Etude conception et realisation d'un systeme de gestion de l'énergie dans le batiment

Dédicace

C'est tout plein de joie, que je dédie ce travail à ceux qui m'ont été une source d'inspiration et de volonté.

À

z ma famille, elle qui m'a doté d'une éducation digne, son amour a fait de moi ce que je suis aujourd'hui;

z la femme qui a souffert sans me laisser souffrir, qui n'a jamais dit non à mes exigences et qui n'a épargné aucun effort pour me rendre heureuse : mon adorable mère SOGLO Marcelline;

z mes frères et à mes soeurs, pour toute l'affection et le soutien dont vous me faites part chaque jour de ma vie;

z Murielle D'OLIVEIRA, avec toi chaque chemin est plus court, chaque épreuve moins pénible;

i

Yanick ADEBIAYE

ii

Remerciements

Nous ne saurions commencer cette rédaction sans remercier au prime abord l'Eternel, qui nous a permis de voir ce jour, nous a guidé et nous guide tout au long de notre existence. L'aboutissement de ce travail n'aurait pu être possible sans le concours de certaines personnes.

Nous formulons nos sincères remerciements à l'endroit:

~ de notre maître de mémoire et ancien coordonnateur du master professionnel en énergies renouvelables et systèmes énergétiques, M. Clément AHOUANNOU , pour ses conseils, ses encouragements et son soutien d'une immense grandeur, et pour avoir oeuvré à mettre à notre disposition un cadre et des conditions de travail de qualité;

~ de M. Basile KOUNOUHEWA, actuel coordonnateur du master professionnel en énergies renouvelables et systèmes énergétiques, ainsi que tous les enseignants dudit master,pour la qualité de la formation;

> de notre maître de stage, M. Mathieu ADJANON, pour sa disponibilité à notre égard, pour nous avoir orientés, conseillés et pour avoir faire preuve d'une aide majeure dans la réalisation de notre TFE;

~ de l'ensemble du personnel du CREC, spécialement l'ingénieur Akouèmaho Richard DANSOU;

~ des ingénieurs, BOBO Andil, Berléo APOVO, .... pour avoir été des guides durant la réalisation de notre TFE;;

~ de tous ceux qui de près ou de loin ont contribué à notre éducation et à la réalisation de ce travail.

iii

Table des matières

Dédicace i

Remerciements ii

Liste des figures vii

Liste des tableaux viii

Résumé ix

Abstract x

INTRODUCTION GENERALE 1

1 Les systèmes intelligents de gestion de l'énergie dans le bâtiment 3

1.1 Introduction partielle 4

1.2 Historique 4

1.3 La Smart House 6

1.3.1 Définition 6

1.3.2 Que peut-on faire avec la domotique? 7

1.4 Conclusion 10

2 Conception et dimensionnement du système de gestion de l'énergie pour une ins-

tallation électrique multi-source 11

2.1 Introduction partielle 12

2.2 Présentation du cahier de charges 12

2.2.1 Spécifications fonctionnelles du système 12

2.2.2 Démarche adoptée 13

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master iv

TABLE DES MATIÈRES

2.2.3 Description générale du système 13

2.3 Choix et dimensionnement des composants 16

2.3.1 Le bloc d'alimentation 16

2.3.2 Le capteur crépusculaire 16

2.3.3 L'inverseur automatique 17

2.3.4 Le bloc d'affichage 22

2.3.5 Le clavier de commande 23

2.3.6 L'interface GSM 25

2.3.7 Le bloc de commande 27

2.3.8 Le bloc de puissance 32

2.4 Le schéma du dispositif 32

2.5 Conclusion partielle 35

3 Réalisation pratique et tests 36

3.1 Introduction partielle 37

3.2 Réalisation des circuits imprimés 37

3.2.1 La première plaquette 37

3.2.2 La seconde plaquette 40

3.3 Assemblage des diverses parties 42

3.4 Résultats de tests 44

3.4.1 Test de la fonction interrupteur crépusculaire 44

3.4.2 Test de gestion automatique des équipements 45

3.4.3 Commande via GSM 45

3.5 Bilan financier 46

3.5.1 Composants matériels 46

3.5.2 Logiciels 49

3.5.3 Conclusion partielle 49

CONCLUSION GENERALE 50

BIBLIOGRAPHIE 52

TABLE DES MATIÈRES

Annexe 55

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master v

vi

Liste des figures

1.1 Schéma représentatif de la communication entre tous les équipements dans

une maison intelligente 5

1.2 Principaux domaines de la domotique 8

1.3 Prise intelligente 9

1.4 Caméra espion lampe 10

2.1 Schéma synoptique du système 15

2.2 La photo-résistance (symbole et image) 16

2.3 Circuit électrique du bloc capteur crépusculaire 17

2.4 Circuit de détection du présence de source 18

2.5 Circuit de l'inverseur de source 19

2.6 Schéma de l'opto-coupleur 20

2.7 Schéma d'un relais 21

2.8 Une diode 21

2.9 Ecran LCD 23

2.10 Circuit de protection d'une LED 23

2.11 Schéma électrique du clavier de commande 24

2.12 Signal de rebond 25

2.13 Module GSM 26

2.14 Circuit d'alimentation du module GSM 26

2.15 Fenêtre principal du logiciel Arduino 28

2.16 Vue de dessus de la carte Arduino Uno 28

2.17 Correspondance entre les broches de l'ATmega328P et celles de la carte Ar-

duino 29

2.18 Schéma de régulation du fonctionnement du micro-contrôleur 30

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master vii

LISTE DES FIGURES

2.19 Schéma du bloc de commande 31

2.20 Schéma du bloc de puissance 33

2.21 Schéma électrique complet du dispositif 34

3.1 Face n^°1 des liaisons de la plaquette 1 38

3.2 Face n^°2 des liaisons de la plaquette 1 38

3.3 Schéma d'implantation des composants sur la plaquette 1 39

3.4 Vue en 3D de la plaquette 1 39

3.5 Face n^°1 des liaisons de la plaquette 2 40

3.6 Face n^°2 des liaisons de la plaquette 2 40

3.7 Schéma d'implantation des composants sur la plaquette 2 41

3.8 Vue en 3D de la plaquette 2 41

3.9 Vue de face de la carte d'acquisition sous verrou board 42

3.10 Intérieur du boitier 43

3.11 Système fixé sur un banc d'essai 44

3.12 Test de commandes par sms 46

viii

Liste des tableaux

2.1	Caractéristiques des LEDs	19
3.1	Coût de réalisation de l'équipement	47
3.2	Consommation d'électricité par habitant dans le monde en 2018 [25] . . . .	56
3.3	Consommation d'électricité par habitant dans le monde en 2018 [25] (suite)	57
3.4	Consommation d'électricité par habitant dans le monde en 2018 [25] (suite)	58
3.5	Consommation d'électricité par habitant dans le monde en 2018 [25] (suite)	59
3.6	Consommation d'électricité par habitant dans le monde en 2018 [25] (suite)	60
3.7	Consommation d'électricité par habitant dans le monde en 2018 [25] (suite
	et fin)	61

ix

Résumé

L'augmentation des besoins énergétiques dans les domiciles et entreprises, ainsi que la baisse de la disponibilité des ressources conventionnelles d'énergie, imposent la nécessité de mise en place des stratégies et dispositifs pour tendre vers l'économie et l'efficacité énergétique. Dans ce contexte, l'objectif de ce travail est de concevoir et réaliser un système de gestion intelligente et optimale de l'énergie électrique dans toute installation bi-source. A cet effet, après définitions des spécifications technique, nous avons procédé à la définition de sa configuration générale ainsi que celle des diverses parties. Ensuite, il a fallu passer par la conception et le dimensionnement des composants, pour enfin effectuer la réalisation pratique. Ceci consiste à l'implémentation des fonctionnalités sous Arduino et aussi l'implantation des composants sur les plaquettes, afin d'avoir le système final et d'effec-tuer les tests. Les tests effectués se sont révélés concluants. Le système conçu fonctionne effectivement selon les modes fixés et gère effectivement l'énergie de façon intelligente. Il peut alors être utilisé dans toute infrastructure électrique ayant deux sources d'énergie. La réalisation de ce système constitue une solution technologique développée localement, qui est capable d'engendrer une économie énergétique et financière à travers la gestion efficace de l'énergie dans les domiciles et/ou entreprises ayant des systèmes à deux sources d'énergie.

Mots clés: Gestion intelligente, Energie, Efficacité énergétique, système bi-source.

x

Abstract

The increase in energy needs in homes and businesses, as well as the decline in the availability of conventional energy resources, require the implementation of strategies and devices to tend towards economy and energy efficiency. In this context, the objective of this work is to design and implement an intelligent and optimal management system for electrical energy in any dual-source installation. To this end, after defining the technical specifications, we have proceeded to define its general configuration as well as that of the various parts. Then, it was necessary to go through the design and sizing of the components, to finally carry out the practical realization. This consists in the implementation of the functionalities under Arduino and also the implantation of the components on the plates, in order to have the final system and to carry out the tests. The tests carried out were conclusive. The designed system effectively operates according to the set modes and effectively manages energy intelligently. It can then be used in any electrical infrastructure having two energy sources. The realization of this system constitutes a technological solution developed locally, which is able to generate energy and financial savings through the efficient management of energy in homes and / or businesses with dual energy source systems.

Keywords: Intelligent management, Energy, Energetic efficiency, dual-source system.

1

INTRODUCTION GENERALE

La consommation énergétique mondiale augmente encore d'environ 2% par an, alors que l'on assiste à une réduction des ressources énergétiques fossiles et qu'apparait un risque majeur concernant l'avenir de notre planète du fait du changement climatique. L'énergie va donc devenir un bien plus rare et plus cher. C'est pourquoi la maitrise des consommations énergétiques ainsi que le recours aux énergies renouvelables, prennent tend d'impor-tance. La gestion intelligente de la consommation d'énergie électrique est ainsi une des préoccupations majeures non seulement pour les gestionnaires et les fournisseurs mais aussi pour les consommateurs d'énergie [1]. En économie, l'efficacité énergétique ou efficience énergétique désigne l'état de fonctionnement d'un système pour lequel la consommation d'énergie est minimisée pour un service rendu identique. C'est un cas particulier de la notion d'efficience. Depuis quelques années on lui associe souvent le concept d'éner-gie intelligente. Elle concerne notamment les transports motorisés, mais aussi les métiers du bâtiment et l'industrie [2].

