d’un adaptateur SD dans le PC pour pouvoir étudier les images de la caméra.

Remarque : les images doivent être sous format is2 ou is3 pour d’autres appareils pour qu’on puisse les modifier avec le logiciel

Utilisation de la fenêtre principale

Après ouverture du logiciel vous cliquez sur fichier pour obtenir les images qui sont dans la carte mémoire, mais avant de faire des analyses il faudrait paramétrer le logiciel en modifiant les unités, la distance à la cible etc.

Après avoir paramétré le logiciel on peut visualiser les images qui sont sur la carte mémoire pour cela cliquer sur fichier ou l’icône ouvrir un fichier d’images. Le clic droit dans une fenêtre d’image active permet d’ouvrir le menu déroulant de l’image. Ce menu déroulant fournit des raccourcis aux options d’affichage et de modification d’image.

P a g e 22 | 41 Image9 : visualisation d’image dans smart View

Le logiciel vous offre plusieurs possibilités, lorsqu’on clique sur l’icône< modifier image > ou double clic sur l’image cela vous permet de modifier les propriétés de l’image active. Dans ce logiciel, on peut faire des rapports des analyses, des graphiques.

Smart View propose des graphiques de profils linéaires, d’histogrammes et de graphiques en banderoles. Les graphiques à profil linéaire affichent les températures des zones que vous avez choisies associées à un repère linéaire. On peut ajouter des commentaires même sur l’en-tête de l’image pour créer une légende. Lorsque vous ouvrez une image infrarouge dans Smart View, l’image apparaît dans une fenêtre. Vous pouvez ouvrir et afficher un nombre indéterminé de fenêtres d’image simultanément, mais une seule image est active à un moment donné.

L’image suivant représente la fenêtre qui nous permet de faire les modifications.

Figure10 : Fenêtre de modification d’image

On peut avoir des informations sur l’image concernant l’émissivité, la taille du capteur sur l’appareil. Avec Smart View vous pouvez choisir de créer un rapport au format .PDF ou .doc.

Après modification les propriétés d’image, un astérisque (*) ou une étoile apparaît dans le titre

P a g e 23 | 41 de la fenêtre. Cela indique que vous devez enregistrer de nouveau l’image afin de conserver les modifications apportées aux propriétés.

Remarque : la touche ECHAP nous permet de fermer l’éditeur d’image et de revenir à la fenêtre d’image active.

Image 7 : utilisation de la caméra infrarouge

La thermographie infrarouge du champ solaire photovoltaïque justifie les tensions en circuit ouvert (environ 1, 2 V) obtenues après mesures, sous un ensoleillement de 870 W/ m2.

L’inspection nous révèle l’existence des points chauds au niveau de quelques modules or son observation à l’œil nue ne montre aucune défaillance. On note que c’est seulement des points chauds sur une partie de ces modules.

Ces points chauds s'expliquent par l’effet d’ombrage et le courant retour sur les lignes du générateur PV 1.

A deux mètres du champ solaire photovoltaïque, on note une présence d'antenne d'internet, qui en un moment de la journée masque cette partie du champ PV. Ainsi les cellules sous ensoleillées se comportent comme des réceptrices et ont tendance à absorber la production des autres cellules.

Par suite, la cellule s’échauffe ce qui peut endommager irrémédiablement la cellule. Ce phénomène d’échauffement de la cellule s’appelle point chaud ou hot spot en anglais.

Etant donné que ces cellules ne sont pas protégées par des fusibles, car le courant retour est largement supérieur à l'IRM des modules, donc il affecte toutes les cellules ombragées. Ce qui entraine la chute de tension au niveau des modules.

L’utilisation de l’imagerie infrarouge nous permet de confirmer la défectuosité des 12 panneaux au niveau du champ PV 1.

P a g e 24 | 41 Thermographie infra rouge de la mini-Centrale du Centre Sectoriel de Formation Professionnelle aux Métiers du Bâtiment et des Travaux Publics de Diamniadio

IR_00155.IS2

Image 8 : thermographie infrarouge Image en lumière visible

P a g e 25 | 41 Lorsqu’on fait des mesures, au niveau de l’écran tout à fait à droite de la caméra ; on notera une palette de couleur qui indique la cartographie des différents éléments en fonction de leurs températures. C’est une disposition de températures du plus froid vers le plus haut (la température augmente). Les zones de hautes températures (très supérieures à la température des modules) correspondent à des défauts. Ainsi la température augmente chaque fois qu’un circuit- ouvert est détecté.

En effet, la résistance de la cellule ombragée est très devenue à son tour très grande et par effet joule, la cellule dissipe de l’énergie sous forme de chaleur d’où ce qui explique l’augmentation de la température observée sur les cellules défectueuses.

