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Découverte de l’énergie solaire
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INP-HB/ESI/DFR GME/TS MA2 2019-2020 Page 1
DEDICACE
A nos différentes familles respectives

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REMERCIEMENT
Nous ne saurons entamer la rédaction de ce rapport sans au préalable adresser nos vifs
remerciements à tous ceux qui, de près ou de loin, ont contribué au succès de notre projet
d’étude.
Nous témoignons notre infinie reconnaissance à l’endroit de tout le corps enseignant et
administratif de l’Institut National Polytechnique Félix HOUPHOUET BOIGNY (INP-HB) de
Yamoussoukro, pour le suivi durant toutes ces années de formation. Nous remercions
particulièrement :
➢ M. KOFFI N’Guessan, Directeur Général de l’INP-HB ;
➢ Prof TANOH Aka, Directeur de l’Ecole Supérieur d’Industrie (ESI) ;
➢ Prof EKOUN Paul Magloire, Directeur du Génie Mécanique et Energétique (GME),
notre professeur encadreur ;
➢ Dr GBAHA Prosper, pour son soutien et son aide à rédaction de ce rapport ;
➢ Dr Kra ESSI, responsable section énergétique ;
➢ à tous les professeurs du Département Génie Mécanique et Energétique ;
Nous exprimons également notre reconnaissance à tous le personnel du département Génie
Mécanique et Energétique.
Nous remercions l’ensemble des élèves Techniciens Supérieur en Sciences et Technologies
du Génie Industriel, particulièrement, les élèves de la Mécatronique et Automobile et aussi
les El7ves de la EAI ().
Que tous ceux qui n’ont pas été mentionnés, qui nous ont soutenu et qui continuent de nous
soutenir par leurs prières et leurs actions, trouvent ici l’expression de notre sincère
gratitude.

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SOMMAIRE
DEDICACE……………………………………………………………………………………………………………………………………P
REMERCIEMENT………………………………………………………………………………………………………………………....P
SOMMAIRE…………………………………………………………………………………………………………………………………P
AVANT-PROPOS………………………………………………………………………………………………………………………….P
LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS……………………………………………………………………………………………..P
LISTE DES TABLEAUX……………………………………………………………………………………………………………........P
LISTE DES FIGURES………………………………………………………………………………………………………………………P
RESUME……………………………………………………………………………………………………………………………………..P
INTRODUCTION…………………………………………………………………………………………………………………………..P
CHAPITRE I………………………………………………………………………………………………………………………………….P
PRESENTATION DE L’ENERGIE SOLAIRE……………………………………………………………………………….P
I. LE SOLEIL …………………………………………………………………………………………………………………….....p
II. DEFINITION ET DECOUVERTE DE L’ENERGIE SOLAIRE…...………………………..……………………………p
III. UTILITES DE L’ENERGIE SOLAIRE…………………….…………………………………….……………………....P
CHAPITRE II………………………………………………………………………………………………………………..…………P
LES DIFFERENTS FORMES D’UTILISATION DE L’ENERGIE SOLAIRE…………………..……………………P
I. LE SOLIARE THERMIQUE……………………………………………………………………………………………………P
II. LE SOLAIRE PHOTOVOLTAIQUE……………………………………………………………………………….……..….p
III. LE SOLAIRE THERMODYNAMIQUE…………………………………………………………………………………....p
CHAPITRE III……………………………………………………………………………………………………………………..P
LES APPLICATIONS DE L’ENREGIE SOLAIRE………………………………………………………………………..P
I. LES APPLICATIONS DU SOLAIRE THERMIQUE……………………………………………….……………………p
II. LES APPLICATIONS DU SOLAIRE PHOTOVOLTAIQUE………………………………………………..…………p
III. LES APPLICATIONS DU SOLAIRE THERMODYNAMYQUE…………………………………………………….…p
COCLUSION………………………………………………………………………………………………………………………………… P

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AVANT-PROPOS
L’institut National Polytechnique Felix HOUPHOUET BOIGNY (INP-HB) est né, par le décret
n°96-678 du 04 septembre 1996, de la fusion de quatre établissements, à savoir :
➢ L’Institut Agricole de Bouaké (IAB) ;
➢ L’Institut National Supérieur d’Enseignement Technique (INSET) ;
➢ L’Ecole Nationale Supérieur d’Agronomie (ENSA) ;
➢ L’Ecole Nationale Supérieur des Travaux Publics (ENSTP).
Ses ambitions sont à la mesure des espoirs que la nation ivoirienne place en lui pour la
formation des élites qui lui assureront une présence digne dans le concert des nations du
troisième millénaire. Il désire aussi de développer son leadership tant au plan national qu’à
l’échelle sous régionale dans le domaine de la formation et de la recherche technique et
technologique.
L’INP-HB regroupe à ce jour huit (08) écoles que l’on désigne communément sous le vocable
de grandes Ecoles de Yamoussoukro, à savoir :
➢ Les classes Préparatoire aux grandes écoles (CPGE) ;
➢ L’Ecole Doctorale Polytechnique (EDP) ;
➢ L’Ecole de Formation Continue et de Perfectionnement des Cadres (EFCPC) ;
➢ L’Ecole Supérieur d’Agronomie (ESA) ;
➢ L’école Supérieur des travaux Publics (ESTP) ;
➢ L’Ecole Supérieure des mines et de la Géologies (ESMG) ;
➢ L’Ecole Supérieure de Commerce et d’Administration des Entreprises (ESCAE) ;
➢ L’Ecole Supérieure de l’Industrie (ESI).
Cette dernière école citée (ESI), à laquelle nous appartenons, compte deux cycles de
formations (Technicien, Ingénieur de conception). Elle a pour objectif de former en cinq ou
six (5 ou 6) ans des ingénieurs et en trois (03) ans des Techniciens Supérieurs qui sont
opérationnels au sein des industries nationales et internationales, dans les domaines
suivants : Electrotechnique et Automatisme Industriel, Production et Maintenance et
Maintenance des Systèmes industriels, Electronique, informatique, Télé communication,
Chimie, Maintenance Electromécanique, Mécatronique et Automobile notre filière.
Pour parfaire notre formation, la direction de l’ESI prévoit au cours du cycle de formation,
pour ses étudiants, des thèmes de recherche constituant des projets d’études (UP Pro). Le
projet d’étude apporte pour la formation des élèves qui le traiteront :
- Esprit de recherche et de synthèse, travail et organisation des groupes,
- Gestion de projet, méthodologie de recherche d’information, étude et exploitation
du système choisi.
En effet, cette période de recherche, de synthèse et de travail de groupe, en deuxième
année, fais partie intégrante de notre formation de DTS en Science et Technologie du Génie
Industriel option Mécatronique et automobile et doit faire l’objet d’un document qui sera
soutenu devant un jury.