En effet, la gestion de l'énergie est l'une des applications des systèmes domotiques. En 1991 et 1993, Wacks a commencé à introduire la maîtrise de la demande d'énergie dans l'habitat en utilisant un système domotique. La notion de système domotique ou immo-tique (le terme en anglais est Home Automation System ou Building Automation System) est apparue dès les années 80. A l'origine, la domotique ne visait qu'à offrir à l'usager plus de confort: plus de loisirs et plus de services, grâce à l'existence d'un réseau domestique de communication et de dialogue permettant la coopération inter-services. Cela relevait plus de la fiction que du souci de rationaliser la gestion énergétique. Un système domotique est capable de réaliser plusieurs fonctions, parmi celles-ci se trouvent notamment l'économie et la gestion technique, l'information et la communication, la maîtrise du confort, la sécurité et l'assistance [3]. Cependant, dans le contexte du bâtiment au Bénin, les systèmes de gestion intelligente de l'énergie ne sont pas courants.

Dans ce travail, nous nous sommes appuyer sur les outils de contrôle-commande pour montrer qu'il est possible d'aider les occupants des bâtiments du Bénin à gérer de façon efficace et efficiente leur consommation d'énergie. Nous proposons en effet un système de gestion de l'énergie électrique dans le bâtiment qui permet d'ajuster la consommation aux ressources énergétiques disponibles tout en maximisant le confort des occupants. Ainsi, en fonction des ressources disponibles, certains services peuvent être automatiquement

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 2

Introduction générale

retardés, adaptés ou interrompus. L'usager émet des requêtes de services et le système de contrôle-commande détermine, en fonction du contexte énergétique courant, la meilleure façon de réaliser ces services.

Ce travail est structuré en trois (03) chapitres.

Dans le premier chapitre, il s'agit de présenter un aperçu sur les systèmes de gestion intelligente de l'énergie dans les bâtiments.

Le deuxième chapitre est consacré à la conception et au dimensionnement du système de gestion de l'énergie pour une installation électrique multi-sources (SBEE et photovoltaïque).

Le chapitre 3 quant à lui est consacré à la réalisation du système. Nous y présentons les résultats des tests du système suivi d'une analyse.

3

Chapitre 1:

Les systèmes intelligents de gestion de l'éner-

gie dans le bâtiment

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 4

1.1 Introduction partielle

1.1 Introduction partielle

Avec la révoluion technologique et l'évolution de l'espèce humaine, la gestion de l'énergie dans les domiciles se voit en perpétuel changement. EN effet, dès la fin du XX^me siècle, nait le concept de "Stmart House" (Maison Intelligente). On veut non seulement une maison automatisée, mais aussi intelligente, dans laquelle l'utilisation de l'énergie est optimisée, suivi d'un confort. Dans ce chapitre, il s'agira de faire une vue globale sur les systèmes de gestion intelligente de l'énergie électrique dans les résidences.

1.2 Historique

Les premiers développements de système de gestion de l'énergie sont apparus au milieu des années 1980. Ils sont la conséquence de la miniaturisation des systèmes électroniques et informatiques. Le développement des composants électroniques dans les produits domestiques a amélioré les performances, rationalisé et réduit les coûts de consommation en énergie des équipements. La combinaison de ce processus avec l'apparition sur le marché de services de communication performants (numérisation des réseaux, Minitel...) n'est pas étrangère à l'émergence de systèmes innovants orientés vers la communication et les échanges dans le logement et vers l'extérieur de celui-ci. Une démarche visant à apporter plus de confort, de sécurité et de convivialité dans la gestion des logements a ainsi guidé les débuts du Smart House. [28]

Elle a privilégié deux aspects:

-- l'intégration, en permettant aux produits d'agir de manière autonome tout en communiquant et en interagissant avec les autres équipements de la maison;

-- la multifonctionnalité, en offrant des fonctions relevant de domaines et de métiers aussi différents que la maîtrise de l'énergie, la sécurité des biens et des personnes, la communication.

1.2 Historique

FIGURE 1.1 - Schéma représentatif de la communication entre tous les équipements dans une maison intelligente

Lors des premiers pas de la Smart House (maison intelligente), l'offre industrielle s'est structurée autour de deux grands axes:

-- les produits pour l'habitat collectif, qui combinent les fonctions de gestion des consommations d'énergie et de sécurité avec celles de communications;

-- les produits pour l'habitat individuel, où la gestion de l'énergie n'est pas obligatoirement la fonction la plus porteuse pour le marché, comparée à la sécurité des biens et des personnes, à la gestion des automatismes et à la communication.

L'observation des expérimentations menées depuis 1985 montre un développement de la Smart House (maison intelligente) suivant trois axes majeurs:

-- les automates, dont la sophistication ne cesse de progresser des commodités de confort et de sécurité. Leur cout ne les rend accessibles pour l'instant qu'à la partie aisée de la population. Ils peuvent aussi apporter une sécurité auprès des personnes à mobilité réduite handicapées physique ou âgées. [29]

-- les interfaces d'assistance à la gestion d'énergie, qui offrent des possibilités importantes de gestion directe des consommations, des charges, de surveillance des réseaux. Elles sont surtout utilisées par les gestionnaires de l'habitat et par les prestataires de services techniques (eau, gaz, électricité...).

-- les outils de communications, qui sont amenés directement dans l'habitat et qui y apportent des télés services (assistance, soins, formations...). Ils sont organisés au-

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 5

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 6

1.3 La Smart House

tour du câble, du téléphone et de ses extensions

Il faut reconnaître que dans cette période, les seuls corps de métier qui ont gagné de l'ar-gent avec la domotique sont les journalistes et les consultants en marketing!

Tous les investissements industriels réalisés à ce jour dans ce domaine se sont soldés par des échecs. L'attitude classique dans beaucoup d'entreprises en contact avec une partie du marché grand public au cours de la décennie 80 était de vouloir proposer une offre domotique complète centrée sur son propre métier d'origine. Bien entendu aucune entreprise ne pouvait couvrir seule un éventail assez large de sujets pour que son offre soit suffisamment attrayante.

Par ailleurs le manque de liberté ressenti par les clients potentiels, obligés d'acquérir tout un ensemble de produits chez un même fournisseur, associé à un manque de commodité d'utilisation et finalement à une valeur ajoutée faible en regard d'un prix généralement élevé, eurent raison de toutes les tentatives de lancement.

La plupart des entreprises européennes de taille importantes et potentiellement concernées par la smart house (maison intelligente) ont essuyé un échec dans ce domaine. A travers cette expérience, elles ont acquis la certitude qu'elles ne pourraient pas réussir seule sur ce créneau avec une solution propriétaire.

Cela fait maintenant plus de 20 ans que la smart house (maison intelligente) innove sur le marché. Mais c'est seulement depuis les années 2000 que la smart house (maison intelligente) semble être plus intéressante, car certains travaillent sur une maison intelligente et qui pourrait éventuellement faire naître de nouvelles technologies qui pourraient attirer d'avantage le consommateur.[28]

L'avenir de la smart house (maison intelligente) est assuré. La smart house séduit de plus en plus de particuliers désireux de mieux gérer les nombreuses fonctionnalités de leur maison.

L'un des espoirs sur lesquels se reposent les professionnels de la smart house (maison intelligente) est de faire de ce concept le meilleur soutien possible pour la réalisation des tâches au quotidien.

1.3 La Smart House

1.3.1 Définition

Smart House (Maison Intelligente) ou bien Domotique : le terme Smart House est de plus en plus utilisé.

1.3 La Smart House

Il a deux définitions.

Il peut s'agir simplement de la traduction anglophone de la domotique. D'autres lui donnent une portée supplémentaire, le logement devient intelligent, par contre le mot "domotique" est donc un mot récent de la langue française et il est en réalité la somme des mots « doums » qui signifie domicile en latin et du suffixe « tique » rattaché au mot technique.

Pour définir le plus clairement possible, Smart House (La maison intelligente) ou Domotique est l'évolution logique d'une maison possédant de nombreuses connectivités.

On dirait qu'il s'agit d'un concept performant mettant en action l'ensemble des techniques et technologies électroniques, informatiques et des télécommunications permettant d'au-tomatiser et d'optimiser les tâches au sein d'une maison sans aucune intervention humaine, utilisées dans les bâtiments, plus ou moins « interopérables » et permettant de centraliser le contrôle des différents systèmes et sous-systèmes de la maison (chauffage, porte de garage, portail d'entrée, prises électriques, etc.).

La Smart House(maison intelligente) vise à apporter des solutions techniques pour répondre aux besoins de confort (gestion d'énergie, optimisation de l'éclairage et du chauffage), de sécurité (alarme) et de communication (commandes à distance, signaux visuels ou sonores, etc.) que l'on peut retrouver dans les maisons, les hôtels, les lieux publics, etc.

1.3.2 Que peut-on faire avec la domotique?

On peut dire que la domotique trouve sa place dans trois domaines principaux en particulier.

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 7

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 8

1.3 La Smart House

FIGURE 1.2 - Principaux domaines de la domotique 1.3.2.1 Le confort

Bien sûr, le fait d'automatiser sa maison a un véritable apport sur le confort qu'on y trouve. Plus besoin de se prendre une averse pour ouvrir le portail en rentrant à la maison, plus besoin de prendre froid en ouvrant les volets le matin, et fini les retours de week-end dans une maison toute froide, dans les pays du Nord.

Aujourd'hui, une maison intelligente est capable de savoir quand vous rentrez à la maison (grâce à votre smartphone par exemple), et donc d'ouvrir le portail avant même que vous n'arriviez. Les volets peuvent s'ouvrir et se fermer au rythme du soleil, et peuvent même aller jusqu'à s'adapter à la saison et la température pour laisser entrer la lumière et la chaleur du soleil l'hiver, ou au contraire conserver le frais l'été en fermant les volets des fenêtres exposées au soleil. De la même façon, votre maison sait quand vous êtes présent, et peut ainsi adapter elle-même votre chauffage pour que la maison soit toujours à la température idéale pour vous. Il est même possible de diffuser automatiquement votre Play List musicale préférée à votre réveil, ou quand vous rentrez à la maison. Pendant ce temps, un robot peut passer l'aspirateur dans la maison à votre place, et le système d'arrosage automatique arrosera votre jardin, tout en tenant compte des prévisions météo des prochains jours, histoire de ne pas arroser inutilement.

