Rapport sur l'éclairage public : Généralités, Méthode et Résultats
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SOMMAIRE DEDICACE REMERCIEMENT TABLE DES MATIERES LISTE DES FIGURES LISTE DES TABLEAUX GLOSSAIRE RESUME INTRODUCTION GENERALE PRESENTATION DE LA CEET CHAPITRE I : GENERALITES SUR L’ECLAIRAGE PUBLIC CHAPITRE II : MATERIEL ET METHODE CHAPITRE III : RESULTAT CONCLUSION GENERALE 1 DEDICACE Nous dédions ce modeste travail à : A ma très chère mère KOEVIAKOE Kokoe pour son sacrifice, son amour et son grand soutient tout au long de mes études. A ma très chère tente et son époux Mr. Messan, qui m’ont encouragé tout au long de mon parcours. A ma très chère sœur Christelle et à toute ma famille pour le soutient 2 REMERCIEMENT Ce travail est le fruit de plusieurs personnes qui voudront bien trouver ici l’expression de ma profonde gratitude. Tout d’abord une place particulière est réserver au seigneur Dieu tout puissant, que sans sa grâce rien ne serait possible, mais aussi à ce qui nous aider de prêt et de loin. Ainsi nous tenons à adresser nos sincères remerciements : Au Directeur Général d’ESIG Global Succes Mr. Robert Kokou SEDJRO, pour nous avoir accordé une place dans son institut ; Au Directeur Général de la CEET pour nous avoir accordé ce stage dans sa société ; Au maitre de stage Mr. DOUTI Kansamba pour toutes les notions pratiques qu’il nous a fait découvrir ; A tout le corps enseignant d’ESIG Global Succes pour les conseils : A tous les personnels de la CEET pour leur attention et leur accueil particulier ; A ma très chère mère et ma sœur pour leur encouragement et leur soutien. 3 GLOSSAIRES EP…………………………………….Eclairage Public KWh…………………………………Kilo Watt Heure CEET…………………………………Compagnie Energétique Electrique du Togo CEB……………………………………Compagnie Electrique du Benin FM…………………………………….Modulation de Fréquence AM…………………………………….Modulation d’Amplitude CEN…………………………………...Comité Européenne de Normalisation CIE……………………………………...Commission Internationale Electrotechnique ISO………………………………………International Organization for Standardization AFNOR………………………………..Association Française de NORmalisation LED……………………………………..Light-Emitting Diode m…………………………………………mètre m²………………………………………..mètre carré 4 LISTE DES TABLEAUX Tableau I : situation des consommations des réseaux EP en 2020...................63 Tableau II : cout de réalisation du projet smart lighting…………………………………64 Tableau comparatif des fiches techniques LED et SHP……………………………………73 5 LISTE DES FIGURES Figure I.1 : début de l’histoire de l’éclairage en Monreale ............................... 20 Figure I.2 : première lanterne de l’histoire ....................................................... 21 Figure I.4 : Grandeur photométrique………………………………………………………………24 Figure I.6 : lampadaire urbain .......................................................................... 29 Figure I.7: lampadaire solaire ........................................................................... 30 Figure I.8 : lampadaire éolien alimenté ............................................................ 31 Grace au véhicule ............................................................................................. 31 Figure I.9 : lampadaire éolien ........................................................................... 31 Figure I.10 : lampadaire hybride....................................................................... 32 Figure I.11: bornes lumineuses......................................................................... 33 Figure I.12 : colonnes lumineuses ......... 37Ошибка! Закладка не определена. Figure I.13 éclairage public à paris ................................................................... 35 Figure I.14 éclairage public en Australie ........................................................... 36 Figure I.15 éclairage public a Los Angeles......................................................... 37 Figure II.1 Rue Avenue de Gaule ...................................................................... 40 Figure II.2 : Détecteur PIR-capteur à infrarouge passif ..................................... 47 Figure II.3 : capteur de mouvement microondes plafond ................................. 47 Figure II.4 : les capteurs LDR ............................................................................ 49 Figure II.5 luminaires LED ................................................................................. 50 Figure II.5 logiciel DIALux conception éclairage public ..................................... 51 Figure II.6 logiciel Dialux conception d’éclairage .............................................. 51 Figure III.1 route avec deux chaussées. ............................................................ 56 Figure III.2 route avec deux chaussée séparer d’une médiane avec terre plein…57 6 Figure III.3 lampadaires allumées avec une puissance maximal ....................... 58 Figure III.4 lampadaire allumé avec une puissance réduite : lampadaire en mode veilleuses.......................................................................................................... 59 Figure III.5 route éclairé avec des lampadaires en mode puissance maximale.. ......................................................................................................................... 60 7 TABLE DES MATIERES CHAPITRE I: GENERALITES SUR L'ECLAIRAGE PUBLIC 1 INTRODUCTION .......................................................................................... 