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)

2.5.4. Postes de distributions55(*)

Ces postes permettent de distribuer l'énergie électrique produit sur une distance importante éloignée du milieu de consommation.

Celles-ci sont généralement en moyenne tension, 2.4KV à 34.5KV.

Ce poste est composé des éléments suivants :

§ Ligne d'approvisionnement

§ Transformateurs

§ Jeux de barres

§ Disjoncteur

§ Contacteur

§ Mise à la terre

§ Protection contre les surtensions

a) Ligne d'approvisionnement

Le poste de distribution est connecté à un sous-système de transmission via au moins une ligne d'alimentation souvent appelée alimentation primaire.

b) Les transformateurs

Les transformateurs réduisent la tension de la ligne d'alimentation de niveau de distribution. Le poste de distribution utilise généralement des transformateurs triphasés.

c) Les jeux de barres

Ils peuvent être trouvé dans tout le système d'alimentation de la générationaux installations industrielles jusqu'aux tableauxélectriques. Ils sont utilisés pour transporter le courant important et pour distribuer le courant à plusieurs circuits dans un appareillage ou un équipement.

d) Le Disjoncteur et le contacteur voire la section b) du point 2.5.3

e) La mise à la terre

La mise à la terre est subdivisée en deux catégories, qui sont la mise à la terre du système d'alimentation et la mise à terre des équipements. La mise à terre du système d'alimentation signifie que des connexions électriques intentionnelles existent entre conducteurs de phase du système électrique et la terre.

La mise à terre du système est nécessaire pour contrôler les surtensions et pour fournir un chemin pour le flux de courant de terre afin de faciliter la protection contre les défauts de terre sensibles basées sur la détection du flux de courant de sol.

f) Protection contre les surtensions

Les parafoudres sont utilisés dans le système d'alimentations pour protéger l'isolation des surtensions.

2.5.5. L'unité de production

Très souvent, la source d'énergie destinée à l'éclairage public est une source d'énergie conventionnelle (centrale de production électrique : thermique, nucléaire...)^56(*). Cependant, à l'heure actuelle avec la propulsion des énergies renouvelables dans la production de l'électricité, il est envisageable d'utiliser des technologies assez simples pour exploiter suffisamment de l'énergie propre.

Quant à notre travail, nous avons opté pour l'énergie hydro-électrique. Et la technologie à mettre en place pour obtenir cette dernière est celle des hydroliennes. Etant donné que la rivière N'djili est frontalière au quartier Mikondo et présente un potentiel exploitable pour des fins hydroélectriques.

a) Les hydroliennes

^57(*)L'hydrolienne désigne une installation immergée, une hélice accompagnée d'une turbine hydraulique, utilisant comme force motrice des courants marins ou fluviaux ce que l'on nomme l'énergie cinétique pour créer l'énergie mécanique. Cette dernière est transformée en électricité. L'énergie hydrolienne est souvent comparée à l'énergie éolienne de par son apparence et son mode de fonctionnement. Elles sont employées dans des zones ayant une vitesse d'écoulement assez important de l'ordre de 2m/s.

ü Fonctionnement de l'hydrolienne^58(*)

Le fonctionnement d'une hydrolienne peut se décomposer ainsi :

1. La rotation des pales de l'hélice réalisée par les courants marins, entraine une turbine qui génère le mouvement mécanique. La turbine d'hydrolienne fonctionne dans les deux sens du courant du cours d'eau en question ;

2. La rotation de la turbine de l'hydrolienne entraine un alternateur qui convertit l'énergie mécanique en courant alternatif et variable selon la vitesse d'écoulement ;

3. Le courant électrique alternatif est ensuite conduit à la terre via un câble de connexion, puis transformer par un convertisseur en courant continu pour être transporté sur une ligne haute tension ;

4. Le courant électrique est acheminé vers le réseau électrique.

Quant aux hydroliennes de faible puissance (500W à 20 000W), après la production, le courant passe par un régulateur avant d'être envoyé aux domiciles ou à la charge destinée.

