École Privée d’Ingénierie du Niger — L’école du nouveau monde

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Semestre : Licence 2

  • Signaux & Systèmes Linéaires 2

    Le cours Signaux & Systèmes Linéaires 2 (SSL4301, UE3 Électronique & Commande, semestre 4) est un cours d’automatique appliquée. Il prolonge SSL2302 et MAL4101 vers la commande des systèmes : précision et rapidité des asservissements, stabilité des boucles fermées, réglage de régulateurs PID et de correcteurs à avance/retard de phase, puis passage au numérique pour programmer ces régulateurs sur microcontrôleur (STM32) ou automate programmable. Les applications visent les installations rencontrées au Niger : régulation de vitesse de moteurs asynchrones (pompes, ventilation, moulins), et commande MPPT des onduleurs photovoltaïques.

    Objectifs d’apprentissage

    • Approfondir l’analyse des systèmes asservis dans le domaine fréquentiel.
    • Concevoir des régulateurs PID pour les systèmes de commande industriels.
    • Analyser la stabilité des boucles fermées par les critères de Nyquist et Bode.
    • Implémenter numériquement des régulateurs sur microcontrôleur ou API.

    Prérequis

    Signaux & Systèmes Linéaires 1 (SSL2302) : SLI, Laplace, fonction de transfert, Bode ; Maths Appliquées Laplace/Fourier (MAL4101) : éléments simples, marges, transformée en Z.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Systèmes Asservis — Rappels et Approfondissement
    2. Leçon 2 — Stabilité des Systèmes Asservis
    3. Leçon 3 — Conception de Régulateurs
    4. Leçon 4 — Commande Numérique

    Travaux pratiques

    • Le syllabus ne prévoit pas de TP (0 h). Les 8 h de TD portent sur les exercices corrigés : spécifications temporelles, Routh, marges, Ziegler-Nichols, correcteur à avance de phase, équations aux différences d’un PID.
    • TPE (26 h) : simulations conseillées (Python/scipy.signal, Scilab/Xcos ou MATLAB/Simulink) et lecture commentée des exemples de code C (STM32) et ST (API).

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : CM 16 h, TD 8 h, TP 0 h, TPE 26 h (charge totale 50 h, 3 crédits). Évaluation : examen terminal 100 % (pas de contrôle continu), nature mixte (questions de cours, problèmes de réglage chiffrés). Quiz en ligne pour l’auto-évaluation.

    Bibliographie

    • G. F. Franklin, J. D. Powell, A. Emami-Naeini, Feedback Control of Dynamic Systems, Pearson.
    • K. Ogata, Modern Control Engineering, Pearson.
    • K. J. Åström, T. Hägglund, PID Controllers: Theory, Design and Tuning, ISA (complément).

  • Capteurs & Instrumentation 2

    Le cours Capteurs & Instrumentation 2 (CAI4203, UE2 Maintenance & Exploitation, semestre 4) prépare le technicien à concevoir, installer, étalonner et exploiter la chaîne de mesure d’une installation d’énergie renouvelable : centrale ou mini-réseau photovoltaïque, station météorologique, micro-centrale hydraulique, site éolien. On part des capteurs spécifiques aux EnR (pyranomètres, anémomètres, débitmètres…), on les raccorde par des liaisons industrielles robustes (4-20 mA, HART, IO-Link), on garantit la qualité de la mesure par l’étalonnage et la traçabilité, puis on remonte les données vers un SCADA ou une plateforme IoT pour le suivi de performance à distance — un enjeu majeur pour les sites isolés du Niger.

    Objectifs d’apprentissage

    • Approfondir la connaissance des capteurs pour les systèmes énergétiques.
    • Concevoir une chaîne de mesure complète pour une centrale EnR.
    • Calibrer et valider les instruments de mesure industriels.
    • Interfacer les capteurs avec des systèmes SCADA et des plateformes IoT.