19 2 PROBLEMATIQUE ...................................................................................... 19 3 HISTORIQUE DE L’ECLAIRAGE PUBLIC ............................................... 19 4 DEFINITION DES CONCEPTS DE L’ECLAIRAGE PUBLIC ................... 21 4.1 DEFINITION DE LA LUMIERE .................................................................................................. 21 4.2 DEFINITION DE L’ECLAIRAGE ................................................................................................. 22 4.3 LES MODE D’ECLAIRAGE ..................................................................................................... 22 4.3.1 MODE D’ECLAIRAGE .................................................................................................................. 22 4.3.2 ECLAIRAGE PRINCIPAL.................................................................................................................. 22 4.3.3 ECLAIRAGE D’APPOINT .............................................................................................................. 23 4.3.4 ECLAIRAGE FONCTIONNEL ........................................................................................................... 23 4.3.5 ECLAIRAGE DIRECT OU INDIRECT ................................................................................................. 23 4.3.6 ECLAIRAGE MIXT .......................................................................................................................... 23 5 GRANDEUR PHOTPMETRIQUE DE BASE .............................................. 23 6 DEFINITION DES NORMES DE L’ECLAIRAGE ..................................... 25 6.1 DEFINITION DES NORMES SELON LE DOMAINE D’INDUSTRIE .................................................. 25 6.2 LES NORMES DE L’ECLAIRAGE................................................................................................ 25 7 LES TYPES D’ECLAIRAGE PUBLIC......................................................... 27 7.1 LES LAMPADAIRES D’ECLAIRAGE PUBLIC : LES CANDELABRES LES LAMPADAIRES D’ECLAIRAGE PUBLIC : LES CANDELABRES ......................................................................................................... 27 7.1.1 LES LAMPADAIRES SOLAIRS ......................................................................................................... 29 7.1.2 LES LAMPADAIRES EOLIENS ......................................................................................................... 30 7.1.3 LES LAMPADAIRES EOLIENS SOLAIRS ........................................................................................... 31 7.2 LES BORNES LUMINEUSES ..................................................................................................... 32 7.3 LES COLONNES LUMINEUSES ................................................................................................. 33 8 REVUE BIBLIOGRAPHIQUE DES SYSTEMES D’OPTIMISATION DE L’ECLAIRAGE PUBLIC ................................................................................... 34 8.1 LA GESTION DE L’ECLAIRAGE PUBLIC DANS LE MONDE : QUELQUE EXEMPLES ......................... 34 8 8.1.1 LA FRANCE.................................................................................................................................... 34 8.1.2 EN AUSTRALIE .............................................................................................................................. 35 8.1.3 AUX ETATS UNIS D’AMERIQUE ..................................................................................................... 36 9 CONCLUSION ............................................................................................... 37 CHAPITRE II: MATERIEL ET METHODOLOGIE 1 INTRODUCTION .......................................................................................... 39 2 PRESENTATION DE LA RUE AVANUE DE GAULE .............................. 39 3 ECLAIRAGE PUBLIC AU TOGO ............................................................... 40 4 ANALYSE CRITIQUE DES LIMITATIONS ACTUELLES ...................... 40 4.1 CONSOMMATION D’ENERGIE ELEVE ET ECLAIRAGE INEFICACE ................................................ 41 4.2 MAINTENANCE COMPLEXE ET POLLUTION LUMINEUSE .......................................................... 41 5 LES AVANTAGES DE L’OPTIMISATION DE L’ECLAIRAGE PUBLIC 42 5.1 ECONOMIE D’ENERGIE .......................................................................................................... 42 5.2 DUREE DE VIE PLUS LONGUE D’EP .......................................................................................... 43 5.3 REDUCTION DE L’EMPREINTE CARBONE................................................................................ 43 5.4 AMELIORATION DE LA VISIBILITE ET DE LA SECURITE EN EP ..................................................... 44 6. SMART LIGHTING ....................................................................................... 45 7 PRESENTATION DU MATERIEL UTILISER REALISATION DU SMART LIGHTING PUBLIC ............................................................................ 46 7.1 LES CAPTEURS .................................................................................................................... 46 7.1.1 LES CAPTEURS DE MOUVEMENT.................................................................................................. 