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Etude pratique et dimensionnement d'un réseau d'éclairage public utilisant de l'électricité produite aux moyens des hydroliennes cas du quartier Mikondo ( ex Ndjili brasserie)


par Joseph PUMSU
Université de Kinshasa - Ingénieur 2020
  

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INTRODUCTION GENERALE

1(*)L'éclairage public joue plusieurs rôles dans les projets d'aménagement des communes. Il s'agit avant tout d'une mesure visant à accroitre la sécurité des espaces publics, que cela soit dans des zones urbaines ou dans des zones rurales.

0.1. Problématique

Depuis novembre 2019, moins de 10 % de la population congolaise dispose d'un accès à l'électricité, 35% dans les zones urbaines (44.1 % à Kinshasa) et moins de 1% dans les zones rurales2(*).Une grande partie des zones rurales, n'estpas connectée au réseau électrique de la Société nationale d'électricité (SNEL). Cette dernière baigne dans le noir régulièrement.

3(*)Par ailleurs, le monde évolue très rapidement sur la voie de la transition énergétique, en substituant l'utilisation des énergiesfossiles à celle des énergies renouvelables. Les raisons de cette transition sont que les réserves des énergies fossiles connues, jusqu'alors dans le monde s'épuisent après chaque exploitation ; de plus l'utilisation de ces dernières occasionne une pollution importante de l'environnement.

Le quartier Mikondo de la commune de la N'sele, l'une des vingt-quatre communes de la ville-province de Kinshasa n'est pas connecté au réseau électrique de la SNEL. Ce dernier demeure dans le noir depuis sa mise en place. Ce qui occasionne d'une part l'insécurité en son sein et d'autre part la réduction des temps d'activités économiques.

En aout 2021,bien que les lampadaires solaires étaientimplantés sur un tronçon de 2 km de la route Nsanda, l'une des principales artères du quartier Mikondo. Cependant, le fonctionnement de ces derniers s'est avéré moins efficace. Cela est dû au fait que l'énergie solaire est reçue de manière intermittentesur les panneaux photovoltaïquesde ces lampadaires.

Au regard de ce qui précède,il nous convient de nous interroger sur des questions suivantes :

Ø Est-il possible de dimensionner et de mettre en place un réseau d'éclairage public indépendant de l'électricité produite et distribuée par la SNEL, afin d'éclairer le quartier Mikondo ?

Ø Sachant que l'énergie solaire reçue sur l'étendue du quartier Mikondo, n'est pas régulière et qu'elle ne peut être prédite avec certitude,alors quelle est la ressource énergétique régulière, prévisible, susceptible à être exploitée dans ledit quartier? et dont l'exploitation se fait sans impacts majeurs sur l'environnement ?

0.1.1. La question-clé de notre recherche

La question au centre de notre recherche est celle de savoir,comment dimensionner un réseau d'éclairage public fonctionnant avec de l'électricité produite par une source d'énergie propre et régulière au sein du quartier Mikondo afin de l'éclairer.

0.2. Hypothèse

Le réseau d'éclairage public utilisant de l'électricité produite aux moyens des hydroliennes serait une solution efficace à employer afin d'éclairer le quartier Mikondo avec une énergie propre et disponible de façon régulière.

0.3. Méthodologie

Les méthodes employées pour réaliser ce travail sont les suivantes :

§ La documentation en rapport avec le thème développé ;

§ L'utilisation du logiciel informatique ArcGIS 10.5 pour réaliser certaines cartes et mesures ;

§ Les expéditions réalisées sur terrain ;

§ Les échanges avec les autorités administratives en place, responsables du quartier ;

§ La navigation sur internet.

0.4. Objectifs

Notre objectif principal est de contribuer significativement au développement du quartier Mikondo, en proposant un modèle de réseau d'éclairage public fonctionnant avec de l'électricité produite au moyen des hydroliennes à fin d'éclairer ledit quartier. De surcroit, L'objectif secondaire est de participer au développement de l'emploie des énergies propres accessibles au sein du quartier Mikondo, telle que l'énergie cinétique de la rivière N'djili.

0.5. Résultat attendu

Au terme de ce travail, il sera question de présenter le réseau d'éclairage public dimensionné susceptible à utiliser de l'électricité produite au moyen des hydroliennes. Ainsi que le coût économique de ce dernier.

0.6. Délimitation du travail

Nous signalons que le présent travail ne concerne que le cas du quartier Mikondo de la commune de la N'sele, étudié sur une période allant de 2019 à 2021.

