Rapport du stage (projet fin d'étude)

Université Mohamed Premier
Faculté des Sciences et Techniques-Al Hoceima
Licence En Sciences et Techniques
Filière Electronique, Electrotechnique et Automatique
(EEA)
Etude de conception d’un système d’énergie solaire pour les
besoins de l’aéroport ACHARIF AL IDRISSI d’Al Hoceima
Projet de Fin d’Etudes
Projet réalisé par : Dirigé par :
MOUDOU Samir
ADARDAK Rida
EL ALLATI Abderrahim
HAOUZI Bahi Abdelmoula
 Soutenu le « ….juin 2016 », devant les Jury
……………., Président
EL ALLATI Abderrahim, examinateur, encadrent pédagogique
HAOUZI Bahi Abdelmoula, encadrent professionnel
…………, Examinateur
Année Universitaire : 2015/2016
PFE N°EEA/…

Etude de conception d’un système d’énergie solaire pour les besoins de l’aéroport ACHARIF AL IDRISSI d’Al Hoceima
2
DEDICACES
On a le plaisir de dédier ce travail à : Notre Dieu qui nous a donné la santé, la force,
le courage, la croyance, le soutien « malgré toutes les difficultés » pour être là
aujourd’hui en train de vous présenter ce modeste travail.
Tous nos ami(e)s et collègues, puisse ce travail vous exprime nos souhaits de succès,
et nos sincères sentiments envers vous.
Toutes les personnes qui nous reconnaissent et qui nous a aidé et a contribué à la
réalisation de ce travail.

3
Remerciement
Le présent mémoire est le fruit du travail réalisé dans la carde de notre stage de fin
d’études visant l’obtention du diplôme licence en Sciences et Techniques, filière Electronique,
Electrotechnique et Automatique. Ce stage s’est déroulé à l’aéroport d’Al Hoceima qui fait
partie de l’Office Nationale Des Aéroports ONDA.
Nous félicitons l’Office National des Aéroport pour le rôle qu’il joue dans l’intégration
des stagiaires au sein de l’office. Nos remerciements vont, tout d’abord, au Monsieur le
commandant EL MOKHTAR DAHRAOUI le directeur de l’aéroport ACHARIF AL
IDRISSI d’AL-HOCEIMA, ainsi au Monsieur le chef du service technique HAOUZI BAHI
ABDELMOULA pour leurs accueils chaleureux, leurs confiances et leurs aides précieuses
apportées au cours de ce stage. Aussi, nous tenons à remercier l’ensemble de personnel qui
nous a facilité les échanges et les conditions de travail durant notre stage, plus particulièrement,
on tient à remercier Monsieur ABARKAN HASSAN qui a accepté de nous accueillir et nous a
guidé tout au long de notre stage.
Nous exprimons aussi notre profond respect et nos remerciements chaleureux à tous
ceux qui nous ont aidées de près et de loin à réaliser ce travail et plus particulièrement les
électriciens de l’aéroport.
Nous tenons à exprimer notre profonde gratitude à notre encadrant Monsieur A. EL
ALLATI, professeur à la Faculté des Sciences et Techniques, pour son orientation et ses
conseils.
Pour conclure, nous remercions tous les membres du jury ……………….,
M.EL ALLATI Abderrahim, …….. et M.HAOUZI Bahi Abdelmoula qui ont bien voulu
examiner ce travail.

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GLOSSAIRE
Photovoltaïque : terme relatif à la transformation de la lumière en électricité, noté PV.
Cellule PV : dispositif PV fondamental pouvant générer de l’électricité lorsqu’il est soumis à
un rayonnement solaire.
Module PV : plus petit ensemble de cellules solaires interconnectées complètement protégées
de l’environnement.
Chaîne PV : circuit dans lequel les modules PV sont connectés en série afin de former des
ensembles de façon à générer la tension de sortie spécifiée. Dans le langage courant, les chaînes
sont plus communément appelées « string ».
Champ PV : ensemble de chaînes constituant l’unité de production d’énergie électrique en
courant continu.
Onduleur : dispositif transformant la tension et le courant continue en tension et en courant
alternatif.
Partie courant continu : la partie d’une installation PV située entre les modules PV et les
bornes de courant continu de l’onduleur.
Partie courant alternatif : la partie de l’installation PV située en aval des bornes à courant
alternatif de l’onduleur.
Irradiation : l’énergie du rayonnement solaire. Elle correspond à la quantité d’énergie reçue
pendant une durée définie exprimée en kWh/m2
.
Ensoleillement : indicateur climatique qui mesure le temps pendant lequel un endroit est
éclairé par le soleil sur une période donnée, exprimé en Heure.
Indice de performance : rapport entre l’indice de production et l’indice de référence (énergie
théoriquement disponible par kW crête installé, en kWh/kWc) sur la même période. L’indice se
mesure en pourcentages.
Tension de circuit ouvert (unité : Volt, V ; symbole :𝐔 𝐜𝐨) : tension aux bornes d’une cellule
PV soumise à un rayonnement (par exemple la lumière du soleil), lorsqu’il ne circule aucun
courant (circuit ouvert, impédance infinie), exprimée en Volts.
Watt (W) : unité de puissance électrique égale (dans des circuits à courant continu) au produit
du courant et de la tension.
Wattheure (Wh) : unité d’énergie représentant l’énergie électrique délivrée ou consommée par
un système électrique. Un Wh correspond à l’énergie consommée ou délivrée par un système
d’un Watt de puissance pendant une heure.

5
Table des matières
Dédicaces ......................................................................................................................................2
Remerciement...............................................................................................................................3
GLOSSAIRE.....................................................................................................................................4
Table des matières ........................................................................................................................5
LISTE DES FIGURES.........................................................................................................................7
LISTE DES IMAGES .........................................................................................................................8
LISTE DES TABLEAUX .....................................................................................................................8
LISTE DES ABREVIATIONS ..............................................................................................................9
Introduction générale..................................................................................................................10
Chapitre 1 : Présentation de l’ONDA et l’aéroport d’Al Hoceima ....................................................11
I. Présentation de l’Office National des Aéroports ...........................................................12
1. Historiques...................................................................................................................12
2. Les missions de l’Office National des Aéroports .........................................................12
II. Présentation de l’aéroport ACHARIF AL IDRISSI d’Al Hoceima .......................................13
1. Fiche technique de l’aéroport d’Al Hoceima...............................................................13
2. Organigramme.............................................................................................................16
3. Les services de l’aéroport d’Al Hoceima......................................................................18
4. Les services annexes de l’aéroport..............................................................................18
III. Les responsabilités du service technique de navigations ...............................................19
IV. Les équipements de la radiocommunication et la radionavigation ...............................20
1. Les équipements de la radiocommunication ..............................................................20
2. Les équipements de la radionavigation.......................................................................22
V. Service électrique............................................................................................................23
Chapitre 2 : Système photovoltaïque .............................................................................................25
I. Introduction et généralités sur le photovoltaïque .........................................................26
1. Effet photovoltaïque....................................................................................................26
2. Semi-conducteur..........................................................................................................27
II. Composition d’un système photovoltaïque ...................................................................30
1. Champ de modules......................................................................................................30
2. Parc des batteries ........................................................................................................31
3. Système de régulation .................................................................................................32
4. Onduleurs.....................................................................................................................32
5. Câbles électriques........................................................................................................34
III. L’orientation et l’inclinaison des panneaux solaires photovoltaïques............................34
1. L’angle d’incidence ......................................................................................................35
2. L’angle d’inclinaison.....................................................................................................35
IV. Etat de l’art des techniques de suivi ...............................................................................36
1. Suiveur solaire .............................................................................................................36
2. Les types des suiveurs solaires ....................................................................................37

6
Chapitre 3 : Etude de conception d’un système d’énergie solaire pour les besoins de l’aéroport......38
I. Gisement solaire au Maroc.................................................................................................39
II. Situation du site du projet et données ...............................................................................40
1. Situation géographiques et astronomiques du site.....................................................40
2. Description de l’aéroport.............................................................................................41
3. Données météorologiques............................................................................................41
III. Partie calcul du projet.........................................................................................................43
1. Consommation journalière..........................................................................................43
2. Calculs l’énergie à produire et la puissance crête .......................................................46
3. Choix du panneau solaire : IBC-220 S Megaline ............................................................47
4. Choix d’onduleur..........................................................................................................47
5. Choix des câbles...........................................................................................................48
6. Schéma d’installation...................................................................................................48
IV. Présentation du logiciel de simulation PVSYST V 5.52 .......................................................49
1. Gestion du projet..........................................................................................................49
2. Conception et dimensionnement du projet ..................................................................49
3. Dimensionnement du système : Outil visuel ...............................................................50
4. Simulation et rapport ...................................................................................................51
5. Principaux résultats......................................................................................................52
V. Présentation des résultats trouvés par le simulateur PVSYST V 5.52 ...................................52
VI. Etude économique et financière ........................................................................................56
VII. Etude écologique.................................................................................................................57
Conclusion générale..................................................................................................................58
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES.............................................................................................59
WEBIOGRAPHIE.........................................................................................................................60
ANNEXES ...................................................................................................................................61

7
LISTE DES FIGURES
Figure 1 : Aérodrome ............................................................................................................................ 15
Figure 2 : Organigramme de l’aéroport................................................................................................. 17
Figure 3 : Silicuim pur............................................................................................................................ 28
Figure 4 : Silicuim de type N.................................................................................................................. 29
Figure 5 : Silicium de type P .................................................................................................................. 29
Figure 6 : Composition d’un système photovoltaïque .......................................................................... 30
Figure 7 : Parc des batteries.................................................................................................................. 31
Figure 8 : Les onduleurs......................................................................................................................... 32
Figure 9 : Types des onduleurs.............................................................................................................. 33
Figure 10 : Angle d’incidence ................................................................................................................ 34
Figure 11 : Le rendement en fonction d’angle d’incidence................................................................... 34
Figure 12 : Angle d’inclinaison des modules photovoltaïques.............................................................. 36
Figure 13 : Types de suiveurs solaires................................................................................................... 37
Figure 14 : Carte d'irradiation solaire globale au Maroc en Wh/m²..................................................... 39
Figure 15 : Vue par satellite du lieu de projet....................................................................................... 40
Figure 16 : Trajectoire du soleil à Al-Hoceima....................................................................................... 41
Figure 17 : Onduleur Sunny Centrale .................................................................................................... 47
Figure 18 : Schéma d’installation du photovoltaïque raccordé au réseau............................................ 48
Figure 19 : Désignation du projet dans PVSYST V5.52 .......................................................................... 49
Figure 20 : Configuration du système dans PVSYST V5.52.................................................................... 50
Figure 21 : Conditions de dimensionnement champ/onduleur dans PVSYST V5.52 ............................ 51