1.3.2.2 Les économies d'énergie

En gérant les volets selon la saison, ainsi que le chauffage, le système domotique vous permet d'économiser de l'énergie, et donc de l'argent, même si au départ on ne recherchait

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 9

1.3 La Smart House

que le confort en plus.

La consommation d'énergie peut être suivie très finement, qu'il s'agisse de votre consommation d'électricité, d'eau, ou même de gaz.

Vous partez de la maison? Le simple fait d'activer l'alarme en partant va passer le chauffage en mode éco, et éteindre toutes les lampes et les appareils restés en veille, réduisant ainsi votre consommation d'énergie en votre absence. Et ceci sans aucune action de votre part. C'est cela la maison intelligente!.

Exemple d'une prise intelligente pour commander l'extension et l'allumage des équipements via wifi ou internet. La figure suivante l'illustre.

FIGURE 1.3 - Prise intelligente

1.3.2.3 La communication

Un système domotique permet la communication non seulement à l'intérieur de la maison, mais aussi à l'extérieur. La technologie Internet interviendra de plus en plus pour la commande à distance par certains utilisateurs. Vous ne devez même pas être à la maison pour commander vos appareils. Un simple coup de fil ou un sms vous permettra par exemple de régler le chauffage à distance, d'activer une simulation de présence ou de lancer le lave-vaisselle ou le lave-linge. Pratique, non?

1.3.2.4 La sécurité

Les automatismes que nous avons vus plus haut peuvent tout à fait contribuer à la sécurité de vos biens, en réalisant ce qu'on appelle une simulation de présence : même en votre absence, les volets continuent de s'ouvrir, de la musique peut être diffusée dans la maison, et

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 10

1.4 Conclusion

des lumières allumées aléatoirement. Ainsi, de l'extérieur, il devient très difficile de savoir si la maison est inoccupée, ce qui dissuade de nombreux cambrioleurs.

Une détection de fuite d'eau peut couper automatiquement l'arrivée d'eau afin d'éviter de gros dégâts.

Mais la sécurité, c'est également la sécurité des personnes: en cas de détection d'incendie, par exemple, il est tout à fait possible d'ouvrir automatiquement les volets, déverrouiller les portes, et éclairer le chemin de la sortie pour faciliter l'évacuation.

Exemple d'une mise en scène d'un «simple» détecteur de fumée, couplé à un système domotique ou d'une caméra espion lampe pour la surveillance discrète. La figure ci-dessous l'illustre.

FIGURE 1.4 - Caméra espion lampe

Dans notre travail, nous allons nous intéresser plus à la gestion intelligente de l'énergie dans une perspective de la maitrise de la demande en énergie.

1.4 Conclusion

Ce chapitre a fait montre des avantages de la mise en place des systèmes de gestion intelligente dans les résidences. Concentrée essentiellement sur le concept de Smart Houses il permet de comprendre l'impact considérable qu'aurait la mise en oeuvre d'une partie, aussi infirme qu'elle soit, de cette technologie, dans nos habitats au Bénin. Dans le chapitre suivant, il d'agira essentiellement de faire la conception de notre système de gestion de l'énergie.

11

Chapitre 2:

Conception et dimensionnement du sys-

tème de gestion de l'énergie pour une ins-

tallation électrique multi-source

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 12

2.1 Introduction partielle

2.1 Introduction partielle

La réalisation de tout système nécessite au préalable la définition des fonctions désirées ainsi que la maitrise de toutes les composantes du système. Ce chapitre se consacre, dans un premier temps à la présentation du fonctionnement escompté pour le système à réaliser. Ensuite, il sera question d'effectuer l'étude et la conception des deux principaux modules.

2.2 Présentation du cahier de charges

2.2.1 Spécifications fonctionnelles du système

Le système à réaliser, dans le cadre de ce projet de fin de formation, vise la gestion intelligente (planification, contrôle et suivi) de l'énergie au sein d'une installation électrique multi-sources. Nous nous intéresserons particulièrement à deux sources.

De façon spécifique, ce système permettra:

· de rendre l'énergie électrique disponible sans interruption en basculant automatiquement sur l'une ou l'autre des sources en cas de défaillance de l'une d'elle et ceci selon les priorités définies par l'utilisateur;

· d'économiser l'énergie électrique:

-- Gérer de façon automatique l'éclairage extérieur à l'aide d'un capteur crépusculaire;

-- Commander l'allumage et l'extinction des équipements (lampes, climatiseurs et prises électriques) à partir et pendant une heure prédéfinie par l'utilisateur.

· de planifier la consommation en énergie : établir un bilan prévisionnel et réel des consommations énergétiques suivant les données fournies par l'utilisateur;

· d'assurer la sécurité de l'installation électrique et des usagers : prévenir les cas de surcharge en définissant des limites de charges suivant les données fournies par l'utilisateur;

· de faciliter la configuration et l'exploitation du système par les usagers : grâce à un clavier de paramétrage ou via une interface graphique accessible depuis un ordinateur ou un smartphone.

En pratique, la mise en oeuvre de ce système permettra, entre autres:

-- de gérer automatiquement la consommation en énergie du bâtiment;

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 13

2.2 Présentation du cahier de charges

-- de commander automatiquement l'allumage et l'extinction des appareils aux moments où le besoin se fait réellement ressentir;

-- d'apporter des outils de prise de décision aux utilisateurs sur leur consommation en énergie.

2.2.2 Démarche adoptée

Pour mener à bien ce travail, nous nous sommes focalisés sur l'efficacité énergétique des équipements. Il s'agit notamment de : l'éclairage, la ventilation, la climatisation, l'automa-tisation, le service et les sources d'énergie. Nous pouvons résumer la maitrise de l'efficacité énergétique du bâtiment en quatre étapes:

· Définir un mode de gestion:

Il s'agit de décider des plans d'actions afin de moins consommer, et de moins gaspiller de l'énergie;

· Collecter les données de consommation des différents équipements;

· Analyser les données de consommation afin de comprendre la consommation en énergie du bâtiment et d'identifier les équipements énergivores;

· Comprendre et maitriser les différentes technologies de commandes automatiques et de gestion à distance des différents équipements.

Tout au long de cette conception/réalisation, il a fallu se baser sur les notions acquises

au cours de notre formation; et sur les recherches sur le thème auprès des personnes res-

sources, sur internet, dans les livres et articles scientifiques. Tout ceci a consisté à :

-- collecter diverses informations;

-- déterminer les différents éléments que comportera notre système;

-- définir un mode de gestion des ressources d'énergie;

-- définir et dimensionner les différents blocs du système;

-- faire le choix des composants logiciels et matériels nécessaires;

-- aboutir à la réalisation pratique.

2.2.3 Description générale du système

En raison des diverses fonctionnalités excomptées pour notre système, il sera constitué de six (06) blocs, que sont:

· Le bloc d'alimentation:

Il a pour rôle de fournir l'énergie (courant et tension) nécessaire aux différents blocs

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 14

2.2 Présentation du cahier de charges

du système.

· Le capteur crépusculaire:

Il s'agit d'une photorésistance (capteur de luminosité) qui se charge de mesurer le degré de luminosité ou d'obscurité du milieu ambiant. Il envoie les données au bloc de commande qui en fonction des réglages effectués, décide à quel moment il faut allumer ou éteindre les lampes extérieures.

· L'inverseur automatique:

Ce bloc permet au système de connaitre l'état des deux sources d'énergie et de basculer sur celle disponible. Il est constitué d'une part d'un détecteur de présence de source. La détection d'une source d'énergie peut se faire de différentes manières, en se basant sur un critère de coût et d'encombrement. Nous avons opté pour un système constitué d'une DEL (Diode Electro-Luminaissante) et d'une photorésistance. Grâce à ces derniers, le système a connaissance du ou des sources disponible(s) en vue d'assurer un basculement automatique à l'aide de relais électroniques pilotés par le bloc de commande.

· Le bloc de commande:

Il représente l'élément central de notre système. Il est constitué d'une multitude de composants électroniques (résistances, condensateurs, diodes, transistors, circuits intégrés etc..) et d'un microcontrôleur programmable. Ce microcontrôleur contiendra un programme qui va permettre au bloc de commande de :

-- lire, interpréter et exécuter les commandes qu'il reçoit des capteurs et des différents interfaces du système;

-- envoyer des instructions à l'interface de puissance pour la commande des différents équipements, en fonction des commandes et des différents paramétrages qu'il reçoit.

· Le bloc de puissance:

Le signal de sortie du bloc de commande est faible (5V, quelque mA), ce qui est insuffisant pour commander des équipements tels que des lampes de 220V. Le bloc de puissance sert donc d'interface entre le bloc de commande et les équipements à commander.

· Le bloc d'affichage:

Il s'agit d'un écran LCD 16x2 (16 colonnes et 2 lignes) et des DEL (Diode Electro-Luminaissante) qui permettent d'afficher localement des informations relatives au

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 15

2.2 Présentation du cahier de charges

système et d'indiquer l'état du système.

En plus de ces blocs, le système possède deux interfaces qui facilitent l'interaction avec l'utilisateur. Il s'agit:

· Le clavier de commande:

Il permet aux utilisateurs d'interagir avec le système pour effectuer divers réglages et paramétrages. Il est basé sur des boutons poussoirs.

· L'interface GSM:

Il permet aux utilisateurs de piloter le dispositif à distance, même en étant hors du pays. Il est basé sur un module GSM équipé d'une carte SIM et interconnecter au bloc de commande. Les utilisateurs peuvent ainsi à travers de petits textes SMS pré-définis, contrôler le système à distance.