46 7.1.2 LES CAPTEURS DE LUMIERE .......................................................................................................... 48 7.2 LES LUMINAIRES LED .......................................................................................................... 49 8 PRESENTATION DU LOGICIEL DIALUX ................................................ 50 8.1 LES CARACTERISTIQUES PRINCIPAL DE DIALUX .................................................................... 52 8.2 AVANTAGE DIU LOGICIEL DIALUX........................................................................................ 53 9 METHODOLOGIE DE LA REALISATION DU SMART LIGHTING DANS LE LOGICIEL DIALux .......................................................................... 53 9 9.1 PREMIERE ETAPE : CREATION ET CONFIGURATION DE LA CHAUSSEE .................................... 53 9.2 DEUXIEME ETAPE : IMPLATATION DES LUMINAIRES SUR LA CHAUSSEE ................................ 54 10 CONCLUSION .............................................................................................. 54 CHAPITRE III: RESULTATS 1 INTRODUCTION .......................................................................................... 56 2 LA REALISATION DE LA ROUTE AVENUE DE GAULE ...................... 56 3 IMPLATATION DES LUMINAIRES CAPTEURS SUR LE TROCON ..... 57 3.1 IMPLATATION DES LUMINAIRES ......................................................................................... 57 3.2 IMPLATATIONN DES CAPTEURS .......................................................................................... 58 4 AVANTAGE ECONOMIQUE DE LA GESTION DE L’ECLAIRAGE PUBLIC ............................................................................................................... 60 5 SITUATION DES CONSOMMATIONS DES RESEAUX EP .................... 60 5.1 POUR L’ANNEE 2020 ........................................................................................................... 60 5.2 POUR L’ANNEE 2021 ........................................................................................................... 61 6 COUT DE REALISATION DU PROJET D’OPTIMISATION DE L’ECLAIRAGE PUBLIC SUR L’AVENUE DE GAULE ................................ 62 7 COMPARAISON DE LA CONSOMMATION ENERGETIQUE DES LUMINAIRES LED PAR RAPPORT AU LUMINAIRES SHP....................... 62 7.1 FICHE TECHNIQUE DES LUMINAIRES SHP SUR L’AVENUE DE GAULE ...................................... 63 7.2 FICHE TECHNIQUE DES LUMINAIRES LED UTILISER POUR LA REALISATION DU SMART LIGHTING PUBLIC ....................................................................................................................................... 67 7.3 TABLEAU COMPARATIF DES DEUX FICHES TECHNIQUES ....................................................... 70 7.4 CONSOMMATION PAR AN DES LUMINAIRES SHP DE L’ECLAIRAGE PUBLIC SUR LE TRONCON.... 70 7.5 CONSOMMATION PAR AN DES LAMPADAIRES A LED.............................................................. 71 8 CONCLUSION .............................................................................................. 72 10 Résumé : L’éclairage public est l’un des préoccupations majeures des communes. Effectivement, il est le point majeur dans la sécurité routière, la sécurité des biens et des personnes ainsi que l’esthétique générales de la ville et ses environs. Dans les dernières années, l’éclairage public représente plus de 40% des factures d’électricités de nombreuses villes. En outre la consommation d’électricité devrait augmenter de 50% au cours des deux décennies, car de plus en plus de personnes se déplaceront vers les zones urbaines. Pour éviter cela, un projet d’éclairage public intelligent ou smart lighting doit être mise en place. Après avoir fait des recherches bibliographiques poussées sur l’éclairage public en général et l’éclairage public intelligent en particulier, j’ai axé mon travail sur la zone « route Avenue de Gaule, commune de Lomé » où j’ai proposé une solution pour régler le problème diagnostiqué. Grace au logiciel DIALux nous allons essayer de simuler notre système. 11 INTRODUCTION GENERALE L’éclairage public est un élément essentiel de l’infrastructure urbaine, assurant la sécurité des citoyens, contribuant à la qualité de vie dans les zones urbaines et un certain confort aux usagers qui se déplacent la nuit. Cependant, les systèmes d’éclairages publics ont plusieurs inconvénients, notamment une consommation d’énergie élevée, une maintenance couteuse et une flexibilité dans le réglage de l’intensité lumineuse. De nos jours l’éclairage public représente plus de 40% des factures d’électricités de nombreuses villes. En outre la consommation d’électricité devrait augmenter de 50% au cours de deux prochaines décennies, car de plus en plus de personne se déplacerons vers les zones urbaines. Cette augmentation énergétique est l’un des enjeux majeurs des collectivités et a aussi un à impact négatif sur le développement économique du territoire. Après quelque recherche et études dans la ville de Lomé, Jai ciblé la zone « Avenue de Gaule » qui est une route qui n’est pas tellement emprunter par les usagers surtout de 22h à l’aube, alors que sur ce tronçon les lampadaires sont allumés. Pour résoudre le problème d’augmentation de la facture énergétique, tout en variant l’intensité lumineuse d’une lampe selon diffèrent paramètres, les systèmes de smart lighting ont émergés comme une solution efficaces. 