8
LISTE DES IMAGES
Image 1 : Aéroport ACHARIF AL IDRISSI ................................................................................................ 14
Image 2 : Exemple de balisage .............................................................................................................. 20
Image 3 : L’emplacement du PAPI......................................................................................................... 20
Image 4 : Image de la tour..................................................................................................................... 20
Image 5 : VOR SELEX 4000..................................................................................................................... 22
Image 6 : Station NDB, la balise et l’antenne NDB................................................................................ 23
Image 7 : Groupes électrogènes pour le besoin d’une partie de l’aéroport....................................... 23
Image 8 : Un transformateur abaisseur (22KV jusqu’à 160V)............................................................... 24
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 : Fiche technique de l’aéroport d’Al-Hoceima...................................................................... 13
Tableau 2 : Types de cellules photovoltaiques...................................................................................... 30
Tableau 3 : Caractéristiques courant/tension des modules montés en parallèle ou en série.............. 31
Tableau 4 : Le rendement d’un panneau photovoltaique en fonction de l’orientation et l’inclinaison34
Tableau 5 : Irradiation de la ville d’Al-Hoceima dans le site PVGIS....................................................... 40
Tableau 6 : Les valeurs moyennes de l’ensoleillement, exprimé en Heure.......................................... 42
Tableau 7 : Les valeurs moyennes du rayonnement global, exprimé en KWh/m²/mois...................... 42
Tableau 8 : Caractéristiques des équipements de l’aéroport ............................................................... 45
Tableau 9 : Paramètre de simulation du système photovoltaique....................................................... 53
Tableau 10 : Principaux résultats de simulation du système photovoltaique ...................................... 54
Tableau 11 : Diagramme des pertes dans le système photovoltaique ................................................. 55

9
LISTE DES ABREVIATIONS
(Par ordre alphabétique)
A
AC
ADF
AHU
AITA
Alternating Current
Automatic Direction Finder
Aviation Health Unit
International Air Transport Association
B
BC
BV
Bande de conductivité
Bande de valence
C
CNCSA Centre National de Contrôle de la Sécurité Aérienne
D
DC
DME
Direct Current
Distance Measurement Equipment
M
MPP Maximum power point
N
NDB Non Directional Beacon.
O
OAC
OACI
ONDA
ONEE
Office des Aéroports de Casablanca.
Organisation de l’Aviation Civile Internationale
Office National des Aéroports
Office National de l’Electricité et de l’Eau potable
P
PAPI
PV
PVP
Precision Approch Path Indicator
Photo Voltaïque
Partie Visuelle de Piste
V
VHF
VOR
Very High Frequency
VHF Omni Range

10
Introduction générale
Du 11 Avril au 08 juin 2016, nous avons effectué notre stage de Licence au sein de l’aéroport
Acharif Al Idrissi, qui est un établissement public à caractère commercial doté de l’autonomie
financière.
L’aéroport nous a proposé le problème de la hausse des factures d’électricité, dues aux présences
des équipements électriques à grande puissance, alors que notre travail consiste à faire une étude
de conception d’un système d’énergie solaire, afin de résoudre ce problème.
L’énergie solaire photovoltaïque provient de la transformation directe d’une partie du
rayonnement solaire en énergie électrique. Cette conversion d’énergie s’effectue par l’ensemble
des cellules dites photovoltaïques (PV), basées sur un phénomène physique appelé effet
photovoltaïque, qui consiste à produire une force électromotrice lorsque la surface de cette
cellule est exposée de la lumière. La tension générée peut varie en fonction du matériau utilisé
pour la fabrication de la cellule. L’association de plusieurs cellules PV en série/parallèle donne
la naissance à un module photovoltaïque.
Pour une nouvelle forme de générateurs photovoltaïques raccordée au réseau, qui sont la
préfiguration des ssystèmes photovoltaïques de demain. En effet, les systèmes PV raccordée au
réseau permettent d’éviter le problème de stockage par batteries qui sont, de plus, très chères
pour l’installation.
La diminution du coût des systèmes photovoltaïques passe nécessairement par le choix d’une
technologie adéquate aux besoins de l’utilisateur. Lorsqu’on s’équipe en énergie renouvelable,
il est important de respecter certain nombre d’étapes. Ces dernières permettront, grâce à des
calculs simples, de dimensionner la source d’énergie. Une installation d’un système PV
nécessite plusieurs étapes, dont la première est d’estimer la consommation d’électricité et de
déterminer à quel moment on en a besoin. Puis vient le chiffrage de l’énergie solaire
récupérable selon l’emplacement et la situation géographique. Avec ces données, il sera
possible de connaitre le nombre des modules photovoltaïques nécessaires, ainsi que l’onduleur
les mieux adaptés, et enfin le câblage adéquat.
Dans notre travail, nous avons effectué le dimensionnement d’un système photovoltaïque,
connectée au réseau de distribution public ONEE. Pour mener bien ce travail, notre rapport
comporte trois chapitres :
Le premier sera consacré à la présentation du centre d’accueil qui est l’aéroport Acharif
Al Idrissi d’Al-Hoceima.
Le deuxième est dédié à la présentation des systèmes photovoltaïques.
L’étude de conception d’un système d’énergie solaire pour les besoins de l’aéroport Acharif
Al Idrissi sera le troisième chapitre.

11
Chapitre 1
Présentation de
l’ONDA et l’Aéroport
d’AL-HOCEIMA

12
Introduction :
Ce chapitre est une présentation générale, commencée par une description de l’Office National
des Aéroports (ONDA), la fiche technique de l’aéroport, ainsi que l’organigramme de
l’organisme d’accueil, ensuite il présente l’aéroport Acharif Al Idrissi et les différentes
caractéristiques de l’aérodrome et terminée par la présentation du service de déroulement de
stage (Service d’électricité).
I. Présentation de l’Office National des Aéroports :
1. Historiques :
L’ONDA est un établissement public à caractère commercial doté de la personnalité morale et
de l’autonomie financière. Il est placé sous la tutelle du Ministère du Transport et le control du
Ministère des finances, il a passé par plusieurs étapes jusqu’à ce qu’il atteigne la forme
actuelle :
 1980 : Les pouvoirs publics créent l’office des Aéroports de Casablanca, organisme de
gestion autonome. La mission initiale de l’OAC était d’assurer la gestion des aéroports
de Casa-Nousser, Casa-Anfa et Til-mlil.
 1987 : l’OAC assurait la gestion de 6 groupes d’aéroports (Agadir, Marrakech, Tanger,
Fès, Rabat et Oujda). Les aéroports de Laayoune, d’Al-Hoceima, Ouarzazate et
Tétouane sont rattachés à ces groupes d’aéroports suivants leur proximité géographique.
 1990 : L’OAC ayant fait preuve d’une grande maîtrise dans ces taches de gestion et de
restructuration, l’Etat étend sa compétence à l’ensemble des aéroports du royaume.
L’OAC cède la place à l’ONDA qui entame alors une nouvelle phase de
développement.
 1991 : Les attributions de l’ONDA s’élargissent avec le rattachement à ses services du
Centre National de Contrôle de la Sécurité Aérienne (CNCSA).
 2000 : L’inauguration en octobre par sa Majesté le Roi Mohammed VI du nouveau
système Radar et de l’Académie internationale de l’Aviation Civile qui couronne une
décennie d’efforts et de mobilisation ayant permis de propulser le secteur aéronautique
national au rang des pays avancés en ce domaine. [1]
2. Les missions de l’Office National des Aéroports :
Les missions de l’Office National Des Aéroports telles que définies dans le cadre des lois
25-79, 14-89 et 47-00 résident essentiellement en:
 La garantie de la sécurité de la navigation aérienne au niveau des aéroports et dans
l’espace aérien sous juridiction nationale.

13
 L’aménagement, l’exploitation, l’entretien et le développement des aéroports civils de
l’état.
 L’embarquement, le débarquement, le transit et l’acheminement à terre des voyageurs,
des marchandises et des courriers transportés par air ainsi que tous les services destinés
à la satisfaction des besoins des usagers et du public.
 La liaison avec les organismes et les aéroports internationaux afin de répondre aux
besoins du trafic aérien.
 La formation du personnel technique.
 Maintenir la liaison avec les organismes et les aéroports internationaux afin de répondre
aux besoins du trafic aérien. [1]
II. Présentation de l’aéroport ACHARIF AL IDRISSI d’Al Hoceima :
1. Fiche technique de l’aéroport d’Al Hoceima :
GESTIONNAIRE ONDA
Directeur Délégué Monsieur El Mokhtar DAHRAOUI
Adresse B.P.206 Al-Hoceima (32000) Maroc
Tel (+212)5 39 98 25 60
Fax (+212)5 39 98 52 04
Capacité d’accueil 300 000 Passagers
Superficie 4000 m2
Location Pays Maroc
Ville 17 Km de la ville d’AL Hoceima
Cordonnées 351047 N 003 50 24 W
Altitude 29m
Piste Direction 17/35
Longueur 2500 m
Largeur 45 m
Parking 18000 m2
Information
Aéronautique
Code AITA AHU
Code OACI GMTA
Tableau 1 : Fiche technique de l’Aéroport d’AL Hoceima [1]

14
Image 1 : Aéroport ACHARIF AL IDRISSI
a. Présentation de l’aéroport :
L’Aéroport Acharif Al Idrissi est situé à environ de 17 km de la ville d’Al-Hoceima. Le
nouveau terminal est né en besoin d’accroître de la capacité aéroportuaire de l’aéroport ainsi
que la volonté de l’Office National Des Aéroports de doter à cette ville par un terminal à la
hauteur de ses ambitions.
L’aéroport a une superficie de 4 000 m², et une capacité de 300 000 passagers par an, le
nouveau terminal est doté d’équipements technologiques conformes aux exigences de l’OACI
en matière de sûreté, sécurité et de qualité de service, son architecture optimisant les espaces
pour une gestion fluide et intelligente des passagers. Bénéficiant d’un éclairage naturel grâce à
la présence des façades côté piste et côté ville entièrement vitrées. Il a été conçu pour répondre
aux attentes des clients en matière d’accueil, d’ambiance et de fonctionnalité. [1]
b. Aérodrome de l’aéroport :
L'aérodrome est identifié par le code GMTA selon la norme OACI. Il dispose d’une piste
d’orientation de 17/35, de longueur 2 500 mètres de longueur et 45 mètres de la largeur .Il peut
recevoir Boeing 737 comme avion critique.
La piste est reliée avec l’aire de stationnement « parking » par deux taxiways destinés aux
avions et réservées aux véhicules de service et de secours. Elle est délimitée des deux cotés par
des balises lumineuses pour faciliter les repérables de nuit, ou lorsque les conditions
météorologiques sont mauvaises (pluie, brouillard), et pour une aide visuelle à l'atterrissage. [1]

