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)

2.8.2. Réduction de la pollution lumineuse

Pour réduire la pollution lumineuse, il faut adapter l'éclairage au besoin réel. En effet, la consultation du plan d'éclairage public d'une commune ou d'un quartier et une visite sur terrain vont permettre :

· D'installer des lampes économiques ;

· De mettre en place des luminaires bien orientés ;

· De déterminer le nombre de lampes ;

· De déterminer la distance requise pour l'implantation des luminaires.

2.9. Dimensionnement d'un réseau d'éclairage public

Le dimensionnement du réseau d'éclairage public se fait en suivant les étapes ci-après :

· La délimitation de la zone à éclairer ;

· La Détermination des points lumineux et de la puissance totale à fournir au réseau ;

· Le Dimensionnement de l'unité de production (cas d'une ferme d'hydrolienne).

· Le Dimensionnement des postes de distributions et des câbles.

2.9.1. Délimitation de la zone à éclairer68(*)

Avant d'éclairer une surface, il est nécessaire de connaitre ses mesures de longueur et de largeur afin de l'éclairer suivant les normes. De plus, il est important d'apporter un éclairement conforme à l'ambiance requise.

2.9.2.Détermination des Points lumineux et de la puissance

a) Détermination de la lampe

Il est important de déterminer le type de lampe à utiliser. Actuellement les Lampes LED sont les plus sollicitées.

Les élémentsnécessaires à connaitre sur la lampe sont :

· La puissance requise en watt ;

· L'indice des rendus des couleurs, ce dernier doit avoir une valeur avoisinant 100 pour un éclairement rapproché à celle de la lumière naturelle. Cette valeur est recommandée par la CIE. ;

· La hauteur requise à la placée pour que l'éclairement soit compris entre 10-50 LUX et que l'angle d'éclairage soit inférieur à 30° ;

· Le flux lumineux ;

· L'efficacité lumineuse.

b) Détermination de la hauteur de feu

Ensuite, il est question de déterminer la hauteur du mât conforme aux normes EN 40.

Les normes EN 40 utilisées pour les routes principales, les rues, les parkings, etc., préconisent le choix de la hauteur de feu entre 3m et 15m^69(*). La hauteur doit permettre un angle d'éclairage inférieur à 30°.

c) Détermination de l'espacement entre deux points lumineux

Cet espacement est défini par la formule :

(2.11)

Avec

h : hauteur du feu

e : espacement entre deux foyers lumineux

(5 ou 6 pour la LED), Souvent on choisit le coefficient 6 pour réduire le coût économique, en ayant un nombre réduit des points lumineux.

d) Détermination des nombres de points lumineux^70(*)

Elle donnée par la formule suivante :

(2.12)

Avec

· N : nombre des points lumineux

· L : longueur totale de la voie

· e : espacement entre deux foyers lumineux

e) Détermination de la puissance

La formule de la puissance à fournir est de :

(2.13)

Avec

Pt : puissance totale à fournir au réseau

Pu : puissance unitaire de la Lampe

En considérant, les différentes pertes concédées depuis l'unité de production jusqu'aux lieux de consommation, il est envisageable de produire une puissance de 1,3 Pt .

f) Détermination du type d'implantation

Cela dépend de la hauteur de feu ainsi que la largeur de la voie à éclairer.

Dans le point d) de la section 2.5.1, cette notion a été explicitement décrite.

2.9.3.Dimensionnement de l'unité de production (cas d'une ferme d'hydrolienne)

a) Dimensionnement des hydroliennes^71(*)

Pour dimensionner une ferme d'hydrolienne, il est nécessaire de connaitre la puissance totale à produire. Ainsi, on peut déterminer les nombres d'hydroliennes à installer par la formule suivante :

(2.14)

Avec :

Nh : nombre d'hydroliennes ;

Pt : puissance totale à produire ;

Pu : puissance unitaire d'une hydrolienne.