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LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS

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LISTE DES TABLEAUX

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LISTE DES FIGURES

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RESUME
Le présent document constitue un rapport du projet de découverte de l’énergie solaire et
l’énumération de toutes les applications possibles, ainsi que les avantages et les limites de celui-ci. En
effet, le soleil est la source principale de la provenance de cette énergie. L’énergie solaire est la
fraction de l’énergie électromagnétique provenant du soleil, traversant l’atmosphère qui en absorbe
une partie, et parvenant à la surface de la terre.
Sur terre, l’énergie solaire est à l’origine du cycle de l’eau, du vent et de la photosynthèse réalisée
par le règne végétal, dont dépend le règne animal via les chaînes alimentaire.
Cette étude est le résultat d’un travail de groupe durant deux (02) mois de recherche d’information,
d’organisation et de synthèse.
Contenu des objectifs visés notre étude, c’est particulièrement porté :
Dans le premier chapitre, sur l’étude du soleil en définissant de manière succincte, sa structure, ses
caractéristiques physiques et chimiques. Par la suite nous avons donné l’historique et le l’évolution
qu’il a subi depuis sa naissance jusqu’à nos jours.
Dans le deuxième chapitre, sur les différents moyens et techniques assurant la conversion de la
lumière du soleil émise en énergie électrique ou soit la conversion du rayonnement soleil en énergie
thermique de grande puissance ou en énergie électrique. Le solaire thermique est le premier moyen
d’exploitation de l’énergie solaire. Il est le procédé qui consiste à transformer le rayonnement du
soleil en énergie thermique c’est à dire en chaleur. Le solaire photovoltaïque est la deuxième forme
d’exploitation de l’énergie solaire. Il est la branche de l’énergie solaire qui consiste à produire
l’électricité à partir d’une cellule Photovoltaïque. Et enfin le solaire thermodynamique est le
troisième procédé d’exploitation de l’énergie solaire. Il consiste à concentrer le rayonnement solaire
pour chauffer un fluide à haute température (entre 200 et 500 °C) et produire de la vapeur qui sera
valorisée sous forme d’électricité, de froid, de chaleur industrielle ou dans des applications plus
spécifiques comme le dessalage d’eau de mer.
Dans le troisième chapitre, sur toutes les applications possibles, les avantages et les limites de
l’énergie solaire.

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INTRODUCTION
Depuis des décennies, la consommation énergétique mondiale n’a cessé d’augmenter. Cette
énergie étant majoritairement d’origine fossile avec dégagement de dioxyde de carbone, qui
est un gaz d’effet de serre. Il en résulte une augmentation globale de la température
moyenne terrestre, qui est de 15°C. De ce fait, il est devenu urgent de réduire les émissions
de gaz à effet de serre afin stopper le réchauffement climatique.
Dans ce contexte, le développement de procédés permettant d’utiliser les énergies
renouvelables, comme la biomasse, le géothermique, l’éolienne etc., est aujourd’hui un des
enjeux majeurs de notre société. Parmi ces énergies, l’énergie solaire montre une
attractivité spécifique puisqu’elle est en abondance sur la terre et inépuisable.
Mais toute fois, il faut savoir que l’énergie solaire telle que reçu par la terre n’est pas
nécessairement la forme sous laquelle l’homme a besoin pour ses besoins énergétiques. Dès
lors, il convient de savoir comment transformer cette énergie en une source d’énergie
utilisable sur la terre pour divers domaines d’application.
Elle est l’énergie produite grâce au rayonnement du soleil. Elle a l’avantage d’être non
polluante et inépuisable. Selon les estimations l’énergie rayonnée par le soleil représenterait
chaque année 40 000 fois les besoins énergétiques que l’humanité consomme sous forme
d’énergies fossiles.
Malgré cela l’énergie solaire reste un domaine assez peu exploitée. Néanmoins la prise de
conscience collective en fait une énergie douce d’avenir.
C’est dans ce contexte global que s’inscrit notre projet d’étude ‘’la découverte de l’énergie
solaire et l’énumération de toutes les applications possibles’’.
Ce projet consiste à faire :
La présentation de l’énergie solaire;
La description des différents procédés d’exploitation de l’énergie solaire;
Enumération de différentes applications de l’énergie solaire.
Pour mener à bien cette étude et atteindre les objectifs de notre projet. Il convient de
présenter les différentes formes d’exploitation de l’énergie solaire, de montrer toutes les
applications possibles de l’énergie solaire et ensuite nous parlerons des avantages et les
limite de l’énergie solaire.

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I. LE SOLEIL
Le soleil est l’étoile du système solaire et la plus proche de la terre, sa lumière met
environ huit (08) minutes à atteindre la surface terrestre. La deuxième étoile la plus
poche est Proxima de centaure située à 4.23 années lumières du soleil mais la grande
distance qui nous sépare de cette étoile fait le soleil soit la seule étoile qui assure la vie
sur terre.
Sur le plan humain, le soleil a une importance primordiale car il est l’origine de la vie sur
terre, en lui fournissant d’énormes quantités d’énergie, qui permet la présence de l’eau à
l’état liquide et el photosynthèse des végétaux. Le rayonnement solaire est aussi
responsable du climat et des phénomènes météorologiques.
1. Les caractéristiques physiques du soleil
Grandeurs Valeurs unités
Diamètre 1392684 km
Rayon équatorial 696342 km
Circonférence équatoriale 4,379.106
km
Aplatissement aux pôles 9.10-6
Sans unité
Surface 6,0877.1012
km2
Volume 1,412.1018
km3
Masse 1,9891.1030
kg
Masse volumique moyenne 1408 kg/m3
Masse volumique au centre 150000 kg/m3
Gravité à la surface 273,95 m/s2
Vitesse de libération 617,54 m/s
Température au centre 15,1.106
K
Température à la surface 5750 K
Température à la couronne 5.106
K
Flux magnétique 3,826.1026
W
Figure1 : la structure du soleil

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2. Les caractéristiques chimiques du soleil
Composition photosphérique en (masse) Valeur en (%)
Hydrogène 73,46
Hélium 24,85
Oxygène 0,77
Carbone 0,29
Fer 0,16
Néon 0,12
Azote 0,09
Silicium 0,07
Magnésium 0,05
Soufre 0,04
En résumé, le soleil est une naine de forme pseudo-sphérique comparable à une immense
boule de gaz très chaude qui se compose de 80% d’hydrogène et de 19% d’hélium, 1%
restant étant un mélange de plus de 100 éléments, soit pratiquement tous les éléments
chimiques connus. Bien qu’il soit une étoile de taille moyenne, il représente à lui seul 99,9%
de la masse du système solaire qui est dominé par les effets gravitationnels de l’importante
masse du soleil.
3. Description et illustration de la structure du soleil.
➢ Le noyau
Le noyau contient 40% de la masse du soleil, c’est là où se crée 90% de son énergie sous forme
de rayon gamma et X, tout le rayonnement émis dans cette région est totalement absorbé par
les couches supérieurs, cette zone s’étend sur une épaisseur de 25.104
km, elle présente les
caractéristiques suivantes :
• Une température de 15.106
°C ;
• Une densité est de 1015 kg/m3
;
Figure2 : la structure du soleil en coupe

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• Une pression de 109 atm.
➢ La zone radiative
Dans cette zone la chaleur produite se propage par une diffusion radiative, elle présente les
propriétés suivantes :
• Une épaisseur de 244160 km ;
• Une température variante de 10.106
°C à 50.104
°C.
➢ La zone convective
La zone convective où la chaleur produite se propage par une convection, elle présente les propriétés
suivantes :
• Une température comprise entre 50.106
°C à 6400°C ;
• Une épaisseur de l’ordre 199758 km
➢ La photosphère
La photosphère est une couche opaque. Les gaz qui la constituent, sont fortement ionisés et
capables d’absorber et d’émettre un spectre continu de radiation, elle émet 99% du rayonnement
total principalement dans le visible et c’est elle que l’œil humain perçoit. Elle présente les
caractéristiques suivantes :
• Une température de surface décroit de 6400 °C à 4500°C ;
• Une épaisseur de 500 km ;
• Une pression de 1/100 atm.
➢ La couronne
La couronne est la dernière couche du soleil. Elle présente les caractéristiques suivantes :
• Elle est sans limite précise ;
• La température augmente de 106
°C à 2.106
°C.
4. Origine
Les conditions résidantes au cœur du soleil favorisent l’interaction des différents atomes
d’hydrogène qui subissent une réaction de fusion thermonucléaire. Le résultat de ce processus,
lorsqu’il se répète la fusion de quatre noyaux d’hydrogène en un noyau d’hélium avec émission
d’énergie sous forme de rayonnement gamma et X.
Chaque seconde, 564 millions de tonnes d’hydrogène se transforment en 560 millions de tonnes
d’hélium, cette différence de 4 millions par seconde correspond à la différence d’énergie de liaison
entre les protons d’hydrogènes et ceux de l’hélium donnant une énergie sous forme de
rayonnement, estimée à 3,7.1026
j/s.
II. DEFINITION ET DECOUVERTE DE L’ENERGIE SOLAIRE