0.7. Plan rédactionnel

Ce travail est subdivisé en trois chapitres essentiels qui sont :

§ Les généralités sur la zone d'étude, le quartier Mikondo de la commune de la N'sele ;

§ Les théories sur l'éclairage public ;

§ Le dimensionnement du réseau d'éclairage public utilisant de l'électricité produite par des hydroliennes dans le quartier Mikondo.

Chapitre 1

Généralités sur la zone d'étude, le Quartier Mikondo de la commune de la N'sele.

1.1. Introduction

Dans ce chapitre, il sera question de donner une vue générale de notre zone d'étude, le quartier Mikondo de la commune de la N'sele, très souvent appelé N'djili Brasserie.

Ainsi, dans les lignes qui suivent nous donnerons quelques informations en rapport avec le quartier Mikondo, notamment sa situation géographique, ses ressources potentielles ainsi que sa situation énergétique, etc. Ces informations seront présentées dans le but de cerner de manière globale, la situation que vivent les habitants dudit quartier.

1.2. Historique

En 1938, l'actuel quartier Mikondo n'était qu'un village dirigé par des chefs coutumiers4(*). Durant cette période le pays était dirigé par des colons belges. Vers l'année 1926, la première Brasserie de Kinshasa appelée jadis «Brasserie de Léopoldville» était érigée dans ce village5(*). Lequel village quelques temps après porta le nom de N'djili-brasserie.

6(*)En 1968, huit ans après l'indépendance du pays, le feu Joseph Désiré MOBUTU président à l'époque, signa une ordonnance portant sur la création et la délimitation du Quartier Mikondo, situé dans la commune de la N'sele du district de la Tshangu. Dès ce moment, la direction administrative du quartier quitta entre les mains des chefs coutumiers et fut transmise aux autorités de la place, investies par l'Etat.

Ainsi, jusqu'à nos jours, la directionadministrative du quartier est gérée par des personnes recommandées par la hiérarchie municipale.

1.3. Situation géographique

Ce Quartier est situé dans la ville-province de Kinshasa, capitale de la République démocratique du Congo, précisément dans la commune de la N'sele du district de la Tshangu. Ce dernier est borné comme suit :

· Au nord :le quartier Esanga de la Commune de Kimbaseke ;

· Au sud : le quartier DingiDingi de la Commune de la N'sele ;

· A l'est : le quartier KIKINI de la commune de la N'sele ;

· À l'ouest : la rivière N'djili.

Il a une superficie de 2 km² (20 000 ha)

1.4. Démographie

7(*)En 2020, il comptait 20 119 habitants, cependant il a connu une segmentation et actuellement sa population est de 18 601 habitants. Le quartier MIKONDO étant essentiellementrural, il est occupé de manière inégale sur son étendue par ses habitants. D'une part, Il y a des endroits où l'on trouve une occupation importante et les activités économiques s'y développent souvent, d'autre part, il y a des endroits qui ne sont presque pas habités ou les sont très faiblement.

Figure (1.1) : carte administrative du quartier Mikondo

1.5. Agriculture

8(*)Le quartier Mikondo est essentiellement rural, d'où l'agriculture constitue une activité fréquente. Plusieurs espaces sont exploités pour des fins agricoles. La route Nsanda par exemple est l'une des principales artères du quartier qui sert de voie nationale de desserte agricole.

9(*)Sachant que les sols du quartier Mikondo sont sablonneux, les autorités en place ont engagées un agronome afin de fructifier les activités agropastorales pour lutter contre la famine et la pauvreté. Celui-ci emploie plusieurs techniques pour amender les sols qui sont relativement pauvres, dû au fait que leur capacité de rétention d'eau est faible.

1.6. Climat, sols et végétation

Il est difficile de spécifier particulièrement le climat présent dans le quartier Mikondo avec tous ses détails possibles. Néanmoins nous allons juste donner un aperçu du climat de la ville de Kinshasa, ville dans laquelle se trouve le quartier Mikondo.

· Climat10(*)

La Ville Province de Kinshasa connaît un climat de type tropical, chaud et humide. Celui-ci est composé d'une grande saison de pluie d'une durée de 8 mois, soit de la mi-septembre à la mi-mai, et une saison sèche qui va de la mi-mai à la mi-septembre, mais aussi, une petite saison de pluies et une petite saison sèche, qui court de la mi-décembre à la mi-février. Quant à la température, deux grands courants de vents soufflent pendant toute l'année sur la ville, aussi bien en altitude qu'au niveau de basses couches.

Sur les hauteurs, il y a deux grands courants de vents : les alizés, très chauds et secs, du Nord-Est qui proviennent d'Egypte et un courant équatorial très humide, presque permanent au-delà de 300 m d'altitude, en provenance de l'Est.