Ces divers éléments sont reliés entre eux, d'une façon spécifique afin d'assurer les fonctions attendues. Pour monter ces interconnexions, un schéma synoptique général a été adopté. Ce schéma se présente comme suit:

FIGURE 2.1 - Schéma synoptique du système

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 16

2.3 Choix et dimensionnement des composants

2.3 Choix et dimensionnement des composants

Dans cette section, nous présentons l'étude technologique du système, ainsi que le choix des configurations et schémas électriques utilisés pour ses différentes parties.

2.3.1 Le bloc d'alimentation

Il a pour rôle de fournir l'énergie (courant et tension) nécessaire aux différents blocs du système. Il s'agit ici d'une batterie rechargeable de 12V, qui permet au système d'avoir une certaine autonomie.

2.3.2 Le capteur crépusculaire

Le capteur utilisé ici est une photo-résistance. La photo-résistance est une résistance particulière, parfois à base de sulfure de cadmium (Cds), dont la valeur de la résistance varie en fonction de l'intensité lumineuse reçue. La valeur de la résistance diminue quand la luminosité augmente et peut varier de quelques Mégohms dans l'obscurité à quelques centaines d'ohms en pleine luminosité.

Elle est présentée à la figure 2.2.

FIGURE 2.2 - La photo-résistance (symbole et image)

Sur la base du principe de fonctionnement de la photo-résistance, le bloc du capteur crépusculaire est formé. Son circuit électrique est présenté comme le montre la figure 2.3.

2.3 Choix et dimensionnement des composants

FIGURE 2.3 - Circuit électrique du bloc capteur crépusculaire

La résistance R1 et la photo-résistance sont montées en pont diviseur de tension, et la tension V est calculée par:

/ R1)

V = * 5 (V ) (2.1)

R1 + R2

D'après le rapport précédent on peut remarquer que plus la valeur de R2 décroit (la photorésistance est éclairée) plus la tension V est faible et, dans le cas contraire (la photo-résistance est dans l'obscurité), la tension V est élevée.

Cette variation de tension est envoyée au bloc de commande qui la compare avec une tension de référence pour déterminer à quel moment de la journée les lampes extérieures doivent être allumées ou éteintes.

Nous avons pu définir une tension seuil par défaut lors de nos phases d'essai. Néanmoins l'utilisateur aura la possibilité, à travers le clavier de commande ou l'interface GSM, de modifier cette valeur seuil pour allumer lA (les) lampe(s) au moment qui lui semble approprié.

2.3.3 L'inverseur automatique

Pour détecter ou non la présence d'une source, plusieurs techniques existent, notamment l'emploi de capteur de courant, de système de relais ou de mesure de tension etc...

Pour garantir la sécurité de notre montage tout en assurant une isolation électrique et en gardant une certaine efficacité, nous avons opté pour un dispositif basé sur une LED et une photo-résistance. La LED est orientée de sorte à éclairer la partie sensible de la photorésistance. L'ensemble (LED et photo-résistance) est ensuite protégé, pour ne pas être influencé par une autre source de lumière. Cet principe de détection de présence de source a pour circuit électrique, celui présenté à la figure 2.4.

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 17

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 18

2.3 Choix et dimensionnement des composants

FIGURE 2.4 - Circuit de détection du présence de source

La photo-résistance est associée à une résistance pour former un pont diviseur de tension fournissant une tension dont la valeur est fonction de la lumière reçue par la photorésistance. La tension issue du pont diviseur de tension est directement envoyé au bloc de commande qui la mesure et sait ainsi si la source fonctionne ou pas. L'allumage de la LED est assuré par la source de tension concernée.

Lorsque la LED est éteinte, la valeur ohmique de la photo-résistance est alors très élevée, ainsi que la tension présente à ses bornes. Par contre lorsque la LED est allumée, la valeur ohmique de la photo-résistance est donc faible ainsi que celle de la tension à ses bornes. La résistance de protection de la LED est donnée par:

V - Vf

R = (2.2)
If

V est la tension d'alimentation de la LED.

Le courant If est fonction de la couleur de la LED, comme inscrit dans le tableau suivant:

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 19

2.3 Choix et dimensionnement des composants

TABLEAU 2.1 - Caractéristiques des LEDs

Couleur	Tension de seuil ou Vf	If (mA)		Longueur d'onde	Rouge
1,6 V à 2 V	6 à 20	650 à 660 nm		Jaune
1,8 V à 2 V	6 à 20	565 à 570 nm		Verte
1,8 V à 2 V	6 à 20	585 à 590 nm		Bleue
2,7 V à 3,2 V	6 à 20	470 nm		Blanche
3,5 V à 3,8 V	30

Le bloc de commande se base ensuite sur le signal qu'il reçoit du circuit de détection de source pour basculer sur la source disponible suivant le schéma présenté à la figure 2.5.

FIGURE 2.5 - Circuit de l'inverseur de source

Sur cette figure:

-- Phase 1 et Phase 2 représentent les phases des deux sources d'énergie;

-- Neutre 1 et Neutre 2 représentent les neutres des deux sources d'énergie;

-- Phase et Neutre représentent respectivement la phase et le neutre, de la sortie du bloc inverseur. C'est cette sortie qui alimente les divers appareils ou équipements de l'utilisateur.

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 20

2.3 Choix et dimensionnement des composants

Ainsi, lorsque les deux relais ne sont pas alimentés, l'installation électrique de l'édifice est commutée sur la Source 2 et dans le cas contraire sur la Source 1.

Les deux relais sont pilotés par le bloc de commande en Tout ou Rien (0 pour 0 V, et 1 pour 5 V) via les broches : Cmd_SourceA et Cmd_SourceB.

Nous avons opté ici pour des opto-coupleurs (U1 et U2) au lieu de simples transistors, pour assurer la sécurité du montage. De ce fait, la partie puissance du montages reliée au deux sources, est alors électriquement isolée de l'ensemble du montage.

En effet, un opto-coupleur repose sur une LED et un photo-transistor ou une photo-diode. Lorsqu'on fait passer un courant dans la LED, elle brille (elle émet de l'infrarouge) dans un boitier bien hermétique à la lumière. La lumière émise par la LED est capté par le phototransistor qui devient alors passant. On peut donc transmettre un courant électrique tout en isolant électriquement. Dans son principe, opto-coupleur fait les conversions successives : courant électrique - lumière infrarouge - courant électrique. Il est représenté à la figure 2.6.

FIGURE 2.6 - Schéma de l'opto-coupleur

Lorsque le bloc de commande allume la LED intégré de opto-coupleur, cette dernière éclaire la base du photo-transistor intégré, qui se comporte comme un interrupteur fermé et excite le relais. Par contre lorsque la LED est éteinte la base du photo-transistor n'est pas éclairée et ce dernier se comporte comme un interrupteur ouvert qui dés-excite le relais. Le dimensionnement des résistances de protection de la LED de opto-coupleur suit le même principe que celui des LED décrit dans un peu plus haut.

Le relais, quant à lui, est un appareil dans lequel un phénomène électrique (courant ou tension) contrôle la commutation (On / Off) d'un élément mécanique (on se trouve alors en présence d'un relais électromécanique) ou d'un élément électronique (on a alors affaire

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 21

2.3 Choix et dimensionnement des composants

à un relais statique). C'est en quelque sorte un interrupteur que l'on peut actionner à distance, et où la fonction de coupure est dissociée de la fonction de commande. La tension et le courant de commande (partie "Commande"), ainsi que le pouvoir de commutation (partie "Puissance") dépendent du relais, il faut choisir ces paramètres en fonction de l'ap-plication désirée. Ainsi, il faut choisir des relais différents selon qu'il faut commuter des signaux audio ou des tensions ou courants importants.

Lorsque la bobine du relais est alimentée, on dit qu'on excite le relais; ce dernier ouvre ou ferme ces contacts de puissance qui vont nous servir d'interrupteur pour commander l'al-lumage ou l'extinction des équipements. En clair, on peut dire que le relais permet de commander à partir d'une faible tension de commande, des charges importantes. Son schéma est présenté à la figure 2.7.

FIGURE 2.7 - Schéma d'un relais

Sur la figure 2.5, les diodes D1 et D2 jouent le rôle de diode de roue libre. En effet lorsqu'on alimente la bobine du relais qui est un élément inductif, elle emmagasine de l'énergie et lorsque cette tension d'alimentation vient à disparaitre, la bobine renvoie l'énergie qu'elle a emmagasinée dans le circuit, ce qui pourrait endommager des composants. D1 et D2 empêchent ce courant d'aller dans le circuit en la renvoyant dans la bobine jusqu'à ce qu'elle soit à nouveau excitée.

Physiquement, les diodes se présentent comme de petits cylindres en plastique ou en verre, et ont deux sorties appelées cathode et anode, comme montré à la figure 2.8.

FIGURE 2.8 - Une diode

2.3 Choix et dimensionnement des composants

2.3.4 Le bloc d'affichage

Lorsque l'on fabrique un système électronique, il est intéressant que celui-ci nous donne quelques informations sur son état sans avoir à le brancher à un ordinateur ou à le connecter à un autre système comme un Smartphone.

Notre bloc d'affichage nous permet d'afficher localement des informations sur l'état de notre système.

Il est alors constitué d'une part, d'un écran LCD 16*2 (16 colonnes et 2 lignes), et d'autre part, de voyants témoins à base de LED.

L'écran LCD permet d'afficher diverses informations sur l'état du système. Quant aux LED, elles permettent d'indiquer divers états du système.

Les afficheurs à cristaux liquides (Liquid Crystal Display, LCD en Anglais) utilisent la propriété de modulation de lumière des cristaux liquides. Les écrans à cristaux liquides sont composés de deux couches de polariseurs, avec des directions de polarisaton perpendiculaires, prenant en sandwich deux plaques de verres entre lesquelles sont placés les cristaux liquides. Sur les plaques de verre se trouve une matrice d'électrodes pour chaque pixel. Une tension appliquée entre les électrodes d'un pixel entraine un changement d'orienta-tion des molécules et donc la transparence du pixel qui peut alors laisser, ou non, passer la lumière du rétro-éclairage.