    Prérequis

    Capteurs & Instrumentation 1 (CAI2402) : principes physiques des capteurs, conditionnement, caractéristiques métrologiques ; Électronique Numérique (ELN3301) : conversion analogique-numérique, liaisons série, codage binaire et hexadécimal.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Capteurs Avancés pour les EnR
    2. Leçon 2 — Chaînes de Mesure Industrielle
    3. Leçon 3 — Étalonnage et Traçabilité
    4. Leçon 4 — Intégration SCADA et IoT

    Travaux pratiques

    • TP1 : Installation et étalonnage d’un pyranomètre sur mât solaire (leçon 1).
    • TP2 : Chaîne de mesure 4-20 mA vers SCADA — câblage et test (leçon 2).
    • TP3 : Configuration d’un datalogger PV et export vers plateforme IoT (leçon 4).

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : CM 10 h, TD 6 h, TP 8 h, TPE 16 h (charge totale 40 h, 2 crédits). Évaluation : contrôle continu 40 % (comptes rendus de TP, interrogations) et examen terminal 60 % ; nature mixte (questions de cours, exercices chiffrés, analyse de schémas de câblage).

    Bibliographie

    • J. Fraden, Handbook of Modern Sensors, Springer.
    • IEC 61724-1 : Photovoltaic system performance — Part 1: Monitoring.
    • G. Asch et coll., Les capteurs en instrumentation industrielle, Dunod (complément).
    • JCGM 100 (GUM) : Évaluation des données de mesure — Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure, BIPM.

  • Maintenance des Réseaux Électriques

    Le cours MRE4202 — Maintenance des Réseaux Électriques (Semestre 4, UE2 « Maintenance & Exploitation », 3 crédits) prépare le futur technicien supérieur à entretenir, dépanner et exploiter en sécurité les réseaux de distribution BT et HTA. Il s’appuie sur les réalités du réseau nigérien : lignes aériennes 20/33 kV exposées au vent de sable, à la chaleur et aux oiseaux, postes HTA/BT sur poteau ou en cabine, câbles souterrains urbains à Niamey, exigences de continuité de service de NIGELEC et des mini-réseaux ruraux. Les méthodes de mesure (mégohmmètre, réflectomètre TDR, générateur de choc, caméra thermique) et les procédures de sécurité (consignation, travaux sous tension) sont traitées de façon pratique.

    Objectifs d’apprentissage

    • Planifier et réaliser la maintenance des réseaux de distribution BT et HTA.
    • Maîtriser les travaux sous tension (TST) et les procédures de sécurité associées.
    • Diagnostiquer les défauts dans les câbles et équipements de réseau.
    • Utiliser les outils de localisation de défauts (réflectomètre TDR).

    Prérequis

    Réseaux Électriques & Distribution (RED3201) : architecture, calculs et protections des réseaux ; HSE (HSE3103) : prévention des risques, habilitation électrique, équipements de protection.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Maintenance Préventive des Réseaux
    2. Leçon 2 — Travaux sous Tension (TST)
    3. Leçon 3 — Diagnostic et Localisation de Défauts
    4. Leçon 4 — Gestion des Incidents Réseau

    Travaux pratiques

    • TP1 : Mesure d’isolement et de continuité d’une ligne BT — leçon 1.
    • TP2 : Localisation de défaut câble par réflectométrie TDR — leçon 3.
    • TP3 : Thermographie IR d’un jeu de barres et d’une connexion — leçon 3.

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : CM 14 h, TD 6 h, TP 10 h, TPE 30 h, soit 60 h (3 crédits). Contrôle continu (CC) 40 % : comptes rendus de TP, TD, quiz en ligne ; examen terminal (ET) 60 %. Nature : mixte (questions de cours, études de cas, calculs).

    Bibliographie

    • Techniques de l’Ingénieur, dossiers « Maintenance des réseaux électriques ».
    • UTE C 12-101 : Travaux sous tension BT (référence du syllabus).
    • NF C 18-510 : Opérations sur les ouvrages et installations électriques — prévention du risque électrique.
    • F. Monchy, J.-P. Vernier, Maintenance — Méthodes et organisations, Dunod.

