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REDIMENSIONNEMENT DES EQUIPEMENTS DES PRODUC- TION D’ENERGIE ELECTRIQUE ET OPTI

REDIMENSIONNEMENT DES EQUIPEMENTS DES PRODUC- TION D’ENERGIE ELECTRIQUE ET OPTIMISATION DE LA CONSOMMATION ENERGETIQUE D’AIRTEL NIGER:CAS BA- TIMENT SIEGE SOCIALE MEMOIRE POUR L’OBTENTION DUMASTER SPE- CIALISE EN GENIE ELECTRIQUE, ENERGETIQUE ET ENERGIES RENOUVELABLES OPTION : ENERGIES RENOUVELABLES ------------------------------------------------------------------ Présenté et soutenu publiquement par: Amadou Yacouba Travaux dirigés par : Mme.Pabyam Mariam Sido Enseignant ; Chercheur au 2iE MR. Abdoulaye MANOU Ingénieur Passive Manager Ericsson Niger Jury d’évaluation du stage : Institut International d’Ingénierie Rue de la Science-01 BP 594- Ouagadougou 01- BURKINA FASO Membres et correcteurs : Dr. Sayon Sidibé MR. Moussa Kadri SANI Promotion [2011/2012] Tél : (+ 226) 50 49 28 00 – Fax : (+226) 50 49 28 01- Mail : 2ie@-edu.org i ii Remerciements Je voudrais tout d’abord remercier Mr. Abdoul RazackAssao, chef de département Operations et Maintenance d’Airtel Nigeret Mr. Abdoulaye MANOU Chef de département énergie et infrastructure a Ericsson Nigerde m’avoir accepté au sein de leur équipe. Je tiens à adresser particulièrement ma profonde reconnaissance à MadamePabyamMariamSi- do qui m’a encadré et je lui exprime tous mes remerciements pour la confiance qu’elle m’a accordée. Au-delà de ses compétences scientifiques et humaines j’ai pu apprécier àson con- tacte l’importance de la méthode, de la rigueur et du recul dans la conduite d’un travail de recherche pour le projet de fin d’étude. iii RESUME Le redimensionnement des équipements de production d’énergie électrique et l’optimisation de la consommation d’énergie du bâtiment siège social d’Airtel Niger a permis, d’une part, de faire la situation énergétique du bâtiment, caractérisée par des gaspillages énormes d’énergie et d’autre part, de trouver des solutions idoines conduisant à une utilisation ration- nelle d’énergie. En effet l’analyse des consommations énergétiques et confrontation aux mo- dèles de référence aboutissent à des ratios de consommations énergétiques et le prix moyen du kWh trop élevés par rapport à ceux de référence. De même le transformateur MT/BT est surchargé et les groupes électrogènes sont surdimensionnés ce qui dénote un mauvais rende- ment énergétique dans la transformation et la production d’énergie. Le redimensionnement du transformateur nous conduit à proposer un transformateur de 750kVA avec un taux de charge 56.31%. Quant au redimensionnement du parc des groupes électrogènes il mène à l’économie d’un groupe de 220kVA tout en permettant aux autres groupes de tourner dans la plage opti- male (40% à 70%). Les mesures d’économie proposées permettront de diminuer considéra- blement la consommation d’énergie dans les bâtiments, sans dégrader le confort et tout en protégeant notre environnement. L’application des différentes solutions techniques organisa- tionnelles envisageables dans le bâtiment d’Airtel siège,nous donne un potentiel d’économie d’énergie par an estimé à 20.42% pour l’électricité et 24.54% pour le gasoil. Mot clés : Redimensionnement des équipements de production d’énergie; mesures d’économie d’énergie; ratio de consommation; prix moyen du kWh; taux de charge; Environ- nement. ABSTRACT Resizing equipment power generation and optimization of the energy consumption of the building headquarters Airtel Niger has, on the one hand, to the energy situation of the build- ing, characterized by enormous waste of energy and secondly, to find appropriate solutions leading to a rational use of energy. Indeed the analysis of energy consumption and confronta- tion reference models lead to ratios of energy consumption and the average price per kWh too high compared to reference. Similarly, the MV / LV transformer is overloaded and generators are oversized indicating a poor energy efficiency in the processing and energy production. Resizing the transformer leads us to propose a 750kVA transformer with a load rate of 56.31%. As for resizing the park generators it leads the economy to a group of 220kVA while allowing other groups to turn in the optimal range (40% to 70%). The proposed conservation measures will significantly reduce energy consumption in buildings without degrading the comfort while protecting our environment. The application of different organizational tech- iv nical solutions envisaged in the headquarters building of Airtel gives us an estimated 20.42% to 24.54% for electricity and diesel energy savings potential per year. Keyword: Resizing equipment energy production; energy saving measures; consumption ratio; average price per kWh; loading rate; environment. v LISTE DES ABREVIATIONS URE: Utilisation Rationnelle d’Energie GE: Groupe électrogène GES: Gaz à Effet de Serre TGBT: Tableau General Basse Tension DV: Direction de Vente DM: Direction Marketing DF: Direction de Finance DI: Direction Informatique DO: Direction des Operations DRH: Direction de Ressources Humaines MT: Moyenne Tension BT: Basse Tension KWh: kilo Watt heure V: Volt A: Ampere KVA: Kilo Volt Ampere HPT: heure pointe HPL: Heure pleine HCR: heure creuse TVA: Taxe sur valeur ajoutée DC: Direct current MSC:Mobil Switching Center BSS:Base Station TC: Transcoder HLR: Home Location Register ATS: Automatic Transfer Switch vi GPRS: Global Positioning Radio Service SMS: Short Message Service NIGELEC : Société Nigérienne d'électricité vii Liste des figures Figure 1: Organigramme simplifié ......................................................................................................... 