La puissance théorique d'une hydrolienne est donnée par la formule suivante :

Pcin = (2.9)

· Pcin : puissance cinétique en Watt

·  : masse volumique du fluide (eau douce 1 000 kg )

·  : vitesse du fluide en m/s

·  : surface circulaire générée par la rotation des pales

· : coefficient de puissance (0.57)

En tenant compte de la limite de Betz, la puissance maximale récupérable théorique d'une hydrolienne peut s'exprimer ainsi

Pmax= (2.10)

ü Les différents types d'hydroliennes^59(*) selon leurs structures

· L'hydrolienne à axe horizontale, elles sont souvent très utilisées. Elles sont similaires aux éoliennes à axe horizontal. Elles sont fixées par un socle au sol marin avec une partie non immersive pour pouvoir remonter les hélices en cas d'incident, soient montées sur une barge ou une plateforme permettant de la transporter et l'immerger facilement ;

· L'hydrolienne à axe verticale, elle consiste en une hélice fixée sur un mat. Les pales de l'hélice sont positionnées à la verticale du mat et tourne autour de lui ;

· L'hydrolienne à turbine libre, elle consiste à fixer les pales de l'hydrolienne sur un axe circulaire avec un trou central. Ce trou permet à la faune environnante de passer à travers ;

· L'hydrolienne à aile, elle imite les battements des nageoires des poissons et des mammifères marins ;

· Les hydroliennes à la chaine, elles consistent à poser, à même le fond marin ou les embouchures des fleuves, une série d'hydroliennes les unes à côté des autres ;

· L'hydrolienne à vis d'Archimède qui reprend le mécanisme de la vis sans fin, inventé à l'antiquité pour le pompage de l'eau nécessaire à l'irrigation des cultures ;

· L'hydrolienne autoporteuse, elle consiste à installer l'hydrolienne au bout d'un câble, et de la laisser graviter au gré des mouvements du courant marin.

ü Les différents types d'hydroliennes en fonction du milieu d'exploitation^60(*)

· Les hydroliennes en milieux marins produisant des puissances importantes (300kW à 1MW) ;

· Les hydroliennes en milieux fluviaux (40kW à 250KW)

· Les hydroliennes de rivière (500W à 20 000W)

ü Les avantages de l'hydrolienne^61(*) :

· La production est prévisible que celle de l'éolienne ;

· Pas d'ouvrage de retenue d'eau et peu ou pas d'ouvrage de génie civil ;

· Présence discrète voire invisible en raison de l'immersion quasi-totale des composants de l'hydrolienne.

ü Les inconvénients^62(*)

· L'hydrolienne utilise régulièrement un antifouling (produit toxique) pour éviter les algues et les organismes écroûtant ;

· Les hydroliennes créent des zones de turbulences qui modifient la sédimentation ;

· Risque pour certaines espèces aquatiques.

Quant au cas qui nous concerne, nous allons utiliser une ou plusieurs hydroliennes de rivière. Les hydroliennes de rivière jusqu'alors produisent une puissance de 2kW à 20kW voire 40kW. D'où avec les hydroliennes de rivière, les usages électriques sont très limités à cause de la puissance exploitée, relativement faible^63(*). Le système fonctionnant avec les hydroliennes de rivière est généralement composé des éléments suivants^64(*) :

· Hydroliennes ;

· Batteries ;

· Convertisseur ;

· Régulateur ;

· Câblage.

* ⁵⁵ https://crushtymks.com/fr 29 novembre 2021 à 18h17.

* ⁵⁶ « Renewables 2017 Global Status Report, » rapport de REN21, 2017. P.3

* ⁵⁷ https://fr.m.wikipedia.org/wiki/Hydrolienne_ref-1 _ 17 aout 2021 à 17h22'.

* ⁵⁸ https://www.choisir.com/energie/articles/104452/lhydrolienne _ 18 novembre 2021 à 19h23.

* ⁵⁹ https://www.choisir.com/energie/articles/104452/lhydrolienne _ 18 novembre 2021 à 19h23.

* ⁶⁰ Dossier sur les hydroliennes _2012_P.7

* ⁶¹ https://www.choisir.com/energie/articles/104452/lhydrolienne _ 18 novembre 2021 à 19h23.

* ⁶² https://www.choisir.com/energie/articles/104452/lhydrolienne _ 18 novembre 2021 à 19h23.

* ⁶³ « Moderniser le régime d'autorisation environnementale de la loi sur la qualité de l'environnement » _l'hydrolienne de rivière Idénergie, l'innovation verte permettant d'acheminer l'électricité sur les sites isolés mémoire présenté en commission parlementaire_aout_2015. P.4

* ⁶⁴ Brochure de l'hydrolienne_Idénergie_2016.P.2