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A l'heure actuelle, 600 millions de personnes en Afrique subsaharienne n'ont pas accès à l'électricité. En particulier, les régions rurales ne sont généralement pas desservies par le réseau électrique national en raison de la grande dispersion des habitants et de leur faible demande en électricité. Pour remédier à ce problème, des solutions de production d'électricité décentralisée sont mises en place, indépendantes du réseau principal.

Ce mémoire porte sur la comparaison des différentes technologies de production d'électricité décentralisée existantes au niveau des aspects économiques, environnementaux et techniques en Afrique rurale. Réalisé dans le cadre d'un stage chez Ingénieurs sans frontières, association spécialisée dans le domaine de l'électrification rurale en Afrique subsaharienne, le travail est ensuite consacré à un cas pratique lié à un projet en cours de l'association. Dans ce cadre, les technologies de production d'électricité possibles pour l'électrification d'un hôpital en République Démocratique du Congo sont étudiées.

L'étude démontre que les installations photovoltaïques restent les plus appropriées pour de tels projets en raison de leur simplicité d'utilisation. De plus, les impacts environnementaux et financiers sont nettement moindres que lors de l'utilisation d'un générateur à énergie fossile, solution la plus commune actuellement. Toutefois, il est important de préciser que les panneaux photovoltaïques restent une technologie complexe, difficile à réparer et demandant de grands investissements financiers, ce qui rend la solution peu accessible sans subside préalable. Currently, 600 million people in sub-Saharan Africa do not have access to electricity. In particular, rural areas are generally not served by the national power grid due to the large population dispersion and the low demand for electricity. To overcome this problem, decentralized electricity generation solutions are implemented, independent of the main grid.

This thesis deals with the comparison of the different technologies of decentralized electricity production in terms of economic, environmental and technical aspects in rural Africa. Carried out as part of an internship at Engineers Without Borders, an association specialized in the field of rural electrification in sub-Saharan Africa, the work is then devoted to a practical case related to an ongoing project of the association. In this context, the potential electricity generation technologies for the electrification of a hospital in the Democratic Republic of Congo are studied.

The study shows that photovoltaic installations remain the most appropriate for such projects because of their ease of use. In addition, the environmental and financial impacts are much lower than when using a fossil fuel generator, the most common solution currently. However, it is important to note that photovoltaic panels remain a complex technology, difficult to repair and requiring large financial investments, which makes the solution difficult to access without previous subsidies.

Afrique --- Electrification rurale --- Electricité décentralisée --- Energie renouvelable --- Africa --- Rural electrification --- Decentralized electricity --- Renewable energy --- Ingénierie, informatique & technologie > Energie

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Sub-Saharan Africa faces a lot of challenges and its rural areas are not spared. The need of electrification for daily use is growing but national and on-grid systems are still ineffective in terms of provisions which have called for alternative solutions such as renewable energies(Solar Photovoltaics). Over the years, the trend of development projects have been on a rise on the continent and far from the success story records of foreign development organisation. Many others have not registered the same successes. This study analyses the failure of a rural electrification Project in Cameroon.

Rural Electrification, Renewable Energy, --- Development projects, --- Project Failure --- Sciences sociales & comportementales, psychologie > Sociologie & sciences sociales

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Ce mémoire a pour objectif d'analyser la politique fiscale fiscale belge en matière de voitures de société, de manière à déterminer son incidence éventuelle sur l'électrification du marché.

Fiscalité --- Voitures de société --- Electrification --- Droit, criminologie & sciences politiques > Droit fiscal