L'écran LCD 16×2 présente 16 broches pour permettre la gestion de l'affichage et du contraste. Il s'agit de :

-- VSS : Relier à la masse de l'écran;

-- VDD : Broche d'alimentation ( 5V);

-- V0 : Broche de contraste, connectée à une sortie PWM ou à un potentiomètre; -- RS : Register Select, permet de sélectionner la zone mémoire;

-- RW : Read or Write, toujours à la masse;

-- E : enable, active ou non l'affichage;

-- D0 : mode 8bits. 4 bits de poids fort;

-- D1 : mode 8bits. 4 bits de poids fort;

-- D2 : mode 8bits.4 bits de poids fort;

-- D3 : mode 8bits.4 bits de poids fort;

-- D4 : 4 bits de poids faible;

-- D5 : 4 bits de poids faible;

-- D6 : 4 bits de poids faible;

-- D7 4 bits de poids faible;

-- A : anode. Borne + de la LED de rétroéclairage; -- K : Catode. Borne - de la LED de rétroéclairage.

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 22

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 23

2.3 Choix et dimensionnement des composants

FIGURE 2.9 - Ecran LCD

Le potentiomètre RV1 permet de régler le contrasrte de l'affichage.

La LED (Light Emitting Diode) ou DEL (Diode électroluminescente) est montée en série avec une résistance. La résistance joue le rôle de protection pour la LED. e circuit est présenté à la figure 2.10.

FIGURE 2.10 - Circuit de protection d'une LED

2.3.5 Le clavier de commande

Il est constitué de boutons poussoirs permettant à l'utilisateur d'interagir avec le système. Un bouton poussoir est un composant mécanique comportant deux positions:

-- Relâchée: équivalent à un circuit ouvert; -- Appuyée: équivalent à un circuit fermé.

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 24

2.3 Choix et dimensionnement des composants

Mais il existe aussi des boutons poussoir normalement fermés au repos.

FIGURE 2.11 - Schéma électrique du clavier de commande

Le bouton poussoir est disposé de sorte que lorsqu'il est ouvert, la tension à ses bornes ne soit pas nulle. Par contre, lorsqu'il est appuyé (circuit fermé) la tension à ses bornes est nulle.

En effet, les systèmes électroniques sont sujets à des perturbations générées par divers éléments : lampe à proximité, doigt sur le circuit, un téléphone portable, l'électricité électrostatique etc... On appelle cela des contraintes de CEM (Compatibilité Electromagnétique). Ces phénomènes perturbent beaucoup les circuits électroniques.

Pour contrer ces effets, on place en série avec le bouton poussoir une résistance dite de pull-up, d'où la présence de la résistance R. Cette résistance sert à « tirer» (to pull en Anglais) le potentiel vers le haut (up) afin d'avoir un signal clair sur la broche du bloc de commande. Ainsi, au repos, le bloc de commande reçoit un état haut, et lorsque l'utilisateur appuie sur le bouton poussoir une connexion est établie avec la masse et le bloc de commande reçoit un état bas correspondant à 0V.

Le condensateur C1 permet de filtrer les rebonds. En effet lorsqu'on appuie sur le bouton, le signal ne passe pas immédiatement et proprement de Vcc à 0V. En l'espace de quelques millisecondes, le signal va prendre plusieurs valeurs entre Vcc et 0V avant de se stabiliser. Il se passe le même phénomène lorsqu'on relâche le bouton poussoir. Ce genre d'effet peut

2.3 Choix et dimensionnement des composants

créer des perturbations dans le système.

FIGURE 2.12 - Signal de rebond

Pour atténuer ce phénomène, nous allons utiliser un condensateur en parallèle avec le bouton. Ce composant servira ici "d'amortisseur" qui absorbera les rebonds. Le condensateur, initialement chargé, va se décharger lors de l'appui sur le bouton. S'il y a des rebonds, ils seront encaissés par le condensateur durant cette décharge. Il se passera le phénomène inverse (charge du condensateur) lors du relâchement du bouton.

2.3.6 L'interface GSM

Nous avons utilisé pour ce bloc le module GSM SIM800L, qui est module performant avec un coût très abordable.

L'échange de données entre le module GSM et le bloc de commande se fait via les broches TX (broche de transmission) et RX (broche de réception) grâce à des commandes AT.

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 25

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 26

2.3 Choix et dimensionnement des composants

FIGURE 2.13 - Module GSM

2.3.6.1 Dimensionnement de l'alimentation du module GSM

( )

1 + R1

VS VREF * avec VREF = 1, 25V (2.3)

R2

Le circuit d'alimentation est présenté à la figure 2.14.

Pour fonctionner il a besoins d'une alimentation dont la tension est comprise entre 3.17 et 4.4V. Pour avoir cette tension à partir d bloc d'alimentation, nous avons utilisé le régulateur de tension variable LM317 dont la formule pour déterminer la tension de sortie est donnée comme suit:

FIGURE 2.14 - Circuit d'alimentation du module GSM

Avec R1 = 470Ù, R2 = 1kÙ; et C3 constituent des condensateurs de découplage, tan-disque C1 et C4 sont des condensateurs de filtrage.

2.3 Choix et dimensionnement des composants

2.3.7 Le bloc de commande

C'est le circuit de commande de notre système. Il est composé de plusieurs composants dont le microcontrôleur qui est le composant principal.

Le microcontrôleur est un composant électronique programmable composé d'un microprocesseur, d'une mémoire flash, d'une mémoire rom, d'une mémoire ram, les registres et la mémoire cache. C'est lui qui contiendra le programme et qui va l'exécuter. Nous avons choisir un microcontrôleur 8 bits de mémoire flash 32ko (microcontrôleur ATMEGA328p). La programmation de ce microcontrôleur a été faite grâce à la carte Arduino Uno. Le coeur de la carte Arduino Uno est également un microcontrôleur de la famille AVR, un Atmel At-mega 328P du fabricant Atmel.

Véritable mini-ordinateur, la carte électronique Arduino permet de créer et prototyper de véritables objets numériques interagissant avec le milieu extérieur. La carte Arduino nous donne la possibilité d'allier les performances de la programmation à celles de l'électro-nique. L'avantage de l'électronique programmée c'est qu'elle simplifie grandement les schémas électroniques (on parle désormais d'électronique embarquée) et par conséquent, le coût de la réalisation. Arduino est composée de deux outils principaux, qui sont: le logiciel et le matériel.

2.3.7.1 Le logiciel

L'environnement de programmation Arduino (IDE en anglais) est une application écrite en Java. L'IDE permet d'écrire, de modifier un programme et de le convertir en une série d'instructions compréhensibles pour la carte. La syntaxe (ensemble des règles d'écritures) du langage Arduino est très proche de celle des langages C/C++.

Le logiciel, tout comme la carte, est compatible sous les plateformes les plus courantes (Windows, Linux et Mac), contrairement aux autres outils de programmation du commerce qui ne sont, en général, compatibles qu'avec Windows.

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2.3 Choix et dimensionnement des composants

FIGURE 2.15 - Fenêtre principal du logiciel Arduino

2.3.7.2 Le matériel

La carte Arduino Uno est présentée à la figure 2.16.

FIGURE 2.16 - Vue de dessus de la carte Arduino Uno

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2.3 Choix et dimensionnement des composants

· 1 : Il s'agit du microcontrôleur, c'est le cerveau de la carte. C'est lui qui va contenir le programme que nous allons écrire et qui va le stocker dans sa mémoire puis l'exécuter.

· 2 : L'alimentation : pour fonctionner, la carte a besoin d'une alimentation. Le micro-contrôleur fonctionnant sous 5V, la carte peut être alimentée en 5Vpar le port USB.

· 3 : L'alimentation externe de la carte. Elle est comprise entre 7V et 15V. Cette tension doit être continue et peut par exemple être fournie par une pile 9V. Un régulateur se charge ensuite de réduire la tension à 5V pour le bon fonctionnement de la carte.

· 4 : Ce sont en fait des LED. La LED tout en haut du cadre est, connectée à une broche du microcontrôleur et va servir pour tester le matériel (quand on branche la carte au PC, elle clignote quelques secondes). Les deux LED du bas du cadre, servent à visualiser l'activité sur la voie série (une pour l'émission et l'autre pour la réception). Lors du téléchargement du programme dans le microcontrôleur, on peut les voir clignoter.

· 5a : E /S numériques

· 5b : E/S analogiques

Les caractéristiques de la carte Arduino sont données en annexe.

La figure 2.17 présente le microcontrôleur, ainsi que la correspondance entre ses pin et ceux de la carte Arduino.

FIGURE 2.17 - Correspondance entre les broches de l'ATmega328P et celles de la carte Ar-duino

2.3 Choix et dimensionnement des composants

Ce microcontrôleur renferme dans un seul composant:

· un processeur 8 bits à architecture RISC;

· de la mémoire avec des espaces physiques séparés:

-- une mémoire Flash (32 Ko) : C'est celle qui contiendra le programme à exécuter

(celui que nous allons créer!). Cette mémoire est effaçable et réinscriptible.

-- une mémoire vive SRAM (2 Ko) : elle va contenir les variables de notre programme. Elle est dite "volatile" car elle s'efface si on coupe l'alimentation du microcontrô-leur (comme sur un ordinateur).

-- une mémoire EEPROM (2 Ko) : C'est le disque dur du micro-contrôleur. On peut y enregistrer des informations qui ont besoin de survivre dans le temps, même si la carte doit être arrêtée. Cette mémoire ne s'efface pas lorsqu'on coupe l'ali-mentation du micro-contrôleur ou lorsqu'on le reprogramme.

· toute la logique d'horloge (16 MHz);

· des circuits d'interface et des périphériques d'entrée-sortie permettant au proces-

seur d'accéder au monde extérieur:

-- des Timers/Counters (T/C) 8 et 16 bits;

-- une génération des signaux PWM;

-- des interfaces de communication série (UART, SPI, TWI compatible I2C...),

-- un convertisseur Analogique-Numérique.

En plus de l'alimentation le micro-contrôleur a besoin d'un signal d'horloge pour son fonctionnement (le quartz). Il permet en outre de cadencer le fonctionnement du micro-contrôleur à un rythme régulier.

