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Népal : crise énergétique au pays de la houille blanche (article invité)

(Cet article est proposé par Local Energy Network, une ONG française spécialisée dans l'accès à l'énergie)

Avec les élections de novembre dernier, le Népal entre dans une nouvelle ère démocratique dont on espère qu’elle marquera la fin de près de deux décennies d’instabilité politique. La priorité est désormais au développement socio-économique de ce petit pays himalayen enclavé entre la Chine et l’Inde, ce qui implique d’abord de remédier au déficit d’infrastructures modernes.

Mais alors que de nouvelles promesses ont été formulées par le gouvernement, les népalais attendent toujours les solutions concrètes pour résorber la crise énergétique qui paralyse le pays.

Un potentiel hydraulique inexploité


Pour répondre à la demande tout en évitant une défaillance du réseau, des coupures de courants sont planifiées, allant parfois jusqu’à la moitié de la journée dans un quartier de la capitale. Si vous vous rendez bientôt à Katmandou, le planning est d’ailleurs consultable ici . Dans le Népal rural, c’est plus d’un quart de la population qui reste totalement dépourvue d’accès à l’électricité.

Si le Népal peine à fournir l’énergie nécessaire à son développement ce n’est pas faute de ressources: 14 des plus grands fleuves du monde prennent leurs sources sur le toit du monde, offrant un véritable gisement d’électricité hydraulique au Népal. Pourtant seul 3% de ce potentiel est aujourd’hui exploité : la capacité de production installée est d’à peine 1GW pour 30 millions d’habitants, soit 100 fois moins que la France.

Electrification de l'Afrique : pour la Commission Européenne, les solutions existent !

Bien que 2012 soit l'année internationale de l'énergie durable pour tous, l'électrification du continent africain semble encore largement hors de portée. Trop isolé, trop cher, trop peu rentable... En dehors de quelques projets d'électrification rurale décentralisée, il n'y a donc aucun espoir que les habitants du continent accèdent à une énergie moderne, et a fortiori durable ? Faux, répond le Centre commun de recherche de la Commission Européenne dans un rapport sur les énergies renouvelables en Afrique publié en début d'année.
Ce rapport passe en revue l'énergie solaire, l'énergie hydroélectrique, l'éolien et la biomasse et compare leurs coût aux techniques traditionnelles comme le développement du réseau électrique public et les groupes électrogènes. Et, surprise, il apparait que les énergies renouvelables peuvent permettre l'accès de l'ensemble du continent africain à une énergie moderne et bon marché...

Un continent très en retard pour l'accès à l'énergie

Le constat est connu : en Afrique, près de 600 millions de personnes n'ont toujours pas accès à l'électricité. Le taux d'électrification rurale progresse très lentement alors que 60% de la population africaine vit dans des zones peu densément peuplées.

Choisir la puissance d'un groupe électrogène

Les conditions d'utilisation influent sur le choix de la puissance
Vous souhaitez alimenter une installation électrique avec un groupe électrogène et vous avez calculé la puissance consommée par votre installation. Il vous faut maintenant en déduire la puissance du groupe électrogène que vous allez choisir. Comment faire ?

Vous avez déjà dimensionné votre installation électrique, c'est-à-dire que vous avez calculé la puissance maximum en kiloWatt que votre installation peut consommer. L'essentiel du travail est fait, mais attention, il n'y a pas un lien direct entre la puissance de votre installation et la puissance du groupe électrogène que vous devrez choisir.

Quelle est réellement la puissance maximale de votre groupe électrogène ?

PRP, ESP,  COP, prime, LTP... La puissance indiquée par le fabricant d'un groupe électrogène peut avoir plusieurs significations. Cet article va vous permettre de vous y retrouver.