12 PRSENTATION DE LA CEET 13 1 HISTORIQUE DE LA CEET La CEET est créé le 20 Mars 1963 pour assurer la production, le transport et la distribution de l’énergie électrique au Togo. En 1968 avec la création de la Commission Electrique du Benin (CEB), société appartenant au Benin et au Togo, chargé de la production et du transport de l’énergie électrique sur l’ensemble des deux territoire, les activités de la CEET ses sont reconcentré sur la distribution de l’énergie électrique au Togo. En 2000, à la suite d’une réforme du secteur électrique au Togo, les activités de de distribution de l’énergie électrique au Togo ont été concédées à Togo électricité, filiale de la société Elyo qui appartient Groupe SUEZ. Le 22 février 2006 ; il a été mise fin à la concession de Togo électricité ramenant ainsi à la CEET les activités du service publics de distribution de l’énergie électrique. La CEET est une société à monopole d’état avec en 2008 un chiffre d’affaire de 36 milliard de franc CFA et un taux de croissance moyen de 4% par an. La clientèle d la CEET est estimée aujourd’hui environ à 135000 (moyenne tension et basse tension. 2 SITUATION GEAOGRAPHIQUE Société anonyme au capital de 4 milliard de franc CFA, la CEET à son siège social à Lomé au 426, Avenue Mama FOUSSENI. Le siège est limité à l’est par GOYI SCORE, à l’ouest par NONON SAA CURTISS-MARTINS D, par EDITOGO et l’Ambassade de la France, au sud par le parc matérielle au nord par la Sureté nationale. 3 ACTIVITE ET SERVICE Les activités principales de la CEET sont la distribution et la vente de l’énergie électrique. Pour distribuer de l’énergie à sa clientèle, la CEET dispose d’une vingtaine de centrales de production repartie sur l’ensemble du territoire et plus de 4000km de réseau moyenne et basse tension. Elle vend une énergie de plus de 400 milliard de kWh par an. Cette énergie provient de son fournisseur principal la CEB pour environ 90% et 10% restants sont fournis par les centrales de la CEET. Avec la construction de la ligne HT B 161KV ATAKPAME –KARA, la production des groupes de KARA a baissée et ils viennent en renfort pour 14 soutenir à certaines heures de pointe la VRA. Les principaux fournisseurs de la CEB sont la VOLTA RIVER AUTORITY (VRA au Ghana). La Compagnie Ivoirienne d’Eau et d’Electricité (CIE) et ma TCN (Nigéria). Depuis de 2010 est mis en marche le central contour Global qui vient en appoint au déficit de la fourniture de la CEB. Les défis qui attendent la CEET sont nombreux. La vétusté des installations de production et de distribution nécessite d’importants travaux de réhabilitation. Au niveau du développement du réseau, les besoins clientèle e extension de réseau sont gigantesques sur l’étendue du territoire. Cela se traduit d’ailleurs par le phénomène de toile d’araignée que l’on observe sur toute l’étendue du territoire. Avec un taux d’électrification de 13% des foyers sur une population d’environ 5 millions d’habitants, la CEET dispose d’un immense atout en terme clientèle. Répartie sur l’ensemble du territoire surtout dans la ville de Lomé où les besoins en électrifications sont énormes. Les projets de renforcement des capacités de production et de diversification des sources d’énergie sont autant de chantier susceptible d’intéresser les investisseurs étrangers. Enfin avec le projet gazodue de la CEDEAO et le programme du WAPP, la production de l’énergie électrique à partir du gaz laisse présager un avenir plein d’opportunités pour le secteur de l’énergie. Les services offerts à la clientèle sont : le branchement, le raccordement, le dépannage, la correction des chutes de tension, l’entretien du réseau, l’éclairage public. 4 RESSOURCES HUMAINES Le personnel a un rôle important dans une entreprise dans la mesure où elle est à l’ origine de la production. Ainsi la CEET, jusqu’en Octobre 2008, employait 633 agent. A la recherche d’une meilleure rentabilité et pour garantir la continuité de ses services, la CEET investi régulièrement dans la formation de ses agents. 5 ORGANISATION STRUCTURELLE Etant donné qu’une entreprise n’atteint ses objectifs que par une bonne organisation. La CEET à réorganiser ses structures le 09 mai 2006 afin qu’elle soit conforme à ses nouveaux objectifs inscrit dans sa vision axé sur les grandes ligne qui sont. 15 La fourniture de l’énergie en quantité et en qualité à la clientèle ; La réduction des temps de coupure pour travaux et pour les pannes ; La motivation du personnel affecté et des tâches diverses ; La fidélisation du client à travers plusieurs actions de marketing ; L’encouragement à l’esprit initiative et la responsabilité de l’encadrement. Cette nouvelle organisation comprend les directions suivantes : La Direction Générale (DG) : Elle est responsable de la mise en œuvre du projet industrielle de la CEET. Elle a une mission de définition des objectifs généraux de la CEET. Direction Administrative Juridique et du Patrimoine : elle assure la mission coordination et de gestion des affaires générales (assurance, contentieux, etc.) Direction des Ressources Humaines (DRH) : elle a pour mission la mise en œuvre de la politique de gestion des ressources humaines de la société, l’appui et le conseil a l’encadrement des différents services dans le domaine des ressources humaines. Elle est également responsable de l’application