FIGURE 2.18 - Schéma de régulation du fonctionnement du micro-contrôleur

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Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 31

2.3 Choix et dimensionnement des composants

L'alimentation du bloc de commande est assurée par une tension de 5V obtenue à partir de la tension 12V de la batterie via un régulateur de tension de 5V. Deux condensateurs sont utilisés ici à l'entrée et à la sortie du régulateur pour parfaire le filtrage et apportée une tension très stable au bloc de commande. Le but du filtrage est de rendre l'allure de la tension aussi continue que possible.

Le circuit du bloc de commande est celui présenté à la figure 2.19.

FIGURE 2.19 - Schéma du bloc de commande

La fonction d'un régulateur de tension, est de rendre stable une tension ayant une certaine ondulation, et de la maintenir à une valeur fixe. Il doit maintenir ces conditions de stabilité dans une large gamme de variations du courant de charge, et également pour les fluctuations de la tension d'entrée. La LED verte indique la présence de tension.

Il existe deux types de régulateurs:

-- les régulateurs de tension positive 78xx : où xx désigne la tension de sortie du régulateur. Exemple : xx=05 pour +5V, xx=15 pour +15V

-- les régulateurs de tension négative 79xx : où xx désigne la tension de sortie du régu-

2.4 Le schéma du dispositif

lateur. Exemple : xx=05 pour -5V, xx=15 pour -15V

2.3.8 Le bloc de puissance

Il est le pont entre les différents équipements à commander et le bloc de commande. Les différents composants utilisés dans ce schéma ont été déjà décrits dans les sections précédentes. Le bloc de puissance quatre (04) relais qui permettent de piloter respectivement le circuit des lampes, des prise et des climatiseurs à travers les commande reçu du bloc de commande sur les broches : Lampe, Prise, Climatiseur et Lampe Extérieur. Le nombre de relais est fonction du nombre d'équipement à piloter. Dans notre illustration nous avons opté pour au moins quatre (04) relais. Le circuit est présenté à la figure 2.20.

2.4 Le schéma du dispositif

Le circuit général du dispositif proposé est celui de la figure 2.21.

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 32

2.4 Le schéma du dispositif

FIGURE 2.20 - Schéma du bloc de puissance

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 33

2.4 Le schéma du dispositif

FIGURE 2.21 - Schéma électrique complet du dispositif

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 34

2.5 Conclusion partielle

2.5 Conclusion partielle

Dans ce chapitre, la définition de l'objectif et du cahier de charges nous ont permi d'avoir une idée claire sur le travail a effectué. Sur ces bases, il a fallu dans un premier temps, réfléchir afin de définir la structure global du système a réaliser ainsi que ces diverses parties et, dans un second temps, procéder à la conception et au dimensionnement de chacune parties, dans le choix judicieux des composants à utiliser.

Une fois l'étape de la conception passée, place à celle de la réalisation pratique et des tests.

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 35

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Chapitre 3:

Réalisation pratique et tests

3.1 Introduction partielle

3.1 Introduction partielle

A la suite de la phase de conception de notre système, vient la phase de la réalisation. Il s'agit ici, dans ce chapitre, de faire le point sur la mise en oeuvre concrète du système et des présenter les divers résultats obtenus suite aux tests effectués.

3.2 Réalisation des circuits imprimés

Dans une optique de simplicité et de facilité en cas de défauts, notre système a été réalisé sur deux plaquettes:

· la première: elle regroupe le bloc d'alimentation, l'alimentation du module GSM, le bloc inverseur et le bloc de puissance;

· la seconde : elle comporte le bloc de commande, le clavier de configuration, le bloc capteur crépusculaire, le module GSM et le bloc d'affichage.

Il est a noté que certains composants ne figurent pas directement sur les plaquettes, mais sont matérialiser sur les plaquettes par des connecteurs car ils seront fixés au niveau du boitier du dispositif.

3.2.1 La première plaquette

Cette plaquette est issue de la mise en commun des circuits des divers éléments qui y figurent. Le typon est alors obtenu de façon optimale sous Proteus.

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Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 38

3.2 Réalisation des circuits imprimés

FIGURE 3.1 - Face n⁰1 des liaisons de la plaquette 1

FIGURE 3.2 - Face n⁰2 des liaisons de la plaquette 1

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 39

3.2 Réalisation des circuits imprimés

FIGURE 3.3 - Schéma d'implantation des composants sur la plaquette 1

FIGURE 3.4 - Vue en 3D de la plaquette 1

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 40

3.2 Réalisation des circuits imprimés

3.2.2 La seconde plaquette

FIGURE 3.5 - Face n⁰1 des liaisons de la plaquette 2

FIGURE 3.6 - Face n⁰2 des liaisons de la plaquette 2

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 41

3.2 Réalisation des circuits imprimés

FIGURE 3.7 - Schéma d'implantation des composants sur la plaquette 2

FIGURE 3.8 - Vue en 3D de la plaquette 2

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 42

3.3 Assemblage des diverses parties

3.3 Assemblage des diverses parties

Après l'étape de la réalisation et impression de circuits, s'en suit celle de la soudure des composants sur les deux plaquettes.

Le résultats final de cette étape est présenté par les figures suivantes.

FIGURE 3.9 - Vue de face de la carte d'acquisition sous verrou board

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 43

3.3 Assemblage des diverses parties

FIGURE 3.10 - Intérieur du boitier

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 44

3.4 Résultats de tests

FIGURE 3.11 - Système fixé sur un banc d'essai

3.4 Résultats de tests

Pour la réalisation effective de notre système, nous n'avons pas pu obtenir à temps le matériel nécessaire pour l'impression de nos circuits imprimés. Nous avons donc effectué la soudure sur des veroboards. Les tests effectués se sont déroulés comme suit.

3.4.1 Test de la fonction interrupteur crépusculaire

A l'aide d'un matériel opaque, nous avons recouvert le capteur crépusculaire simulé la nuit, et notre lampe s'est allumée. Grâce aux boutons de réglage, il est possible de paramétrer le seuil de basculement. Ainsi l'utilisateur pourra paramétrer en fonction de la période de

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 45

3.4 Résultats de tests

l'année (car il arrive des moments où les jours sont plus longs que les nuits et vice-versa) définir le seuil de basculement approprié.

3.4.2 Test de gestion automatique des équipements

A ce niveau, nous avons paramétré diverses heures d'allumage et d'extinction pour les équipements, et nous avons constaté que tout c'est bien déroulé. La partie commande manuelle aussi a donné de bons résultats.

3.4.3 Commande via GSM

Nous avons testé le fonctionnement de ce bloc en envoyant par SMS les messages suivants, au dispositif.

· Ay-cmdel1p0c1 : commande d'allumage ou d'extinction des équipements.

-- Ay- : entête défini pour les messages

-- l : pour Lampe

-- p : pour Prise

-- c : pour Climatiseur

Chaque équipement est ensuite suivi de 0 (pour éteindre) ou 1 (pour allumer).

· Ay- e ou un appel: commande de vérification de l'état du système : le système envoie un message au propriétaire lui indiquant l'état des équipements `allumés ou éteints). Il est à noter ici que les possibilités avec l'interface GSM sont multiples. On peut défini tout type de commandes et d'action à effectuer, tout dépendra des besoins de l'utilisateur final du système. Dans le cas d'économie on effectue un appel en retour, le système coupe et envoie au propriétaire l'état du système.

-- Ay- : entête défini pour les messages

-- e : pour Etat Système

· Ay- hl08h00 23h10 ;Ay-hp10h00-23h00 ; Ay-hc12h00-16h30 : commande

-- l : pour Lampe

-- p : pour Prise

-- c pour Climatiseur

Chaque équipement est ensuite suivi de son heure d'allumage et d'extinction.

L'image suivante montre un exemple de réponse du système aux commandes.

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 46

3.5 Bilan financier

FIGURE 3.12 - Test de commandes par sms

3.5 Bilan financier

3.5.1 Composants matériels

Le bilan des composants matériels est présenté dans le tableau suivant.

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 47

3.5 Bilan financier

TABLEAU 3.1 - Coût de réalisation de l'équipement

N?	Désignation	Caractéris- tiques	Quantité	P.Unitaire (F CFA)	Total (F CFA)
1	Relais	12V/ 220V-10A	07	500	3500
2	Diode	1N4148	07	50	350
3	Régulateur	7805	01	300	300
4	Régulateur	LM317	01	400	400
5	Bornier	X2	01	300	300
6	Condensateur	4700uF	02	400	800
7	Condensateur	2200uF	01	300	300
8	Connecteur	X15	01	1000	1000
9	Résistance	15k	01	50	50
10	LED	Verte	02	50	100
11	Résistance	1k	05	50	250
12	Port CI	14 Broches	02	150	300
13	Optocoupleur	PC817C	07	700	4900
14	Résistance	220	07	50	350
15	Résistance	1,2k	01	50	50
16	Résistance	2,2k	02	50	100
17	Résistance	910	01	50	50
18	Résistance	750	01	50	50
19	Résistance	560	01	50	50
20	Résistance	510	01	50	50
21	Résistance	470	02	50	100
22	Résistance	10k	03	50	150
23	Photo- résistance	-	02	500	1000
24	Quartz 16Mhz	-	01	1000	1000
25	Condensateur	22pF	02	200	400
26	Trimer	100K	01	400	400
27	Ecran	LCD 16*2	01	5000	5000
28	Bouton Poussoir	-	06	500	3000

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 48

3.5 Bilan financier

N?	Désignation	Caractéris- tiques	Quantité	P.Unitaire	Total
29	Microcontrôleur	ATMEGA 328P	01	5200	5200
30	Port CI	28 Broches	01	350	350
31	Plaquette	Veroboard	02	500	1000
32	Rouleau Etain	60/40	01	1500	1500
33	Colle isolante	-	01	1300	1300
34	Fil souple fin	0,4mm^2	8m	100	800
35	Module GSM	SIM 800L	01	14500	14500
36	Fil souple	0,8mm^2	1m	125	125
37	Domino	-	2b	1500	3000
38	Fil électrique	-	7m	350	2450
39	Fil téléphonique	3m	2m	300	600
40	Coffret	-	01	9000	9000
41	Disjoncteur	16A	02	4000	8000
42	Moulure	-	01	1500	1500
43	Lampe AKT	2W17	02	800	1600
44	Douille	Universelle	02	500	1000
45	Adaptateur	-	02	500	1000
46	Prise	-	02	500	1000
47	Câble	VGV 2X2.5mm^2	6m	700	4200
48	Câble	VGV 2X1.5mm^2	2m	500	1000
49	Vis	8mm	01 lot	500	500
50	Interrupteur	-	03	300	900
51	Fiche électrique pour prise	Mâle 61021	02	500	1000
52	Batterie	12V DC-168 1800mah	01	18000	18000
Total 1					101075 FCFA
Divers					30000 FCFA

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 49

3.5 Bilan financier

N?	Désignation	Caractéris- tiques	Quantité	P.Unitaire	Total
Total 2					131075 FCFA
Main d'oeuvre (25%)					32770 FCFA
Total					163845 FCFA

Ainsi, la réalisation de ce prototype du système de gestion intelligente de l'énergie a été arrêtée à la somme de cent soixante-trois mille huit cent quarante-cinq francs CFA (163 845 F CFA).