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Le projet de Renforcement et d’Extension des Réseaux Electriques de Transport et de Distribution (PRERETD) dans le département de Ngo Ketunjia contribue à la mise en œuvre d’un programme d’accroissement de l’offre énergétique en zone rurale sur tout le territoire national. Les travaux à effectuer consistent en la construction, le renforcement et l’extension des lignes de distribution Moyenne et Basse tensions MT/BT d’une puissance de 30 kV dans des corridors de 16 m de largeur, suivant les tracés des routes existantes. Toutes ces activités auront des impacts sur l’environnement. L’objectif de cette étude est de déterminer les impacts directs ou indirects de la mise en œuvre du projet sur l’équilibre écologique, économique et social de la zone d’influence, d’optimiser sa réalisation conformément aux normes environnementales et de dresser une liste des indicateurs clés à suivre pour la durabilité du projet. Pour ce faire, nous avons procédé par des enquêtes de terrain à l’aide des fiches et questionnaires permettant d’identifier et d’évaluer les impacts de l’électrification sur les différentes composantes de l’environnement (eau, sol, air, faune et flore). L’analyse des impacts socio-économiques et environnementaux nous a permis de proposer, de prioriser, et même de planifier des actions concrètes nécessaires au renforcement des impacts positifs d’une part, et d’autre part, d’atténuer les impacts négatifs. À ce titre, deux principaux impacts positifs potentiels majeurs : développement des activités économiques, et amélioration du cadre et des conditions de vie des populations, ont été identifiés. Deux impacts négatifs moyens : la destruction des cultures et des champs et, la modification du paysage, ont également été identifiés et analysés. Pour parer à cela, les mesures d’atténuation proposées pour ces impacts consistent entre autres à indemniser les personnes affectées, à respecter l’emprise de la ligne et limiter la superficie des parcs à câbles et poteaux ; et éviter d’abattre les espèces protégées. La prise en compte des mesures environnementales et surtout sociales a débouché sur l’élaboration d’un plan de gestion environnementale et sociale pour la préservation et la conservation de l’environnement.

electrification, environment, environmental and socio-economic impacts, indicators, attenuation measures, environmental and social management plan --- électrification, environnement, impacts environnementaux et socio-économiques, indicateurs, mesures d’atténuation, plan de gestion environnemental et social --- Sciences du vivant > Sciences de l'environnement & écologie

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This thesis aims at developing, optimizing and controling a hybrid solar microgrid for rural electrification and heat supply in sub-Saharan Africa. The considered system includes PV, Parabolic Trough Collectors, Organic Rankine Cycle and LPG generator, as well as chemical battery storage and thermal energy storage. The work focuses on multiple aspects of the ongoing development of solar hybrid microgrids for the rural electrification of remote areas in Lesotho. These aspects range from very specific improvements (the mechanical design of a high expansion ratio expander) to the more global evaluation of their impact once included into a complex micro-grid system. Special attention has also been paid to the links between thermal and electrical demands.

The main contributions of this thesis are:
- The mechanical design of a high expansion ratio scroll expander, involving drawing, machining and assembly of the parts. 
- The detailed model of an organic Rankine cycle with the purpose of evaluating the improvement brought by the high expansion ratio scroll expander and mapping the ORC performance.
- A building model developed to predict the thermal loads of a health clinic in rural communities of Lesotho. The developed lumped-parameter model can be used for various building typologies and communities. The model is designed to be as generic and simple as possible, and contrasts with the data-intensive models generally proposed in the literature.
- The gathering of monitoring and weather data relative to a health clinic in Lesotho, and their use for the calibration of the building model.
- A microgrid model built by interconnecting all of its subcomponent models. A rule-based control strategy is developed, accounting for interactions between thermal and electrical loads, and dispatching heat and power flows of each component in order to cover the demand while minimizing the fuel consumption.
- A particle-swarm optimization model used to optimize the microgrid under different cost assumptions and control strategies

The above models prove that the system performs better with the developed high expansion ratio expander. The maximum output power of the ORC is increased by 33 %, and the fuel consumption of the microgrid is reduced by 25 %.

For the studied community of Ha Nkau in Lesotho, the determined optimal system infrastructure is composed of PV (65 kW) and batteries (259 kWh) only, and the optimum control strategy achieves a levelized cost of electricity of 0.202 USD/kWh. Fuel consumption is mainly due to the burner, which supplies all the thermal load because no other heating system is selected by the optimization.

modeling --- optimization --- microgrid --- rural electrification --- ORC --- scroll expander --- heat supply --- control --- rule based control --- Lesotho --- Ingénierie, informatique & technologie > Energie