  • Maintenance Industrielle & GMAO

    Le cours MIN4201 — Maintenance Industrielle & GMAO (Semestre 4, UE2 « Maintenance & Exploitation », 3 crédits) donne au technicien GEEL les méthodes pour organiser la maintenance d’équipements électriques et d’installations d’énergies renouvelables : choix d’une stratégie (corrective, préventive, prédictive, TPM), gestion informatisée des actifs et des interventions (GMAO), calcul d’indicateurs de fiabilité et analyse des défaillances (AMDEC), puis maintenance spécifique des modules PV, onduleurs, variateurs, transformateurs et batteries. Les exemples sont tirés du contexte nigérien : centrales et kits solaires soumis à la poussière et à la chaleur, stations de pompage, ateliers industriels de Niamey et Maradi, difficultés d’approvisionnement en pièces importées.

    Objectifs d’apprentissage

    • Maîtriser les stratégies de maintenance préventive, corrective et prédictive.
    • Mettre en place un plan de maintenance des équipements électriques et EnR.
    • Utiliser une GMAO pour la gestion des actifs et des interventions.
    • Analyser les défaillances et calculer les indicateurs de fiabilité (MTBF, MTTR).

    Prérequis

    Électricité Industrielle (ELI2203) : équipements et schémas industriels ; Probabilités & Statistiques 2 (PST2102) : lois de probabilité, loi exponentielle, estimation.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Stratégies de Maintenance
    2. Leçon 2 — GMAO (Gestion de Maintenance Assistée par Ordinateur)
    3. Leçon 3 — Fiabilité et AMDEC
    4. Leçon 4 — Maintenance des Équipements GEEL

    Travaux pratiques

    • TP1 : Saisie d’un plan de maintenance sur GMAO (logiciel libre) — leçon 2.
    • TP2 : AMDEC d’un système PV autonome — tableau complet — leçon 3.
    • TP3 : Thermographie IR simulée sur armoire électrique — leçon 4.

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : CM 14 h, TD 6 h, TP 10 h, TPE 30 h, soit 60 h (3 crédits). Contrôle continu (CC) 40 % : TD, livrables de TP (plan GMAO, tableau AMDEC, rapport de thermographie), quiz ; examen terminal (ET) 60 %. Nature : mixte (cours, calculs de fiabilité, études de cas).

    Bibliographie

    • F. Monchy, J.-P. Vernier, Maintenance — Méthodes et organisations, Dunod.
    • AFNOR, NF EN 13306 : Maintenance — Terminologie de la maintenance.
    • J.-C. Francastel, La fonction maintenance, Dunod / AFNOR.
    • CEI 62446-1 : Systèmes photovoltaïques — exigences pour les essais, la documentation et la maintenance.

  • Simulation & Modélisation (MATLAB/Simulink)

    Le cours SIM4102 — Simulation & Modélisation (MATLAB/Simulink) (UE1 « Mathématiques de l’Ingénieur IV », semestre S4) forme les étudiants GEEL à la simulation numérique des systèmes électriques et énergétiques. Après les bases de programmation scientifique acquises en Python (INF1303) et la théorie des signaux et systèmes (SSL2302), il s’agit de modéliser, simuler et analyser : un asservissement, un convertisseur DC/DC, un moteur asynchrone commandé en V/f, un générateur photovoltaïque, une éolienne à machine asynchrone à double alimentation (MADA) et un mini-réseau hybride PV/Diesel/Batterie typique de l’électrification rurale au Niger. La simulation permet de dimensionner et d’optimiser avant d’acheter et d’installer : un gain direct en coût et en fiabilité.

    Objectifs d’apprentissage

    • Utiliser MATLAB/Simulink pour simuler des systèmes électriques et énergétiques.
    • Modéliser et analyser des systèmes asservis en boucle fermée.
    • Simuler le comportement dynamique de machines électriques et de convertisseurs.
    • Réaliser des études de cas sur des systèmes PV, éoliens et hybrides.