Le dispositif réalisé dans le cadre de ce travail, tient lieu de prototype et de modèle. Ce dispositif peut être réalisé dans un délai maximum de deux jours.

Diverses modifications pourraient y être apportées, en fonction des besoins et du confort souhaité. En ce qui concerne les probables modifications, le client doit initialement définir le cahier de charges avant la conception.

3.5.2 Logiciels

Pour atteindre l'objectif fixé, les divers logiciel utilisés sont:

-- Logiciel Arduino version 1.8.5 pour Windows : a servi à la programmation de la carte

Arduino.

-- Visual studio 2008 : a servi à la création de l'interface graphique

-- Protes version 8.3 : a servi à la réalisation et à la simulation des schémas électriques

de chaque bloc.

-- Virtual bredboard : a servi à faire des simulations de la carte Arduino

3.5.3 Conclusion partielle

Dans ce chapitre, nous avons présenté la réalisation pratique du système de gestion proposé. A la fin de la réalisation, les divers test effectués ont permis de montrer le fonctionnement et la performance du système. Ces résultats obtenus permettent alors de confirmer la possibilité d'utilisation de ce système pour la gestion de l'énergie dans toutes installation électrique à deux sources

50

CONCLUSION GENERALE

La gestion efficace de l'énergie est une problématique majeur et une nécessité sans cesse grandissante de nos jours. Ce besoin se fait de plus en plus sentir, dans un système énergétique encore en essor et avec l'incapacité des sources conventionnelles à couvrir tous les besoin. Il convient alors de gérer au mieux l'énergie disponible en fonction des sources à disposition. Ainsi, ce travail s'est intéressé à la conception et la réalisation d'un système de gestion intelligente de l'énergie dans les bâtiments.

Une méthodologie en plusieurs étapes a été adoptée pour conduire ce travail. D'abord, nous avons fait le point sur les systèmes de gestion intelligente de l'énergie dans les bâtiments, notamment la Smart House (Maison intelligente). Dans la seconde étape, il a été question, dans un premier temps de définir la cahier de charges et les fonctionnalités spécifiques du système de gestion proposé. Ceci nous a permis de définir la configuration du système. Dans un second temps, nous nous sommes consacré à la conception et dimen-sionnement des diverses parties du système.Dans cette étape, divers logiciels et matériels ont été utilisés afin d'atteindre les objectifs fixés. A la fin de la conception, s'en suit celle de la réalisation pratique, au niveau de laquelle nous avons procédé à la soudure des composants sur les diverses plaquettes et à l'assemblage des parties, pour finir par les tests et améliorations. Les résultats obtenus suite aux tests sont conformes aux attentes et répondent aux performances escomptées.

Nous ne prétendons pas avoir inventé un système nouveau, car il existe dans le monde, avec l'évolution rapide de la technologie et de son intégration dans le quotidien de l'homme, une panoplie de dispositifs qui permettent d'assurer les mêmes fonctions que notre système. Ces systèmes étant peu répandus dans notre pays, nous avons, à partir des connaissances acquises au cours de nos années de formation, étudié et réalisé un système qui apporte un début de solution à certains problèmes rencontrés dans nos entreprises et domiciles. Tout comme ces dispositifs, le système que nous avons réalisé, a également des avantages mais pourrait être aussi amélioré:

-- Concevoir une application Android (pour les utilisateurs de Smartphone Android), IOS (pour les utilisateurs d'IPhone), Windows (pour les utilisateurs de Windows Phone): dans le but de leur permettre de paramétrer et de Controller le système depuis le Smartphones par Wifi, Bluetooth, et via internet;

-- Associer au dispositif la mesure de la consommation énergétique, et l'établissement

Conclusion générale

de bilan de consommation.

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 51

52

Bibliographie

[1] Dr. Terki Amel. Gestion de l'énergie. Support de cours [en ligne]. Université MOHAMED KHIDER DE BISKRA, Mai 2017.

[2] Wikipédia. Efficacité énergétique (économie). Disponible sur
<https :// fr.wikipedia.org/wiki/Efficacité_énergétique_(économie)>. Consulté le 27 Mai 2020.

[3] Ha Duy Long. Un système avancé de gestion d'énergie dans le bâtiment pour coordonner production et consommation. Modélisation et simulation. Thèse de doctorat [en ligne]. Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, 2007.

[4] Moutaïrou Raoufou BADAROU & E. C. Herbert KOULETIO. Systèmes énergétiques: Vulnérabilité - Adaptation - Résilience (VAR), [en ligne], HELIO International, 2009, 35 p.

[5] Production de l'énergie électrique-Généralités, Disponible sur < www.ac-poitiers.fr>, Consulté le 19/06/2020.

[6] Wikipédia. Production d'électricité, [en ligne], Disponible sur
<https :// fr.m.wikipedia.org>. Consulté le 19/06/2020.

[7] Wikipédia. Ressources et consommation énergétiques mondiales, [en ligne], Disponible sur <https :// fr.m.wikipedia.org>. Consulté le 19/06/2020.

[8] Wikipédia. Energie en Chine, [en ligne], Disponible sur
<https :// fr.wikipedia.org/wiki/Energie_en_Chine>. Consulté le 29/06/2020.

[9] Wikipédia. Energie au Canada, [en ligne], Disponible sur
<https :// fr.wikipedia.org/wiki/Energie_auCanada#Consommation_d'énergie_primaire>. Consulté le 29/06/2020.

[10] COE. Bilan électrique des États-Unis en 2017, [en ligne], Disponible sur <https :// www.connaissancedesenergies.org>. Consulté le 19/06/2020.

[11] LesEchos. Les Américains n'ont jamais autant consommé et produit d'énergie de leur histoire, [en ligne], Disponible sur <https :// www.lesechos.fr/industrie-services/energie-environnement/les-americains-nont-jamais-autant-consomme-et-produit-denergie-de-leur-histoire-1017541>. Consulté le 29/06/2020.

Bibliographie

[12] Wikipédia. Energie en Belgique, [en ligne], Disponible sur
<https :// fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_en_Belgique>. Consulté le 29/06/2020.

[13] Sébastien V. Consommation d'électricité, [en ligne], Disponible sur <https :// www.engie.be>. Consulté le 19/06/2020.

[14] Selectra. Quelle est la consommation moyenne d'électricité en Belgique, [en ligne], Disponible sur <https :// www.callmepower.be>. Consulté le 19/06/2020.

[15] EDF. La consommation d'électricité en chiffres, [en ligne], Disponible sur <https :// www.edf.fr>. Consulté le 19/06/2020.

[16] Prix-Elec. Consommation Électricité Moyenne en France en 2020, [en ligne], Disponible sur <https :// prix-elec.com>. Consulté le 19/06/2020.

[17] CAIRN.INFO. L'énergie en Afrique : les faits et les chiffres., [en ligne], Disponible sur <https ://www.cairn.info/revue-afrique-contemporaine-2017-1-page-9.htm#>. Consulté le 29/06/2020.

[18] adea , association pour le développement de l'énergie en afrique. L'Énergie en Afrique à l'horizon 2050.

[19] Wikipédia. Energie en Afrique du Sud, [en ligne], Disponible sur

<https :// fr.wikipedia.org/wiki/Energie_en_Afrique_du_Sud#Consommation_d'énergie_primai Consulté le 29/06/2020.

[20] Wikipédia. Energie au Nigéria, [en ligne], Disponible sur
<https :// fr.wikipedia.org/wiki/Energie_au_Nigeria>. Consulté le 29/06/2020.

[21] Ecofin. Le cercle vicieux de la crise énergétique nigériane, [en ligne], Disponible sur <https :// www.agenceecofin.com/hebdop3/1602-54464-le-cercle-vicieux-de-la-crise-energetique-nigeriane>. Consulté le 29/06/2020.

[22] ITES. L'avenir du secteur énergétique en Tunisie, [en ligne], Disponible sur <http :// www.ites.tn/fr/actualites/L'avenir-du-secteur-énergétique-en-Tunisie/43/>. Consulté le 29/06/2020.

[23] Ahmadou Saïd BA. Analyse de la politique d'efficacité énergétique du Sénégal, Université Paris Dauphine, PSL Research University.

[24] La Tribune. La Côte d'Ivoire mise sur les énergies renouvelables, [en ligne], Disponible sur <https :// afrique.latribune.fr>. Publié le 17/12/2019, Consulté le 19/06/2020.

[25] Index mundi. Consommation d'électricité par habitant-Monde, [en ligne], Disponible sur <https :// www.indexmundi.com>, Consulté le 19/06/2020.

[26] DGE. Système d'Information Énergétique du Bénin (SIE-Bénin), [en ligne], 2010, 142 p.

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 53

Bibliographie

[27] Dr. TERKI AMEL. Support de Cours - Gestion de l'énergie, UNIVERSITE MOHAMED KHIDER DE BISKRA, Mai 2017, 35 p.

[28] Boudellal M. Smart home - Habitat connecté, 361 installations domotiques et multimédia. Dunod. 2014.

