Relance de la société MAGRAMA

Analyse des opportunités

Le but fondamental de toutes les opérations d’extraction de pierres ornementales est d’optimiser la production de blocs de pierre ou l’unité de pierres dimensionnées pour la vente directe ou le façonnage. L’introduction de technologies plus performantes permet l’augmentation de cette production de blocs. Afin d’augmenter la vitesse de coupe d’un banc de l’unité de roche ornementale et la qualité des blocs, nous proposons la machine à fil diamanté de type DWS-37AX 6PG, de marque HUADA, fabriquée par la société chinoise Fujian avec les caractéristiques suivantes :
· Puissance du moteur principal 37 KW
· Longueur du fil à diamanté 20-80 m
· Vitesse linéaire 0-40 m/s
Avec cette nouvelle machine, Magrama peut produire des produits de qualité (l’absence de défauts, d’inclusions, de fractures,…) et rester dans des limit es de tolérance acceptables suivant les normes internationales de la qualité des produits. Les produits de la société Magrama peuvent avoir une certification selon les dernières normes internationales en vigueur au sein de la profession, ISO 9000 version 2000.

Opportunités du marché

Madagascar peut profiter de sa situation géographique avantageuse par rapport aux pays occidentaux et la Chine pour développer son marché avec les pays de l’Océan Indien, les pays Africains, l’Inde et les pays riches de l’Arabie Saoudite.

Opportunités sur la production d’énergie électrique

Un des problèmes de la société Magrama est la forte consommation en énergie. Les trois groupes électrogènes qui alimentent l’usine consomment en gasoil 50 l/h. Quand l’usine ne tourne pas, un groupe électrogène de 85 kVA avec une consommation de 5 l/h est utilisé. Pour remédier à ce problème énergétique et afin d’assurer l’approvisionnement en électricité de la société dans les meilleures conditions de sûreté et de prix, Magrama peut recourir aux énergies renouvelables.

Renouvellement des machines défectueuses

Plusieurs machines sont défectueuses dans la société Magrama. Le renouvellement de ces machines peut optimiser la production de blocs ainsi que la qualité des produits.
Les différentes machines à renouveler sont :
Ø 3 pompes à eau submersibles de type CALPEDA SPA dont 2 dans le bassin de décantation et 1 pour le pompage de réservoir d’eau.

Les sources de production d’énergie électrique

Les sources d’énergie

Energies non renouvelables

Définition [S1]

Une énergie non renouvelable est une énergie provenant des ressources dont les stocks sur terre sont limités et ne se reconstituent plus une fois épuisés.

Quelques types d’énergie non renouvelable

Energie fossile

Les énergies fossiles sont essentiellement les combustibles solides, liquides ou gazeux comme le pétrole, le charbon, le gaz naturel. Ce sont principalement des résidus de la végétation luxuriante du carbonifère. L’énergie fossile se régénère très lentement à l’échelle humaine alors que la consommation est intensive, d’où le risque d’épuisement actuel.

Le pétrole[S2]

Le pétrole est un liquide brun, plus ou moins visqueux, d’origine naturelle, composé essentiellement d’hydrocarbure à chaîne linéaire, cyclique ou ramifiée. Le pétrole présente aussi des traces de soufre, d’oxygène, d’eau et de métaux. La combustion du pétrole libère dans l’atmosphère des éléments polluants comme le dioxyde de soufre (SO 2) et le dioxyde de carbone (CO 2 ). Le pétrole est utilisé dans la production de carburant, de matières plastiques, de peintures ainsi que dans la production d’électricité.

Energie nucléaire [S5]

L’énergie nucléaire provient des fissions du noyau d’atome d’uranium en contact avec les neutrons, libérant alors de l’énergie sous forme de chaleur. Cette réaction se produit en permanence dans la nature, mais à un rythme extrêmement lent. Les réacteurs nucléaires accélèrent énormément ce processus en ralentissant les neutrons et en augmentant la probabilité qu’ils heurtent et divisent le noyau des atomes d’uranium. Lors de la fission, le noyau libère d’autres neutrons qui iront heurter et diviser de nouveaux noyaux, provoquant ainsi une réaction en chaîne. C’est la FISSION NUCLÉAIRE.

L’uranium

C’est l’élément métallique radioactif de symbole U, de numéro atomique 92. Chimiquement réactif, c’est le combustible le plus utilisé dans les réacteurs nucléaires. L’uranium appartient à la série des actinides et est celui qui possède les plus gros atomes.
Dans une centrale nucléaire l’uranium est sous forme de pastille, grosse comme un angle. Une seule pastille de combustible nucléaire de 2,5 cm produit autant d’énergie que 807 kg de charbon, 677 l de mazout ou 476 m cubes de gaz naturel.

Energies renouvelables

Définition

Une énergie renouvelable est une source d’énergie qui se renouvelle très rapidement et considérée comme inépuisable grâce aux phénomènes naturels qui se reproduisent régulièrement ou constamment. C’est une énergie non polluante mais répartie différemment dans le monde dans le monde.