correcte de la réglementation du travail au sein de la société, telle qu’elle résulte des lois et conventions collectives. Elle est l’interlocutrice habituelle des autres partenaires sociaux. La Direction Commerciale (DC) : sa mission est de concevoir et de proposer des politiques et des stratégies commerciales devant permettre le développement de la gestion clientèle. Elle assure également la coordination des activités commerciales. La Direction des Etudes et Développement (DED) : elle se charge de la gestion des activités de prospective, d’étude et de planification. Direction de l’Exécution des Projets (DEP) : elle intervient dans conduite et le suivi des travaux de mise en œuvre du projet industriel. Direction Financière et Comptable (DFC) : sa mission est d’assurer la gestion financière et comptable, et des informations de contrôle et de suivi des performances. Direction de l’Inspection Générale et de l’Audit (DIGA) : elle assure la supervision des prestations de services effectue les enquêtes sur les 16 incidents, les malversations et fautes professionnelle et contrôle la mise en œuvre des recommandations des missions de control et d’audit. Direction de la Distribution et des Mouvement d’Energie (DDME) : elle s’occupe de la gestion des ouvrages électriques de production et de la distribution et veiller à la fourniture de l’énergie en quantité et ben qualité a la clientèle de façon continue. Elle se compose de quatre Directions Régionales : - Direction Région Maritime (DRM) Direction Région des Plateaux (DRP) Direction Région Centrale (DRC) Direction Région Kara (DRK) Direction Région Savane (DRS) La Direction Région Maritime (cadre mon stage) se consacre à la gestion du réseau de distribution dans la région maritime alors que le autres Direction Régionale assure sous une forme de délégation les fonctions de la DC et de la DDME dans les régions respectives du Togo. 17 CHAPITRE I : GENERALITE SUR L’ECLAIRAGE PUBLIC 18 1 INTRODUCTION L’éclairage public est l’un des préoccupations majeures des collectivités, effectivement il est le point majeur de la sécurité routière, la sécurité des biens et des personnes, ainsi que l’esthétique générale de la ville et de ses environs. Dans l’année à suivre la consommation énergétique aura un impact négatif sur le développement économique de notre pays. De ce fait il faut agir sur les systèmes d’éclairage par l’utilisation des méthodes intelligentes de gestions. Dans ce chapitre, nous allons aborder les généralités sur l’éclairage public, les revues bibliographiques des systèmes d’optimisation de l’éclairage public et la précision terminologique. 2 PROBLEMATIQUE L’éclairage public joue un rôle essentiel dans la sécurité, la qualité de vie et l’efficacité énergétique des villes. Traditionnellement, l’éclairage public fonctionne sur la base de système de statiques qui ne prennent pas en compte les variations de luminosité nécessaire en fonction des besoins réels. Cependant, l’avènement des technologies intelligent à ouvert de nouvel possibilités pour optimiser l’éclairage public grâce à des systèmes de smart lighting. Ces systèmes utilisent des capteurs, des algorithmes et des commandes automatisées pour ajuster la luminosité en temps réels, offrant ainsi des avantages significatifs en termes de consommation d’énergie, de coûts de maintenance et de confort des citoyens. Dans ce contexte l’utilisation d’un système de smart lighting offre des possibilités d’utilisation permettant de réduire la consommation d’énergie, tout en améliorant la sécurité et le confort des citoyens. Cette problématique vise à explorer les différentes dimensions de l’optimisation de l’éclairage public par un système de smart lighting. 3 HISTORIQUE DE L’ECLAIRAGE PUBLIC L’histoire commence en 1328, lorsque le roi Philippe V à donner l’ordre de mettre une lampe à l’une des villes les plus dangereuse de cette époque pour mettre fin à leur action mafieuse exécuter dans l’obscurité. En 1524 et 1558 le parlement français décide de généraliser l’idée du roi par une loi obligatoire à toute la ville de paris en mettant une bougie, des chandelles ardentes aux fenêtres pour éclairer les rues de paris. Après ses innervations, l’éclairage public en France est complètement présent puisqu’il est utilisé en ville pour illuminer 19 certain monuments dans des périodes de fêtes nationales. En 1666 l’autorité française mettait déjà en place un véritable programme d’illumination de l’espace en utilisant plus de 500 lanternes de chandelles dans chaque rue de paris. En 1759 la police la police de paris lançais un concours pour choisir le meilleur système d’éclairage, le but de ce concours était de trouver un système remplaçable a des chandelles en charbon pour l’éclairage à huile. Cette tentative avait aidé à généraliser l’idée de l’éclairage urbain dans toutes les villes européennes tel que (Berlin, Vienne, Dublin…). Avec le temps ce système ne fonctionne plus surtout avec l’arrivé de la révolution industrielle. Ainsi, la découverte de l’électricité avait permis d’améliorer le système d’éclairage public, d’ailleurs en 1994 en France et plus précisément à Marseille la démarche d’éclairage public électrique commençait à voir le jour. Figure I.1 : début de l’histoire de l’éclairage en Monreale [1] 20 Figure I.2 : première lanterne de l’histoire 4 DEFINITION DES CONCEPTS DE L’ECLAIRAGE PUBLIC 4.1 DEFINITION DE LA LUMIERE