15
Figure 1 : Aérodrome
Parking avions:
Le parking d’avions de l’aéroport d’Al-Hoceima est d’une superficie de 18 000 mètres
carrés, capable de contenir six avions Boeing 737 en même temps.
Installations terminales (aérogare):
- Superficie : 4 000 m²
- Capacité : 300 000 passagers/an
Caractéristique de la piste
- Orientation : 17/35
- Longueur : 2500 m
- Largeur : 45 m
- Type d’avion : B737

16
Equipements techniques
EQUIPEMENT RADIO-NAVIGATION :
- VOR-DME-NDB
- Balisage haute intensité
- Enregistreur.
- Fréquence VHF
- Antenne avancée
- PAPI
PUISSANCE ELECTRIQUE:
- Puissance électrique installé : 1200 KVA
- Puissance électrique secourus installés : 720 KVA
EQUIPEMENT SLIA :
- Camion VMA28 : Eau 2500 l , mousse 300 l, poudre 250 Kg
- Camion VIR51 : Eau 5000 l , mousse 600 l, poudre 250 Kg
- Camion VMA68 : Eau 6000 l, mousse 750 l, poudre 250 kg
- Ambulance Fiat Ducato : bien équipée
- Fiat Doblo follow Me : bien équipée
LISTE DES COMPAGNIES AÉRIENNES DESSERVANT L’AÉROPORT :
 RAM : ROYAL AIR MAROC
 JAF: JETAIRFLY
 TRA: TRANSAVIA
 CND: CORENDON DUTCH AIRLINES
2. Organigramme de l’aéroport : Figure 2

17
ORGANIGRAMME :
Figure 2 : Organigramme de l’aéroport [1]

18
3. Les services de l’aéroport d’Al Hoceima :
Le commandant est le directeur délégué qui planifie et gère les ressources de l’aéroport
pour garantir la satisfaction des clients et le bon fonctionnement, aussi il garanti la
coordination des différents services au sein de son établissement. [1]
a. Service exploitation :
Assure la fluidité de traitement des passagers au sein de l’aérogare, à savoir l’accueil,
information, coordination, assistance médicale, recyclage des chariots, traitements des
passagers et usagers et le contrôle de l’environnement d’accueil.
b. Service de gestion sureté, sécurité, qualité et environnement (GSSQE) :
Il a pour mission d’assurer la protection des opérations de l’aviation civile, des
installations vitales ainsi que les vies humaines contre les actes interventions illicites (gestion
des accès, sensibilisation à la sûreté, contrôle qualité sûreté), ainsi que l’animation et
l’amélioration du système de management de qualité au sein de l’aéroport (planification
système, amélioration continue, traitement des retours clients).
c. Service technique navigation :
Il est chargé d’assurer la disponibilité et la fiabilité des infrastructures de l’aéroport à
savoir : équipements, bâtiments, parc informatique, espaces verts, chaussées aéronautiques,
maintenance, travaux neufs, métrologie…
d. Service de navigation aérienne :
Il a pour rôle d’assurer la sécurité, la régularité et la fluidité du trafic aérien, à savoir
l’accueil, information, traitement des aéronefs, contrôle, perception des redevances
aéroportuaires…
e. Section ressources et activités concédées :
Mettre à la disposition des services de l’aéroport les ressources nécessaires à leur
fonctionnement que ça soient humaines ; recrutement, formation, ou gestion administrative
du personnel ou bien matérielles-achats; approvisionnement, réception, stockage ou gestion
administrative des fournisseurs, ainsi le suivi et le traitement des demandes d’occupation
domaniales des concessionnaires-revue de contrat ; contrôle, gestion administratives des
concessionnaires.

19
4. Les services annexes de l’aéroport :
Ils représentent tous les services nécessaires pour la stabilité des aéroports.
 Douane : chargée de la perception des droits et des taxes à l’entrée de la marchandise.
 Gendarmerie royale : elle contrôle l’accès des passagers à l’aérogare et à la salle
d’embarquement ainsi l’inspection de contenu des bagages à soute.
 Police frontière : leurs rôles est de contrôler les personnes qui transitent par les ports
des aéroports et emprises ferroviaires, lutter contre l’immigration irrégulière et ses
filières et contre la fraude documentaire, ainsi assure la sûreté des moyens de transport
internationaux.
 Station météorologique : son rôle consiste à fournir les renseignements
météorologiques qui confirme ou non à l’efficacité des opérations aériennes.
 Unité médicale urgence : service met à la disposition des passagers dans le cas de
maladie, comme il fait la garde contre les sources de risque épidémiologique et éco
épidémiologique. [1]
III. Les responsabilités du service technique de navigations :
 Infrastructures et bâtiments : ensemble des moyens techniques au sol nécessaires
au fonctionnement des aéronefs.
 Radar et radionavigation : les électroniciens de sécurité aérienne s’occupent de la
maintenance et l’entretien des équipements de la radionavigation et de la
radiocommunication.
 Télécommunication et informatique : les assistants ont la responsabilité au bon
fonctionnement de plusieurs réseaux : réseau informatique local, la téléphonie, la
vidéosurveillance, la sonorisation et le téléaffichage.
 Equipements aérogare : une équipe est responsable de maintenir les équipements
de sûreté qui comprennent les portiques magnétiques, dont le rôle est la gestion des
entrées et sorties dans l’aérogare, et aussi le scanner par rayons X pour l’inspection
des bagages des voyageurs au sein de l’aéroport.
 Electricité et balisage : une équipe est chargée de la maintenance des équipements
électriques comme :
 Le balisage : ensemble des marques ou balises fixes ou placés à terre qui
indiquent aux avions les dangers et le tracé d’accès aux pistes.
 Le PAPI : un indicateur de trajectoire d’approche de précision
(PAPI : Precision Approach Path Indicator) est une aide visuelle qui fournit
des informations d’orientations pour aider un pilote à acquérir et maintenir la
bonne approche d’un aéroport ou d’un aérodrome. Il est généralement situé à
coté de la piste, environ 300 m au delà du seuil d’atterrissage de la piste. [4]

20
Image 2 : Exemple de balisage Image 3 : L’emplacement du PAPI
IV. Les équipements de la radiocommunication et de la radionavigation :
1. Les équipements de la radiocommunication :
Les équipements de la radiocommunication se trouvent dans la tour, qui se compose de la
vigie, la salle technique et le bureau de piste. Pour faciliter la représentation, on va lister les
équipements par bloc :
Image 4 : Image de la tour
a. La salle technique :
La salle technique est située au 1er étage de la tour de contrôle à l’Aéroport Acharif Al Idrissi,
dispose de plusieurs équipements et machines qui servent à réaliser une communication entre
l’avion et l’aéroport.

21
Les équipements trouvés dans la salle technique sont :
 Répartiteur : permet la transition de toute les intersections départ arrivés des
signaux.
 Emetteur / Récepteur VHF : permet la communication entre la tour et le pilote de
l’avion, pour cela il y a trois fréquences :
 Fréquence d’approche =123.9 MHz
 Fréquence d’aérodrome =118.7 MHz
 Fréquence détresse =121.5 MHz
 Enregistreur : existe deux types analogiques avec l’effaceur de bande et un autre
numérique et qui permettent d’enregistrer les communications et les conversations
de la tour de contrôle avec la possibilité de réécouter les pistes enregistrées.
 Téléphone de sécurité : dans le cas d’urgence la salle peut communiquer avec la
centrale Casablanca afin de discuter les solutions proposées.
 Poste opérateur et télécommande des équipements radionavigation.
b. La vigie :
C’est à partir d’elle que les contrôleurs aériens opèrent pour guider les avions dans les phases
du vol liées au survol de l’aéroport : instructions pour les phases finales d’approche et
délivrance de l’autorisation d’atterrir, délivrance de l’autorisation de décollage et instructions
pour rejoindre le couloir défini dans le plan de vol de l’avion. On trouve dans la vigie :
 Postes opérateurs (aérodrome / approche).
 Panneau d’état (visualisation état VOR).
 Radio talkie-walkie.
 Télécommande de balisage.
 Indicateurs météorologiques.
 Horloge de synchronisation.
c. Bureau de piste :
Le bureau de piste est équipé de :
 PC pour l’émission et la réception des messages aéronautiques.
 Poste opérateur qui permet de superviser les conversations entre le pilote et le
contrôleur de la tour.

22
2. Les équipements de la radionavigation :
a. VOR : (Very High Frequency Omni directional Radio Range) :
Le VOR est un procédé de radionavigation conseillé par l’OACI (organisation de
l’aviation civile internationale) et utilisé internationalement pour guider les avions en fonction
des voies aériennes sur des distances courtes et
moyennes. Le VOR peut être télécommandé et
télé-surveillé.
Le pilote reçoit les informations suivantes :
 L’indication de l’azimut, c.à.d. L’angle
formé par les lignes déclinaison
magnétiques nord et la direction station –
avion.
 L’indication du cap qui indique si l’avion
se trouve à gauche ou à droite de la ligne de
cap choisie (ligne de position) ou s’il se
trouve exactement sur celle-ci. Image 5 :VOR SELEX4000[2]
 L’indication de direction (From / To), qui indique si l’avion se dirige vers le
radiophare ou s’il s’en éloigne. [5]
b. DME : (Distance Measurment Equipement) :
Equipement de mesure de la distance entre un avion équipé d’un interrogateur, et une
station au sol équipée d’un répondeur (transpondeur). Le but est de fournir au pilote de façon
permanente la distance oblique entre l’avion et la station au sol identifiée.
Le DME est un complément « naturel » du VOR : ces deux aides associées fournissent
la position de l’avion en coordonnées polaires. [6]
c. NDB : (Non Directional Beacon) :
Les balises NDB sont parmi les plus ancien types d'aide à la navigation par une onde
radio. Une balise NDB est un radiophare non directionnel NDB, l’équivalent d’un phare dans
la marine.
Ce système utilise, à bord de l’avion, un récepteur radio ADF (Automatic Direction
Finder), qui permet de naviguer vers une station NDB et de suivre une route.