Quelques types d’énergie renouvelable

Energie solaire

Toutes les énergies sur terre sont à l’origine provenant du soleil .Madagascar fait partie des pays riches en potentiel d’énergie solaire. Son énergie incidente est de l’ordre de 2 000 kWh/m²/an. Elle est exploitée actuellement sur plusieurs domaines comme la télécommunication, l’éclairage, le chauffage des bâtiments et de l’eau …etc. La lumière peut être transformée en électricité par les capteurs photovoltaïques.

Energie hydraulique

L’énergie hydraulique est une énergie fournie par une masse d’eau en mouvement afin de produire de l’électricité. En effet, un barrage retient une grande quantité d’eau sous la forme d’un lac de retenue. L’énergie fournie par les chutes d’eau provoquées par l’ouverture des vannes du barrage en forte variation d’énergie potentielle permet de faire tourner des machines appelées turbines hydrauliques. Les turbines hydrauliques sont ensuite reliées à des alternateurs qui produisent à leur tour du courant électrique. Le rendement est en fonction de la hauteur de la chute d’eau.

Les centrales électriques

Eolienne

Description

Une éolienne permet de récupérer l’énergie cinétique du vent, elle est le plus souvent utilisée pour la production de l’électricité. Elle se modélise principalement à partir de ses caractéristiques aérodynamiques, mécaniques et électrotechniques. Une éolienne est essentiellement composée des éléments suivants :

Un mât

C’est un pylône qui peut être réalisé en acier ou en béton armé. Il permet de placer le rotor à une hauteur suffisante pour permettre son mouvement ou placer ce rotor à une hauteur lui permettant d’être entraîné par un vent plus fort et régulier qu’au niveau du sol. Une partie des composants électriques et électroniques de l’éolienne est abrité généralement par le mât.

La nacelle

La nacelle regroupe tous les éléments mécaniques permettant de coupler le rotor éolien au générateur électrique : arbre lent et rapide, roulements, multiplicateur et certains composants électriques et électroniques, nécessaires au fonctionnement de la machine.

Un rotor

Un rotor est composé de plusieurs pales (en général trois) et du nez de l’éolienne, fixé à la nacelle. Il est entraîné par l’énergie du vent, il est branché au système mécanique. Le bon fonctionnement, le rendement, la durée de vie de la machine ainsi que le rendement du moteur éolien dépend de la nature du pales de l’éolienne. Plusieurs éléments caractérisent ces pales :
o la longueur
o la largeur
o le profil
o les matériaux
o le nombre
Certains de ces éléments sont déterminés par des hypothèses de calcul et d’autres sont choisis en fonction de critères tel que les coûts, la résistance au climat.

Principe de fonctionnement

La production réelle d’énergie électrique d’une éolienne est fonction de la distribution statistique de la vitesse du vent du site. Dans une centrale éolienne, c’est le vent en mouvement qui est transformé en énergie mécanique par l’intermédiaire d’un rotor. Une éolienne fonctionne de la manière suivante :
En premier lieu, le rotor, avec ces pâles transforme l’énergie cinétique du vent en énergie mécanique. En général, la vitesse minimale du vent ou encore la vitesse de démarrage de l’éolienne est de 4 m/s et la vitesse maximale admise est de l’ordre de 20m par seconde.
L’énergie mécanique est ensuite transformée en énergie électrique par l’intermédiaire d’un générateur. Ce principe de fonctionnement peut être résumé parla figure ci-dessous.

Les cellules monocristallines

Les cellules monocristallines sont formées d’un seul bloc de silicium fondu, elles sont donc très « pures ». En offrant un bon rendement de 13 à 17%, de couleur uniforme bleue marine ou grise, les cellules monocristallines sont vendues très chères. Ces cellules sont les plus performantes, elles produisent le plus d’énergie avec le moins de surface.

Les cellules polycristallines

Elles sont élaborées à partir d’un bloc de silicium cristallisé en forme de cristaux multiples. Avec un rendement faible de 11 à 15%, leur coût de production est moins élevé que les cellules monocristallines. Ces cellules sont de couleur bleue foncée en forme de rectangle.

Les cellules amorphes

Le silicium lors de sa transformation, produit un gaz. Les cellules amorphes sont produites à partir de ce gaz projeté sur du verre decouleur grise. Ce type de cellules coûte moins cher que les autres techniques, fonctionne avec un éclairement faible ou diffus et est utilisable sur de nombreux supports, notamment des supports souples. Le problème est que son rendement est 2 à 3 fois plus faible que celui des cellules monocristallines.

Batteries solaires

Pour une application en site isolé, il est indispensable de stocker l’énergie solaire pendant toute la durée d’ensoleillement par des batteries afin de le réutiliser en période d’éclairement faible ou diffus. L’utilisation des batteries au plomb standard (type batterie de voiture) est déconseillée pour cette application. Par contre, les batteries solaires AGM ULTRA ainsi que les batteries solaires GEL ULTRA sont conseillées.

Régulateur de charge

Le régulateur de charge a pour fonction de contrôler les charges et les décharges de la batterie. Le régulateur recommande aux modules de ne plus fournir de l’énergie aux batteries s’il était à pleine charge alors que les modules continuaient de lui fournir de l’énergie. De même, le régulateur recommande de ne pas vider entièrement une batterie en dessous de 50% à 80%. Avec un régulateur, on peut augmenter la durée de vie d’une batterie en lui évitant des états extrêmes.