Les basses couches de la Ville-Province de Kinshasa reçoivent en permanence le courant de Benguela, un courant très humide en provenance du Sud-Ouest.

Les écarts de température s'établissent en général comme suit : plus de 18°C pour latempérature diurne du mois le plus froid de l'année et environ 22°C pour la température nocturne du mois le plus chaud. Pour la période 1986 - 1995, le mois de mars 1988 a connu la température la plus haute, soit 26,5° C et le mois de juillet 1992 celle la plus basse, soit 21,2° C.

Du point de vue pluviométrique, durant les trois dernières décennies, la moyenne pluviométrique annuelle observée dans la Ville-Province de Kinshasa est de 1 529,9 mm et le minimum mensuel se situe en deçà de 50mm. Le mois de novembre connaît le plus important volume des précipitations, avec une moyenne de 268,1mm. Environ 40 % des précipitations tombent entre les mois d'octobre, novembre et décembre qui sont les mois les plus humides de l'année. Les pics de pluviosité se chiffrent à 203,3 mm en avril et le nombre de jours de pluies atteint la moyenne annuelle de la période de 112jours, avec un point culminant de 17,8 jours de pluies en avril.

· Sols

De manière générale, les sols du quartier MIKONDO sont essentiellement sablonneux avec quelques éléments particuliers. Ils ont une faible capacité de rétention d'eau et présentent par conséquent une utilité marginale pour les activités agricoles. Néanmoins les activités agricoles sont majoritaires dans ce site.

· Végétation

Elle est conditionnée par la nature du sol présent. D'où cette végétation qui y pousse est généralement une savane parsemée d'arbustes.

1.7. Hydrographie

11(*)Le réseau hydrographique présent dans la zone est constitué de quelques rivières telles que la rivière Nsangaet la rivière de N'djili.

1.8. Situation énergétique

12(*)Depuis le mois d'octobre 2020, à Kinshasa, le service public de l'électricité assuré par la Société nationale d'électricité (SNEL) est défaillant. Sur les 852 mégawatts (MW) nécessaires pour répondre à la demande sans cesse croissante des habitants et des industries de la ville de Kinshasa, cette société n'en produit que près de 410 MW, accusant ainsi un déficit de plus de 442MW. Par conséquent, sur l'ensemble de la ville, l'accès théorique de la population à l'électricité est estimé à 44.1 % tandis qu'il serait de 3 % dans la périphérie.

Si on considère les coupures intempestives et les délestages permanents, particulièrement dans les zones d'auto construction à la périphérie qui constituent 80 % de l'agglomération kinoise, ces taux peuvent être revus à la baisse.

Le quartier Mikondo se trouvant dans la zone périphérique de la ville de Kinshasa n'est pas connecté au réseau de la SNEL.Il connait depuis son existence des sérieux problèmes de manquesd'eau potable et d'électricité, qui à ces jours sont des éléments clés et nécessaires pour le développement de ce dernier.

Pour s'approvisionner en eau, les habitants du quartier, certains qui sont proches de la rivière n'djili s'y rendent et d'autres font recours simplement aux eaux de forages et à celles des pluies.

Quant à l'électricité, quelques habitants utilisent des panneaux solaires pour généralement alimenter quelques appareils électriques de faibles puissancestels que les téléviseurs LED, les téléphones portables, les radios, les lampes LED, ...Très peu utilisent des groupes électrogènes. Jadis, en 2001 la société belge RUTTEN ELECTROMECANIQUE S.A avait mis en fonction une hydrolienne de 5 kW dans la rivière N'djili13(*). Elle fonctionna pendant 10 ans sous la tutelle de la société RUTTEN, Cependant une fois remise entre les mains des autorités étatiques, vers 2011 elle finit par tomber en panne suite aux manques d'entretiens et à la perte des certaines pièces nécessaires.

Pour cuisiner les aliments, la population du quartier utilisent en grande partie les bois de cuisson et d'autres s'achètent de la braise.

Concernant l'éclairage public dans le quartier Mikondo, actuellement ce dernier baigne dans le noir chaque nuit, dû au fait qu'il y absence d'un réseau d'éclairage public.

En août 2021, le président de la République démocratique du Congo, Félix Antoine TSHISEKEDI avait lancé le projet test de l'éclairage public de l'Agence nationale de l'électrification et des services énergétiques en milieux rural et périurbain (ANSER). La phase test de ce projet a été réalisée sur un tronçon de 2km de la route Nsanda, l'une des artères principales du quartier Mikondo. L'éclairage public installé en place est un éclairage public autonome solaire.

