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

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Unité d’enseignement : GEEL · S5 · UE3 — Stockage & Réseaux Intelligents

  • Réseaux Intelligents (Smart Grid)

    Le cours SGR5302 — Réseaux Intelligents (Smart Grid) (Semestre 5, UE3 « Stockage & Réseaux Intelligents », 3 crédits) montre comment l’ajout de mesures, de communications et d’intelligence logicielle transforme le réseau électrique classique en un système capable d’intégrer massivement les énergies renouvelables variables, de piloter la demande et d’améliorer la qualité de service. Le cours relie les briques techniques (compteurs communicants, AMI, DMS/EMS, prévision de production, microgrids, communications PLC, RF Mesh, fibre, cybersécurité) aux réalités de l’Afrique de l’Ouest : réseau NIGELEC, interconnexions du WAPP, compteurs à prépaiement, mini-réseaux solaires ruraux de l’ANPER.

    Objectifs d’apprentissage

    • Comprendre l’architecture et les composants d’un réseau électrique intelligent.
    • Analyser l’intégration des EnR variables dans le réseau (gestion de l’intermittence).
    • Étudier les compteurs communicants et les systèmes de gestion de la demande.
    • Évaluer les opportunités et défis du Smart Grid en Afrique de l’Ouest.

    Prérequis

    Réseaux Électriques & Distribution (RED3201) ; IoT et Réseaux de Capteurs (IOT5202) ; Stockage de l’Énergie (STK5301). Des bases de programmation Python sont utiles pour le TP de simulation.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Architecture Smart Grid
    2. Leçon 2 — Gestion de l’Énergie et de la Demande
    3. Leçon 3 — Technologies de Communication Smart Grid
    4. Leçon 4 — Smart Grid en Afrique de l’Ouest

    Travaux pratiques

    • TP1 : Simulation d’un réseau avec forte pénétration EnR (Python/GridLAB-D) — leçon 2.
    • TP2 : Configuration et lecture d’un compteur intelligent DLMS — leçon 1.
    • TP3 : Étude de cas : conception d’un smart mini-grid off-grid rural — leçon 4.

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : CM 16 h, TD 8 h, TP 4 h, TPE 32 h, soit 60 h (3 crédits). Évaluation : contrôle continu (CC) 40 % — TD, comptes rendus de TP, étude de cas du mini-grid, quiz — et examen terminal (ET) 60 %. Nature : mixte.

    Bibliographie

    • H. Farhangi, « The Path of the Smart Grid », IEEE Power & Energy Magazine, 2010.
    • IEEE Smart Grid Resource Center (smartgrid.ieee.org).
    • J. Momoh, Smart Grid: Fundamentals of Design and Analysis, Wiley-IEEE Press.
    • N. Hadjsaïd, J.-C. Sabonnadière (dir.), Réseaux électriques intelligents (SmartGrids), Hermès-Lavoisier.

  • Stockage de l’Énergie

    Le cours STK5301 — Stockage de l’Énergie (UE3 « Stockage & Réseaux Intelligents », semestre S5) donne au technicien supérieur GEEL les bases nécessaires pour choisir, dimensionner et exploiter un système de stockage d’énergie associé à une production renouvelable. Au Niger, où l’irradiation atteint 5,5 à 6,5 kWh/m²/j mais où la demande est surtout nocturne (éclairage, ventilation, réfrigération), le stockage est la clé des kits solaires, des mini-réseaux ruraux et des sites isolés (télécoms, centres de santé). Le cours part des technologies (plomb, lithium, supercondensateurs, STEP, CAES), approfondit la batterie lithium (courbes, vieillissement, sécurité, BMS), puis traite le dimensionnement technico-économique d’un BESS et ouvre sur l’hydrogène vert et le Power-to-X.

    Objectifs d’apprentissage

    • Comprendre les technologies de stockage électrochimique et leurs caractéristiques.
    • Dimensionner un système de stockage par batteries (BESS) pour une application EnR.
    • Analyser les performances, la dégradation et le cycle de vie des batteries lithium.
    • Étudier les technologies émergentes : hydrogène, supercondensateurs, STEP.

    Prérequis

    Énergie Photovoltaïque (EPV3401) • Électronique de Puissance (ELP2202) • Systèmes Hybrides EnR (SYH4402).

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Technologies de Stockage de l’Énergie
    2. Leçon 2 — Batteries Lithium — Approfondissement
    3. Leçon 3 — Dimensionnement des BESS
    4. Leçon 4 — Hydrogène et Technologies Émergentes

    Travaux pratiques

    • TP1 : Caractérisation d’une cellule LFP — courbe C/D et résistance interne (Leçon 2).
    • TP2 : Configuration BMS et gestion de la charge d’un pack 48 V (Leçon 2).
    • TP3 : Simulation HOMER d’un BESS couplé à un système PV 20 kWc (Leçon 3).

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : CM 16 h, TD 8 h, TP 4 h, TPE 32 h, soit 60 h de charge totale ; 3 crédits. Évaluation CC + ET : contrôle continu 40 % (TD, comptes rendus de TP, quiz) et examen terminal 60 % ; nature mixte (écrit + pratique).

    Bibliographie

    • Linden & Reddy, Handbook of Batteries, McGraw-Hill.
    • IRENA, Electricity Storage and Renewables — Costs and Markets to 2030.
    • Robyns B. et al., Stockage d’énergie dans les systèmes électriques, ISTE (ouvrage complémentaire).
    • Huggins R., Energy Storage — Fundamentals, Materials and Applications, Springer (ouvrage complémentaire).