Plaque d'identification d'un groupe électrogène DX6000E de SDMO avec 2 puissances différentes : LTP et COP
Pour un rappel sur la puissance, voir : puissance et énergie en électricité

Un groupe électrogène est comme vous : l'effort qu'il peut fournir dépend de la durée pendant laquelle il doit travailler. Un groupe électrogène peut fournir une puissance très élevée pendant quelques minutes mais être rapidement endommagé si la charge ne diminue pas. Il faut donc regarder avec méfiance la puissance maximale affichée sans plus de détail par un fabricant : s'agit-il de la puissance la plus élevée que le groupe électrogène peut atteindre ou d'une puissance qu'il peut délivrer de façon habituelle et durable ?

Créer une prise de terre pour un groupe électrogène

Une prise de terre "artisanale"
En bref, mettre une installation à la terre signifie la relier au sol. La mise à la terre est essentielle pour la sécurité des personnes et le bon fonctionnement des appareils. En particulier, un groupe électrogène doit être correctement mis à la terre.

Noter que la prise de terre à laquelle est relié le groupe électrogène ne doit pas être la même que celle qui est reliée au tableau électrique de votre installation (terre des masses). Il vous faudra donc presque toujours créer une nouvelle prise de terre si vous voulez installer un groupe électrogène.

Cet article vous explique comment créer une mise à la terre de bonne qualité pour votre groupe électrogène.

Les groupes électrogènes "inverter"

Principe de fonctionnement d'un groupe électrogène "inverter"

Une génératrice produit un courant triphasé qui subi ensuite une double conversion alternatif-continu-alternatif. Le courant crée passe donc par un redresseur (rectifier en anglais) puis par un onduleur (ou inverter), d'où le nom de cette technologie.
Ce  traitement permet d'obtenir courant monophasé de grande qualité puisque sa fréquence est déterminée électroniquement par l'horloge interne de l'inverter et non mécaniquement par la vitesse de rotation du moteur.
Exemples de groupes électrogènes "inverter" (de marques Honda, SDMO et Genyx)

Avantages des groupes "inverter"

Les avantages de cette technologie sont :
  • La qualité du courant : la tension et la fréquence sont très stables (en général elles varient de moins de 1%) ce qui permet de préserver les appareils à alimenter même les plus sensibles.
  • Comme la vitesse de rotation du groupe n'est plus liée à la fréquence du courant, le régime peut s'adapter à la puissance demandée. Lorsque le besoin diminue, la vitesse diminue et avec elle la bruit et la consommation de carburant.
  • Le poids et volume sont très inférieurs à ceux d'un groupe électrogène classique de même puissance (jusqu'à moins 50%).
  • Si le fabricant a prévu cette fonction, plusieurs groupes peuvent être branchés facilement en parallèle pour fournir plus de puissance : grâce au passage par le courant continu il est inutile de se soucier de la synchronisation entre les groupes.
  • Les groupes "inverter" ont souvent une sortie en courant continu ce qui permet de les utiliser pour recharger directement des batteries (mais attention : la charge n'est pas régulée).
Malgré ses avantages, cette technologie restent pour l'instant limitée à des groupes de puissance inférieure à quelques kVA. Ils ne sont pas adaptés à des besoins importants.

Vous avez encore des questions ? Quelque chose n'est pas clair ? Dites le dans les commentaires et faites progresser cet article.

Lexique franco-anglais pour l'énergie

Le tableau ci-dessous donne la traduction anglaise des termes techniques les plus souvent employés dans le cadre de projets en lien avec l'énergie.