Cependant, Les résultats obtenus de ce type d'éclairage ne sont pas satisfaisant, car l'éclairage public installé sur cette route, ne présente pas un éclairement suffisant et stable. D'où il est nécessaire de revenir sur cette question d'éclairage public dans ce site.

Figure (1.3) : Un poteau d'éclairage public autonome dans le quartier Mikondo

Figure (1.2) : L'hydrolienne en panne sur la rivière N'djili

1.9. Conclusion

Dans ce chapitre, nous avons mis en évidence la situation générale présente dans le quartier Mikondo, particulièrement celle concernant la difficulté de s'approvisionner en électricité et en eau potable et aussi de bénéficier d'un éclairage public dans le quartier. Il est donc important de travailler sur l'étude d'un réseau d'éclairage public à mettre en place au sein dudit quartier.

Ainsi, dans le chapitre suivant nous présenterons d'abord des notions essentielles liées à l'éclairage public, ensuite nous donnerons des raisons majeures nous incitant à préconiser l'emploie de la technologie des hydroliennes pour alimenter le réseau d'éclairage public.

Chapitre 2

Théories sur l'éclairage public

2.1. Introduction

L'éclairage public est l'un des besoins important de notre vie quotidienne qui varie dans la forme, les objectifs et les utilisations14(*). De nos jours, il est un facteur rendant la vie confortable que ce soit en milieu urbain ou en milieu rural.

15(*)L'éclairage des lieux publics, des voies de circulation, des monuments et sites, des villes et campagnes est devenu aujourd'hui une préoccupation majeure des distributeurs d'énergie électrique et des autorités administratives et politiques (représente 19% de toute l'électricité consommée). Il joue un rôle très important dans les villes aussi bien sur le plan économique que social.

Ainsi dans ce chapitre nous expliciterons d'abord quelques notions essentielles sur l'éclairage public qui nous servirons de base pour le dimensionnement d'un réseau d'éclairage public fonctionnant avec de l'électricité produite par les hydroliennes. Ensuite, nous exhiberons quelques notions de base sur les hydroliennes. Enfin nous mettrons en évidences les éléments à prendre en compte pour dimensionner un réseau d'éclairage public selon les normes.

* 1 Guide Technique Module 3_Eclairage public, des collectivités locales en Tunisie. _2019, Page 4

* 2 Document d'Ambassade de France en RD Congo Service économique de Kinshasa_2019, Page 1

* 3 Cours d'électromécanique, Professeur MUANDA_Université de Kinshasa/pétrole, gaz et énergies nouvelles_2018

* 4Rapport d'échange entre J. PUMSU et le secrétaire de la direction administrative du quartier Mikondo de la commune de la N'sele_en date du 13 novembre 2021_ P.2 (document inédit)

* 5 ANALYSE EXPLICATIVE DES MOUVEMENTS SAISONNIERS SUR LA VARIATION DE LA CONSOMMATION DES PRODUITS INDUSTRIELS : CAS DE LA BRALIMA/BUKAVU_2008. P.8 _Luc LUSUNGU

* 6Rapport d'échange entre J. PUMSU et le secrétaire de la direction administrative du quartier Mikondo de la commune de la N'sele_en date du 13 novembre 2021_ P.2 (document inédit)

* 7Rapport d'échange entre J. PUMSU et le secrétaire de la direction administrative du quartier Mikondo de la commune de la N'sele_en date du 13 novembre 2021_ P.2 (document inédit)

* 8Rapport d'échange entre J. PUMSU et le secrétaire de la direction administrative du quartier Mikondo de la commune de la N'sele_en date du 13 novembre 2021_ P.2 (document inédit)

* 9Rapport d'échange entre J. PUMSU et le secrétaire de la direction administrative du quartier Mikondo de la commune de la N'sele_en date du 13 novembre 2021_ P.3 (document inédit)

* 10 https://www.congovirtuel.com/page_province_kinshasa.php _ 23 novembre 2021 à 11h07'.

* 11Rapport d'échange entre J. PUMSU et le secrétaire de la direction administrative du quartier Mikondo de la commune de la N'sele_en date du 13 novembre 2021_ P.3 (document inédit)

* 12Cahier sous sectoriel investir dans le sous-secteur de l'électricité_ Ministère du plan_ RDC_ octobre 2020_ P.20

* 13 https://www.congoforum.be/fr/2009/07/20-09-l-hydrienne-de-kananga/_25 novembre 2021 à 10h12'.

* 14 Mémoire sur La Commande de l'éclairage public et mesure de la température à la base de PIC18F4550_2015_P.1

* 15 Mémoire Etude pratique et dimensionnement d'un système photovoltaïque autonome cas d'étude : unité de Recherche d'Adrar_ (BOULHARES et TAKET) _2018, P.4.

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