Problématique

Sur un site côtier situé à 100 km au Sud de Dakar, il s’agit d’assurer les besoins de rafraîchissement pour la conservation des vaccins et médicaments, assurer l’éclairage nocturne et d’apporter de l’eau potable.

Une nappe phréatique est présente à une profondeur de 20m.

But : Poser des hypothèses de besoins et proposer des solutions adaptées au contexte.

Plan

Introduction : étude géographique

I. Mode d’exploitation

II. Exigences programmatiques : choix des énergies

III. Solutions autonomes pour avoir de l’eau potable

IV. Assurer les besoins de rafraîchissement et d’éclairage nocturne.

Conclusion

Introductionétude géographique

Etude géographique

Palmarin

100 km

Définition du site : Palmarin

Longitude : 16°46' 0 OLatitude : 14°1' 0 NAltitude: en moyenne : 1 m

Etude géographique

Climat : Tropical sec : savane sècheApproximativement 3 saisons:

– chaud et sec– très chaud– Pluies

Ciel: dépend de la saison Vent: constant et fort pendant une

grande partie de l'année.

Température:Chaudes à très chaudes 21/31°C

Pluies: 500 à 1250 mm annuels, surtout pendant S.P.

Humidité: Dépend de la saison

Palmarin

Humidité Relative:20 à 55% pendant S.S.55 à 95% pendant S.P

Etude géographique

Relief : village sur steppe

Végétation:savane arborée et sèche. Le baobab, l'acacias et le fromager y sont les arbres dominants.

Palmarin : Palmarin est une communautérurale de la région de Fatick,composé de quatre villages: Ngallou, Nguethie, Ngouloumane, Diakhanor.

Population de Palmarin:En 2003: 6 698 personnes dans la communauté rurale de Palmarin-Facao

Économie : pêche et agriculture,tourisme, vin de palme

Un Baobab à Palmarin

I. Mode d’exploitation

Mode d’exploitation

• Définition d’un dispensaire

– Établissement de bienfaisance : soins et médicaments gratuits, vaccins– Ne se substitue pas à un hôpital– vocation de première urgence

• Mode d’exploitation d’un dispensaire :

Pour les travailleur du village et sa famille proche :– 2 matinées de consultations par semaine (médecine moderne)– les urgences 24h/24h– 1 matinée de consultation de médecine traditionnelle

Mode d’exploitation

• Des besoins fonctionnels du dispensaire:

– Rafraîchissement pour la conservation des vaccins et médicaments

– Assurer l’éclairage nocturne

– Apporter de l’eau potable

Schéma dispensaire

• Schéma :

II. Exigence programmatique

Choix des énergies

Exigence programmatiquechoix des énergies

EtudeEtude des ressourcesdes ressources Mode dMode d’’ exploitationexploitation Solution Retenue? Solution Retenue? Pourquoi?Pourquoi?

Nappe phréatique Alimentation en eau de sourceOUI

Réseaux de nappes phréatiques fournissent entre 25 et 40 % de l’eau potable sur le continent africain.

Ocean atlantique

Alimentation en eau de sourceNON

Nécessite la désalinistaionLa désalinisation est toujours plus onéreuse que les sources conventionnelle d'eau douce, coûtant de 0,40 à 0,60 € par 1 000 litres d'eau saumâtres et de 1,05 à 1,60 € par 1 000 litres d'eau de mer

Valable si les nappes phréatiques d’eau douce disparaissent.

Solaire:Panneaux solaires photovoltaiques

Distillatteurs solaires

OUILa durée d’ensoleillement : 3000 à4000 heures par an.

-Fournir électricité au dispensaire et pour la pompe du puits.-Création d’eau potable

Vent Energie éolienne NONconstant et fort pendant une grande partie de l'année => systèmes hybride.

III. Solutions autonomes pour avoir de l’eau potable

Solutions autonomes pour avoir de l’eau potable

• Existant :Puit d'eau potable surmonté de deux panneaux solaires photovoltaïques pour alimenter en électricité la pompe immergée. – Orientation des panneaux photovoltaiques vers

le Sud dans l'hémisphère Nord.– Angle d’inclinaison optimal = latitude = 14°

• Estimation du coût pour puits solaire avec une nappe phréatique à 20m sous terre :

– 1 panneau photovoltaique suffit (1.44m²) : => environ 1000€

– Prix de la pompe : 842 €– Coût d’un forage et installation de la pompe :

8.000 € (forage et pompe)Au total : 9842 €

Autre solution : Utilisation de biogaz

- création de latrines reliées à un réseau (réduction des problèmes de défection sauvage des villages)

- Stockage des déchets dans un digesteur- La fermentation crée du biogaz - Stockage dans un gazomètre avec création d’électricité

pour alimenter la pompe.