L’onduleur

Un onduleur est un dispositif d’électronique de puissance. C’est un convertisseur statique de type continu/alternatif c’est à dire qu’il permettant de délivrer des tensions et des courants alternatifs à partir d’une source d’énergie électrique continue.

La centrale

La centrale en elle-même abrite les éléments hydromécaniques tels que la turbine et ses éléments de régulation, les génératrices et la plupart des équipements électriques de contrôle, de transformation et de régulation. En général, elles utilisent les turbines hélices ou Kaplan pour les basses chutes, les turbines Francis pour les moyennes et hautes chutes ainsi que les turbines Pelton pour les hautes chutes de faible débit. La turbine est reliée à un alternateur directement ou par l’intermédiaire d’un multiplicateur. La construction de la petite centrale hydroélectrique se fait en général en béton.

Réseau de transport et de distribution

L’énergie produite d’une petite centrale hydroélectrique est sous une tension triphasée de 220 à 380 V et peut être utilisée sur place pour une consommation autonome. Le transport de cette tension crée une perte de charge importante si le lieu d’utilisation est éloigné (distance supérieure à 1 km). Aussi, il conviendra le plus souvent de passer de la basse tension BT (<500 V) à la moyenne tension MT (2 000 V), ce qui nécessitera l’installation d’un transformateur élévateur à moyenne tension et un ou plusieurs transformateurs abaisseurs (MT/BT) à l’extrémité de la ligne MT.

Etude technique de l’installation de la centrale hydroélectrique

Caractéristiques du bassin versant

Caractéristiques physiques du bassin versant

Généralités

Pour pouvoir maîtriser l’eau du site, l’étude hydrologique du bassin versant est indispensable. La reconnaissance des variations des débits du cours d’eau pendant une série d’années aussi longue que possible est toujours nécessaire avant l’aménagement d’un bassin versant. Ces variations de débit nous permettent de calculer le débit moyen du cours d’eau et les caractéristiques hydrologiques du bassin versant pour bien déterminer les facteurs hydrologiques du site.
En général, les ressources en eau à Madagascar sont alimentées par les pluies.
Elles dépendent de deux périodes distinctes :
v Les hautes eaux : pendant la période de pluie (Novembre –Avril)
v Les basses eaux : pendant la période sèche (Mai –Octobre)

Définition du bassin versant 

Un bassin versant est une section droite d’un cours d’eau, défini comme la totalité de la surface topographique drainée par ce cours d’eau et ses affluents en amont de l’exutoire qui n’est autre que le point d’implantation du barrage.

Surface du bassin versant

Une des paramètres importants du bassin versant est sa surface S. Le volume de crue écoulée dans un bassin versant dépend de sa surface. Plus sa surface est grande, plus le volume de crue écoulée devient important. Aussi, la prise en considération de cette surface est impérieuse dans les différents calculs. La méthode que nous avons utilisée pour la déterminer est la planimétrie sur le fond de deux cartes topographiques M-50 et M-51 à échelle 1/100 000. Ainsi nous avons pu déterminer les résultats suivants :

Etude pluviométrique 

Notion de période de retour

La notion de période (temps) de retour caractérise la fréquence F d’apparition d’un phénomène. Elle peut exprimer l’intervalle moyen de temps pour lequel le débit de crue ou le débit d’étiage a une chance d’être égal ou dépassé.

Etude des crues

Définition

La crue est définie comme une augmentation brusque du débit d’une rivière quelle que soit sa cause qui peut être de courte ou de longue durée. Aussi, elle peut également se définir comme la période durant laquelle le débit dépasse un certain multiple du débit moyen annuel.
L’étude de crue est très essentielle car une erreur de son estimation peut entraîner d’énormes dégâts dans l’aménagement de la centrale.
Pour l’estimation de crue de notre projet, nous allons utiliser les données pluviométriques de la région. Comme la station d’Ambatofinandrahana n’a qu’un seul pluviomètre, nous nous contentons des pluies maximales journalières pour les calculs.

Table des matières

Liste des abréviations
Liste des figures
Liste des photos
Liste des tableaux
Introduction
Partie I : Présentation de la société MAGRAMA
Chapitre I : Cadre général
Chapitre II : La société MAGRAMA
Chapitre III : Evolution du marché des marbres
Chapitre IV : Relance de la société MAGRAMA
Partie II : Les sources de production d’énergie électriques
Chapitre I : Les sources d’énergie
Chapitre II : Les centrales électriques
Chapitre III : Choix de l’énergie utilisée dans le projet
Partie III : Etude technique de l’installation de la centrale hydroélectrique
Chapitre I : Caractéristiques du bassin versant
Chapitre II : Dimensionnement de la centrale hydroélectrique
Partie IV : Etude environnementale et évaluation financière du projet
Chapitre I : Etude d’impact environnemental
Chapitre II : Evaluation financière du projet
Conclusion
Références bibliographiques
Références webographiques
Annexes
Table des matières