Etude du comportement d un système d apport énergétique destine a alimenter une ferme agricole pilote.

Abstract

Le travail présenté dans cette thèse est centré sur deux objectifs : 1) Un objectif principal qui consiste à réduire les gaz à effet de serre et limiter l’augmentation de la température moyenne mondiale. 2) Et un deuxième objectif secondaire, très important aussi, vise essentiellement à la contribution des énergies renouvelables dans le développement du secteur agricole, notamment les serres agricoles et les fermes laitières spécialement des régions isolées. Dans le premier chapitre, nous avons fait une étude comparative entre une technique que nous avons proposée de captage et de stockage de CO2 (CSC) et d’autres techniques de CSC qui existantes ou en stade de réalisation. Ces projets de CSC existant dans différentes régions du monde, qui sont des solutions performantes pour mettre fin aux émissions croissantes de gaz à effet de serre (GES). Après avoir présenté un aperçu de chaque projet avec leurs avantages et inconvénients à savoir le coût, la capacité et la durabilité du stockage, la solution proposée au début est de planter des arbres dans le sud algérien et comme ça prend beaucoup de temps pour que ces arbres grandissent et surtout avec l’entretien qui coute aussi cher, nous avons pensé à ramener et stocker des arbres dans le sud et cette technique qui nécessite aucun entretien juste à entreposer ces arbres en sachant qu’une tonne de biomasse permet de capter une tonne de CO2 dans l’atmosphère. En comparant la solution proposée avec les autres projets existant, les résultats montrent que le stockage à sec du CO2 est beaucoup moins cher par rapport à certains projets et également qu’il n’a pas de coût d’exploitation, ni de maintenance ni de surveillance. En outre, il pourrait être encore moins cher si on transportera le bois des zones plus proche comme l'Espagne ou l’Allemagne. Un autre avantage de la solution proposée est qu’une fois la quantité de CO2 dans l’atmosphère réduite cette quantité d’arbres stockés peut être utilisé et exploité comme source d’énergie à des fins utiles. Le deuxième chapitre était consacré, en premier lieu, aux généralités sur les énergies renouvelables, tout en s’appuyant sur leurs applications, et leurs potentiels. Ensuite, nous avons mit en exergue un état de l’art sur les différentes fermes que se soit agricole ou laitière. Dans le troisième chapitre, nous avons présenté des systèmes d’apport énergétique destiné à alimenter une serre agricole pilote. En effet nous avons fait une véritable étude qui a été mené dans une serre expérimentale à Sidi-Bel-Abbes. Au début, nous avons établi des calculs de besoins énergétiques annuelles en chauffage / refroidissement pour maintenir la température intérieure à 25°C. Ce qui est difficile à trouver dans les zones chaudes telles que le sud algérien (50°C) ou dans les zones froides telles que la Suède (-40°C). Nous avons également calculé le volume d'eau nécessaire pour l'irrigation de la serre. Une fois que les besoins énergétique de la serre ont été évalués, nous avons déterminé les systèmes énergétiques correspondant au besoin de notre serre pilote. Nous avons fini notre étude par une analyse économique, en comparant les coûts de technologies énergétiques utilisées avec le système le plus répandu : le système diesel. Les résultats obtenus indiquent que le coût énergétique actualisé (LCOE) de système photovoltaïque est mois cher par rapport au système diesel, LCOEPV = 0,068 $ / kWh et LCOEDiesel = 0,230 $ / kWh. En conclusion, les technologies proposées peuvent pleinement satisfaire aux exigences de la serre étudiée (chauffage / refroidissement et l’eau). Le quatrième chapitre présente une étude réelle et détaillée qui repose sur la faisabilité et l'efficacité du système PV connecté au réseau dans une ferme laitière, dans les provinces de Tlemcen. En effet, nous avons calculé la consommation annuelle électrique qui était de l’ordre de 42,34 MWh/an. Sur cette base, le système a été dimensionné à l'aide du logiciel HOMER pour alimenter la ferme. Et pour valider et confirmer la rentabilité de ce système, nous avons proposé un autre système basé sur un groupe électrogène diesel. Nous avons comparé économiquement les deux systèmes. Les résultats obtenus nous a montré que le coût actuel net (CNP) le plus faible du système diesel a été estimé à 826 dollars, avec un coût d’énergie (COE) de 1,51 $ / kWh, tandis que le coût actuel net (NPC) le plus élevé du système PV-Grid (40 kW) est de 233 $ avec un coût de l’énergie (COE) de 0,42 $ / kWh. D’après les résultats, nous pouvons conclure que le système photovoltaïque raccordé au réseau est une approche économique et prometteuse et contribue parfaitement au développement de l’agriculture en Algérie et même dans les pays méditerranéens, en particulier dans les régions ruraux. Ce travail est non seulement une recherche scientifique mais aussi un message qui s’adresse aux organismes gouvernementaux afin de sensibiliser les simples agriculteurs et fermiers d’user les énergies renouvelables et réduire l’utilisation des énergies fossiles. Car la sensibilisation du public est une question très importante dans le milieu de la recherche.