14 Figure 2: photo du bâtiment: façade principale .................................................................................... 15 Figure 3: schéma unifilaire simplifié cote production de l'énergie électrique ...................................... 17 Figure 4: Montant facture type de douze mois: année 2012 ................................................................ 19 Figure 5: Allure de la puissance appelée en 2012 ................................................................................. 20 Figure 6: Répartition de la consommation par poste ........................................................................... 22 Figure 7: Schéma synoptique d'une installation tertiaire ..................................................................... 27 Figure 8: Etiquette énergie .................................................................................................................... 40 viii Liste des tableaux Tableau 1: Grille de facturation période chaude .................................................................................. 18 Tableau 2: Grille de facturation période froide ..................................................................................... 18 Tableau 3: Facture de quatre années consécutives de référence ........................................................ 19 Tableau 4: Répartition de la consommation par poste ......................................................................... 21 Tableau 5: Relevés des courants ........................................................................................................... 24 Tableau 6: Taux de charge des GE et consommation en gasoil avant l'optimisation .......................... 26 Tableau 7: Taux de charge des GE avant l'optimisation ........................................................................ 31 Tableau 8: taux de charge après optimisation ...................................................................................... 32 Tableau 9: Récapitulatif des mesures d'économie d'énergie en électricité ......................................... 50 Tableau 10: Mesures d'économie d'énergie en gasoil .......................................................................... 51 ix Sommaire LISTE DES ABREVIATIONS ................................................................................................................ v Liste des figures ...................................................................................................................................... vii Liste des tableaux .................................................................................................................................. viii I. INTRODUCTION ............................................................................................................................. 12 II. SITUATION ÉNERGÉTIQUE DU BÂTIMENT D’AIRTEL NIGER .......................................................... 14 II.1 Présentation et vocation du bâtiment ..................................................................................... 14 II.1.1 Description de l’installation électrique : ....................................................................... 15 II.2 Consommations d’energie: Analyse des consommations et confrontation au model de référence ............................................................................................................................................ 17 II.2.1 Consommations d’électricité ......................................................................................... 17 II.2.1.1 Contrat avec NIGELEC: Grille de tarification de la facturation de NIGELEC .............. 17 II.2.1.2 Étude de l’évolution des consommations et des coûts sur les quatre années étudiées 18 II.2.1.3 Facteur de puissance ................................................................................................. 19 II.2.1.4 Puissance maximale appelée ..................................................................................... 19 II.2.1.5 Prix moyen du kWh ................................................................................................... 20 II.2.1.6 Répartition de la consommation par poste consommateur. .................................... 20 II.2.1.7 Ratio caractéristiques du bâtiment ........................................................................... 22 II.2.1.8 Analyse des mesures électriques .............................................................................. 23 II.2.2 Consommation de gasoil ............................................................................................... 25 III. REDIMENSIONNEMENT DES EQUIPEMENTS DE PRODUCTION D’ENERGIE ECLECTRIQUE ..... 27 III.1 .................................................................................................................................................... 27 III.1 Généralités ............................................................................................................................. 27 III.2 Transformateur 24kVA/400V ............................................................................................... 28 III.3 Groupes électrogènes ............................................................................................................ 29 III.3.1 Détermination de la puissance (cas général) ................................................................ 29 III.3.2 Redimensionnement des groupes électrogènes avec un regard URE (cas d’Airtel) .... 31 IV. OPTIMISATION DE LA CONSOMMATION ENERGETIQUE ........................................... 33 IV.1 Contexte d’économie d’énergie ............................................................................................. 