[29] CEA, L.d. (s.d.). La domotique ou la maison connectée. Récupéré sur cea :

http :// www.cea.fr/comprendre/Pages/nouvelles-technologies/essentiel-sur-
domotiquemaison-connectee.aspx

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 54

55

ANNEXE

56

Consommation d'électricité par habitant

dans le monde en 2018

TABLEAU 3.2 - Consommation d'électricité par habitant dans le monde en 2018 [25]

Pays	Consommation d'électricité (KWh/habitant)
Islande	51,467
Norvège	22,747
Koweït	19,812
Bahreïn	18,099
Qatar	15,756
Finlande	14,951
Canada	14,553
Suède	13,295
Etats-Unis	11,851
Emirats arabes unis	11,669
Luxembourg	10,689
Iles Cayman	10,266
Liechstein	10,211
Taiwan	10,082
Corée du sud	9,872
Australie	9,774
Nouvelle-Calédonie	9,687
Arabie saoudite	8,951
Nouvelle-Zélande	8,69
Macao	8,373
Brunei	8,369
Trinité-et-Tobago	8,117
Groenland	8,112
Singapour	7,954
Japon	7,48
Autriche	7,346
Belgique	7,101
Estonie	7,068
Suisse	7,049
France	6,692

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 57

Annexe

TABLEAU 3.3 - Consommation d'électricité par habitant dans le monde en 2018 [25] (suite)

Pays	Consommation d'électricité (KWh/habitant)
Allemagne	6,668
Israël	6,528
Russie	6,4
Slovénie	6,374
Pays-Bas	6,344
Oman	6,269
Porto Rico	5,913
République tchèque	5,834
Hong Kong	5,8
Danemark	5,684
Iles Falkland	5,525
Grèce	5,286
Irlande	5,067
Kazakhstan	5,027
Bahamas	4,972
Slovaquie	4,893
Espagne	4,855
Royaume-Uni	4,749
Malte	4,726
Italie	4,715
Bulgarie	4,582
Monténégro	4,571
Portugal	4,533
Malaisie	4,304
Serbie	4,212
Chili	4,085
Libye	4,042
Chine	4,018
Hongrie	4,007
Pologne	3,889
Lituanie	3,759
Afrique du Sud	3,74
Croatie	3,73
Saint-Christophe-et- Niévès	3,643
Lettonie	3,534
Seychelles	3,44
Barbade	3,377
Antigua-et-Barbuda	3,21
Biélorussie	3,329

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 58

Annexe

TABLEAU 3.4 - Consommation d'électricité par habitant dans le monde en 2018 [25] (suite)

Pays	Consommation d'électricité (KWh/habitant)
Uruguay	3,197
Géorgie	3,095
Bosnie-Herzégovine	3,083
Ukraine	3,031
Ex-République Yougo- slavie de Macédoine	3,03
Suriname	2,927
Bhoutan	2,85
Iran	2,846
Turquie	2,844
Turkménistan	2,789
Thaïlande	2,736
Argentine	2,707
Andorre	2,586
Liban	2,575
Brésil	2,438
Roumanie	2,313
Nauru	2,303
Panama	2,291
Venezuela	2,271
Sainte-Lucie	2,074
Mexique	2,054
Azerbaïdjan	2,015
Maurice	1,998
Costa Rica	1,967
Mongolie	1,911
Kirghizistan	1,799
Arménie	1,741
Albanie	1,671
Grenade	1,65
Ouzbékistan	1,634
Botswana	1,617
Jordanie	1,608
Egypte	1,606
Paraguay	1,551
Namibie	1,536
République domini- caine	1,519
Tadjikistan	1,506
Viêtnam	1,476

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 59

Annexe

TABLEAU 3.5 - Consommation d'électricité par habitant dans le monde en 2018 [25] (suite)

Pays	Consommation d'électricité (KWh/habitant)
Cuba	1,454
Saint-Vincent-et-les- Grenadines	1,434
Pérou	1,424
Colombie	1,417
Dominique	1,399
Equateur	1,375
Algérie	1,343
Tunisie	1,326
Swaziland	1,316
Moldavie	1,28
Belize	1,174
Guyana	1,067
Jamaïque	1,012
Gabon	977
Salvador	958
Iraq	957
Iles Fidji	918
Inde	877
Maroc	823
Indonésie	812
Honduras	786
Laos	756
Philippines	739
Syrie	728
Bolivie	689
Zambie	671
Cap-Vert	646
Samoa	610
Guatemala	609
Nicaragua	590
Guinée équatoriale	583
Sri Lanka	561
Corée du Nord	547
Zimbabwe	507
Papouasie-Nouvelle- Guinée	461
Tonga	455
Pakistan	444
Lesotho	432
Djibouti	427
Mozambique	425

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 60

Annexe

TABLEAU 3.6 - Consommation d'électricité par habitant dans le monde en 2018 [25] (suite)

Pays	Consommation d'électricité (KWh/habitant)
Cambodge	356
Bangladesh	336
Ghana	333
Sao Tomé-et-Principe	300
Angola	298
Soudan	281
Mauritanie	276
Birmanie	268
Cameroun	250
Kiribati	247
Cote d'ivoire	238
Sénégal	233
Vanuatu	203
Congo	180
Népal	168
Kenya	162
Mali	162
Afghanistan	158
Togo	154
Iles Salomon	145
Gambie	135
Yemen	128
Nigeria	122
Tanzanie	102
Bénin	101
République démocra- tique du Congo	87
Ethiopie	84
Burkina Faso	79
Ouganda	76
Malawi	67
Madagascar	62
Erythrée	59
Liberia	58
Niger	54
Comores	48
Guinée	47
Sierra Leone	44
Rwanda	43
Haïti	38
Burundi	32

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 61

Annexe

TABLEAU 3.7 - Consommation d'électricité par habitant dans le monde en 2018 [25] (suite et fin)

Pays	Consommation d'électricité (KWh/habitant)
Somalie	28
République centrafri- caine	28
Guinée-Bissau	20
Tchad	13

62

Code source sous Arduino

Egsrtyhrey

#include <LiquidCrystal.h>

#include <Wire.h> #include <String.h>

const int rs = 7, en = 6, d4 = 5, d5 = 4, d6 = 3, d7 = 2; LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);

const int BoutonR=0, LDR=1, CapteurSource=2;

const int LampeExt=13, Inverseur1=12, Inverseur2=11, Lampe=10, Prise=9, Clim=8;

int ValeurAnalog=0,ValeurJour=0,Valeur1=0, Valeur2=0, RefLDR=140, RefLDR2=0, RefCap-teurSource=210, Calcul, Minimum=0, Maximum=0, R1=320, R2=475, R3=560, R4=608,R5=644, R6=672;

int Menu=0, EtatBouton=0, EtatLDR=0, EtatCapteurSource=0, EtatEcran=0,EtatLampeExt=0, EtatLampe=0, EtatPrise=0, EtatClim=0, EtatInterfaceGSM=0;

long TpsBouton=0, TpsLDR=0,TpsCapteurSource=0,TpsEcran=0, Decompte=0, TpsInter-faceGSM=0,TpsCall=0;

int haL=17, heL=8, haP=17,heP=8, haC=17, heC=8, maL=0, meL=0, maP=0,meP=0, maC=0, meC=0,H=12,M=15,Ss=0, Reste=0;

char Mode='A' ;

String Source="S1", Text="", Donnee="", TextGSM="";

int ModeGSM=0, SmsEntrant=0, EnableRCall=0, EnableCall=0,EnableSMS=0;

void setup()

Annexe

{

Serial.begin(9600); lcd.begin(16, 2);

pinMode(LampeExt,OUTPUT) ; pinMode(Inverseur1,OUTPUT);

pinMode(Inverseur2,OUTPUT);

digitalWrite(LampeExt,HIGH) ; digitalWrite(Inverseur1,HIGH);

digitalWrite(Inverseur2,HIGH);

pinMode(Lampe,OUTPUT); pinMode(Prise,OUTPUT);

pinMode(Clim,OUTPUT);

digitalWrite(Lampe,HIGH) ; digitalWrite(Prise,HIGH);

digitalWrite(Clim,HIGH);

lcd.clear() ; lcd.setCursor(0,0) ; lcd.print("Etude Conception") ; lcd.setCursor(1,1); lcd.print("Et Realisation"); delay(3000);

lcd.clear() ; lcd.setCursor(2,0) ; lcd.print("D'un SGIEB") ; lcd.setCursor(3,1); lcd.print("Master E-R"); delay(3000);

lcd.clear() ; lcd.setCursor(2,0) ; lcd.print("Realiser Et") ; lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Presenter Par :"); delay(3000);

lcd.clear() ; lcd.setCursor(2,0) ; lcd.print("Etudiant :") ; lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Yanick ADEBIAYE"); delay(3000);

lcd.clear(); lcd.setCursor(1,0); lcd.print("Superviseur:"); lcd.setCursor(2,1); lcd.print("C. AHOUANNOU"); delay(3000);

lcd.clear() ; lcd.setCursor(2,0) ; lcd.print("Maitre-Conf") ; lcd.setCursor(5,1); lcd.print("CAMES"); delay(3000);

lcd.clear() ; lcd.setCursor(3,0) ; lcd.print("Demarrage") ; lcd.setCursor(3,1) ; lcd.print("Systeme..."); delay(3000);

Decompte=millis();

}

void loop()

{

if(EtatInterfaceGSM==0)

{

InterfaceGSM(); EtatInterfaceGSM=1 ; TpsInterfaceGSM=millis();

}

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 63

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 64

Annexe

if(EtatInterfaceGSM==1)

{

Calcul=millis()-TpsInterfaceGSM; if(Calcul>=200)

{

EtatInterfaceGSM=0;

I

I

if(SmsEntrant==2)

{

Serial.println("AT+CMGDA= ÙEL ALL^·"); SmsEntrant=0; InterfaceGSM();

I

Call() ; RCall();

if(ModeGSM==0)

{

if(Menu==0) {Affichage1() ;I

else { Affichage2(); I

if(Mode=='A')

{

EclairageExterieur(); Inverseur() ; Horloge(); ReglageAutomatique() ; ModeAutomatique(); I

else if(Mode=='M') { ModeManuel() ; Horloge() ; I I

else if(ModeGSM==1)

{

Mode='D';

I

else if(ModeGSM==2)

{

Mode='D'; ModeAutomatique();

I

I

Annexe

Yanick ADEBIAYE, Mémoire de Master 65