23
Image 6 : Station NDB, la balise et l’antenne NDB
V. Service électrique :
Le secteur électrique est responsable de l’alimentation électrique de tout l’aéroport,
essentiellement le balisage lumineux au sol et la tour du contrôle.
Pour ce faire, l’aéroport d’Al-Hoceima dispose d’un réseau électrique de distribution local. Il
est alimenté à partir du réseau électrique de répartition de l’ONEE, par le moyen d’une seule
ligne électrique moyenne tension, de 22KV branchée au transformateur par l’intermédiaire
d’une cellule moyenne tension.
Le comptage de la consommation d’électricité pour l’aéroport d’Al-Hoceima, se fait en
moyenne tension (22KV).
La centrale électrique est équipée par :
o Un groupe électrogène :
Ils présentent la deuxième source d'alimentation en cas où l'ONEE a une coupure. C'est une
technique de produire d'énergie électrique via l'énergie mécanique. Pour réaliser cette
technique, on lie un moteur mécanique avec une dynamo et on fait alimenter le moteur via
une citerne du fuel avec une pompe automatique/manuelle, alors on démarre le moteur, par la
suite, la dynamo fait la production d'électricité via l'énergie mécanique du moteur.
Image 7 : Groupe électrogène pour le besoin d’une partie de l’aéroport

24
o Armoires de distribution.
o Tableaux générale de distribution.
o Régulateurs.
Le poste de livraison est composé de quatre cellules :
 Cellule d’arrivée pour l’alimentation.
 Cellule de comptage.
 Cellule de protection générale.
 Cellule de protection du transformateur.
Image 8 : Un transformateur abaisseur (22KV jusqu’à 160V)
A partir du poste de transformateur principal de la centrale, deux transformateurs baissant la
tension 22KV jusqu’à 400V pour le premier, et 22KV jusqu’à 160V pour le deuxième
(Image 8), ils sont accouplés avec un groupe électrogène qui assure la continuité de
l’alimentation électrique.
Conclusion :
L’aéroport d’Al Hoceima a deux sources d’énergie électrique, ce qui donne la continuité de
l’alimentation de ses équipements.
La cellule photovoltaïque est considérée parmi les convertisseurs de l’énergie solaire vers
l’énergie électrique qui est l’objectif du chapitre suivant.

25
Chapitre 2
Système
photovoltaïque

26
Introduction :
Chaque jour, la terre reçoit sous forme d'énergie solaire l'équivalent de la consommation
électrique de 6 milliards de personnes pendant 30 ans [12]. La technologie photovoltaïque
permet de transformer cette énergie en électricité grâce à des panneaux solaires.
Alors dans ce chapitre, nous avons présenté une généralité sur l’effet photovoltaïque, ainsi
que, nous avons détaillé les principaux composants d’un système photovoltaïque.
I. Généralités sur le photovoltaïque :
Lorsque la lumière atteint une cellule solaire, une partie de l’énergie incidente est convertie
directement en électricité sans aucun mouvement ou réaction produisant des déchets ou des
pollutions. Cette propriété remarquable est au cœur de toute installation photovoltaïque.
1. Effet photovoltaïque :
Les cellules solaires actuellement convertissent directement la lumière en électricité en
utilisant certaines propriétés des matériaux semi-conducteurs. Pour comprendre le
fonctionnement d’une cellule, on se limitera ci-dessous à décrire le phénomène dans le cas du
silicium et l’on décrira d’autres matériaux.
a. Définition et historique :
L’effet photovoltaïque est un phénomène physique propre à certains matériaux appelés semi-
conducteurs qui produisent de l’électricité lorsqu’ils sont exposés à la lumière.
L'histoire de l'énergie photovoltaïque commence au XIXe siècle, le siècle de la révolution
électrique. Alessandro Volta crée la pile électrique (1800), en 1827 le hongrois Ányos
Jedlik réalise la première dynamo. En 1879, Thomas Edison présente sa première ampoule
électrique à incandescence et construit le premier réseau électrique urbain en courant continu
(1882). Voyant ici un marché porteur, l'industriel George Westinghouse avec l'aide de
l'ingénieur Nikola Tesla, développe un autre réseau électrique en 1886, mais cette fois-ci en
courant alternatif.
La révolution électrique se fait aussi par la découverte de l'énergie photovoltaïque. En
1839, Antoine César Becquerel, a découvert le principe photovoltaïque. Le physicien
allemand Heinrich Rudolf Hertz l’a compris et a présenté l'effet photovoltaïque en 1887.
Mais c'est Albert Einstein qui, le premier, a pu expliquer le principe photovoltaïque, Il a reçu
le prix Nobel de physique en 1921.
Malgré les nombreux avantages de cette énergie propre, le XXe siècle fait place à l'énergie
thermique tirée du pétrole. Le pétrole est abondant, très bon marché, il est considéré comme
une matière première stratégique, à l'origine de la géopolitique du pétrole. Ainsi, le solaire ne
séduit plus, les projets et les découvertes se font plus rares.
La technologie photovoltaïque se développe à petits pas. En 1954, les chercheurs américains :
Chapin, Fuller, Pearson et Prince travaillant pour les laboratoires

27
« Bel Telephone » développent une cellule photovoltaïque à haut rendement de 6 % dans le
but d'alimenter les téléphones situés dans des zones isolées. Cependant la technologie coûte
encore trop chère pour se généraliser.
Malgré son coût, la recherche spatiale dope la recherche dans le domaine photovoltaïque. Une
cellule avec un rendement de 9% est mise au point 4 années plus tard et le premier satellite
doté de cellules solaires, Vanguard 1 est envoyé dans l'espace le 17 mars 1958.
En 1983, l'australien Hans Tholstrup parcourt 4 000 km avec "Quiet Achiever", la première
voiture solaire. Il fonde en 1987 le "World Solar Challenge", la première course de voitures
solaires. [13]
b. Effet photo-électrique :
L’effet photo-électrique est l’interaction du photon incident sur un électron lié de la cible, à
qu’il communique toute son énergie. Le photon incident est donc totalement absorbé.
Hypothèse d’Einstein : quelque soit la puissance de la lumière monochromatique de
fréquence v reçu par un métal, chacun des électrons impulsés emprunte à cette radiation la
même énergie W = h𝑣 appelée quantum d’énergie.
L’énergie transportée par la radiation a une structure discontinue. Elle est repartie en grain
d’énergie ou photon transportant chacun le même quantum d’énergie h𝑣. [18]
Energie cinétique d’extraction : pour qu’un électron soit impulsé d’un métal sous l’action
d’une radiation convenable, il doit absorber une énergie rayonnante W au moins égale à un
travail 𝑊0 appelé travail d’extraction.
Si 𝑊 > 𝑊0, l’excédent d’énergie se retrouve dans l’énergie cinétique 𝐸𝑐 de l’électron
impulsé. [18]
Ec =
1
2
mV2
= W − W0
Cette énergie cinétique est indépendante de l’énergie rayonnante ; elle dépend de v et 𝑣0.
Ec = h(𝑣 − 𝑣0)
Avec : h = 6,62.10−34
J/s
Explication quantique (Einstein 1905) : en se basant sur l’idée de quantifier l’énergie de
Planck, Einstein a suggéré que la quantification est une propriété fondamentale de l’énergie
électromagnétique. Les collisions entre les quanta de lumière (photon) et les électrons du
métal sont de type mécanique où l’énergie et la quantité de mouvement se transmettent et se
conservent. [14]
2. Semi-conducteur :
a. Définition :
Un semi-conducteur est un matériau qui a les caractéristiques électriques d’un isolant, mais
pour lequel la probabilité qu’un électron puisse contribuer à un courant électrique, qui est
suffisamment important. En autres termes, la conductivité électrique d’un semi-conducteur est
intermédiaire entre celle des métaux et celles des isolants.

28
b. Différents types des matériaux :
En fonction des positions de la bande de valence BV et de la bande de conduction BC, on
distingue trois types de matériaux : [7]
 Les matériaux conducteurs :
La BV et la BC se chevauchent, une grande
conductivité pratiquement indépendante de la
température.
 Les matériaux semi-conducteurs :
Le Gap entre la BV et la BC est assez faible (1.12eV
pour Si).
Une conductivité qui augmente fortement avec la température.
 Les matériaux isolants :
Le Gap entre la BV et la BC est trop important (>5eV). Une conductivité
pratiquement nulle à toute température.
c. Semi conducteur extrinsèque :
Un semi-conducteur est dit extrinsèque lorsque le cristal n’est pas pollué (pur).
Il s’agit de corps ou de composés sous forme cristalline où chaque atome du réseau se trouve
entouré de 8 électrons, donc liaison très stable. On y trouve trois grandes familles de SC : [7]
 SC IV : à base des éléments de la colonne IV du tableau périodique (exemple : Si, Ge,
SiC…).
 SC III-V : composés des éléments des colonnes III et V (exemple : GaAs, InP,
GaN….).
 SC II-VI: composés des éléments des colonnes II et VI (exemple : CdTe, ZnS, ZnO…).
Cas du Silicium intrinsèque :
Figure 3 : Silicium pur

29
d. Semi conducteur intrinsèque :
Afin d’augmenter la densité des électrons ou des trous, on peut remplacer quelques atomes du
matériau intrinsèque par des atomes appelés impuretés ayant 1 électron en plus ou 1 électron
en moins par rapport aux atomes di réseau cristallin. [7]
Dans le cas du Si, l’impureté peut être :
 Pentavalente (colonne V) 5 électrons SCn.
 Trivalente (colonne III) 3 électrons SCp.
i. Dopage de type N :
Il s’agit de remplacer quelque atomes de Si par des atomes ayant 1 électron de plus sur la
couche de valence.
Ces atomes sont appelés atomes donneurs, car ils donnent 1 électron supplémentaire.
(Par exemple le Phosphore P)
L’atome donneur devient un ion positif et créant un niveau d’énergie dans le Gap légèrement
sous le bas de la BC. [7]
Figure 4 : Silicium de type N
ii. Dopage de type P :
Il s’agit de remplacer quelques atomes du réseau cristallin par des atomes ayant un électron de
moins sur la couche de valence.
Ces atomes sont appelés atomes accepteurs, car ils acceptent un électron supplémentaire.
(Par exemple le Bore B).
L’atome accepteur devient un ion négatif et créant un niveau d’énergie dans le Gap
légèrement au-dessus de la BV. [7]
Figure 5 : Silicium de type P

30
e. Jonction P-N :
La mise en contact de deux zones à dopages opposés dans un semi-conducteur constitue un
élément fort connu: la diode. A l’interface où les concentrations d’atomes étrangers font
passer le silicium du type P au type N apparaît une région appelée zone de charge d’espace
(Zce), qui provient de la tendance des électrons excédentaires de la couche N à vouloir passer
du côté P où ils sont attirés par les trous excédentaires et de la tendance des trous à vouloir
passer du côté N par réciprocité. Cet échange de porteurs dans la zone de charge spatiale crée
un champ électrique.
II. Composition d’un système photovoltaïque :
• Champ de modules
• Parc des batteries
• Système de régulation
• Onduleur
• Câbles électriques
Figure 6 : Composition d’un système photovoltaïque
1. Champ de modules :
Tableau 2 : Types de cellules photovoltaïques