Coût forage + installation pompe: 8000€Coût pompe : 896€Coût estimé pour le méthaniseur: 1500€Coût total : 10390

Digesteur

Composition du Biogaz(dépend des déchets traités)~ 60% de méthane CH4~ 40% de dioxyde de carbone CO2 inertetraces de sulfure d'hydrogène H2S (~ 0,1%)

Solutions autonomes pour avoir de l’eau potable

Risques :

– Le volume d'eau de la nappe phréatique n'est pas suffisamment élevée pour répondre aux besoins en eau

– L'eau est pompée à une vitesse supérieure à celle oùl'eau traverse l'aquifère pour se rendre au puits.

– Le puits n'est pas conçu pour permettre le pompage de la quantité d'eau extraite.

– Eau saumâtres dues à la pénétration des eaux marines => salinisation des terres agricoles et des eaux douces.

Solutions autonomes pour avoir de l’eau potable

Utilisation des eaux de pluie par distillation solaire -> rendre l’eau potable

(complément dans le cas où nappe phréatique contaminée , ou trop salée, ou assaichées)

• Cuve récupérant eau de pluie• Eau de pluie (impure) amenée dans

récipient couvert d’une vitre inclinée• Exposition aux rayons du soleil• Evaporation de l'eau par la chaleur • récupération dans un récipient propre

Coût est réduit, pratiquement aucun investissement ou infrastructure.

Solutions autonomes pour avoir de l’eau potable

IV. Assurer les besoins de rafraichissement et l’éclairage

nocturne

Besoins de rafraichissement

• Réfrigérateur conservateur de vaccin

130l

Consommation quotidienne

660 Wh/j à Ta=45°C

Hypothèse : fonctionne 24h/24h

Eclairage nocturne

• Surface du dispensaire 90m²

Éclairage 7W/m²

Hypothèse : fonctionne uniquement le soir de 8h à 11h � 3h/j

�7*90*3= 1890Wh/j pour le dispensaire

�Utilisation de lampe fluo compacte + lampe d’appoint

Dimensionnement panneaux photovoltaïques

• Surface de capteurs photovoltaïques : 4m²

1,6*0,9=1,44m²� 3 panneaux photovoltaïques

• Coût panneaux photovoltaïques + installation

1000euros/m²� 4000euros

Fonctionnement du système photovoltaïque

• Réfrigérateur thermo acoustique :

Moteur thermo acoustique couplé avec un réfrigérateur thermo acoustique

Autre solution …

• Puissance 119WT° -25°CStockage 200l

Avantage :

Pas de pièces mécaniques en mouvement

Pas de fluides frigorigène

Machines réversibles

• Inconvénient : prix élevé

Autre solution …

Conclusion

Conclusion

• Solution retenue pour le dispensaire :

- Utilisation de panneaux solaire photovoltaïques

- Utilisation de biogaz

électricité/chauffage � éclairage, eau, cuisine…

Ex : Rwanda

Conclusion

Les contraintes pour le developpement des EnR:

– Les contraintes d’ordre institutionnel et réglementaire : manque ou insuffisance de mesures incitatives en afrique, manque d’implication des compagnies d’électricité dans le secteur des EnR.

– Les contraintes économiques et financières : Coût élevé des installations et faible pouvoir d’achat des utilisateurs

– Les contraintes liées à l’information : manque de sensibilisation des EnR , faible engagement politique

– Contraintes liées à la formation : pas de sensibilisation des EnR dans les formations scolaires.

– Les contraintes socioculturelles : poids préjugés, coutumes, faible contrôle de qualité des équipements; insuffisance de responsabilisation des bénéficiaires pour la gestion des équipements; manque d’implication des populations dans l’élaboration des projets; insécurité des installations.

– Les contraintes d’ordre technique: manque de stratégie de maintenance et de suivi/évaluation; manque de pièces détachées ; insuffisance de l’évaluation du potentiel/ gisement.