Soutenance mémoire
TRAÇAGE DES COURBES ET ENREGISTREMENT SUR DISQUE DUR
Les énergies renouvelables figurent parmi les 200 types de projets identifiés par le mécanisme de développement propre (MDP) comme étant un mécanisme de compensation des émissions de carbone. Lancé officiellement en 2012, la fondation Tany Meva et l‟Union Européenne cofinancent le projet PHEDER ou Pico HydroÉlectricité au service du DEveloppement Rural. Avec ce projet, ces financeurs envisagent de vendre le crédit carbone de leurs PCH ou Pico-centrale Hydroélectriques. Pour ce faire, il est impératif d‟avoir, à tout instant du fonctionnement de ces infrastructures de production électrique, l‟enregistrement de la valeur exacte de l‟énergie produite en kWh. Sur les sites, la transcription des valeurs est faite manuellement par les agents de quarts. Comment pourrait-on savoir si les valeurs prises en note sont exactes ou si ces agents ne trichent pas en replissant en avance les cahiers ? Existe-t-il un moyen pour que les données caractérisant le fonctionnement de ces centrales soient reçues automatiquement sous forme de graphe et/ou de ficher numérique ? Les recherches et les études effectuées durant notre stage au sein du projet PHEDER ont permises de proposer une solution à ces problèmes en faisant une étude sur la mesure et l‟enregistrement automatique des valeurs caractéristiques d‟une PCH ou MCH. La mesure de la tension et du courant industriels ne se fait pas à la légère. Pour avoir une valeur exacte de l‟énergie, il faut avoir une précision et exactitude sur la valeur de la puissance active. Cette dernière nous oblige à faire des échantillonnages des valeurs instantanées de l‟intensité et de la tension. Nous avons donc pris l‟initiative de faire une « conception et réalisation d’un système d’acquisition automatique de tension et de courant ». Avoir choisi ce sujet a été une occasion opportune pour nous notamment sur les plans expérimentaux, relationnels et acquisition de nouvelles connaissances. À part le marché du carbone, ce projet est une innovation sur la numérisation des données des pico ou microcentrales hydroélectriques.
GÉNÉRALITÉS
Projet PHEDER
PHEDER ou Pico HydroÉlectricité au service du DÉveloppement Rural est un projet d‟électrification rurale. Il est cofinancé par l‟Union Européenne et la fondation Tany Meva. Ce projet a pour objectif de desservir 77.000 personnes en électricité. Ces bénéficiaires directs sont répartis dans six communes du district d‟Ambositra et d‟Anjozorobe. En ce qui concerne le prix de l‟électricité, le projet envisage de l‟offrir de façon abordable. Le projet est géré par Mr Tantely Rakotoarimanana[4]. Les permissionnaires de ce projet sont:
– SRAFI : société gérant la PCH de Kianja et d‟Andina. Elle est contrôlée par la SMAI ;
– AIDER : une association responsable de la PCH d‟Amboasary ;
– BEPC NANALA : elle assure le fonctionnement de la PCH d‟Ambatomanoina.
Contexte du stage
Pour notre stage, le Gestionnaire du projet PHEDER nous a confiés une mission en vue de répondre au besoin des permissionnaires. Dans l‟optique de la vente des crédits carbone, la fondation voudrais avoir plus de précision sur l‟énergie produite par ses PCH. De ce fait, elle nous a demandés de lancer une étude en vue de répondre à ses besoins et de faire des recherches pour résoudre ce problème. La société veut que :
– le suivi des puissances et de l‟énergie ne réside plus sur une approximation de l‟agent de quart ;
– les données ne soient plus manuscrite mais plus tôt sous forme de fichier. De cette façon, les contrôleurs internationaux feront tout simplement du copier-coller des fichiers contenant les données annuelles au lieu de refaire une saisie kilométrique ;
– les PCH faisant partie du projet PHEDER auront des données fiables, précises et faciles à manipuler (c‟est-à-dire des données sous forme numérique). La société nous a mis à la disposition tous les outils nécessaires pour trouver une proposition de solution à ses problèmes. On nous a donné toute l‟opportunité de faire des recherches relatives à la résolution des contraintes que la société fait face. De plus, nous avons effectué notre expérimentation au sein du LTTC pour que les solutions proposées soient fiables.
Notre stage consistait aussi à faire des rapports tous les deux semaines pour rendre compte de l‟avancement de nos recherches. Ce rapport est destiné en premier lieu à notre encadreur professionnel. En second lieu, nous sommes aussi demandés de faire un rapport sous forme de présentation orale aux permissionnaires du projet PHEDER.
Problème des permissionnaires
Il est à rappeler que la société a besoin d‟avoir une valeur exacte en ce qui concerne le fonctionnement des pico ou microcentrales hydroélectriques collaborant avec Tany Meva. Cela est afin de pouvoir faire l‟équivalence en tonne de carbone de l‟énergie en kWh pour la vente du crédit carbone. Or, l‟enregistrement des données se fait manuellement par l‟agent de quart. Cela crée une énorme incertitude car l‟agent prend note de façon approximative les valeurs des données sur le tableau électronique. D‟un autre côté, la prise de note dans le temps n‟est pas 100% assurée parce qu‟il faut avoir les valeurs 24 heures sur 24 heures. Durant une réunion avec les responsables des PCH, un ancien Directeur de la JIRAMA a même mentionné qu‟au moment de sa visite inopinée à la centrale à 22h, le cahier d‟enregistrement a été déjà remplis jusqu‟à 6h du matin. L‟exactitude de ces données réside donc sur l‟honnêteté des agents. Avec un cahier et un stylo pour enregistrer les données, Tany Meva aura une tâche de plus à faire pour les ressaisir et faire le traçage des courbes sous Excel.