Pour sa mise en place elle nécessite deux paramètres principaux :

ü Une vitesse d'écoulement d'eau de la rivière = 1.5m/s

ü Une profondeur de #177; 3 mètres

b) Détermination de l'onduleur^72(*)

L'onduleur doit avoir une puissance d'entrée maximale supérieure à celle qui doit être produite par l'hydrolienne ou la ferme d'hydroliennes. Il doit être soit en monophasé ou en triphasé selon le besoin du réseau.

c) Détermination du convertisseur AC/DC

Le convertisseur doit redresser le courant alternatif reçu de l'hydrolienne en courant continu afin de le connecter à l'entrée de l'onduleur. Car cette entrée requière le courant continu pour son fonctionnement.

d) Détermination des batteries^73(*)

La capacité requise de la batterie est déterminée par la formule suivante ;

Cap = (Energie crête ) / (coeff Utension) (2.15)

Avec

Cap : capacité en Ah ;

Coefficient de décharge : (allant de 0.5 - 0.8)

Utension : tension du système (12V, 24V, 48V)

Il est nécessaire de connaitre la consommation journalière de l'énergie. Cette énergie est déterminée en Wattheure ou kilowattheure. Elle est déterminée par la formule suivante :

(2.16)

Avec

E : l'énergie consommée en Wh

P : la Puissance fourni au réseau en W

T : le temps de fonctionnement en heure

2.9.4. Le Dimensionnement des postes de distributions et des câbles

a) Détermination de la section des câbles

En tenant compte de notion de chutes de tension, il est important de déterminer la section des câbles à utiliser. Ainsi, pour les déterminer, il faut se servir des formules suivantes : (2.5), (2.6) et (2.7).

Les chutes de tensions recommandées par la norme européenne, pour un éclairage sont de l'ordre de 3%.

Par ailleurs, il est important de choisir la nature chimique du câble pour connaitre la résistivité du câble afind'avoir une chute de tension conséquente. Très souvent on choisit le cuivre à cause de sa résistivité faible permettant une bonne conduction d'électricité.

b) Détermination des postes de distributions^74(*)

Les postes de distributions sont mis en place pour réduire l'utilisation de câbles électriques dans le réseau, étant donné que l'énergie électrique transportée sur une longue distance connait des pertes énormes d'énergie. D'où le transport de l'électricité est fait en haute tension (400kV ou plus) pour réduire les pertes. Cependant la consommation de l'électricité se fait en basse tension (400V ou 230V).

Ainsi, il est important de disposer des postes de distributions pour quitter de la haute tension à la basse tension ou à la moyenne tension.

Les éléments principaux d'un poste de distribution sont :

· Le transformateur ;

· Le disjoncteur ;

· Le contacteur ;

· Les jeux de barres ;

· Le parafoudre.

Pour déterminer le poste de distribution, il est important de trouver un endroit propice servant au rapprochement des plusieurs départs.

Un départ est une ligne électrique servant à connecter plusieurs installations électriques rapprochées. Il est choisi en fonction de sa capacité de charge électrique à supporter.

· Détermination du transformateur

Le transformateur sert à augmenter ou à abaisser la tension d'un réseau de distribution ou de transport.

Pour faire le choix du transformateur, il faut connaitre les éléments ci-après :

· Sa puissance apparente ;

· La tension d'entrée ;

· La tension de sortie.

· Détermination du disjoncteur, du contacteur et du parafoudre

Le choix du disjoncteur se fait en fonction de l'intensité du courant nominale à l'arrivée du poste de distribution, ainsi que du type de réseau soit en monophasé ou en triphasé. Cela est pareil pour le contacteur et le parafoudre.

c) Détermination des armoires électriques

Pour déterminer le nombre d'armoires électriques pour le réseau, il est important de connaitre le type de réseau soit en monophasé ou en triphasé. Si le réseau est en triphasé, il disposera moins d'armoires électriques. D'où il est important de préconiser le réseau en triphasé pour réduire le cout économique du réseau.

Spécialement une armoire électrique d'un réseau d'éclairage public triphasé est composée des éléments suivants :

· Une horloge astronomique ou une cellule photosensible

· Un contacteur tripolaire

· Un disjoncteur P+N ou un fusible

· Un disjoncteur 4P

* ⁶⁸Cours d'encadrement du stage à EGECO_ Expert Alain Bertrand_2020 P.7

* ⁶⁹ https://www.lampesdirect.fr/blog/angle-de-diffusion-faisceau-lumineux _ 29 novembre 2021 à 20h12'.

* ⁷⁰ https://www.fr.slideshare.net/saamysaami/eclairage-public/ 27 novembre 2021 à 13h35'.

* ⁷¹Brochure de l'hydrolienne_Idénergie_2016.P.2

* ⁷² Brochure de l'hydrolienne_P66_guinard_energies_2018._P.2

* ⁷³ Dossier thématique _dimensionnement d'une installation solaire autonome en site isolé janvier 2001. _P.3

* ⁷⁴Guide Technique Module 3_Eclairage public, des collectivités locales en Tunisie. _2019, Page 37