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1. Définition de l’énergie solaire
L’énergie solaire est la fraction de l’énergie électromagnétique provenant du soleil, traversant
l’atmosphère qui en absorbe une partie, et parvenant à la surface de la terre.
Sur terre, l’énergie solaire est à l’origine du cycle de l’eau, du vent et de la photosynthèse réalisée
par le règne végétal, dont dépend le règne animal via les chaînes alimentaire. Le soleil est à l’origine
de la plupart des énergies sur terre, à l’exception de l’énergie nucléaire et de la géothermie
profonde.
Les sources d’énergie issues indirectement de l’énergie solaire sont notamment : l’énergie
hydraulique, dérivée de l’énergie cinétique de l’eau dont le cycle dépend du soleil.
2. La découverte de l’énergie solaire
L’utilisation de l’énergie solaire remonte à l’antiquité. Par exemple, les Grecs allumaient la flamme
olympique grâce à un système de miroir concentrant les rayons du soleil.
➢ Au XVIIe
siècle
Les applications pratiques apparaissent avec :
Le Français Salomon de Gaus construit en 1615 une pompe solaire, grâce l’utilisation de d’air chauffé
par le rayonnement solaire.
Par la suite, François Villette, opticien au château de Versailles, conçoit un miroir en bronze d’un
mètre de diamètre, grâce auquel il fait des démonstrations de fusion d’objets
➢ Au XVIIIe
siècle
En, Georges-Louis de Bouffon expérimente un miroir qui concentre la lumière du soleil en un point
focal. Il arrive à faire fondre un morceau d’argent (soit plus de 1044 °C).
Dans les années 1780, Horace-Bénédict de Saussure invente un instrument de mesure lui permettant
d’étudier les effets calorifiques des rayons soleil qu’il norme « hélio thermomètre ».
A la fin du XVIIIe
siècle, Antoine Lavoisier construit un four solaire qui atteint la température de
1800°C.
➢ Au XIXe
siècle
La conversion de la lumière en électricité, appelée effet photovoltaïque, est découvert par Edmond
Becquerel en 1839, mais il faut attendre près d’un siècle pour que les scientifiques approfondissent
et exploite ce phénomène physique.
En 1875, Werner Von Siemens expose devant l’Académie royale des sciences de Prusse un article sur
l’effet photovoltaïque dans les semi-conducteurs.
➢ Au XXe
siècle

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En 1913, William Coblentz dépose le premier brevet pour une cellule solaire, qui ne pourra jamais
fonctionner.
En 1916, Robert Andrews Millikan, est le premier à produire de l’électricité avec une cellule solaire,
mais pendant les quarante années suivantes, personne ne fera beaucoup de progrès en énergie
solaire car les cellules photovoltaïques ont un trop mauvais rendement pour transformer la lumière
du soleil en énergie électrique.
Pendant l’année 1954, trois chercheurs Américains (Chapin, Pearson et Prince) mettent au point une
cellule photovoltaïque à haut rendement (9%) et les Laboratoires Bell construisent le premier
panneau solaire mais il était trop coûteux pour être produite en série. C’est conquête spatiale qui
fera réellement progresser l’énergie solaire ; le panneau solaire était le seul moyen non-nucléaire
d’alimenter des satellites en énergie.
En effet, c’est en 1958 qu’a lieu le premier lancement d’un satellite fonctionnant à l’énergie
photovoltaïque.
III. UTILITES DE L’ENERGIE SOLAIRE
L’énergie solaire est très utile du fait de son aspect non polluant et renouvelable. Le soleil étant en
abondance sur terre et inépuisable à l’échelle humaine son importance devient dès lors très capitale.
L’utilité du solaire ne s’arrête pas qu’aux aspects naturel (origine du vent, de la photosynthèse, de la
pluie, de la géothermie Superficielle, etc.) mais va plus loin avec ses utilisations pour la production
d’électricité (solaire photovoltaïque et thermodynamique) la production d’eau chaude sanitaire ou la
climatisation (solaire thermique). La norme antipollution vient par la suite augmenter son
importance, car cette source d’énergie ne produit aucun gaz a effet de serre et s’inscrit parmi les
sources d’énergie participant à la protection de l’environnement d’où le nom « d’énergie vert ».

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I. LE SOLAIRE THERMIQUE
1. Définition du solaire thermique.
Le solaire thermique est le procédé qui consiste à transformer le rayonnement du soleil en énergie
thermique c’est à dire en chaleur. Elle peut être utilisée directement soit pour le chauffage mais,
aussi pour obtenir de l’eau chaude ou indirectement pour obtenir de l’électricité à partir d’un
procédé thermodynamique.
Principe du solaire thermique consiste à concentrer les rayons solaire en un seul endroit. Ceux-ci sont
alors piégé par des capteurs solaire thermique vitré ou non, qui transmet l’énergie solaire à des
absorbeurs métalliques. Ces mêmes absorbeurs réchauffent alors un réseau de tuyau ou circule un
fluide caloporteur (c’est-à-dire un fluide qui reçoit de la chaleur en un point de son circuit et qui la
cède en un autre point). Cet échangeur va à son tour chauffer de l’eau stocké dans un cumulus, cette
même eau ira alimenter le chauffe-eau (pour l’eau sanitaire) ou les systèmes de chauffage solaire.
2. Description d’un système solaire thermique
De façon générale, un système solaire thermique est composé, des éléments suivants :
✓ Un capteur solaire
✓ Un fluide caloporteur
✓ Un échangeur thermique
✓ Un régulateur thermique
✓ Une pompe
✓ Un ballon de stockage
2.1. Les capteurs solaires thermiques
Les capteurs solaires thermiques ont pour rôle principal la transformation des rayons solaires qu’ils
reçoivent en énergie calorifique utilisable, le plus souvent par l’intermédiaire d’un fluide caloporteur
(eau, air ….).
Figure N°3 : description d’un système solaire thermique.