Français Anglais
ASI (alimentation sans interruption) UPS (uninterruptible power supply)
Batterie "zéro maintenance" Maintenance free battery
Batterie de traction Traction battery
Batterie étanche Non-spillable battery
Batterie étanche Sealed battery
Batterie ouverte Flooded battery
Batterie regulée par valve VLRA Battery
Batterie seche Dry battery
Batterie stationnaire Stationary battery
Boite de dérivation Junction box
Charge d'absorption Absorption
Charge flotante Float
Charge rapide Boost
Charge rapide Bulk
Charge tampon Equalize
Chargeur Battery charger
Chute de tension Voltage drop
Commutateur de transfert Transfert switch
Courant alternatif (CA) Alternating current (AC)
Court-circuit Short circuit
Défault d'isolement Isolation fault
Démarrage manuel Recoil start
Disjoncteur MCB (miniature circuit breaker)
Disjoncteur thermique Thermal breaker
Disjoncteur thermo-magnetique Thermal magnetic circuit breaker
Domino Screw terminal
Emballement thermique Thermal runaway
Epissure Splice
Fusible Fuse
Groupe électrogène Generator
Interrupteur Switch
Interrupteur differentiel ELCB (Earth leakage circuit breaker)
Interrupteur differentiel RCCB (Residual current circuit breaker)
Monophasé Single-phase
Multiprise Extension socket
Onduleur Inverter
Parasurtenseur Surge suppressor
Rallonge Extension cable
Rallonge Extension cord
Redresseur Rectifier
Régulateur Regulator
Régulateur de tension Voltage régulator
Régulateur solaire Solar regulator
Stabilisateur Stabilizer
Tableau électrique Distribution board
Terre Earth
Terre Ground
Transformateur Transformer
Triphasé Three-phase

Le tableau ci-dessous donne la traduction française de ces termes :

Anglais Français
Absorption Charge d'absorption
Alternating current (AC) Courant alternatif (CA)
Battery charger Chargeur
Boost Charge rapide
Bulk Charge rapide
Distribution board Tableau électrique
Dry battery Batterie seche
Earth Terre
ELCB (Earth leakage circuit breaker) Interrupteur differentiel
Equalize Charge tampon
Extension cable Rallonge
Extension cord Rallonge
Extension socket Multiprise
Float Charge flotante
Flooded battery Batterie ouverte
Fuse Fusible
Generator Groupe électrogène
Ground Terre
Inverter Onduleur
Isolation fault Défault d'isolement
Junction box Boite de dérivation
Maintenance free battery Batterie "zéro maintenance"
MCB (miniature circuit breaker) Disjoncteur
Non-spillable battery Batterie étanche
RCCB (Residual current circuit breaker) Interrupteur differentiel
Recoil start Démarrage manuel
Rectifier Redresseur
Regulator Régulateur
Screw terminal Domino
Sealed battery Batterie étanche
Short circuit Court-circuit
Single-phase Monophasé
Solar regulator Régulateur solaire
Splice Epissure
Stabilizer Stabilisateur
Stationary battery Batterie stationnaire
Surge suppressor Parasurtenseur
Switch Interrupteur
Thermal breaker Disjoncteur thermique
Thermal magnetic circuit breaker Disjoncteur thermo-magnetique
Thermal runaway Emballement thermique
Three-phase Triphasé
Traction battery Batterie de traction
Transfert switch Commutateur de transfert
Transformer Transformateur
UPS (uninterruptible power supply) ASI (alimentation sans interruption)
VLRA Battery Batterie regulée par valve
Voltage drop Chute de tension
Voltage régulator Régulateur de tension

Comment et où installer un générateur ?

Une fois que vous avez choisi un groupe électrogène correspondant à vos besoins, où et comment l’installer ?

Deux règles essentielles :
  1. N’installez jamais un groupe électrogène dans une pièce habitée. Lorsqu’il fonctionne le groupe rejette des gaz notamment du monoxyde de carbone (CO), inodore, incolore et mortel.
  2. N’installez pas un groupe électrogène dans une pièce non ou mal ventilée. Vous favoriseriez l’accumulation de gaz d'échappement et l'augmentation de la température ce qui est dangereux pour vous et réduirait la durée de vie de votre machine.