La lumière est une énergie radiante qui désigne les ondes électromagnétique détecté par l’œil humain, c’est-à-dire des ondes électromagnétiques comprise entre 380 et 780 nm. Cette énergie provient de source naturelles (soleil, lune) ou artificielle (lampe). C’est un facteur écologique capital. En physique, le terme lumière est considéré comme faisant partie d’un domaine de rayonnement connu sous le nom de spectre électromagnétique. Ce schéma ci-dessous représente la grande famille qui est composé des ondes électromagnétiques qui contient à son tour des sous familles comme les rayons X, les ultra-violets, les infrarouges, les micro-ondes, les ondes radio (FM, AM) ; ses derniers se distinguent donc par leur longueur d’onde donc également leurs énergies. Figure I.3 : onde électromagnétiques [1] 21 4.2 DEFINITION DE L’ECLAIRAGE L’éclairage est l’ensemble des techniques et des appareils ayant pour but de produire une lumière artificielle. En 1784, Argand inventa la lampe à double courant d’air, exploité par Quintet. Vers 1787, Lebon découvrit le gaz d’éclairage ; mais c’est en Angleterre que l’application en fut faite dans des manufactures (1805), et c’est Windsor qui introduisit à paris en 1817. L’éclairage électrique commença vers 1840, en mettant en œuvre des lampes en arc (Davy 1813), mais ne se développa qu’avec la mise au point, par Edison et Swan, en 1879, de la lampe à incandescence. Pour avoir un bon éclairage dans une pièce ou une surface, il faut : Eviter le manque d’éclairement ; Eviter l’excès d’éclairement, l’éblouissement, les ombres, les contrastes lumineux entre les zones de travail ; Eviter l’effet stroboscopique ; Avoir un bon rendu des couleurs ; Eviter la surchauffe du lieu de travail 4.3 LES MODE D’ECLAIRAGE 4.3.1 MODE D’ECLAIRAGE L’éclairage peut regrouper tous les appareils pouvant apporter une lumière artificielle, il s’agit donc principalement des lampes, quel qu’en soit leur style. Cependant en fonction du type de lampe et d’ampoules, il existe plusieurs types d’éclairage. 4.3.2 ECLAIRAGE PRINCIPAL L’éclairage principal s’allume lorsqu’on entre dans une pièce et vous permettra de vous orienter et voir chaque élément grâce à sa lumière homogène et efficace ; c’est la lumière qui illuminera votre pièce dans son ensemble. Elle est principalement propagée par un plafonnier ou une suspension. 22 4.3.3 ECLAIRAGE D’APPOINT Ce type d’éclairage permet de moduler et d’adoucir l’ambiance d’une pièce. Sa lumière est la plus diffuse et apaisante. Les lampes d’appoint seront idéales pour modifier les flux lumineux et s’adapter à tous les activités de la journée. 4.3.4 ECLAIRAGE FONCTIONNEL Sa sera la lumière adapter aux activités tel que la lecture, la cuisine, l’étude… La lumière devra par conséquent être ciblée et précise pour vous offrir confort et sécurité lors de vos taches. 4.3.5 ECLAIRAGE DIRECT OU INDIRECT Ce type d’éclairage est à combiner pour offrir une luminosité adapté tout au long de vos activités. L’éclairage direct est une lumière qui éclaire directement sans réflexion ; l’éclairage indirect quant à lui éclair après avoir été réfléchie (sur un mur, un plafond qui sert de réflecteur). La lumière est ainsi atténuée, plus douce et plus tamisé. Cet éclairage produit moins d’ombre que l’éclairage direct maos nécessite des murs et des plafonds claires. 4.3.6 ECLAIRAGE MIXT La lumière sera diffusée vers le haut et vers le bas ! Ce type d’éclairage illumine d’avantage que l’éclairage indirect mais reste plus diffuse que l’éclairage direct. Il offre une alternative à la multitude de lumière. L’abat-jour en tissu laisse filer 40% de la lumière vers le haut et 60% vers le bas, il constitue en d’autre mot un éclairage semi-direct. 5 GRANDEUR PHOTPMETRIQUE DE BASE Les grandeurs photométriques sont à la base de toutes les mesures en éclairage et il en existe 4 fondamentales : L’intensité lumineuse : (candela), qui est une des 7 unités du système mais qui est peut utiliser seule dans l’éclairage à part pour des luminaires très directifs. C’est la valeur du flux lumineux par l’angle solide. 23 Flux lumineux : C’est la quantité de lumière rayonné par une source dans toutes les directions de l’espace est le flux émis par une source ponctuelle uniforme. Eclairement : c’est la quantité de flux lumineux reçue par une source, il ne se voit pas. Luminance : c’est la seule grandeur vue détecté par l’œil humain, elle représente le rapport entre l’intensité de la source dans une direction donné te la surface apparente de cette source. Figure I.4 : Grandeur photométrique En point de vue quantique la lumière s’est représentée sous des aspects différents : théorie de corpuscule de Newton, théorie des ondes de Huygens et de Fresnel, théorie des ondes électromagnétiques de Maxwell. La longueur d’onde de la lumière est le quotient de la vitesse de la lumière en mettre par seconde sur la fréquence en hertz. La lumière se propage de façon rectiligne à la vitesse d’environ 300000 km/s : Transparence : La lumière peut traverser une matière transparente (eau, verre, air…) ; Réfraction : ce phénomène se passe lorsque la lumière change de milieu ; Réflexion : elle peut être réfléchie par certains surface (polie ou blanches) ; [2] 24 Absorption : elle peut être absorbé par certain matière, par exemple la transformation e, énergie thermique ; électrique ; mécanique ou chimique ; Diffusion : elle peut être diffusée, les rayons lumineux sont dirigés dans de multiples directions. 