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➢ Les capteurs solaires sans vitrage
Les plus simple qui atteignent les niveaux de température les moins élevés, utilisés principalement
pour le chauffage des piscines. Ils sont beaucoup plus économiques mais moins rependu. Dans les
zones tempérées, la température de fonctionnement est généralement inférieure à 30°C. Ils sont
seulement constitués d’un absorbeur dans lequel circule le fluide caloporteur.
➢ Les capteurs solaires avec vitrage
Les capteurs plans vitrés sont généralement utilisés dans les installations de chauffage de l’eau sanitaire ou des
locaux. La température de fonctionnement est généralement comprise entre 30°C et 60°C. Ils sont constitués
d’une caisse isolée couverte par un vitrage. A l’intérieur, on retrouve l’absorbeur dans lequel circule le fluide
caloporteur. Le vitrage bloque le rayonnement infrarouge et isole la lame d’air au-dessus de l’absorbeur pour
garder la chaleur.
Figure N°5 : illustration d’un capteur solaire plan vitré
Figure N°3 : capteur solaire sans vitrage

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➢ Les capteurs solaires à tube sous vide
Ils sont composés d’un ou plusieurs tubes en verre dans lesquels un vide est créé afin de limiter les
pertes thermiques.
2.2. Le fluide caloporteur
Le fluide de travail est chargé de transporter la chaleur entre deux ou plusieurs sources de
température. Il est choisi entre en fonction de ses propriétés physiques et chimiques, il doit posséder
une conductivité thermique élevée, une faible viscosité et capacité calorifique élevée. Dans le cas des
capteurs plans, on utilise de l’eau à laquelle on ajoute un antigel (généralement de l’éthylène glycol)
ou bien de l’air. Par rapport à l’eau, l’air a les avantages suivants :
• Pas de problème de gel l’hiver ou d’ébullition l’été ;
• Pas de problème de corrosion (l’air sec) ;
• Toute fuite est sans conséquence ;
• Il n’est pas nécessaire d’utiliser un échangeur de chaleur pour le chauffage des locaux ;
• Le système à mettre en œuvre est plus simple et plus fiable.
Cependant il présente certains inconvénients, à savoir :
• L’air ne peut servir qu’au chauffage des locaux ou pour le séchage solaire ;
• Le produit masse volumique – capacité thermique, est faible (ϱ.Cp=1225 J/m3
.K) pour l’air
contre 4200 KJ/m3
.K pour l’eau ;
• Les conduites doivent avoir une forte section pour laisser passer un débit suffisant.
2.3. Un échangeur thermique
Un échangeur est un dispositif mécanique qui permet à deux fluides d’échangés de l’énergie
thermique sans qu’ils entrent en contact. Il assure le transfert de la chaleur, captée par le fluide
caloporteur au moyen des capteurs solaire, à l’eau sanitaire.
Figure N°6 : capteur solaire thermique à tube sous vide – VRK 14 – CTC.

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On distingue deux types deux types d’échangeur thermique, qui sont les suivants :
• Les échangeurs à fluide mélangé ;
• Les échangeurs à fluide non mélangé.
Ils obéissent tous à cette loi de puissance thermique :
Ф = 𝑈𝐴𝛥𝑇LM
✓ Ф est le flux thermique exprimer en W ;
✓ U est le coefficient d’échange global W/m2
.K ;
✓ A la surface d’échange, elle peut être coté fluide chaud comme froid, en m2
;
✓ ΔLM l’écart moyen logarithmique de la température en K.
2.4. Un régulateur thermique.
Le régulateur thermique permet de réguler la circulation du fluide caloporteur en laissant passer ou
non. Il assure cette régulation en fonction de la température du fluide caloporteur.
2.5. Une pompe.
La pompe permet la mise en circulation du fluide caloporteur tout en aspirant et refoulant.
2.6. Un ballon de stockage.
Le ballon de stockage permet de stocker de l’énergie thermique.
II. LE SOLAIRE PHOTOVOLTAIQUE
1. Définition de l’énergie solaire photovoltaïque.
L’énergie solaire photovoltaïque est la branche de l’énergie solaire qui consiste à produire
l’électricité à partir d’une cellule Photovoltaïque. L’association de plusieurs cellules Photovoltaïques
nous donne un panneau solaire Photovoltaïque.
2. Description d’un système solaire photovoltaïque.
2.2. Les panneaux solaires photovoltaïques.
Le silicium est actuellement le matériau le plus utilisé pour fabriquer les cellules photovoltaïques
disponibles à un niveau industriel. Le silicium est fabriqué à partir du sable quartzeux (dioxyde de
silicium), Par la suite, ce silicium pur va être enrichi en éléments dopants (P, As, Sb ou B), afin de le
transformer en semi-conducteur de type P ou N. Lorsqu’un semi-conducteur de type N est mis en
contact avec un semi-conducteur de type P, les électrons en excès dans le matériau N se diffusent
dans le matériau P. La zone initialement dopée N devient chargée positivement et la zone
initialement dopée P devient chargée négativement et un équilibre s’établit. Une jonction a été créée
et en ajoutant des contacts métalliques sur les zones N, on obtient une diode. Lorsque cette diode
est éclairée, les photons sont absorbés par le matériau et chaque photon donne naissance à un
électron et un trou (on parle de parle de pair électron-trou). La jonction de la diode sépare les
électrons et les trous, donnant naissance à une différence de potentiel entre le contact N et P, et un
courant circule si une résistance est placée entre les contacts de la diode.

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2.2.1. Principe de fonctionnement.
2.2.2. Les différentes technologies.
On distingue essentiellement trois technologies de panneaux solaires photovoltaïques qui sont les
suivants :
• Les monocristallins
Les panneaux PV avec des cellules monocristallines sont les photopiles de la première génération,
elles sont élaborées à partir d'un bloc de silicium cristallisé en un seul cristal. Son procédé de
fabrication est long et exigeant en énergie; plus onéreux, il est cependant plus efficace que le silicium
poly cristallin, elles ont un rendement de 12 à 18%, mais la méthode de production est laborieuse.
• Les poly cristallins
Les panneaux PV avec des cellules poly cristallines sont élaborés à partir d'un bloc de silicium
cristallisé en forme de cristaux multiples. Vus de près, on peut voir les orientations différentes des
cristaux (tonalités différentes). Elles ont un rendement de 11 à 15%, mais leur coût de production
est moins élevé que les cellules monocristallines. Ces cellules, grâce à leur potentiel de gain de
productivité, se sont aujourd'hui imposées. L'avantage de ces cellules par rapport au silicium
monocristallin est qu'elles produisent peu de déchets de coupe et qu'elles nécessitent 2 à 3 fois
moins d'énergie pour leur fabrication et sa durée de vie est estimée à 30 ans.
Figure N°7 : panneau mono cristallin
Figure N°8 : panneau solaire photovoltaïque poly cristallin

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• Les structures amorphes
Les modules photovoltaïques amorphes ont un coût de production bien plus bas, mais
malheureusement leur rendement n'est que 6 à 8% actuellement. Cette technologie permet
d'utiliser des couches très minces de silicium qui sont appliquées sur du verre, du plastique souple ou
du métal, par un procédé de vaporisation sous vide. Le rendement de ces panneaux est moins bon
que celui des technologies poly cristallines ou monocristallines. Cependant, le silicium amorphe
permet de produire des panneaux de grande surface à bas coût en utilisant peu de matière première.
2.3. La batterie.
La détermination du parc batterie est réalisée à partir de la prise en compte d’un certain nombre de
jour d’autonomie à assurer dans les conditions de production nulle.
Elle est déterminée par la relation suivante :
𝐶 = 𝐸𝑐.
𝑁
𝑈. 𝐷
✓ C : capacité de la batterie en (Ah) ;
✓ Ec : Energie consommée par jour en (Wh/j) ;
✓ N: nombre de jour d’autonomie en jour ;
✓ D : décharge maximale admissible ;
✓ U : tension de la batterie en volt.
2.4. Les onduleurs.
Un onduleur est un appareil électronique de puissance permettant de générer un courant alternatif,
à partir d'un courant continu. Ils sont particulièrement très utiles avec des panneaux solaires qui
fournissent de l’électricité quand on n'en a pas toujours besoin et qu'il faut alors stocker dans des
batteries . Ainsi pour être réutilisé, ce courant continu doit ensuite être converti en courant alternatif
d’où la nécessité d’un onduleur.
2.5. Les régulateurs électriques.
Afin d’éviter les surcharges et les décharges trop profondes des batteries, le régulateur solaire (aussi
appelé régulateur de charge ou encore contrôleur de charge) gère le niveau d’énergie stockée dans
les batteries. Il limite la charge quand la batterie est complètement chargée et ralentit la décharge
afin d’éviter les décharges profondes.
Figure N°9 : panneau solaire amorphe