    Prérequis

    Informatique Appliquée Python (INF1303) ; Signaux & Systèmes Linéaires 1 (SSL2302) : transformée de Laplace, fonction de transfert, réponse fréquentielle. Des notions d’électronique de puissance et de machines électriques sont utiles.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — MATLAB : Rappels et Approfondissement
    2. Leçon 2 — Simulink : Modélisation Graphique
    3. Leçon 3 — Applications EnR

    Travaux pratiques

    Le syllabus ne détaille pas de TP séparés ; les 16 h de TP sont organisées en TP guidés intégrés aux leçons : analyse fréquentielle et EDO sous MATLAB ; hacheur buck régulé et moteur asynchrone en V/f sous Simulink ; générateur PV et mini-réseau hybride avec optimisation. Les scripts du cours ont été vérifiés sous GNU Octave (alternative libre compatible pour les parties MATLAB, avec les paquets control et signal) ; Simulink nécessite MATLAB (licence campus) — Scilab/Xcos peut servir d’alternative libre.

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : CM 8 h, TD 4 h, TP 16 h, TPE 12 h (charge totale 40 h), 2 crédits. Évaluation : contrôle continu 100 %, nature TP (pratique) : comptes rendus de TP (modèles .slx et scripts .m commentés, figures, interprétation) et une étude de cas finale (mini-réseau hybride) présentée à l’oral.

    Bibliographie

    • MathWorks, MATLAB & Simulink Documentation (mathworks.com).
    • N. Mohan, Power Electronics : A First Course — Simulations with MATLAB/Simulink (Power Electronics Simulations with MATLAB/Simulink).
    • K. Ogata, Modern Control Engineering, Pearson.
    • T. Ackermann (dir.), Wind Power in Power Systems, Wiley.

  • Maths Appliquées (Laplace, Fourier)

    Le cours Maths Appliquées (Laplace, Fourier) (MAL4101, UE1 Mathématiques de l’Ingénieur IV, semestre 4) consolide les méthodes des transformées utilisées quotidiennement en génie électrique : la transformée de Laplace pour résoudre les équations des circuits et étudier les asservissements, les diagrammes de Bode pour l’analyse fréquentielle, la transformée de Fourier discrète (DFT/FFT) pour le traitement numérique des mesures (analyse harmonique du réseau NIGELEC, qualité de l’énergie des mini-réseaux solaires) et la transformée en Z pour les systèmes échantillonnés (régulateurs et filtres programmés sur microcontrôleur). L’accent est mis sur la méthode de calcul et l’interprétation physique des résultats.

    Objectifs d’apprentissage

    • Maîtriser la transformée de Laplace pour l’analyse des systèmes dynamiques de commande.
    • Utiliser la transformée de Fourier discrète (DFT/FFT) pour le traitement numérique du signal.
    • Appliquer la transformée en Z aux systèmes à temps discret.
    • Résoudre des problèmes d’ingénierie électrique par les méthodes des transformées.

    Prérequis

    Mathématiques de l’Ingénieur 2 (MGE2101) : nombres complexes, intégration, équations différentielles ; Signaux & Systèmes Linéaires 1 (SSL2302) : convolution, transformées de Fourier et de Laplace, fonction de transfert.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Transformée de Laplace
    2. Leçon 2 — Analyse Fréquentielle par Bode
    3. Leçon 3 — Transformée de Fourier Discrète (DFT/FFT)
    4. Leçon 4 — Transformée en Z

    Travaux pratiques

    • Pas de TP en salle (0 h) : les 8 h de TD traitent les exercices chiffrés de chaque leçon (éléments simples, circuits RLC, Bode, marges, FFT, THD, filtres numériques).
    • Travail personnel (TPE, 26 h) : vérifier les résultats avec un tableur ou Python (numpy.fft, scipy.signal), retracer les diagrammes de Bode.

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : CM 16 h, TD 8 h, TP 0 h, TPE 26 h (charge totale 50 h, 3 crédits). Évaluation : examen terminal 100 % (pas de contrôle continu), nature mixte : questions de cours et problèmes chiffrés. Le quiz en ligne permet l’auto-évaluation.