31
Les modules photovoltaïques :
Les modules sont un assemblage de photopiles (ou cellules) montées en série, afin d’obtenir
la tension désirée (12V, 24V …). La cellule photovoltaïque est l’élément de base dans la
conversion du rayonnement. Plusieurs cellules sont associées dans un module qui est la plus
petite surface de captation transformable sur un site.
Les modules sont regroupés en panneaux, qui sont à leur tour associés pour obtenir des
champs photovoltaïques.
Les modules sont associés en série, en parallèle ou en série/parallèle pour obtenir des
puissances importantes et la tension voulue.
Montage des modules photovoltaïques :
Tableau 3 : Caractéristique courant tension des modules montés en parallèle ou en série
Pour éviter les effets indésirables d’échauffement, les fabricants ont implantés des diodes
dites « by-pass» dont le principe est de court-circuiter les cellules ombragées. Ainsi que, en
mettant en série à chaque branche une diode dite « diode anti-retour», protège contre les
courant inverse.
2. Parc des batteries :
Dans un système photovoltaïque, la ressource solaire ne pouvant être disponible à tout
moment, il est indispensable de stocker de manière journalière/saisonnière de l’énergie
électrique produite par les panneaux solaires. Pour cela, il utilise des batteries
d’accumulation.
Ses fonctions sont les suivantes :
 Répondre au décalage production/consommation et jour/nuit.
 Permettre une régulation du système : l’électricité produite par les modules solaires
n’est pas constante (en fonction de l’ensoleillement). Donc pas toujours utilisable
directement par les récepteurs.
Les tensions des batteries seront déterminées par rapport à celle
aux bornes des récepteurs à courant continu et la tension des
modules. Le nombre de batterie sera déterminé à partir de
l’autonomie désirée.
La mise en série augmente la tension de la batterie.
La mise en parallèle augmente la capacité (Ah) de la batterie
Figure 7 : Parc des batteries

32
3. Système de régulation :
Le régulateur électronique dans un système photovoltaïque gère la charge et la décharge de
la batterie. Il limite la tension de la batterie afin d’éviter une surcharge : en déconnectant
la batterie trop chargée des modules PV. Quand la batterie est trop déchargée : il
la déconnecte de l’utilisation par un disjoncteur automatique pour la protéger contre la
décharge profonde.
Dans un système PV, en absence d’un régulateur, la durée de vie des accumulateurs sera
diminuée.
Il y a 2 types de régulateur :
 Prolonger la durée de vie de la batterie.
 Garantir un fonctionnement optimal du système.
Fonction principale du régulateur de charge:
Couper le courant de charge provenant du champ photovoltaïque vers les accumulateurs
lorsque ceux-ci atteignent leur état de charge maximal.
4. Onduleur :
L’onduleur est un organe primordial de l’installation qu’il ne faut pas négliger.
La détermination de ses caractéristiques se fera naturellement en fonction du champ de
capteur pris en charge.
Chaque onduleur possède en effet des plages de fonctionnement précises qui devront
impérativement correspondre aux caractéristiques du courant continu généré par les modules.
Les rôles de l’onduleur est :
• Convertir le courant continu en courant
alternatif.
• Rendement de 90 à 95%.
• Sensible aux surcharges.
Figure 8 : Les onduleurs

33
Types d’onduleur :
Concernant les onduleurs des installations photovoltaïques, on trouve ces trois types :
Figure 9 : Types des onduleurs
Onduleur « string »
Plusieurs modules sont branchés en série dans un string. Dans ce cas, à l'intérieur d'une série
de modules, les conditions doivent être identiques.
Les onduleurs « string » sont en train de devenir la solution la plus souvent retenue, car ils
couvrent de très larges gammes de puissances et d'applications.
Onduleur « multi-string »
Ils sont constitués de plusieurs onduleurs « string » côté générateur et d'un onduleur centralisé
côté alimentation du réseau.
Ils ont été spécialement conçus pour les cas suivants : inclinaisons ou orientations des
modules différentes, types de modules différents, ombre sur une partie de l'installation ou
nombres de modules par string différents.
La qualité d’un onduleur se traduit par les éléments suivants :
Le rendement maximal : Le rendement d’un onduleur traduit les pertes de puissance
induite par ses composants. En effet, la puissance délivrée en sortie AC n’est pas égale à la
puissance induite par le groupe PV en entrée DC. Le rendement d’un onduleur s’exprime par
la formule suivante : [20]
PAC : Puissance en sortie
PDC : Puissance en entré

34
5. Câbles électriques :
Les câbles relient électriquement tous les éléments du système PV. Le câblage est un point
critique de toute installation PV. Il est très important de bien dimensionner les conducteurs
afin d’éviter la circulation d’un courant très fort dans les câbles, même pour de petites
puissances dans le cas d’utilisation de faibles tensions. Le choix des câbles dont le gain est
adapté aux conditions d’utilisation.
III. L’orientation et l’inclinaison des panneaux solaires photovoltaïques :
Le rendement d’un module photovoltaïque varie en fonction de l’angle d’incidence des rayons
solaires. Il est possible de déterminer la position la plus adéquate des panneaux solaires
pour obtenir le meilleur rendement énergétique.
La position d’un panneau solaire se détermine selon deux critères :
 L’orientation, aussi appelée Azimut.
 L’inclinaison, ou angle horizontal établit sur un axe nord/sud.
Orientation optimale d’un panneau solaire :
Cette partie est relativement simple. Les panneaux devront être orientés vers le sud, dans
l’hémisphère nord, et à l’inverse, vers le nord, dans l’hémisphère sud. Plus on se rapprochera
de l’Equateur et moins l’orientation sera importante, car quasi horizontale.
Inclinaison optimale d’un panneau solaire :
De manière générale, il conviendra de déterminer le mois bénéficiant du moins
d’ensoleillement. Auprès de services météorologiques, il sera possible d’obtenir les chiffres
de l’irradiation journalière ou rayonnement journalier (en Wh/m2
/jour) selon l’inclinaison.
Il sera alors important de déterminer une inclinaison optimale (90° par rapport aux rayons
solaires) pour le mois le moins ensoleillé. Ainsi, si le rendement est optimisé pour ce mois de
faible rayonnement, il en sera de même pour les mois plus cléments.
 L’orientation et l’inclinaison des panneaux solaires photovoltaïques ont une influence sur
la productivité du système solaire photovoltaïque. Il faut vérifier l’orientation et
l’inclinaison sachant que l’orientation optimale est plein Sud et l’inclinaison optimale est
de 30° par rapport à l’horizontale. [15]
Tableau 4 : Le rendement d’un panneau photovoltaïque en fonction de l’orientation et
l’inclinaison

35
1. L’angle d’incidence :
Cela correspond au plan formé entre le panneau photovoltaïque et les rayons lumineux,
(Figure 11). Cet angle a une grande importance. L’angle d’incidence optimal correspond à un
angle de 90°. Chaque fois que cet angle diminue ou augmente, la surface en m2
du panneau
solaire exposé aux rayons lumineux diminue et donc en partant de la puissance du panneau
solaire, le rendement diminue aussi. [10]
Figure 10: Angle d’incidence
L’angle d'incidence joue un rôle majeur pour les rendements du panneau. Il est défini selon
l’équation suivante:
R  100  sin ()
Avec,
R : Le rendement en (%)
 : L’angle d’incidence en (°).
La figure 11 représente l’évolution du rendement en fonction de l’angle d’incidence, [11]
Figure 11 : Le rendement en fonction d’angle d’incidence
Ainsi, le rendement est maximal lorsque les rayons arrivent perpendiculairement (90°) sur le
module photovoltaïque. Alors que pour un angle de 45°, le rendement n’est que de 70 %.

36
2. L’angle d’inclinaison :
L’angle d’inclinaison correspond à l’angle formé par le plan du module solaire par rapport à
l’horizontale.
Figure 12 : Angle d’inclinaison des modules photovoltaïques
L’évolution de la trajectoire du soleil variant selon les saisons, l’angle d’inclinaison (pour un
module photovoltaïque n’étant pas muni d’un système rotatif) est plus réduite en été et plus
importante en hiver. L’inclinaison d’un module photovoltaïque par rapport à l’horizontale est
donnée par la relation suivante :
𝛼 = 𝐿 − sin−1
0.4 ×
𝑁 × 360
365
Avec :
L : Latitude du lieu,
N : Nombre de jour entre l’équinoxe de printemps (21 mars de chaque année) et le
jour considéré.
Cette relation permettant un rendement supérieur n’est valable que lorsque le module solaire
en question est muni d’un système qui lui permet de s’incliner. Or on ne trouve ce système
que très rarement. [15]
IV. Etat de l’art des techniques de suivi :
Les panneaux photovoltaïque classiques (PV) ne sont généralement pas équipés de suiveur
solaire et sont placés dans une inclinaison et une orientation fixes et bien déterminées selon le
site d’installation et les conditions d’ensoleillement. Afin d’augmenter le rendement du
panneau PV, on l’enchérit avec une structure portante ayant deux degrés de liberté en rotation
commandée par un algorithme de poursuite solaire.
1. Suiveur solaire :
Un suiveur solaire est un dispositif suit le soleil tout au long des mois et de la journée.
En suivant continuellement la position du soleil, ce système permet d’assurer une production
électrique maximum.
On distingue principalement le suiveur à un axe, qui permet (généralement) de suivre le soleil
d’est en ouest, du suiveur à deux axes qui permet une modification de l’orientation et de
l’inclinaison. Ce dernier cas nécessite l'intervention de deux moteurs.

37
2. Les types des suiveurs solaires :
On distingue principalement deux grandes familles de suiveurs solaires: les passifs et les
actifs qui comportent les suiveurs mono-axe et double axe. (Figure 13)
Figure 13 : Types de suiveurs solaires
Conclusion :
Nous avons présenté dans ce chapitre les différentes notions qui entrent dans la constitution
d’un système photovoltaïque, ainsi que les principes de fonctionnement de chaque élément du
système, ce qui est une bonne introduction au dimensionnement de notre projet.