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Pour ce faire, il y a deux éléments principaux à prendre en compte :
✓ La tension entre le panneau et la batterie ; le régulateur doit pourvoir accepter cette
tension (en général 12V, 24V, 48V) ;
✓ L’intensité maximale du régulateur : l’intensité du régulateur (en Ampère) doit être
supérieur à l’intensité de court-circuit du ou des panneaux solaires auquel il est
connecté.
III. LE SOLAIRE THERMODYNAMIQUE
1. Principe de fonctionnement du solaire thermodynamique
La technologie consiste à concentrer le rayonnement solaire pour chauffer un fluide à haute
température (entre 200 et 500 °C) et produire de la vapeur qui sera valorisée sous forme
d’électricité, de froid, de chaleur industrielle ou dans des applications plus spécifiques comme le
dessalage d’eau de mer.
Pour ce faire, les centrales solaires thermodynamiques se basent sur deux modes de
fonctionnement :
A génération directe d’électricité ; le fluide qui circule dans le champ solaire est le même
que celui qui actionne la turbine.
A génération indirecte d’électricité ; le fluide caloporteur circulant dans le champ solaire
réchauffe un fluide de travail qui alimente la turbine.
Le principe est d’associer une centrale solaire à une autre source de chaleur issue d’énergie fossile ou
de la biomasse, garantissant ainsi une production continue. Cela autorise des systèmes de
cogénération (production simultanée d’électricité et de chaleur) qui peuvent améliorer la rentabilité
des projets. L’hybridation permet ainsi de disposer de capacités fermes, prédictibles, et non de
capacités uniquement relatives, reposant sur le taux et la qualité de l’ensoleillement. Les centrales
solaires thermodynamiques recouvrent une grande variété de systèmes disponibles tant au niveau
de la concentration du rayonnement, du choix du fluide caloporteur que du mode de stockage.
2. Description d’un système solaire thermodynamique.
Figure N°10 : Schéma de principe d’une centrale thermodynamique à génération indirecte

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Une centrale thermodynamique est généralement composée de trois blocs :
• Le premier bloc est système de captation solaire constituée d’un réflecteur/ concentrateur,
communément appelé champ solaire. Il capte les radiations solaires directes et les concentre
sur un récepteur dans lequel s’écoule un fluide caloporteur. Durant cette étape, le
rayonnement solaire est converti en puissance thermique ;
• Le seconde bloc est un système de stockage et de restitution d’énergie thermique qui permet
de décolérer la production d’électricité de la ressource solaire et palier aussi à son
intermittence ;
• Le troisième bloc est un système de conversion thermodynamique composé de deux
éléments : l’élément principal est une turbine qui transforme l’énergie thermique du fluide
travail en énergie mécanique. La turbine couplée à un générateur électrique transforme
l’énergie mécanique en électricité. L’électricité ainsi produite peut être rejeté sur le réseau
électrique de transport et de distribution.
3. Technologies des centrales solaires thermodynamiques.
Trois sous ensemble son nécessaire pour produire de l’électricité grâce à la radiation solaire : la
captation du flux solaire, le stockage de l’énergie thermique et la conversion thermodynamique. Pour
chacun d’eux, différents technologies ont été développées à l’échelle industrielle un rapide aperçu
de ces technologies est présentée ci-dessous.
3.1. Les récepteurs solaires thermodynamiques.
Pour produire de l’électricité seule le rayonnement solaire directe est exploitable car le rayonnement
diffus ne peut pas être focalisé. Les centrales solaires thermodynamiques ne peuvent donc
fonctionner que lorsque le ciel est clair et sec. La figure xx présent quatre technologies de récepteur,
Figure N°11 : description schématique des différentes technologies de captation
solaire

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Les héliostats et centrales à tour : des centaines, voire des milliers de miroirs (héliostats) équipés
d’un système de suivi du soleil (deux axes de rotation) concentrent les rayons du soleil sur un
récepteur central placé au sommet d’une tour. Les températures pouvant être atteintes dans
l’absorbeur en haut de la tour sont de l’ordre de 450° à 1000°C.
Les collecteurs à réflecteurs linéaires de Fresnel sont composés d’une succession de miroirs plans qui
suivent la courbe du soleil (un axe de rotation) et redirigent les rayons sur un tube absorbeur
(récepteur). L’utilisation de réflecteurs non incurvés permet d’abaisser considérablement le coût,
comparativement aux collecteurs cylindro-paraboliques, malgré un rendement inférieur. Comme
pour les réflecteurs cylindro-paraboliques un fluide caloporteur circule dans le tube et les
températures pouvant être atteintes entre 270 à 450°C.
Les disques paraboliques, en forme d’assiettes, suivent la course du soleil (deux axes de rotation) et
concentrent les rayonnements vers un récepteur situé au point focal de la parabole. Au point focal
se trouve une enceinte à l’intérieur de laquelle un gaz entraîne un moteur Stirling. Peu d’industriels
dans le monde portent cette technologie. Les températures pouvant atteintes au point focal sont de
l’ordre de 600° à 1200°C.
Les réflecteurs cylindro-paraboliques, miroirs en forme d’auges, concentrent les rayons du soleil vers
un tube (récepteur) placé sur la ligne focale. Un fluide caloporteur circule dans les tubes. Les
températures pouvant être atteintes avec ce type de capteur sont comprises entre 270 et 450 °C.
3.2. Conversion thermodynamique
3.2.1. Fluides caloporteurs et fluides de travail
Pour transporter la chaleur issue du champ solaire jusqu’à la turbine, un fluide caloporteur et/ ou un
fluide de travail sont utilisés. Le choix du fluide dépend de la température atteinte lors de la
concentration du flux solaire, du type méthode de fonctionnement génération directe et indirecte et
le type de stockage utilisé. Les fluides de travail couramment utilisés sont :
• Le sel de formule chimique (NaNO3KNO3) fondu ;
• L’huile thermique (Therminol VP1 ; Down Term A) ;
• Eau et vapeur d’éau ;
• Air.
3.2.2. Générateur électrique
Il y a plusieurs moyens techniques pour convertir l’énergie thermique en énergie électrique. Le choix
d’un système de conversion thermodynamique dépend de la température du fluide de travail. Les
technologies existantes sont :
• Les cycles vapeur conventionnel ;
• Les ORC (Organic Rankine Cycle) ;
• Les cycles Rankine ;
• Les cycles à gaz hautes températures (Stirling et Brayton).