    Bibliographie

    • E. Kreyszig, Advanced Engineering Mathematics, Wiley.
    • J. G. Proakis, D. G. Manolakis, Digital Signal Processing, Pearson.
    • A. V. Oppenheim, R. W. Schafer, Discrete-Time Signal Processing, Pearson (complément).

  • Anglais Technique 1

    Le cours ANG3502 — Anglais Technique 1 est le premier cours entièrement consacré à l’anglais dans la Licence GEEL. Il s’appuie sur les acquis de LVI2501 (S2), où l’étudiant a constitué un premier glossaire français-anglais des énergies renouvelables, et il est suivi en parallèle de LVI3501, qui prépare le mémoire en français. Il sera prolongé par ANG4501 (S4) et ANG5401 (S5).

    Pourquoi l’anglais ? Au Niger comme ailleurs, la quasi-totalité des fiches techniques (datasheets) des modules, onduleurs et batteries, les manuels d’installation, les logiciels de dimensionnement, les normes IEC dans leur version de référence, les articles scientifiques et une grande partie des rapports des bailleurs et des agences (IRENA, Banque mondiale) sont rédigés en anglais. Le technicien GEEL doit pouvoir lire ces documents sans contresens, écrire un courriel à un fournisseur ou un résumé de rapport, et comprendre une vidéo technique. Le cours est donc centré sur des documents authentiques du métier, avec des exercices de compréhension, de traduction et de production tous corrigés.

    Objectifs d’apprentissage

    • Lire et comprendre des documents techniques en anglais (normes IEC, datasheets).
    • Rédiger des courriels professionnels et des résumés techniques en anglais.
    • Comprendre des exposés et présentations techniques en anglais (écoute active).
    • Maîtriser le vocabulaire anglais fondamental du génie électrique et des EnR.

    Prérequis

    Langue Vivante S2 (LVI2501) : glossaire français-anglais des EnR, lecture d’une fiche d’onduleur, faux amis courants.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Vocabulaire technique GEEL en anglais (lexique électrique, vocabulaire des EnR, abréviations et acronymes, lecture de datasheets de composants et de modules PV)
    2. Leçon 2 — Compréhension écrite (normes IEC, articles techniques, rapports d’audit énergétique, datasheet d’onduleur)
    3. Leçon 3 — Production écrite et orale (courriel professionnel, abstract, présentation orale de 5 minutes, compréhension de vidéos techniques)

    Travaux pratiques

    • Pas de TP au syllabus (0 h). Les TD et les 20 h de TPE sont consacrés à la lecture guidée de datasheets et d’extraits de normes, à l’écoute de vidéos techniques (TED, MIT OpenCourseWare) avec fiche de compréhension, à la rédaction de courriels et d’un abstract, et à la préparation d’une présentation de 5 minutes.

    Modalités d’évaluation

    CM 14 h, TD 6 h, TP 0 h, TPE 20 h ; charge totale 40 h (2 crédits). Contrôle continu 50 % (courriel, abstract, présentation orale de 5 min) et examen terminal 50 % (vocabulaire, compréhension d’une datasheet et d’un texte technique, rédaction) ; nature mixte.

    Bibliographie

    • Ibbotson, Professional English in Use — Engineering, Cambridge University Press.
    • IEC, Selected IEC Standards for Renewable Energy Systems (extraits).
    • Ibbotson, Cambridge English for Engineering, Cambridge University Press (complément).
    • IEC, Electropedia — International Electrotechnical Vocabulary, en ligne (complément).

  • Langue Vivante

    Le cours LVI3501 — Langue Vivante est le troisième niveau de la langue professionnelle en Licence GEEL. Après les écrits courts (S1) et les écrits techniques structurés (S2 : rapport de TP, IMRAD, synthèse, première offre technique), l’étudiant de L2 apprend à produire les écrits qui engagent une entreprise : offre technique complète, compte-rendu de chantier avec réserves, correspondance avec des partenaires techniques et institutionnels (ANPER, NIGELEC, collectivités, bailleurs). Une première initiation à la rédaction en anglais technique fait le lien avec le cours ANG3502 suivi au même semestre.