38
Chapitre 3
Etude de conception
d’un système
d’énergie solaire pour
les besoins de
l’aéroport

39
Introduction :
La réalisation des installations photovoltaïques exige une méthode de calcul et de
dimensionnement de haute précision.
Ce chapitre est divisé en trois parties : la première est consacrée aux calculs de
dimensionnement des différents composants de l’installation photovoltaïque à savoir
les panneaux solaire et les onduleurs, la deuxième partie est consacrée à l’étude économique
et financière, la dernière est pour l’analyse écologique.
I. Gisement solaire au Maroc :
Le gisement solaire est un ensemble de données décrivant l'évolution du rayonnement solaire
disponible au cours d'une période donnée, Il est utilisé pour simuler le fonctionnement
probable d'un système photovoltaïque et donc faire un dimensionnement comme le cas de
notre étude.
La connaissance du gisement solaire d'une région est plus ou moins précise, selon le pas du
temps des données (mois, jours, heure), et selon la nature des données: durées
d'ensoleillement, composante directe, diffuse et globale du rayonnement solaire...etc.
A cet effet, concernant la mesure du rayonnement solaire au Maroc, le réseau de mesure est
insuffisant relativement à la superficie du territoire. [9]
Figure 14 : Carte d’irradiation solaire globale au Maroc en Wh/m2
La connaissance des coordonnées géographiques et l’état radiatif du site choisis sont
nécessaires pour l’étude de dimensionnement. Ils peuvent être recueillis via le logiciel
PVGIS.
Ce dernier est un logiciel de simulation en ligne qui permet de calculer gratuitement la
production du système connecte au réseau en Europe et en Afrique.
A l’aide de son interface Google Maps intégrée, il est facile d’obtenir les données
d’ensoleillement précises du site.

40
L’utilisation du logiciel PVGIS nous a permis d’avoir les données de l’irradiation annuelle :
Tableau 5: Irradiation de la ville d’Al-Hoceima dans le site PVGIS [16]
𝐇 𝐡: Irradiation sur un plan horizontal (Wh/m2
/jour)
𝐇 𝐨𝐩𝐭: Irradiation sur un plan avec l'inclinaison optimale (Wh/m2
/jour)
H(90): Irradiation sur un plan incliné: 90deg. (Wh/m2
/jour)
𝐈 𝐨𝐩𝐭: Inclinaison optimale (degré)
Selon le tableau ci-dessus, l’irradiation solaire globales sur le site de laboratoire est proche de
la valeur 5.3 KWh /m2
/jour, et qui est considérée comme la valeur moyenne de l’irradiation.
II. Situation du site du projet et données :
1. Situation géographique et astronomique du site :
L’aéroport CHARIF AL IDRISSI est situé à
proximité d’un petit village (Boukidarn,
commune Ait-Youssef Ouali) se trouvant à 17
Km de la ville d’Al-Hoceima.
Location :
 Latitude : 35.179
 Longitude : -3.841
 Altitude : 12 m
Figure 15 : Vue par satellite du lieu de projet
Mois 𝐇 𝐡 𝐇 𝐨𝐩𝐭 H(90) 𝐈 𝐨𝐩𝐭
Janvier 2950 4840 4770 61
Février 3870 5560 4770 53
Mars 5190 6270 4320 39
Avril 6040 6330 3170 22
Mai 6990 6550 2380 8
Juin 7940 7040 1980 1
Juillet 7840 7130 2190 5
Août 6930 6960 2980 17
Septembre 5520 6370 3900 33
Octobre 4410 5940 4720 48
Novembre 3140 4950 4690 58
Décembre 2660 4580 4700 63
Année 5300 6050 3710 32

41
2. Description de l’aéroport :
Concernant cette partie, nous avons présenté les différentes zones de l’aéroport, afin de faire
un bilan de puissance et d’énergie de chacune de ces zones ci-dessous :
Zone 1 : Ancien terminal.
Zone 2 : Nouveau terminal (Aérogare).
Zone 3 : Tour.
Zone 4 : Balisage + Taxiway.
Zone 5 : Eclairage public.
Zone 6 : Châteaux d’eaux.
3. Données météorologiques du site :
A l’instar de toute étude de conception d’un système photovoltaïque, il est primordiale de
mesurer certaines données du site comme :
a. L’ensoleillement :
Le tableau 6, donne la moyenne d’ensoleillement mensuelle entre 2011 et 2015, pour la ville
d’Al-Hoceima.
b. Le rayonnement global :
Le tableau 7, donne la moyenne du rayonnement global mensuelle entre 2011 et 2015, pour
la ville d’Al-Hoceima
c. Trajectoire du soleil :
La connaissance du mouvement apparent du soleil pour un point donné de la surface terrestre
est nécessaire pour toute application solaire. La position du soleil est définie par deux angles :
sa hauteur HS (angle entre le soleil et le plan horizontal du lieur) et son Azimut AZ (angle
avec la direction du sud, compté négativement vers l’est). La figure 23 représente la hauteur
du soleil dans le ciel en fonction de l’Azimut à Al-Hoceima au cour d’une année.
Figure 16 : Trajectoire du soleil à
Al-Hoceima

42
Données de l’ensoleillement du lieu de réalisation du projet :
Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Aout Septembre Octobre Novembre Décembre
2011 183,7 240,7 200,7 226,5 232,3 363,9 320,1 290,5 133,3 257,3 173,5 226,9
2012 200,6 224,6 204,35 219,8 267,1 344,9 313,6 279,05 185,2 250,55 195,9 210,75
2013 217,5 208,5 208 213,1 301,9 325,9 307,1 267,6 237,1 243,8 218,3 194,6
2014 181,1 205,8 255,8 252,9 299,1 302,7 326,3 326,9 234,4 243,4 158,9 213,3
2015 217,7 189,9 259,6 173,1 288,5 300 334,9 252,6 243,8 240,9 240,6 221,8
Tableau 6 : Les valeurs moyennes de l’ensoleillement, exprimé en Heure.
Données de rayonnement du lieu de réalisation du projet :
Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Aout Septembre Octobre Novembre Décembre
2011
67,135 98,109 114,796 152,344 155,517 190,912 101,137 164,388 135,684 11,867 71,37 73,09
2012 75,442 100,6465 119,957 148,1065 172,7335 213,6135 149,4385 187,176 131,135 59,8695 85,001 78,308
2013
83,749 103,184 125,118 143,869 189,95 236,315 197,74 209,964 126,586 107,872 98,632 83,526
2014
68,162 95,502 132,969 151,226 186,395 178,121 197,843 180,176 128,426 107,995 65,526 70,838
2015
76,792 100,139 138,48 129,12 199,608 210,582 229,032 230,206 147,759 114,946 94,503 78,116
Tableau 7 : Les valeurs moyennes de rayonnement global, exprimé en kWh/m²/mois

43
III. Partie calcul du projet :
1. Consommation journalière :
Avant d’effectuer le calcul de dimensionnement, il est indispensable d’établir le bilan
énergétique, afin de déterminer la consommation journalière.
Le tableau ci-dessous, donne le nombre des équipements dans l’aéroport, en fonction des
zones, ces informations permettront de calculer la puissance totale consommée, afin d’en
déduire la puissance « photovoltaïque installée » à mettre en place à cet effet.
Zone Catégorie Nombre Puissance
de chaque
équipement
(W)
Puissance
appelée par
l’ensemble
(kW)
Durée de
fonctionnement
(h/j)
Energie
journalière
(kWh/j)
Zone 1
(ancien
terminal)
Ecrans 11 35 0.385 8h 3.08
Unités centrales 11 100 1.1 8h 8.8
Imprimantes 12 600 7.2 8h 57.6
Scanners 8 50 0.4 0.25h 0.1
Photocopieurs 1 1100 1.1 2h 2.2
Ampoules 1 29 15 0.435 0h 0
Ampoules 2 100 28 2.8 3h 8.4
Télévisions 1 1 153 0.153 0h 0
Télévisions 2 1 56 0.056 1h 0.056
Ordinateurs HP 1 60 0.06 8h 0.48
Machines à café 1 2 1260 2.52 0.25h 0.63
Machines à café 2 1 1100 1.1 0.25h 0.275
Réchauds électriques 1 1 1000 1.0 0.5h 0.5
Réchauds électriques 2 1 4000 4.0 1h 4
Speaker+caméra 1 60 0.06 0h 0
Bouilloires 1 1100 1.1 2h 2.2
Chauffe-eau 1 1900 1.9 2h 3.8
Réfrigérateurs 1 150 0.15 24h 3.6
Micro-ondes 1 1150 1.15 0.5h 0.575
Sèche-main 2 1000 2.0 0.5h 1
Total 1 97,2962
Zone 2
(Nouveau
terminal)
Grandes ampoules 112 65 7.28 3h 21.84
Ampoules à 3 tubes
fluorescentes
84 14 1.176 1h 1.176
Ampoules (Hall public) 53 150 7.95 12h 95.4
Petites ampoules 87 15 1.305 3h 3.915
Ampoules du secours 30 4.6 0.0046 24h 0.1104
Ecrans 40 35 1.4 1h 1.4
APPLE iMac 2 240 0.48 0.5h 0.24

44
Imprimantes 10 600 6.0 0.083h 0.498
Caméra de surveillance 28 6 0.168 24h 4.032
Caméra de surveillance
(rotative)
7 10 0.07 24h 1.68
Portes magnétiques 2 30 0.06 24h 1.44
Appareils X-Ray (grand) 2 2200 4.4 24h 105.4
Appareils X-Ray (petit) 2 2200 4.4 24h 105.4
Téléaffichages 19 180 3.42 12h 41.04
Afficheurs d’horloge 11 15 0.165 24h 3.96
Fax 1 350 0.35 0.083h 0.029
Machines à café 1 1 3700 3.7 0h 0
Machines à café 2 1 1100 1.1 1h 1.1
Machines à café 3 1 3950 3.95 0h 0
Micro-ondes 2 1050 2.1 0.5h 0.238
Machines à ticket 1 10 352 3.52 4h 14.08
Machines à ticket 2 2 220 0.44 4h 1.76
Machine ( Oki ) 2 108 0.216 2h 0.432
Portes coulissantes 3 80 0.24 3h 0.72
Microphones 1 0.2 0.0002 0.083h 0.0000166
Hauts parleurs 25 60 1.5 0.083h 0.1245
Convoyeurs 1 3 750 2.25 2h 4.5
Convoyeurs 2 1 2200 2.2 2h 4.4
Injecteurs 10 750 7.5 2h 15
Moteurs rideaux 2 750 1.5 0.083h 0.1245
Mixeur électrique 1 1 1000 1.0 0.25h 0.25
Mixeur électrique 2 1 550 0.55 0.25h 0.275
Machine de glace 1 506 0.506 0.5h 0.253
Télévision 6 130 0.78 0.5h 0.39
Réchauds électriques 1 1 1500 1.5 1h 1.5
Réchauds électriques 2 1 4000 4.0 3h 12
Réfrigérateur 1 (VIP) 1 200 0.2 24h 4.8
Réfrigérateur 2 2 1185 2.37 0h 0
Réfrigérateur 3 (Pepsi) 1 840 0.84 16h 13.44
Sèche main 1 6 1000 6.0 0.25h 1.5
Sèche main 2 1 1900 1.9 0.25h 0.475
Chauffe eau 1 1200 1.2 0h 0
Climatiseurs (Aiwell P) 14 2638 36.932 4h 147.728
Climatiseurs (Airwell G) 15 5300 79.5 4h 318
Climatiseurs (Union
Tech)
3 1845 5.535 4h 22.14
Projecteurs (buvette) 8 70 0.56 6h 3.36
Lampes (trasfo) 34 60 2.04 12h 20.4
Serveur général 1 20 0.02 24h 0.48
Total 2 981,0300