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Actuellement, les problèmes majeurs des centrales solaires thermodynamiques concernent les
impossibilités de produire de l’électricité en continu, de gérer les pics de production et d’adapter la
production à la demande ; pour les résoudre, il est nécessaire de développer des systèmes de
stockage de l’énergie thermique.
3.4. Stockage de l’énergie thermique.
3.4.1. Utilité d’un système de stockage dans les centrales solaires
thermodynamiques.
Quelle que soit leur technologie, le fonctionnement des centrales solaires thermodynamiques est
fortement contraint par le caractère intermittent de l’énergie solaire. Pour que la production de
l’électricité soit efficace et optimisée, il faut nécessairement développer une solution de stockage.
Les centrales solaires thermodynamiques présentent l’énorme avantage d’avoir la possibilité de
stocker l’énergie thermique, ce qui est, a priori, bien moins onéreux que le stockage d’énergie
électrique. L’objectif d’un système de stockage est de découpler la production d’électricité de la
ressource énergétique. Deux échelles de temps apparaissent, les systèmes de stockage à court terme
(<1h) qui ont pour objectif de :
o Maintenir la production constante pendant les passages nuageux ;
o Diminuer le nombre de phase de démarrage et d’arrêt des turbines.
Et, les systèmes de stockage de masse (<1h) qui ont pour objectif :
o Optimiser le fonctionnement des turbines ;
o Adapter au maximum la production à la demande ;
o Augmenter la capacité de la centrale.
Les systèmes de stockage d’énergie thermique ont généralement des temps de réponse assez longs
et seront donc plus efficaces s’ils sont utilisés en tant que systèmes de stockage de masse.
3.4.2. Fonctionnement d’un procéder de stockage d’énergie
thermique.
Les procédés de stockage de l’énergie thermique se déroulent en trois étapes :
o La charge, durant laquelle l’énergie thermique issue du champ solaire est emmagasinée ;
o Le stockage de la chaleur, de durée plus ou moins longue selon les besoins et/ou le procédé
de mise en œuvre ;
o La décharge qui correspond à la phase de restitution de l’énergie thermique pour produire
de l’électricité.
Différentes options de pilotage d’une unité de stockage thermique peuvent être mise en œuvre selon
les variations journalières et annuelles de l’ensoleillement et de la demande en électricité. Les
principaux modes d’utilisation d’un procédé de stockage d’énergie sont répertoriés ci-dessous et
représentés sur la Figure qui suit.

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o Le « lissage des transitoires de la puissance thermique issue du champ solaire dus aux
variations de l'ensoleillement (passage de nuage d’au moins 1h) » (Figure (a)). Ce
fonctionnement permet de maintenir une efficacité élevée de la machine de convertion
électrique en évitant les fonctionnements à charge partielle. Un stockage de petite taille
(typiquement 1h maximum à pleine charge) est nécessaire ;
o Le « déplacement de la période de production électrique » (Figure (b)). L’énergie thermique
collectée dans le champ solaire durant la journée est envoyée au stockage. La production
électrique est décalée dans le temps pour correspondre aux périodes de fortes demandes et
de tarifs élevés. Les tailles typiques de stockage associées sont de l’ordre de 3 à 6 h à pleine
charge ;
o L’ « extension de la période de production électrique » (Figure (c)). Ce type de
fonctionnement suppose un stockage de grande taille (typiquement de 3 à 12h à pleine
charge) et une turbine ;
o La « concentration de la production électrique aux heures de pointe » (Figure (d)). La
production électrique est essentiellement limitée aux périodes de forte demande et de tarifs
élevés. Ce type est exclusivement suppose un très grand stockage et une grosse turbine. Il
permet d’obtenir les meilleures conditions de rachat de l’électricité.

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I. LES APPLICATIONS DU SOLAIRE THERMIQUE.
La chaleur solaire a été captée, acheminée et peut être désormais utilisée. Il existe trois utilisations
générales de l’Energie solaire thermique, chaque utilisation nécessitant une gamme de température
à atteindre.
➢ Utilisation 1 : chauffage de l’eau sanitaire
➢ Utilisation 2 : Chauffage de bâtiment
➢ Utilisation 3 : Climatisation intérieure ou « froid solaire »
1. Le chauffage de l’eau sanitaire
On distingue diffèrent types d’application classées en deux grandes catégories
❖ Le chauffe-eau solaire monobloc
Les capteurs sont dissociés du système de stockage. La circulation est naturelle : la différence de
température suffit à la circulation du fluide (thermosiphon). Cette technologie est particulièrement
adaptée aux climats peu froids
❖ Chauffe-eau à éléments séparés
Les capteurs se situent toujours en toiture, mais cette fois-ci, l’élément de stockage est dissocié et
placé à l’intérieur du bâtiment. Cette technologie est nécessaire lorsqu’il y a un risque de gel : un
antigel est souvent ajouté au fluide caloporteur, et le ballon est placé à l’intérieur de l’habitat. La
circulation de l’eau est alors forcée par un circulateur et un régulateur. L’installation peut être
déclinée avec plusieurs éléments de stockage pour les installations collectives, ou un stockage
centralisé.
❖ Le chauffe-eau solaire individuel
Le chauffe-eau solaire individuel comporte des capteurs vitres installes sur la toiture dans lesquels
circule un fluide caloporteur (eau+ antigel) qui, réchauffé par le soleil, transmet sa chaleur et chauffe
Figure N°12 : plage de chauffage en fonction de la température.

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l’eau. Lorsque le fluide caloporteur est refroidi, il repart vers les capteurs pour être à nouveau
réchauffé par les rayons du soleil.
2. Le Chauffage de bâtiment
La chaleur collectée, portée par le fluide caloporteur, va circuler à travers le bâtiment et diffuser peu
à peu sa chaleur
❖ Le plancher solaire direct (PSD) ;
C’est le même principe que le chauffage au sol : votre plancher chauffe la pièce grâce a une chaleur
douce et harmonieuse.la seule différence tient à la source de la chaleur. On la nomme direct car il est
directement relié aux capteurs. Le liquide caloporteur des capteurs solaires circule directement dans
le plancher chauffant. Un réseau de tuyaux parcourt le plancher et diffuse peu à peu la chaleur dans
le bâtiment. Le réseau de distribution peut aussi être relié à une chaudière. Le fluide caloporteur
peut alors être stocké
Figure N°13 : Le chauffage solaire individuel
Figure N°14 : Le plancher solaire

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❖ L’hydro accumulation
L’énergie solaire est stockée au fur et à mesure qu’elle arrive dans un ballon de stockage (de 0.5 à 1
m3), et peut être utilisée pour le chauffage de l’eau ou le chauffage domestique
❖ Le chauffage solaire combine
C’est une installation solaire qui combine le chauffage de l’eau sanitaire et le chauffage de votre
maison. Le principe est toujours le même. On utilise soit un chauffage au sol, soit des radiateurs
basse température. La planche chauffante, reprend le système du chauffage au sol mais adapté à
l’utilisation de l’énergie solaire.la température du système au sol monte a 27°C et réchauffe la pièce.
Possédant une borne inertie thermique, la dalle du plancher stocke la chaleur durant la journée pour
la restituer le soir et la nuit, lorsque les températures diminuent
Figure N°16 : système solaire combiné
Figure N°15 : hydro-accumulateur solaire GRDF Cegibat