Où installer un groupe électrogène ?
Calculez la distance à respecter en fonction du niveau acoustique de votre groupe. Le niveau sonore d'un groupe électrogène est indiqué dans la fiche technique ou dans le manuel utilisateur, il s’exprime en décibels (dB) généralement à 7 mètres.
La pression acoustique baisse de 6dB à chaque fois que la distance double. Un bruit est considéré comme gênant s’il est supérieur à 70dB.
Exemple :
Si votre groupe émet 86dB à 3 mètres, il sera entendu à 80dB à 6 mètres, à 74dB à 12 mètres et à 68dB à 24 mètres. Dans ce cas, il faudra si possible respecter une distance de 15 à 20 mètres entre le groupe et l’habitation la plus proche.
S’il s’agit d’une installation pérenne, le groupe électrogène doit idéalement être placé dans un local dédié. Ce bâtiment aidera à réduire le bruit mais il doit resté parfaitement aéré. Pas question de le fermer hermétiquement pour avoir le calme.
Pour créer un courant d'air, il est possible de mettre en place deux entrée d'air sur deux faces opposées du bâtiment, l'une en haut, l'autre en bas. La pièce doit être suffisamment grande pour permettre au générateur de se refroidir et pour pouvoir y effectuer des opérations de maintenance. 

Comment installer un groupe électrogène ?
Le groupe électrogène doit être installé parfaitement à plat sur une surface dure. Les pieds sont parfois munis de réglages permettant de faire le niveau.
Afin d'éviter l'accumulation des gaz d'échappement dans le local générateur, il est possible d’évacuer ces gaz directement vers l’extérieur grâce à un tuyau relié à l’échappement.

Afin de réduire les vibrations, les groupes sont parfois munis de blocs isolants ou de patins en caoutchouc. Dans le cas contraire, il est possible d’obtenir un résultat comparable en posant le générateur sur un pneu (si ça taille le permet).

Schéma d'un local générateur vu de profil (cliquez sur l'image pour agrandir)

Un article revient plus longuement sur l'installation électrique, notez d'ores-et-déjà que :
  • La carcasse métallique du groupe électrogène doit être mise à la terre,
  • Vous ne pouvez pas connecter le groupe directement au réseau électrique public, si vous avez à la fois un groupe et un accès au réseau il faut installer un inverseur.

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Comment choisir un générateur ? Les critères techniques.


Une fois dimensionnée votre installation et calculée la puissance du groupe électrogène correspondant, vous aurez encore le choix entre plusieurs modèles. Pour bien choisir votre groupe électrogène, il faudra tenir compte de l'utilisation que vous projetez d'en faire et de son environnement mais aussi de la disponibilité des pièces de rechange et de la main d’œuvre.
Peut-être vaudra-t-il mieux éviter celui-ci...
Monophasé ou triphasé ?
Il est possible d'utiliser un générateur triphasé dans une installation nécessitant seulement du monophasé mais il est impossible d'alimenter en monophasé un appareil utilisant du courant triphasé.
Par conséquent, si un des appareils à alimenter nécessite du courant triphasé vous n'avez pas le choix : il faut prendre un groupe électrogène produisant du courant triphasé. Les appareils utilisant du courant triphasé sont souvent ceux qui comprennent des moteurs électriques puissants : pompes, machines-outils...
Si aucun des appareils à alimenter n'utilise de courant triphasé, vous pouvez en théorie choisir les deux types de groupe. Cependant, dans ce cas, il est toujours préférable de choisir un groupe monophasé, plus simple à utiliser car ne nécessitant pas d'équilibrage entre les différentes phases.
Enfin, les groupes triphasés sont généralement plus puissants que les groupes monophasés. Si votre besoin est supérieur à une dizaine de kVA, vous serez sans doute obligé de choisir un groupe triphasé.
 

Puisance moyenne des appareils électriques les plus courants

Pour dimensionner un groupe électrogène ou une installation solaire, vous devez connaitre la puissance des appareils électriques à alimenter. Voici une évaluation de la consommation des appareils les plus courants.