    À l’oral, on passe de la soutenance devant un jury (S2) à la situation professionnelle réelle : exposé devant des clients ou des décideurs, simulation de réunion de chantier avec répartition des rôles, négociation commerciale chiffrée, débat structuré sur des enjeux énergétiques nationaux. Enfin, le module 3 prépare dès maintenant le mémoire de stage de L3 : structure, vocabulaire scientifique, citations au style IEEE, rédaction du résumé et de l’introduction.

    Objectifs d’apprentissage

    • Renforcer la maîtrise de la langue française dans les contextes professionnels techniques.
    • Comprendre et produire des écrits professionnels liés à l’ingénierie EnR.
    • Développer la communication orale en situation de réunion et de négociation.
    • Préparer à la rédaction du mémoire de stage (L3).

    Prérequis

    Langue Vivante S2 (LVI2501) : rapport de TP, structure IMRAD, soutenance, vocabulaire technique avancé et bases de l’offre technique.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Écrits professionnels L2 (offres techniques, compte-rendu de visite et de chantier, correspondance avec les partenaires, introduction à la rédaction en anglais technique)
    2. Leçon 2 — Expression orale avancée (présentation devant un public professionnel, simulation de réunion de chantier, négociation commerciale, débat structuré)
    3. Leçon 3 — Préparation au mémoire (structure du mémoire de L3 GEEL, vocabulaire scientifique, citations IEEE, résumé et introduction)

    Travaux pratiques

    • Pas de TP au syllabus (0 h). TD et TPE : rédaction d’une offre technique à partir d’un DAO simplifié, jeu de rôle de réunion de chantier, débat, fiche de lecture et résumé d’un mémoire existant.

    Modalités d’évaluation

    CM 10 h, TD 4 h, TP 0 h, TPE 6 h ; charge totale 20 h (1 crédit). Contrôle continu 50 % (offre technique ou lettre institutionnelle, participation aux simulations orales) et examen terminal 50 % ; nature mixte (écrit et oral).

    Bibliographie

    • Dictionnaire technique français — énergies renouvelables (Dunod).
    • IEEE Author Center, Guidelines for Authors et IEEE Reference Guide (en ligne).
    • M. Beaud, L’art de la thèse, La Découverte (référence complémentaire pour le mémoire).

  • Thermodynamique des EnR

    Le cours THE3402 — Thermodynamique des EnR (UE4 « Énergie Photovoltaïque & EnR », semestre S3) fournit les outils thermodynamiques indispensables au technicien des énergies renouvelables : bilans d’énergie, rendements limites, transferts de chaleur. Ces outils sont appliqués à des situations concrètes : échauffement d’un module photovoltaïque sous le soleil de Niamey, chauffe-eau solaire collectif d’un hôpital ou d’un hôtel, centrales solaires à concentration (CSP) avec stockage en sels fondus, valorisation de la biomasse (bois-énergie, foyers améliorés, biogaz de bouses ou de déchets agricoles) et géothermie. Le cours est court (1 crédit) mais constitue un socle pour l’énergie éolienne (EOL4401) et les systèmes hybrides.

    Objectifs d’apprentissage

    • Maîtriser les principes thermodynamiques appliqués aux systèmes d’énergie renouvelable.
    • Analyser les cycles thermiques des centrales solaires à concentration (CSP).
    • Comprendre les apports de la biomasse et de la géothermie comme sources d’énergie.
    • Calculer les bilans thermiques de systèmes EnR hybrides.

    Prérequis

    Physique des Semi-conducteurs (PSC1101) ; notions de physique générale (chaleur, température, puissance, unités SI) et de mathématiques de base (logarithme, puissances).

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Rappels et Lois de la Thermodynamique
    2. Leçon 2 — Solaire Thermique
    3. Leçon 3 — Biomasse et Géothermie

    Travaux pratiques

    • Le syllabus prévoit 4 h de TP sans en fixer l’intitulé : un TP guidé est proposé en leçon 2 (mesure du rendement d’un capteur solaire plan et bilan d’un chauffe-eau solaire) ; l’application « bilan thermique d’un module PV » de la leçon 1 peut servir de manipulation complémentaire.