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❖ La Climatisation intérieure ou « froid solaire »
La chaleur peut être utilisée indirectement pour produire du froid. On parle alors de « froid solaire ».
La chaleur produite par les capteurs sert à entraîner une pompe thermique.
Notions générales :
▪ Pour s’évaporer, un fluide absorbe de la chaleur.
Refroidissement de la source
▪ L’évaporation est produite par détente d’un fluide.
Cycle frigorifique : compression-détente
▪ Apport d’énergie mécanique (cycle à compression) ou thermique (cycle à absorption)
Dans un système de froid solaire : l’apport d’énergie est réalisé sous forme de chaleur par les
capteurs solaires et la compression est assurée par une pompe thermique.
❖ Les blanchisseries
Le lavage du linge industriellement demande pour certains types d’articles des températures de 40°C
à 60°C. Ces valeurs sont particulièrement favorable pour que les performances des équipements
solaire soient rentables et que les pourcentages de l’apport solaire soient très élevés.
Figure N°17 : climatiseur solaire.
Figure N°18: blanchisserie solaire

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❖ Les déshydrateurs de produit végétal par énergie solaire
L’énergie solaire thermique peut être utilisée pour déshydrater des produits agricoles tels que des
fruits, des légumes des fleurs ou des graines. Ce système fonctionne comme tout autre appareil de
déshydratation conventionnel, mais il utilise l’énergie du soleil pour chauffer l’air en circulation qui
produira la déshydrations du végétal.
Il existe deux types de système pour cette application : le système avec capteur solaire à eau et le
système avec capteur solaire a air.
❖ L’aquaculture
De nombreuse espèce aquatique élevée dans des établissements piscicoles requièrent des
températures de l’eau qui varient entre 18°C et 30°C. L’utilisation de système de chauffage artificiel
est donc nécessaire pour leur développement hors saison. Dans ces circonstances, l’utilisation de
système solaire thermique est particulièrement indique. Étant donné que les températures de travail
sont très basses, un capteur solaire peut offrir un rendement exceptionnellement élevé.
Figure N°19 : séchoir solaire
Figure N°20 : aquaculture solaire

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II. LES APPLICATIONS DU SOLAIRE PHOTOVOLTAIQUE.
Les applications de l'énergie obtenue à l'aide de générateurs photovoltaïques sont extrêmement
variées. De façon générale, elles peuvent être classées en deux grandes sections :
Les systèmes isolés
Les systèmes raccordés au réseau
1. Les systèmes isolés
Les utilisations du solaire photovoltaïque dans les systèmes isolés peuvent être classé selon le
domaine. Ainsi plusieurs domaines en évolutions utilisent les panneaux solaires photovoltaïques du
fait de ses nombreux avantages.
Les domaines d’application les plus connu sont :
➢ Dans le domaine de La télécommunication
Plusieurs raison encourage l’utilisation du solaire dans le domaine de la télécommunication dont des
soucis d’électricité du réseau dans certaine zone, les soucis de logistique et aussi pour ces avantages.
Ainsi on rencontre plusieurs exemples d’application dans ce domaine dont :
• La Téléphonie mobile
• Les Répéteurs radio et télévision
• Les Bornes d'appel d'urgence
• Les Télécommande
• Le Contrôle des réseaux d'arrosage à distance
• La Télémétrie
• Les Radars
• La Radiotéléphonie générale ou militaire, ou pour les postes de
• La surveillance des forêts
• La Téléphonie rurale par satellite
• Les Micro-ondes
• Les Cabines téléphoniques publiques
• Les Centrales de commutation
• Les Liaisons radio
• Les Systèmes TRUNKING
• Les Couverture radio et communications dans les tunnels
• Les ferroviaires

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➢ Dans le domaine de l’Électrification rurale
De nos jours, l'électrification rurale apporte tout le confort fourni par un système d'électrification
conventionnel, car les nouveaux onduleurs à onde sinusoïdale permettent l'utilisation de toute sorte
d'appareils électroménagers. L’électrification de petites agglomérations rurales à l'aide d'un système
centralisé est l'une des principales applications actuelles. Ce système présente des avantages tels que
: Le moindre coût de l’installation, Une réduction des frais de maintenance, Un meilleur confort de
l’utilisateur, Une installation plus sûre, Une meilleure performance globale.
En guise d’illustration nous avons comme application :
• Les Habitat temporaire
• Les Habitat permanent
• L’Électrification centralisée permettant le contrôle individuel
• Les consommations pour chaque habitation
• Les agglomérations rurales
• L’Électrification de refuges et auberges de montagne
• Les Postes de soins de premier niveau (éclairage, conservation de Les médicaments et
vaccins dans des réfrigérateurs)
• Les Écoles et établissements communaux
• Les Postes de police et de frontière
• Les Installations religieuses (ermitages, missions, etc.)
Figure N°21 : pilonne téléphonique Figure N°22 : Bornes d'appel d'urgence
Figure N°23 : Des réverbères
photovoltaïques
Figure N°24 : site isolé alimenter par le
solaire photovoltaïque

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➢ Dans le domaine agricoles et de l’élevage
L'une des principales applications pour l'agriculture, du fait de sa simplicité et surtout, de l'absence
de maintenance et de l'automatisation totale, est le pompage d'eau à entraînement direct, qui
consiste dans un champ de panneaux solaires photovoltaïques, un équipement électronique et
l'ensemble du système de contrôle et de capteurs du pompage. Pour les pompages à faible débit, la
fonction de cet équipement électronique consiste à obtenir le meilleur rendement du panneau. Dans
le cas des pompages à haut débit, il se charge aussi de transformer le courant continu du panneau en
courant alternatif. Le plus grand avantage des pompages à entraînement direct est la
correspondance de la courbe de radiation avec la courbe de demande en eau. Ils permettent en
outre d'extraire de l'eau en milieu rural, où le coût de l'installation d'une ligne conventionnelle
s'avère trop élevé. Une autre application dans le milieu agricole correspond à l'électrification des
systèmes de contrôle de l'irrigation et des électrovannes, qui permet une meilleure distribution et
une économie de l'eau, notamment pour les systèmes de micro-irrigation ou basse pression.
On distingue ainsi pour :
• Pompage d'eau, en CC ou en CA, (avec batterie)
• Pompage d'eau à entraînement direct (sans batterie)
• Électrification de bâtiments industriels ou ferme
• Contrôle de l'irrigation
• Serres (Automatisation des fenêtres et de l'éclairage)
Figure N°27 : Installation d’un système de pompe solaire pour l’irrigation d’un champ
Figure N°26 : pompes à refoulement pour
eaux profondes
Figure N°25 : Pompe à aspiration pour
eau de surface

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➢ L’Éclairage public
L'éclairage public à l'aide de systèmes photovoltaïques constitue l'une des solutions les plus
économiques pour l'illumination des accès des villages, des carrefours, des aires de repos, etc.
L'installation d'un nouveau type de lampadaires (plus de 300 unités) intégrant des batteries longue
durée à électrolyte gélifié est en cours aux îles Canaries. De ce fait, ils ne requièrent pas de
maintenance.
Comme application nous avons :
• Panneaux publicitaires
• Lampadaires pour l'éclairage public
• Arrêts de bus
• Éclairage de tunnels, grottes, etc.
➢ La Signalisation
L'utilisation de l'énergie solaire photovoltaïque a permis l’automatisation des phares, ainsi qu'une
augmentation de la sécurité des bouées, pour lesquelles l'acétylène était auparavant utilisé, ainsi
qu'une diminution importante de leur maintenance. Des panneaux sont utilisés en aéronautique
pour l'alimentation des balises et des panneaux de signalisation sur les pistes. Aux aéroports de
Madrid et des Baléares en particulier, ils permettent d’identifier très facilement les installations. Une
nouvelle application est récemment venue s'ajouter aux précédentes, pour la sécurité routière : la
signalisation de ronds-points, virages, panneaux de signalisation, obstacles, etc., à base de LED haute
luminosité, qui permettent de réaliser des installations photovoltaïques de format réduit et à faible
consommation.
Comme exemples d’applications nous avons :
• Phares et bouées de signalisation maritime
• Radiophares et radiobalises à usage aéronautique
• Signalisation routière de virages, obstacles, ronds-points, etc.,
• dans les villes et sur les routes, à base de LED.
• Indicateurs de l'heure et la température sur la voie publique
• Passages à niveau
• Plates-formes pétrolières
Figure N°28 : plateforme flottante pour unifier
les énergies marines
Figure N°29 : panneau routier avec le solaire