Quelques valeurs typiques


     


  Puissance moyenne Puissance maximale
Cuisine

   
Réfrigérateur 50L 100 W 300W
Réfrigérateur 200L + freezer 300 W 700 W
Plaque électrique 2000 W --
Four électrique 2500 W --
Four micro-onde 800 W --
Cafetière 1000 W --
Grille pain 1000 W --
Hotte aspirante 150 W 400 W
Mixer 200 W 500 W
Lave vaisselle 1500 W --
Fontaine à eau chauffante/rafraichissante 400 W 1200 W
Ménage et entretien

   
Machine à laver 3000 W --
Sèche linge 3000 W --
Fer à repasser 1000 W --
Machine à coudre 100 W --
Aspirateur 800 W 1200 W
Tondeuse électrique 1500 W 3000 W
Chauffage

   
Chauffe-eau 2000 W --
Convecteur électrique 2000 W --
Circulateur chauffage central 60 W --
Toilette

   
Sèche-cheveux 600 W --
Rasoir électrique 20 W --
Multimédia et bureautique

   
Chargeur de téléphone mobile 5W --
TV cathodique 10W (veille) 100 W
TV LCD 5 W (veille) 200 W
TV plasma 5 W (veille) 300 W
Ordinateur + écran cathodique 50 W (veille) 150 W
Ordinateur + écran plat 5 W (veille) 80 W
Ordinateur portable 5 W (veille) 30 W
Imprimante-photocopieuse 10 W (veille) 800 W
Scanner 10 W (veille) 600 W
Routeur WIFI 5 W --
Radio-réveil 10 W --
Froid et ventilation

   
Ventilateur à pied 50 W 60 W
Climatisation 500 W 1200 W

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Ces valeurs ne sont que des moyennes. Lorsque c'est possible, il est toujours préférable de vous reporter aux notices de vos appareils.

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Dimensionner la puissance d'une installation électrique


La première étape du choix d'une source d'électricité (groupe électrogène, système de batterie, raccordement au réseau électrique public, installation solaire...) est de calculer la puissance électrique qu'elle devra fournir.

Pour cela, commencez par lister tous les appareils électriques à alimenter et leur nombre : ampoules, réfrigérateur, télévision, chauffe-eau électrique, ventilateurs, climatisation, ordinateurs...

Pour chaque appareil, déterminez la puissance maximale nécessaire pour l'alimenter. La puissance est exprimée en Watt (W), il ne faut pas la confondre avec l'énergie exprimée en Watt-heure (Wh).
Pour connaitre la puissance de vos appareils, deux possibilités :
  •   Soit vous possédez déjà l'appareil et vous pouvez chercher cette valeur sur la notice ou le manuel utilisateur,
  •   Soit vous n'avez pas encore acheté l'appareil et il faut vous renseigner auprès du vendeur (et si possible en profiter pour choisir un appareil peu gourmand en électricité).
Une autre solution : vous pouvez trouver sur cette page l'ordre de grandeur de la puissance consommée par les appareils électriques les plus courants.

!
Il faut prendre en compte la puissance maximale et non la puissance moyenne ou la puissance nominale. Les appareils contenant des moteurs électriques (pompe, ventilateur, réfrigérateur...) ont souvent des puissances maximales égales à 3 ou 4 fois leurs puissances moyennes.

Une fois que vous avez réuni ces informations, vous pouvez calculer la puissance maximale de votre installation en additionnant les puissances maximales de tous les appareils à alimenter. Vous obtenez un chiffre en Watt.


     


Exemple :
Pour une maison contenant 6 ampoules 40W, un réfrigérateur et une télévision.
Le réfrigérateur a une consommation moyenne de 250W mais une consommation maximale de 700W. La télévision a une consommation de 200W.
La puissance maximale de l'installation est donc :
              6 x 40 + 700 + 200 = 1140W
Il faut donc que votre source ait une puissance efficace au moins égale à 1140W, par exemple un groupe électrogène de 1,2kW convient parfaitement (à condition qu'il s'agisse de la puissance PRP).

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Attention à ne pas oublier les appareils contenant une résistance chauffante (cafetière, bouilloire, plaque ou four électrique, sèche-cheveux...), ils peuvent sembler négligeables mais ont des consommations très importantes.

Pour donner un ordre de grandeur, sachez que la puissance moyenne disponible par habitant de la planète est d'environ 700W.

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