6 DEFINITION DES NORMES DE L’ECLAIRAGE 6.1 DEFINITION DES NORMES SELON LE DOMAINE D’INDUSTRIE Suivant la directive 83/189 du conseil de l’Europe le 28 mars 1ç89, la norme est une spécification technique approuvé par un organisme reconnu à activité normative (pour l’éclairage : le CEN, la CIE, l’ISO sur le ; plan international et AFNOR sur le plan national) pour une application répétitive te continue dont l’observation n’est obligatoire. Les normes en éclairage sont établies par les experts de l’ensemble de la filière. Elle donne les critères d’exigence que doivent les installations d’éclairage pour que les conditions de performance et de confort visuel des usagers suivants les conditions optimales de santé, de sécurité, d’efficacité ergonomique, et de productivité au travail. Fondé sur l’expérience actuelle et les recherches en matière de visibilité, les normes en éclairage sont un compromis entre les règles de l’art, les capacités techniques des équipements et les contraintes économiques du moment. Les bénéfices et les avantages de la normalisation sont recueillis par l’ensemble des facteurs économiques de l’éclairage. L’utilité des normes en éclairages s’exprime : Pour le maitre d’ouvrage et le gestionnaire, en termes de conditions de travail et de productivité satisfaisantes et de cout d’exploitation optimisé ; Pour le bureau d’étude en termes de paramètre technique et mise en œuvre de solution permettant des installations de qualité ; Pour les constructeurs en termes de qualification des performances économiques et photométriques des équipements d’éclairage et de promotion de nouvelle solution techniques. 6.2 LES NORMES DE L’ECLAIRAGE Les normes de base : 25 NF EN 12464-1 (juin 2003) : Lumière et éclairage-éclairage des lieux de travail_Partie1 : lieu de travail intérieur. NF EN 12193 (mars 2008) : Lumière et éclairage-éclairage des installations sportifs. NF EN 15193 (novembre 2007) : Performance énergétique des bâtimentExigence énergétique pour l’éclairage. Les normes complémentaires : NF EN 13032-1 (octobre 2004) : Lumière et éclairagisme-Mesure et présentation des donnés photométriques des lampes et des luminaires ; NF EN 13032-2 (avril 2005) : Lumière et éclairage-Mesure et présentation des caractéristiques photométriques des lampes et luminaires-Partie 2 : présentation des donnés utilisée dans les lieux de travail intérieur et extérieur ; NF EN 13032-3 (decembre 2007) : Lumière et éclairage-Mesurage et présentation des donnés photométriques des lampes et luminaires – Partie 3 : présentation des donné pour l’éclairage de sécurité des lieux de travail ; NF EN 15251 (aout 2007) : Critère d’ambiance intérieur pour la conception et l’évaluation des performances énergétiques des bâtiments couvrant la qualité de l’air intérieur, la thermique, l’éclairage et l’acoustique ; NF X35103 (octobre 1990) : Ergonomie-principe d’ergonomie visuelle applicable à l’éclairage des lieux de travail NF EN 12464-1 (juin 2003) : Lumière et éclairage-éclairage des lieux de travail-partie 1 : lieu de travail, intérieur. Eclairage extérieur et sportif : NFC17-200 (mars 2007) : Installation d’éclairage extérieur NF EN 12193 (mars 2008) : Lumière et éclairage-Eclairage des installations sportifs. Eclairage très basse tension : UTE C15-559 (novembre2006) : Installation électrique à basse tensionguide pratique-installation d’éclairage en très basse tension. Eclairage de sécurité : NF 50112 (decembre 2004) : Système d’éclairage de sécurité (indice de sécurité) [2] 26 NF C17-822 UTE C17-804 (aout 2006) : Guide Pratique-Eclairge de sécurité par blocs autonomes recevant du public comportant des locaux à sommeil ne disposant pas d’éclairage de remplacement ; NF C71-830 (aout 2003) : Maintenance des blocs autonomes d’éclairages de sécurités BAES et BAEH (indice de classement ; C17-830) Norme européenne d’éclairage public : La norme européenne d’éclairage public a pour objectif d’établir des prescriptions sur les zones dans les espaces publics extérieurs dans le but d’assurer la sécurité aux usagers, le bon écoulement du trafic et les protections des biens et des personnes, elle est constituée de quatre parties : La partie 1 : RT EN 13201-1- sélection des classes de chaussées, et ses prescriptions associées ; Partie 2 : EN 13201-2-Exigences de performances-définit les performances photométriques auquel doivent satisfaire des classes de chaussée établie à partir des prescriptions en cours des différents pays européens ; Partie 3 : EN 13201-3-calcul des performances-donne les procédures et les méthodes de calcul nécessaires à l’expression des performances photométriques des installations d’éclairage public (éclairement, luminance, maillage de point de calcul et de mesure, calcul de l’éblouissement et de rapport de contiguïté) Partie 4 : EN 13201-4-Méthodes de mesure des performances-décrit les conventions et les procédures qui prévalent lors de la réception des installations d’éclairage public. Cette dernière partie a été publiée sous la forme d’une norme nationale. 