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2. Les systèmes raccordés au réseau
Il s'agit d'une application récente et innovante des systèmes photovoltaïques, consistant à installer
une ferme photovoltaïque et un onduleur capable de transformer l'énergie fournie par les panneaux
et l'injecter dans le réseau électrique. Dans ce type d'installation, l'onduleur est le noyau central et
doit disposer d'un certain nombre de protections contre des situations susceptibles de se produire
dans le réseau électrique : Tension hors-place, Panne du réseau, Réseau en déphasage Dans ces
centrales, l’électricité produite par les panneaux solaires photovoltaïques est directement injectée au
réseau via des onduleurs de réseau. Ce domaine d’application du solaire PV ne nécessite
généralement pas l’emploi de d’un dispositif de stockage. L’électricité produite est transportée à
travers les lignes électriques et distribuée dans les domiciles.
III. LES APPLICATIONS DU SOLAIRE THERMODYNAMYQUE.
IV. LES AVANTAGES ET LES INCONVENIENTS
Figure N°30 : panneau de signalisation avec le solaire photovoltaïque
Figure N°31 : champ solaire photovoltaïque

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1. Avantages
• L’énergie solaire est une énergie renouvelable, dont l’origine de cette prime énergie est le
soleil. Bien que le soleil ait une durée de vie limitée, à l’échelle humaine, il est considéré
comme une source d’énergie inépuisable.
• La production d’énergie électrique ou d’eau chaude sanitaire n’est pas polluante et ne
génère pas de gaz à effet de serre. L’utilisation de cette technologie implique que les
énergies fossiles qui utilisent des combustibles fossiles peuvent être réduites. Pour cette
raison, elle est considérée comme une énergie propre.
• Les installations se font à faible coût car le coût d’une installation solaire permet de réaliser
des économies par rapport à d’autres types d’installations telles qu’une centrale nucléaire
est très faible.
• Faible coût de maintenance parce que la plupart des systèmes d’énergie solaire actuels ne
nécessitent pas beaucoup d’entretien. Les panneaux solaires résidentiels ne nécessitent
généralement un nettoyage que quelques fois par an.
• Favorables pour les sites isolés dans les cas où l’accès au réseau électrique est difficile,
l’installation des panneaux photovoltaïques ou de capteurs solaires est une très bonne
option pour produire de l’électricité.
• Pas de bruit associé dans les installations des panneaux solaires, aucune pièce mobile n’est
impliquée. Il est donc silencieux. C’est un point favorable à d’autres technologies
renouvelables telles que les éoliennes.
• Il peut être utilisé dans plusieurs applications ; tels que la production de l’électricité dans des
endroits sans connexion au réseau, pour distiller de l’eau ou même pour alimenter des
satellites dans l’espace. En plus, l’énergie solaire thermique permet d’obtenir de l’eau
chaude sanitaire et aussi pour le chauffage.
• l’énergie solaire est disponible dans le monde entier. Il s’agit de l’unique source
renouvelable disponible dans l’espace extérieur.
• la perception de la population est de profiter de l’énergie solaire car c’est une option
durable.
2. Inconvénients
• Le rapport entre la quantité d’énergie reçue et la quantité d’énergie électrique obtenue est
faible. Surtout par rapport à d’autres sources d’énergie comme le nucléaire.
• Le coût économique par rapport aux autres options surtout dans les grandes centrales
solaires, l’investissement initial est élevé. Les installations ont une durée estimée à 20 ans.

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• La performance est fonction de la météo ; par exemple dans les zones à ciel nuageux, les
performances sont très faibles.
• Les heures de clarté sont plus courtes dans certaines zones. Une autre limitation est
l’inclinaison du soleil par rapport à la surface du panneau solaire. Dans certaines régions,
l’inclinaison du rayonnement solaire n’est pas adéquate.
• La limite de l’énergie est générée parce que les heures ou vous pouvez obtenir de l’électricité
ne coïncident pas toujours avec les heures nécessaires, il est sage de stocker l’énergie.
• Bien que l’énergie solaire soit considérée comme une énergie propre, elle contient
également des éléments nocifs pour l’environnement. Impacts liés à l’utilisation des sols, à la
consommation d’eau et aux matériels utilisés.

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DEDICACE……………………………………………………………………………………………………………………………………P
REMERCIEMENT………………………………………………………………………………………………………………………....P
SOMMAIRE…………………………………………………………………………………………………………………………………P
AVANT-PROPOS………………………………………………………………………………………………………………………….P
LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS……………………………………………………………………………………………..P
LISTE DES TABLEAUX……………………………………………………………………………………………………………........P
LISTE DES FIGURES………………………………………………………………………………………………………………………P
RESUME……………………………………………………………………………………………………………………………………..P
INTRODUCTION…………………………………………………………………………………………………………………………..P
I- L’ENERGIE SOLAIRE
IV. Définitions et découverte de l’énergie solaire……………………………………………………………..p
1.1- Définitions……………………………………………………………………………………………………………p
1.1.1- L’énergie solaire……………………………………………………………………………………p
1.1.2- L’énergie solaire photovoltaïque……………………………………………………………p
1.1.3- L’énergie solaire thermique……………………………………………………………………p
1.1.4- L’énergie solaire thermodynamique………………………………………………………p
1.2- Découvertes de l’énergie solaire………………………………………………………………………p
V. Utilités de l’énergie solaire…………………………………………………………………………………………p
II- LES DIFFERENTS FORMES D’UTILISATION DE L’ENERGIE SOLAIRE
IV.Le solaire thermique………………………………………………………………………………………………. p
1.1- Principe de fonctionnement………………………………………………………………………………p
1.2- Technologie……………………………………………………………………………………………………p
1.3- Fonctionnement d’un système solaire thermique……………………………..…………………p
V. Le solaire photovoltaïque…………………………………………………………………………………….……p
2.1- Principe de fonctionnement…………………………………………………………………………….p
2.2- Technologie……………………………………………………………………………………………………p
2.3- Fonctionnement d’un système photovoltaïque……………………………………………………p
VI.Le solaire thermodynamique……………………………………………………………………………………..p
3.1- Principe de fonctionnement………………………………………………………………………………p
3.2- Technologie……………………………………………………………………………………………………p
3.3- Fonctionnement d’un système solaire thermodinamique..……………………………………p
III- LES APPLICATIONS DE L’ENREGIE SOLAIRE
IV. Les applications du solaire photovoltaïque……………………………………………………………………p
1.1- Les applications connectées au réseau électrique…………………………………………………p
1.2- Les applications connectées aux installations isolées……………………………………………p
V. Les applications du solaire thermique…………………………………………………………………………p
VI. Les applications du solaire thermodynamique………………………………………………………………p
VII.Les Avantages et les Inconvénients de l’énergie solaire…………………………………………………p
4.1- Les avantages……………………………………………………………………………………………….p
4.2- Les limites…………………………………………………………………………………………………….p
CONCLUSION

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