L’appareil offre sept palettes de couleur standard. Ces palettes sont particulièrement adaptées à des situations avec un fort contraste thermique et permettent de marquer un contraste supplémentaire des couleurs entre les températures élevées et les températures basses.

Cette thermographie permet de visualiser les points chauds dans le champ solaire. L’avantage de la caméra infrarouge est surtout le fait de pouvoir inspecter plusieurs modules en même temps. Comme dans notre cas l’inspection de plusieurs modules avec la caméra infrarouge permet de cibler le ou les modules défectueux. On note la présence de points chauds sur quelques modules. Cela permettrait dans un champ photovoltaïque de plusieurs modules de cibler celui ou ceux qui sont défectueux.

V. Proposition de solutions et de remise en état du système

C’est donc dans une perspective d’une remise en état du système pour une production énergétique continue du système, que nous proposons :

 Un remplacement total des 12 modules défectueux au niveau du champ PV ;

 Une délocalisation du parc de batteries dans un autre local ;

 Un changement total des câbles au niveau du système d’énergie renouvelable ;

 Un aménagement des locaux techniques pour éviter les remontées capillaires d’eau ;

 Une mise en place de l’ensemble des appareils nécessaires pour optimiser la vie des batteries ;

 Une reprise de l’installation conformément aux exigences de la norme de l’UTE C 15 712-2 (présence de tous les dispositifs de protection : parafoudre, fusible, sectionneur, prise de terre, interrupteur…).

Le courant retour maximal des panneaux est égal à : IRM=15A et nous avons 6 chaines au niveau du champ PV. On peut calculer le courant retour qui est égal à :

IR= (Nc-1) *(1,25*Isc) = (6-1) *(1,25*6,05) =37,81A On a : IR>IRM donc on met des fusibles

P a g e 26 | 41 Nombre de fusibles au niveau du champ PV = nombre de lignes multiplier par 2, soit un total de 12 fusibles.

Le tableau ci-après montre l’ensemble des dispositifs de protection nécessaire pour le système.

Tableau 12 : dispositif de protection pour la remise en état du système dispositifs de protection partie de l'installation

nombre Caractéristiques

fusible

champ PV 1

6 15A-1000V

champ PV 2

6 350A-1000V

régulateur-parc

batteries 2 350A-1000V

onduleur-charge

2 45A-1000V

parafoudre D.C

champ PV 1 1 40kA-600V -40°C à 80°C IN:

</=1,7K

champ PV 2 1 40kA-600V -40°C à 80°C IN:

</=1,7K

éolienne 1 40kA-600V -40°C à 80°C IN:

</=1,7K Parafoudre A.C

interrupteur/sectionn

e 1 40kA-600V -40°C à 80°C

IN: </=1,7K

prise de terre

installation champ PV

1 1 câble souple de section

10mm² installation champ PV

2 1 câble souple de section

10mm²

installation éolienne 1 câble souple de section 16mm²

mise à la terre

parafoudre 1 câble souple de section 10mm²

interrupteur-

sectionneur réseau-onduleur 1 45A-1000V

interrupteur/

disjoncteur CC

Champ PV 1 1 32A-1000V

champ PV 2 1 32A-1000V

régulateur-parc

batteries 1 32A-1000V

équipotentialité des

conducteurs barrette de terre 1 1,5m de hauteur

moniteur de batterie parc de batterie 1

BMV702 (6 à 95V) 48V-350A protecteur de batterie parc de batterie 1

48V-350A équilibreur de batterie parc de batterie 1

48V-350A

P a g e 27 | 41 Les caractéristiques techniques ont été obtenues après calibrage de chaque composant d’où la justification du chiot des composants conformément à la norme de l’UTE C 15-712-2.

A partir du tableau, nous schématisons les installations du champ photovoltaïque et du système hybride conformément aux exigences de la norme de l’UTE C 15-712-2. Ces deux schémas sont représentés respectivement par les synoptique 1 et

Parc de batterie 12 en séries et 2 branches en parallèles (24 batteries de 1375Ah) Synoptique 2 : Schéma d’installation du champ PV

DC

DC

DC

AC C

Régulateurs

DC

DC

Champ PV : 3,6 kWc 6 lignes X 6

modules PV en parallèles

Onduleur

Réseau SENELEC

Section S=10mm²

Section S=16mm²

Parafoudres 3,6kWc

P a g e 28 | 41

Synoptique 3 : Schéma d’installation du système hybride

P a g e 29 | 41

VI. L’évaluation financière du projet de remise en état du système

Dans cette partie, les différents équipements que nous devons acheter sont énumérés dans le tableau suivant.