45
Zone 3
(Tour)
Ecrans 4 35 0.14 12h 1.68
Imprimantes 1 600 0.6 2h 1.2
Climatiseurs 4 1845 7.38 4h 29.52
Racks (Récepteurs) 1 50 0.05 24h 1.2
Racks (Emetteurs) 1 50 0.05 24h 1.2
Racks (Enregistreurs) 1 50 0.05 24h 1.2
Télévision 2 100 0.2 4h 0.8
Récepteurs numériques 2 30 0.06 4h 0.24
Ampoules à tube 3 36 0.108 3h 0.324
Total 3 42,1640
Zone 4
(Balisage +
Taxiway)
Piste 87 150 13.05 0.083h 1.08315
Parking 55 30 1.65 0.083h 0.13695
Encastré 5 30 0.15 0.083h 0.01245
Eclairage seuil 30 150 4.5 0.083h 0.3735
PAPI 8 200 1.6 0.083h 0.1328
Fin de la piste 12 150 1.8 0.083h 0.1494
Projecteurs 1 (poteaux) 26 1000 26.0 0.25h 6.5
Projecteurs 2 (poteaux) 6 1000 6.0 12h 72
Projecteur (tour) 1 1000 1.0 12h 12
Moteurs (poteaux) 4 750 3.0 0h 0
balisage d’obstacle 12 100 1.2 12h 14.4
Total 4 106,7882
Zone 5
(Eclairage
public)
Lampes économiques 65 20 1.3 12h 13
Lampe des poteaux
d’éclairage
49 250 12.25 12h 122.5
Total 5 135,5000
Zone 6
(Châteaux
d’eaux)
Moteurs 1 (1) 4 5500 22.0 0.3333h 7.3326
Moteurs 1 (2) 2 5500 11.0 1h 11.0
Moteurs 1 (3) (incendie) 2 5500 11.0 1h 11.0
Moteurs 2 (1) 2 3000 6.0 0h 0
Moteurs 2 (2) 1 3000 3.0 4h 12.0
Moteurs 3 3 4000 12.0 0h 0
Moteurs 4 1 10000 10.0 0.1666h 1.666
Moteurs 5 1 5000 5.0 0h 0
Moteurs 6 1 2000 2.0 0h 0
Moteurs 7 1 5600 5.6 0h 0
Ampoule à tube 14 36 0.504 0.083h 0.041832
Total 6 43,0404
Tableau 8 : Caractéristique des équipements de l’aéroport

46
Les installations électriques de l’aéroport Acharif Al Idrissi d’Al-Hoceima ont besoin d’une
puissance très grande. Pour rendre réalisable le système photovoltaïque de notre étude, il est
préférable de ne prendre en compte qu’une partie de cette installation.
C’est pourquoi, dans le cadre de notre étude, nous avons ciblé sur:
La zone 1 : Ancien terminal
La zone 2 : Nouveau terminal
La zone 3 : Tour
La zone 6 : Châteaux d’eaux
Les résultats ci-dessous permettront de résumer la consommation journalière en heures
pleines (6h à 18h) des zones que nous avons déjà choisi dans notre étude d’installation
photovoltaïque :
𝐄 𝐜𝐣 = 889,4806 kWh/j
2. Calculs l’énergie à produire et la puissance crête :
a. Calculer l’énergie à produire :
D’abord, il faut que l’énergie consommée(Ecj ) égale l’énergie produite (Epj ) à un coefficient
près. [26]
𝐄 𝐩𝐣 = 𝐄 𝐜𝐣/𝐤
Epj : Energie produite journalière.
Ecj : Energie consommée journalière.
Le coefficient k tient compte des facteurs suivant : [21]
 L’incertitude météorologique ;
 L’inclinaison non corrigé des modules suivant la saison ;
 Le point de fonctionnement des modules qui est rarement optimal et qui peut être
aggravé par : la baisse des caractéristiques des modules, la perte de rendement des
module dans le temps (vieillissement et poussières) ;
 Le rendement des cycles de charge et de décharge de la batterie (90%) ;
 Le rendement du chargeur et de l’onduleur (de 90 à 95%) ;
 Les pertes dans les câbles et connexions.
Le coefficient k est en général compris entre 0,55 et 0,75. La valeur approchée que l’on utilise
pour notre système sera la moyenne : 0,65
𝐄 𝐩𝐣 = 𝟏𝟑𝟔𝟖, 𝟒𝟕𝟏𝟕 kWh/j
a. Calculer la puissance crête Pc du générateur photovoltaïque nécessaire :
𝐏𝐜 = 𝐄 𝐩𝐣/𝐈 𝐫
Pc: Puissance crête en Watt crête (Wc).
Epj : Energie produite par jour (Wh/j).
Ir: Irradiation moyenne annuelle (kWh/m²/jour). [21]

47
Dans notre cas :
Pour couvrir tout les besoins toute l’année, on choisit le mois le plus défavorable à
Al-Hoceima.
De plus pour profiter le maximum possible des rayonnements solaire donc une bonne
productivité annuelle.
Donc le mois le plus défavorable pour Al-Hoceima est Décembre ; le jour typique de cette
mois a une irradiation globale G= 2.56 kWh/m²/jour.
𝐏𝐜 = 𝟓𝟑𝟒, 𝟓𝟒𝟑𝟔 𝐤𝐖𝐜
3. Choix du panneau solaire : IBC-220 S Megaline
Nous avons choisi dans la simulation de notre étude le panneau solaire IBC-220 S Megaline,
ce dernier va nous aider à compléter notre projet d’énergie solaire, afin de déterminer
précisément la puissance produite par le champ photovoltaïque.
A partir de la puissance crête des panneaux IBC-220 S Megaline, nous déterminons le nombre
des panneaux solaire nécessaires à l’installation.

Puissance crête unitaire d’un panneau IBC-220 S Megaline = 220 𝐖𝐜.
Nombre des panneaux =
𝐏𝐜
𝐏.𝐮𝐧𝐢𝐭𝐚𝐢𝐫𝐞
=
𝟓𝟑𝟓𝟎𝟎𝟎
𝟐𝟐𝟎
= 2432 panneaux
4. Choix d’onduleurs :
Pour le choix de l’onduleur, on s’est basé sur les données
du matériel photovoltaïques inclus dans la base de
données du logiciel PVSYST 5.52.
On tenant compte les caractéristiques calculé et les
conditions de l’utilisation de cet onduleur, par la suite, on
a aboutie aux résultats représentés sur la fiche technique
qui nous montre les déférentes caractéristiques d’onduleur
choisie.
Onduleur: Sunny Central 125 LV
Figure 17 : Onduleur Sunny Central

48
5. Choix des câbles :
C’est la partie de l’installation que les intensités sont les plus importantes entraînant des
pertes joules et des chutes de tension des câbles. La section de câble entraînant le moins de
pertes. [26]
𝐒 = ρ.
𝐋
𝐑
Avec :
S : Section du conducteur en mm2
.
ρ: Résistivité du conducteur en Ω/m (cuivre =1,6 10−8
Ω/m).
L : Longueur du câble en mètre (m).
R : Résistance max. de la ligne en ohm (Ω).
La résistance R est donnée par : R=ΔU/I.
ΔU : Chute de tension admissible en volt (V).
I : Intensité délivrée par le panneau photovoltaïque sous sa tension nominale. En
ampère (A).
6. Schéma d’installation :
Notre système photovoltaïque est constitué essentiellement comme le montre la figure des
éléments suivants :
 Les modules PV
 Onduleur
 Récepteurs (Charges)
Figure 18 : Schéma d’installation du système photovoltaïque raccordé au réseau

49
IV. Présentation du logiciel de simulation PVSYST V5.52 :
PVSYST est un logiciel conçu pour être utilisé par les chercheurs et les ingénieurs, mais c’est
aussi un outil pédagogique très utile. Il inclut une aide contextuelle approfondie, qui explique
en détail la procédure et les modèles utilisés et offre une approche ergonomique avec guide
dans le développement d’un projet. PVSYST permet d’importer des données météo d’une
dizaine des sources différentes ainsi que des données personnelles. [17]
1. Gestion du projet :
Dans notre projet d’étude, nous avons raccordé le système photovoltaïque avec le réseau de la
distribution public ONEE.
Nous allons définir le site de notre projet, via la rubrique Site et Météo, afin de construire
plusieurs variation du projet.
Figure 19 : Désignation du projet dans PVSYST V5.52
2. Conception et dimensionnement du projet :
La conception de système est basée sur une procédure rapide et simple :
 Spécifier la puissance désirée ou la surface disponible.
 Choisir les modules PV dans la base de données interne.
 Choisir l’onduleur dans la base de données interne.
Et PVSYST V5.52 propose une configuration du système, qui permet de réaliser une
première simulation/évaluation. [17]

50
Dans le dimensionnement de notre système photovoltaïque, voici le module PV et l’onduleur
que nous avons choisi :
Figure 20 : Configuration du système dans PVSYST V5.52
3. Dimensionnement du système : Outil visuel :
Un outil spécifique rassemble toutes les contraintes pour le dimensionnement du système.
Pour le nombre de modules en série, le diagramme supérieur montre la courbe I/V du champ
PV (été/hiver), et les contraintes de tension de l’onduleur.
 Pour le dimensionnement de l’onduleur : le second graphique montre la distribution
annuelle de puissance MPP du champ et la puissance effective de l’onduleur.
 Le dimensionnement optimal de l’onduleur est basé sur la perte de surcharge
acceptable sur une année. Il conduit habituellement à sur-dimensionner le rapport de
puissance nominale champ/onduleur, de l’ordre 1,25. [17]

51
Le principe caractéristique d’un onduleur PV est la recherche du meilleur point du
fonctionnement MPP du système, en effet, pour une température et un éclairement donnés,
la tension du circuit ouvert ou à forte charge est un peu près constante (assimilable à une
source de tension) tandis qu’en court-circuit où à faible charge le courant est pratiquement
constant (source du courant). Le générateur n’est alors ni vraiment une source de tension ni
vraiment une source de courant non plus. La tension de circuit ouvert est sensible à
la température et diminue quand la température augmente. Le courant de court-circuit est
quant à lui proportionnel à l’éclairement : augmente si l’éclairement augmente.
Le meilleur point de fonctionnement du système correspond au point de cette courbe où
la puissance, produit de la tension et du courant, est maximisée. Il se situe au milieu de
la caractéristique.
Figure 21 : Conditions de dimensionnement champ/onduleur dans PVSYST V5.52
4. Simulation et rapport :
La simulation calcul la distribution des énergies tout au long de l’année. Un rapport complet
avec tous les paramètres impliqués et les résultats principaux, est conçu pour être directement
transmis à l’utilisateur. [17]