33 x IV.1.1 Coût d’énergie ............................................................................................................... 33 IV.1.2 Epuisement des ressources traditionnelles ................................................................... 33 IV.1.3 Pollution liée aux énergies fossiles ............................................................................... 34 IV.1.4 Respect du protocole de Kyoto ..................................................................................... 34 IV.1.5 Dépandance énergétique vis-à-vis de l’extérieur .......................................................... 34 IV.1.6 Rang des opérateurs de la téléphonie mobile dans la consommation d’énergie au Niger 34 IV.2 Problématique de la consommation d’energie ...................................................................... 35 IV.2.1 Définition ....................................................................................................................... 35 IV.2.2 Visibilité – réflexivité, hétérogénéité ............................................................................ 35 IV.2.3 Confort ........................................................................................................................... 36 IV.2.4 Éléments déterminants de la consommation énergétique ........................................... 36 IV.2.5 Utilisation Rationnelle de l'Énergie (URE) ..................................................................... 37 IV.2.6 Barrière à l'efficacité énergétique ................................................................................. 37 IV.3 Les mésures d’économie d’énergie dans les batiments ......................................................... 38 IV.3.1 Électricité ....................................................................................................................... 38 IV.3.1.1 Climatisation .......................................................................................................... 39 IV.3.1.2 Électroménagers .................................................................................................... 39 IV.3.1.2.1 Réfrigérateur et Congélateur ............................................................................. 39 IV.3.1.2.2 Cuisine ............................................................................................................... 41 IV.3.1.2.3 Linge ou vaisselle .............................................................................................. 41 IV.3.1.3 Éclairage ................................................................................................................ 42 IV.3.1.4 Bureautique ........................................................................................................... 42 IV.3.2 Eau ................................................................................................................................. 42 IV.3.3 Gasoil. ............................................................................................................................ 43 IV.4 Propositions d’améliorations dans le bâtiment d’Airtel Niger. ............................................. 43 IV.4.1 Electricité ....................................................................................................................... 44 IV.4.1.1 Contrat avec la Société Nigérienne d’électricité (Nigelec) .................................... 44 xi IV.4.1.2 Analyse de l’éclairage ............................................................................................ 44 IV.4.1.3 Analyse de la climatisation .................................................................................... 45 IV.4.1.4 Analyse de la bureautique ..................................................................................... 48 IV.4.1.5 Analyse de l’environnement et de la maintenance ............................................... 49 IV.4.1.6 Analyse des relevés ............................................................................................... 49 IV.4.2 Gasoil : ........................................................................................................................... 50 IV.4.3 Résultat: récapitulatif des propositions chiffrées et hiérarchisées ............................... 50 IV.4.3.1 Electricité ............................................................................................................... 50 IV.4.3.2 Gasoil ..................................................................................................................... 51 V. CONCLUSION ............................................................................................................................. 52 VI. PERSPECTIVES ET RECOMMANDATIONS ....................................................................... 54 VII. ANNEXES ................................................................................................................................ 55 BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................................ 68 12 I. INTRODUCTION L’environnement sociotechnique s’est partout développé grâce aux différents vecteurs énergé- tiques que sont le bois, le charbon, le pétrole et le gaz naturel. Produire, transformer, se dépla- cer, cultiver, communiquer, chauffer, refroidir, conserver, … tout ou presque dépend de l'énergie. Moteur du progrès du développement économique et social, les ressources énergé- tiques étaient avant exploitées sans limite, car considérées comme a priori infinies. Mainte- nant, deux limites se sont imposées: uploads/Ingenierie_Lourd/ amadou-yacouba.pdf