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : CM 8 h, TD 6 h, TP 4 h, travail personnel (TPE) 12 h, soit 30 h pour 1 crédit. Évaluation : examen terminal uniquement (ET 100 %) ; nature mixte (questions de cours et problèmes chiffrés). Les quiz et exercices en ligne servent à l’entraînement.

    Bibliographie

    • D. Y. Goswami, Principles of Solar Engineering, CRC Press.
    • J. W. Tester et al., Sustainable Energy — Choosing Among Options, MIT Press.
    • J. A. Duffie & W. A. Beckman, Solar Engineering of Thermal Processes, Wiley.
    • Y. A. Çengel & M. A. Boles, Thermodynamique — Une approche pragmatique, Chenelière/De Boeck.

  • Énergie Photovoltaïque

    Le cours EPV3401 — Énergie Photovoltaïque (UE4 « Énergie Photovoltaïque & EnR », unité d’enseignement de spécialité, semestre S3) donne à l’étudiant de la Licence professionnelle GEEL les bases physiques et techniques nécessaires pour concevoir, installer, mettre en service et exploiter une installation photovoltaïque. Le Niger dispose d’un gisement solaire parmi les meilleurs au monde (de l’ordre de 5,5 à 6,5 kWh/m²/jour) : kits solaires, pompage solaire, mini-réseaux ruraux, centrales raccordées au réseau NIGELEC et toitures d’entreprises constituent aujourd’hui un débouché majeur pour les techniciens supérieurs en génie électrique. Le cours part de l’effet photovoltaïque, passe en revue les composants d’un système (modules, onduleurs, batteries, régulateurs), traite le gisement solaire et le dimensionnement des systèmes autonomes et raccordés, puis la performance, le monitoring et la maintenance dans les conditions sahéliennes (chaleur, poussière, harmattan).

    Objectifs d’apprentissage

    • Comprendre la physique de l’effet photovoltaïque et le fonctionnement des cellules PV.
    • Dimensionner un système PV autonome et un système raccordé au réseau.
    • Maîtriser les composants d’un système PV (modules, onduleurs, batteries, MPPT).
    • Analyser les performances et assurer la maintenance d’une installation PV.

    Prérequis

    Physique des Semi-conducteurs (PSC1101) ; Électronique de Puissance (ELP2202) ; Capteurs & Instrumentation 1. Une aisance avec la loi d’Ohm, les puissances électriques et le tableur est supposée.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Physique du Photovoltaïque
    2. Leçon 2 — Composants du Système PV
    3. Leçon 3 — Gisement Solaire et Dimensionnement
    4. Leçon 4 — Performance, Monitoring et Maintenance

    Travaux pratiques

    • TP1 : Caractérisation I-V d’un module PV sous différentes conditions (leçon 1).
    • TP2 : Dimensionnement sur PVGIS — système 5 kWc autonome Niger (leçon 3).
    • TP3 : Mise en service et tests d’une installation PV 3 kWc (leçon 2).
    • TP4 : Analyse de données de monitoring (fichier CSV datalogger) (leçon 4).

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : CM 20 h, TD 8 h, TP 14 h, travail personnel (TPE) 38 h, soit une charge totale de 80 h pour 4 crédits. Évaluation CC + ET : contrôle continu 40 % (TD, comptes rendus de TP, quiz en ligne) et examen terminal 60 %. Nature : mixte (écrit et pratique).

    Bibliographie

    • A. Luque & S. Hegedus, Handbook of Photovoltaic Science and Engineering, Wiley.
    • IEC 62446-1 : Systèmes photovoltaïques — Exigences pour les essais, la documentation et la maintenance — Partie 1 : systèmes connectés au réseau.
    • A. Labouret & M. Villoz, Installations photovoltaïques — Conception et dimensionnement, Dunod.
    • Guide UTE C 15-712 (installations PV raccordées et autonomes) et outil en ligne PVGIS (Commission européenne, JRC).