52
5. Principaux résultats :
1. La production d’énergie totale (MWh/an) est essentielle pour évaluer la rentabilité du
système PV.
2. L’indice de performance (PR [%]) décrit la qualité du système lui-même.
3. L’énergie spécifique [kWh/kWc] est un indicateur de la productivité du système, selon
l’irradiation disponible (localisation et orientation).
4. Le diagramme des pertes : Montre les énergies à différents niveaux du système, avec
une évaluation des pertes à chaque stade. [17]
V. Présentation des résultats trouvés par le simulateur PVSYST V5.52 :
Après les étapes de simulation nécessaires, on obtient les résultats mentionnés dans les figures
suivantes :

53
Tableau 9 : Paramètre de simulation du système photovoltaïque

54
Tableau 10 : Principaux résultats de simulation du système photovoltaïque

55
Tableau 11 : Diagramme des pertes dans le système photovoltaïque

56
Comme l’illustre la page 1/3 du rapport de la simulation, le champ PV sera constitué de 2432
de modules PV (technologie poly cristallin) répartis sur une surface de 18972m2
, comme
suit :
 19 Modules en série
 128 chaines en parallèle
Quatre onduleurs utilisés dans la simulation, avec une puissance 125 kW.
L’indice de performance est représenté dans la page 2/3 du rapport de la simulation qui est
défini par le rapport de la production du système (𝑌𝑓) par l’énergie incidente de référence 𝑌𝑟
tel que : PR =
𝑌 𝑓
𝑌𝑟
.
Autrement dit, il représente l’efficacité globale du système par rapport à ce qu’on pourrait en
attendre selon la puissance installé et peut atteindre 74.1% dans les meilleures installations
PV.
La page 3/3 du rapport de la simulation, résume les pertes influençant la production du
système PV à savoir : les pertes ohmiques du câblage, effets d’incidence, pertes dues à la
température du champ, pertes dues à la qualité des modules,….etc.
Pour une étude plus complète, d’autres résultats concernant l’énergie incidente de référence
sur le plan des panneaux, et le diagramme journalière d’Entrée/Sortie sont données dans
l’annexe du rapport. (ANNEXE C)
VI. Etude économique et financière :
L'analyse économique et financière va nous permettre de juger la faisabilité de notre projet et
d'estimer sa rentabilité dans les vingt premières années. En effet, nous avons adopté un calcul
très simple, qui va nous permettre d’estimer notre projet, à savoir le gain, et le temps du retour
d’investissement.
On a :
 Production annuelle du système photovoltaïque : 858 MWh/an.
 Prix d’électricité, en moyenne tension dans les heures pleines : 0.9679 DHs/kWh. [22]
Le gain de la production PV = 858 MWh/an × 0.9679 DHs/kWh = 830458.2 DHs
o Coût d’un panneau : 1900 DHs
o Coût d’onduleur : 40000 DHs
o Coût total d’investissement (coût des panneaux + coût onduleurs + câblage
+ installation + étude de faisabilité…etc.) : 6000000 DHs
Temps du retour d’investissement (TRI) =
Coût total dʼinvestissement
Le gain de la production PV
Temps du retour d’investissement (TRI) = 6000000 / 830458.2 = 8 ans
Sachant que l’aéroport d’Al-Hoceima paye chaque année : 850000 DHs, concernant la facture
d’électricité.

57
VII. Etude écologique :
La technologie photovoltaïque n’a que très peu d’impact négatif sur l’environnement, par
rapport à ce qu’elle peut apporter comme bénéfices en matière d’écologie.
Premièrement, le photovoltaïque est une production d’énergie propre puisqu’il n’engendre
aucun rejet de gaz à effet de serre, responsables du réchauffement climatique.
Deuxièmement, la production d’électricité via une installation de panneaux photovoltaïques
est entièrement silencieuse et n’engendre aucune nuisance sonore.
Les émissions de CO2 par kWh d’électricité varient d’un pays à l’autre en fonction des
sources d’énergie utilisées pour la production d’électricité.
Au Maroc, il est estimé à 0,708 Kg pour 1 kWh par l’ONEE. [18]
L’énergie électrique produite par le système photovoltaïque est d’environ : 858 MWh/an
Alors que, notre projet photovoltaïque évitera un taux d’émission de CO2égale à :
858 MWh/an × 0.708 = 607464 Kg de CO2 par an
Sachant que la durée de vie d’un système PV estimée pour une installation photovoltaïque
raccordée au réseau est de plus de 20 ans, la masse de CO2évitée sera d’environ :
12149.28 tonnes/20ans
Conclusion
Dans ce chapitre, nous avons présenté le bilan de puissance énergétique des équipements de
l’aéroport, ainsi que nous avons choisi les composants du système que nous avions les utilisés
dans la simulation par le logiciel PVSYST V5.52, qui nous a donné des résultats, à savoir la
production énergétique mensuelle et annuelle.
Finalement, nous avons fait une étude économique et écologique afin de savoir la rentabilité
et la durabilité de notre système photovoltaïque.

58
Conclusion générale
Faire une étude de dimensionnement d’un système d’énergie solaire commence
toujours par une étude faisabilité, en premier lieu nous avons présenté l’aéroport d’Al
Hoceima, le demandeur de l’étude de notre sujet.
En deuxième lieu nous avons détaillé les différents composants du système
photovoltaïque et leurs principes du fonctionnement, ainsi que les facteurs qui influencent sur
le rendement des panneaux, à savoir l’orientation, l’inclinaison, ensoleillement et le
rayonnement global…etc.
En troisième lieu nous avons développé notre projet, d’abord nous avons déterminé la
consommation journalière des équipements électriques de l’aéroport, et via cette dernière,
nous avons déduit l’énergie à produire et la puissance crête du champ photovoltaïque qui
pourra couvrir une partie des besoins, ensuite nous avons utilisé le simulateur PVSYST V5.52
qui nous a donné d’après ses résultats, que le gain de notre système PV sera très important
pour l’aéroport d’Al Hoceima puisqu’il va diminuer la facture d’électricité, ainsi qu’il va
diminuer les gaz à effet de serre.

59
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
[1] Chef Service GSSQE, MANUEL QUALITÉ Aéroport AL HOCEIMA ACHARIF AL
IDRISSI (2014).
[2] VOR SEL4000 (2006).
[3] SELEX Systems Integration, MODEL 1118A/1119A DISTANCE MEASURING.
EQUIPMENT (DME), (July, 2010).
[4] Le Département Electronique de l’ENAC, PAPI RAPPEL BASIQUE (1ère édition 1974).
[5] Le Département Electronique de l’ENAC, VOR RAPPEL BASIQUE (1ère édition 1974).
[6] Le Département Electronique de l’ENAC, DME RAPPEL BASIQUE (1ère édition 1974).
[7] Cours d’électronique analogique et de puissance : Semi-conducteur (Mr F.Falyouni).
[8] Syndicats des Energies Renouvelables, (2009). Générateurs photovoltaïques raccordés au
réseau : spécifications techniques relatives à la protection des biens et des personnes (Guide
pratique à l'usage des bureaux d'étude et des installateurs).

60
WEBIOGRAPHIE
[9] http://www.masen.org.ma/index.php?Id=15&lang=fr#/_ Consulté le 25/05/2016
[10] http://energie-developpement.blogspot.com/2012/01/production-solaire-
photovoltaique.html Consulté le 28/04/2016
[11] http://www.univ-tebessa.dz/fichiers/ENP/sienr2014_12.pdf Consulté le 28/04/2016
[12] http://www.code-prototype.com/panneau-solaire.html Consulté le 28/04/2016
[13] http://www.portail-solaire.com/Histoireduphotovoltaique.html Consulté le 14/05/2016
[14] http://profs.cmaisonneuve.qc.ca/svezina/nyc/note_nyc/NYC_XXI_Chap%205.1.pdf
Consulté le 14/05/2016
[15] http://www.energieplus-lesite.be/index.php?id=16688 Consulté le 28/04/2016
[16] http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/MRcalc.php Consulter le 24/05/2016
[17] http://www.pvsyst.com/fr/ Consulté le 24/05/2016
[18] http://www.fm6e.org/images/Brochures/qualitair2016-fr.pdf Consulté le 27/05/2016
[19] http://www.lezarts.org/03LezArtS/Securites/Maison/secuelectrique.html Consulté le
25/04/2016
[20] http://www.photovoltaique.guidenr.fr/IV_2_rendement-europeen-onduleur.php Consulté
le 28/07/2016
[21] http://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedago
gique/549/549-corrige-tp-dim-syst-pv.pdf Consulté le 07/05/2016
[22] http://www.one.org.ma/FR/pages/interne.asp?esp=1&id1=2&id2=125&id3=128&t2=1
Consulté le 28/05/2016

61
LES ANNEXES
ANNEXE A
Figure A.1: Normes internationales d’une installation photovoltaïque [8]
Figure A.2: Domaine des tenions [19]

62
ANNEXE B :
Panneaux photovoltaïques
Désignation/Caractéristiques Prix
Module Si-Poly IBC-220 S Megaline 1900 DH
Onduleurs
Désignation/Caractéristiques Prix
Onduleurs centraux Sunny central 125 LV 40000 DH
Tableau B.1 : Prix des composantes photovoltaïques utilisés dans la simulation
Figure B.1 : Fiche technique d’onduleur centrale Sunny central 125 LV
IBC Solar 220 S Megaline
Puissance Pmax (Wc) 220
Tension nominale Umpp (V) 24.20
Courant nominale Impp (A) 9.100
Tension de circuit ouvert Uoc (V) 29.1
Courant de court circuit Isc (A) 10.00
Coefficient de température (%/°C) - 0.47
Technologie Si-Poly
Longueur × Largeur (mm) 1600×1060
Epaisseur (mm) 42.0
Poids (Kg) 22.20
Figure B.2 : Fiche technique du panneau solaire IBC Solar 220 S Megaline

63
ANNEXE C :
Figure C.1 : Energie incidente de référence sur le plan des panneaux
Figure C.2 : Diagramme journalier Entrée/Sortie du système PV

64
ANNEXE D :
Tableau D.1 : Consommation électrique en 2015
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
180000
200000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Electricité (Kwh)
Mois Consommation
Janv. 43810
Fév. 38153
Mars 42307
Avr. 39874
Mai. 84560
Juin. 123127
Juil. 157608
Aout. 176732
Sept. 133509
Oct. 73421
Nov. 65782
Déc. 58715

65

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