Mécanisme de compensation d’émission de carbone
Actuellement, les pays industrialisés émettent de façon excessive les GES ou Gaz à Effet de Serre. Les principaux GES sont :
– le dioxyde de carbone (CO2) ;
– le méthane (CH4) ;
– et les gaz toxiques comme : l‟oxyde d‟azote (NOx), l‟anhydride sulfureux (SO2), l‟ozone (O3) et les chlorofluorocarbones (CFC-11 et CFC-12).
Le système de crédit quantifie ces émissions où un crédit-carbone correspond à une tonne d‟équivalent CO2. Pour l‟application de la Convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques (CCNUCC) de Rio de 1992, le protocole de Kioto en 1997 a été mis en vigueur depuis 2005. Il a comme objectif de faire une quantification et limitation de l‟émission des GES par les Pays figurant dans l‟annexe B de ce protocole. Les Pays émetteurs de GES ont trois alternatives à savoir :
– la diminution de ses émissions ;
– l‟achat de quotas d‟émissions ;
– et l‟investissement au pays pauvres pour réduire les émissions de GES.
L‟achat de quotas et l‟investissement ont favorisé le marché du carbone. Dans ce marché, il y a des échanges de quotas d‟émission de GES. Une définition de limite d‟émission ou l‟allocation de quota est fait préalablement. Puis, le protocole de Kioto oblige les Pays concernés à ne pas dépasser ses limites d‟émissions. Les Pays qui n‟arrivent pas à respecter ses limites sont obligés à acheter du crédit carbone aux autres Pays non émetteurs de carbone.
PUISSANCE ÉLECTRIQUE ET MESURE DE LA PUISSANCE
Généralités sur la puissance
La puissance électrique est l‟énergie électrique échangée entre les charges électriques et le générateur par unité de temps. Son unité est le Watt [W] ou Joule par seconde [J/s]. En courant continu et en courant alternatif ayant une charge purement résistif, elle est le produit du courant et de la tension. Par contre, pour un courant alternatif avec lequel on associe une charge pouvant être inductive ou capacitive, le produit de la valeur efficace du courant et de la tension donne la puissance apparente S. Cette dernière a comme unité Volt Ampère [VA]. La différence de potentiel entre deux points est égale à l‟énergie par unité de charge (Joules/Coulomb) qui est nécessaire pour déplacer la charge électrique entre ces deux points.
CONCLUSION
Dans le cadre de la vente du crédit carbone, le Gestionnaire du projet PHEDER a eu besoin des valeurs efficaces exactes de la tension et de l‟intensité, des puissances, du facteur de puissance et de l‟énergie consommée. Face aux problèmes d‟incertitude engendrée par l‟enregistrement manuel de ces données, nous avons apporté une solution en concevant et en réalisant le système d‟acquisition d‟intensité et de tension. L‟objectif de notre mission a été atteint car le fonctionnement de notre système répond aux attentes des sociétés.
|
Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE 1. GÉNÉRALITÉS
1.1 PROJET PHEDER
1.2 CONTEXTE DU STAGE
1.3 PROBLÈME DES PERMISSIONNAIRES
1.4 DÉROULEMENT DU STAGE
1.5 MÉCANISME DE COMPENSATION D‟ÉMISSION DE CARBONE
1.6 PUISSANCE ÉLECTRIQUE ET MESURE DE LA PUISSANCE
1.6.1 Généralités sur la puissance
1.7 MESURE DE LA PUISSANCE
1.7.1 Utilisation d’un équipement de mesure
1.8 ACQUISITION AUTOMATIQUE DE DONNÉE
1.8.1 Arduino
1.8.2 Environnement de programmation Processing
1.8.3 Logiciels de simulation
1.8.4 Transformateur d’Intensité (TI)
CHAPITRE 2. CONCEPTION ET RÉALISATION D’UN SYSTÈME D’ACQUISITION AUTOMATIQUE DE TENSION ET DU COURANT
2.1 CAPTEURS DE TENSION ET DE COURANT
2.1.1 Capteur de tension
2.1.2 Capteur de courant
2.2 CARTES DE CONDITIONNEMENT
2.2.1 Carte pour le TT
2.2.2 Carte pour le TI
2.3 ARDUINO
2.3.1 Calcul des valeurs efficaces et instantanées
2.3.2 Calcul de la puissance active
2.3.3 Calcul de la puissance apparente et du facteur de puissance
2.3.4 Calcul de l’énergie
2.3.5 Erreurs à considérer
2.3.6 Transfert de données vers le port série
2.4 TRAÇAGE DES COURBES ET ENREGISTREMENT SUR DISQUE DUR
2.4.1 Application exécutable
2.4.2 Traçage de la courbe
2.4.3 Enregistrement sur disque dur
CHAPITRE 3. RÉSULTATS À L’ISSU DES EXPÉRIMENTATIONS ET INTERPRÉTATIONS
3.1 SYSTÈME D‟ACQUISITION AUTOMATIQUE DE TENSION ET DU COURANT
3.2 ESSAI EN CHARGE DU SYSTÈME
3.2.1 Intensité efficace
3.2.2 Tension efficace
3.2.3 Puissance apparente
3.2.4 Puissance active
3.2.5 Facteur de puissance
3.2.6 Énergie
3.3 ENREGISTREMENT DES DONNÉES
3.4 COMPARAISON DE CE SYSTÈME AVEC LE SYSTÈME D‟ACQUISITION DE DONNÉES DE LA MCH DE TOLONGOINA
CONCLUSION
Télécharger le rapport complet