Désignation nombre prix unitaire prix total

Panneaux 12V-100 Wc 12 45 000 540 000

fusible 15A-1000V 16 15 000 240 000

Parafoudre D.C 40kA-600V 4 67 000 268 000

parafoudre A.C 1 67 000 67 000

Interrupteur/disjoncteur CC

32A-1000V 3 15 000 45 000

moniteur de batterie 1 20 000 20 000

équilibreur de batterie 1 20 000 20 000

protecteur de batterie 1 45 000 45 000

câbles 10 et 16mm² 2 rouleaux 10 000 20 000

accessoires 1 50 000 50 000

total 1 315 000

VII. Proposition de procédure de maintenance du système

Pour la procédure de maintenance, nous avons établis des fiches afin de mieux suivre l’état de l’installation. [5]

Tableau 12 : Evaluation du cout du projet

P a g e 30 | 41

FICHE1 : INSTALLATION

Communauté rurale:

Site:

Date d'installation:

Date prévue du premier entretien:

Date prévue du deuxième entretien:

Récepteurs Nombre de points lumineux :

Lieu

d'installation

point lumineux 1:

point lumineux 2:

point lumineux 3:

point lumineux 4:

Mesure:

Avant branchement

batterie tension V

Après installation du régulateur

tension module : V

tension batterie : V

tension utilisation : V

Mode de montage du module

Sur toit Sur sol

Attention ombre lieu dégagé

Intervenants :

Responsable système :

P a g e 31 | 41

FICHE2 : CONSIGNE DE LA CHARGE PREALABLE DES BATTERIES

Site : type de système :

type de source chargeante :

Générateur PV : Autres sources :

Densité de l'électrolyte avant remplissage:

Courant moyen de charge :

Heure début charge :

Densité 2 heures après remplissage :

tension V

Température °C

Elément 1 Elément 2 Elément 3 Elément 4 Elément 5 Elément 6

2 heures après fin de charge préalable :

tension V

température °C

Intervenants :

Heure fin charge :

Date début charge : Date fin charge :

Observations

Elément 1 Elément2 Elément3 Elément4 Elément5 Elément6

Observations

Responsable :

P a g e 32 | 41

FICHE 3 : ENTRETIEN

Etat général :

Etat général :

Température (°C)

Tension

Régulateur de charge

Site : Date :

CHAMP PV

Mesures :

Ombre portée : Ensoleillement (état du ciel) : Etat cablage : Icc =

Uco=

Im = Uch = Matériels

Mesures

:

Heure

:

cel 1

cel 2

cel 3

cel 4

cel 5

cel 6

cel 7

cel 8

cel 9

cel 10

Aération local batterie :

cel 1

cel 2

cel 3

cel 4

cel 5

cel 6

cel 7

cel 8

cel 9

cel 10

cel 1

cel 2

cel 3

cel 4

cel 5

cel 6

cel 7

cel 8

cel 9

cel 10

Autres taches réalisées :

Etat général : Connexions :

Vérification des indications :

Autres taches réalisées

^:

Câblage

Densité

Etat général :

Connexions : Vérification des indications :

Onduleur

Etat général :

Intervenants :

P a g e 33 | 41

FICHE 4 : INSPECTION VISUELLE

Fiche d'enregistrement de défauts des modules

Eléments Type de défauts

^{Module 1 Module 2 Module 3 Module 4}

Module Distordu

Cadre

Oxydé

Déplacé

Endommagé

Joint cadre Déplacé

Autres défauts

Encapsulation

prise d'air

délamination

infiltration d'eau

Cellules cassées

détériorées

Connexions et jonction des cellules

décolorées

déplacées

cassées

Face avant cassées

Autres défauts

Face arrière cassées

Autres défauts

Boite de jonction

détériorées

infiltration d'eau

Diode claquée

intervenants :

Observations et remarques

^:

Date : Technicien : Site :

Observations :

Responsable :

Travée n° 1 :

P a g e 34 | 41

FICHE 5 : INSPECTION VISUELLE BATTERIE

Objet

Janvier

Février

Eléments 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6

1. Contrôle

trimestriel

Niveau électrolyte

Fuite électrolyte

Différence de

couleurs

Dépôts de

sédiments

Corrosion bornes et

connexions

Fissure des bacs

2. Contrôle annuel

En plus

des contrôles trimestriels

Mesure des tensions des

éléments

Site : Date :

Techniciens :

Objet

Mars Avril

Eléments 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6

1. Contrôle

trimestriel

Niveau électrolyte

Fuite électrolyte

Différence de

couleurs

Dépôts de

sédiments

Corrosion bornes et

connexions

Fissure des bacs

2. Contrôle annuel

En plus

des contrôles trimestriels

Mesure des tensions des

éléments

Fiche d’inspection