7 LES TYPES D’ECLAIRAGE PUBLIC 7.1 LES LAMPADAIRES D’ECLAIRAGE PUBLIC : LES CANDELABRES LES LAMPADAIRES D’ECLAIRAGE PUBLIC : LES CANDELABRES Les candélabres lampadaires sont des dispositifs d’éclairage extérieur qui sont également constitué d’un poteau vertical surmonté d’une ou plusieurs lampes. Ils sont utilisé pour éclaire les rues, les parcs, les places publics et d’autres espaces extérieurs, dans les villes et les zones urbain. Les candélabres lampadaires peuvent avoir différentes hauteurs et design en fonction de leur 27 emplacement et de leur utilisation prévue. Certains candélabres sont équipés de bras ou de branches courbes pour permettre à la lampe d’éclairer une plus grande zone. Ils peuvent être fabriqués en différents matières tels que l’acier, l’aluminium ou le fer forgé. Ces lampadaires sont également alimenté par le réseau électrique et utilisent des ampoules traditionnelle à incandescence ou dans lampes LED plus économe en énergie. Certains candélabres moderne intègre également les capteurs de luminosité pour ajuster automatiquement l’intensité de de l’éclairage en fonction des conditions environnantes. Figure I.5 : lampadaire candélabres En plus d’apporter de l’éclairage, les candélabres lampadaires peuvent également jouer un rôle esthétique en ajoutant une touche de style à l’environnement urbain. Ils peuvent être conçus pour s’harmoniser avec l’architecture environnante ou pour créer une ambiance spécifique. Cependant il est important de noter que certain dans régions des initiatives sont prise pour remplacer progressivement les lampadaires traditionnels par des solutions d’éclairages plus durables. 28 Figure I.6 : lampadaire urbain 7.1.1 LES LAMPADAIRES SOLAIRS De nos jours avec l’utilisation des énergies renouvelables, certaines communautés ont opté pour des solutions d’éclairage plus durables. Les lampadaires solaires est l’une des solutions à adopter. Les lampadaires solaires sont une variante des lampadaires urbains qui utilisent l’énergie solaire pour produire la lumière. Ils sont conçus pour fonctionner de manière autonome en utilisant des panneaux solaires pour capter l’énergie du soleil qui est ensuite convertie en énergie et ensuite stocké dans les batteries. Les lampadaires solaires sont conçus pour être durable et résistant aux intempéries. Ils nécessitent peu d’entretien, car il ne comporte pas de câble ou de connexion électrique compliquée et sont facile à installer. Il suffit de les installé à l’endroit souhaité, en assurant que les panneaux solaires sont exposés au soleil. L’utilisation des lampadaires solaires permet de réduire les gaz à effet de serre, car ils n’émettent pas de dioxyde de carbone lors de leur utilisation. De plus ils contribuent à la préservation de ressources naturelles en utilisant une énergie renouvelable. Cependant il est important de noter que les performances des lampadaires solaires peuvent varier en fonction des conditions climatique et de 29 l’ensoleillement. Dans les régions où l’ensoleillement est faible ou irrégulier, l’autonomie et l’efficacité de ses lampadaires sont réduites. Figure I.7: lampadaire solaire 7.1.2 LES LAMPADAIRES EOLIENS Les lampadaires éoliens sont également appelé éclairage éolienne ou lampadaires à vent. Sont des lampadaires qui utilisent l’énergie éolienne pour produire de l’électricité. L’anglais Barry Thomson vient d’inventer une manière étonnante de recharger les lampadaires de la ville. De petites éoliennes sont fixé sur des lampadaires, rien de nouveau en soi, mais l’innovation vient de la manier dont elles sont alimentés. En effet, l’alimentation en électricité des éoliennes provient du passe des voitures sur l’autoroute à proximité. Lorsqu’un camion vous frôle, l’appel d’air est parfois fort et déstabilisant. Ce sont des appels d’aires qui rechargent les éoliennes des lampadaires. Selon l’inventeur de cette technique nouvelle, une turbine peut produire 6MWh quotidienne. Ce qui représente environ 21 mètre carré de panneaux solaires. En équipant l’ensemble des lampadaires d’un village de taille moyenne, la totalité de l’éclairage pourrait être fournit par le passage des voitures à proximité. Souvent on parle de l’énergie 30 dont les voitures on besoins pour fonctionnées. Mais ses voitures peuvent à leurs tours fournir de l’énergie renouvelable. Cependant il convient de noter que l’efficacité énergétique des lampadaires éoliens dépend fortement des conditions du vent, ce que signifie que dans les zones où le vent est faible ou imprévisible, ils peuvent ne pas fournir une énergie constante. De plus leur cout initial peut être plus élevé que celui des lampadaires traditionnels, bien que cela puisse être compassé par les économies d’énergie à long terme. Figure I.8 : lampadaire éolien alimenté Grace au véhicule Figure I.9 : lampadaire éolien 7.1.3 LES LAMPADAIRES EOLIENS SOLAIRS Les lampadaires éoliens solaires, également appelé les lampadaires hybride, sont des systèmes d’éclairage public qui combinent l’énergie éolienne et l’énergie solaire pour produire de l’électricité. Le lampadaire hybride solaire éolien est un type de produit luminaire à énergie renouvelable avec une capacité et une particularité élevé. Il est capable d’utiliser automatiquement l’énergie éolienne et solaire afin d’éclairer. Ce système d’éclairage autonome allume, éteint et régule l’état de stockage de batterie selon le changement du rayonnement du soleil, la vitesse du vent a la charge e flottement etc. avec le principe de complémentarité de l’énergie éolienne et de l’énergie solaire, notre luminaires convertie ses deux énergies en électricité pour un éclairage. Le lampadaire hybride dispose non seulement de tous les avantages d’un lampadaire solaire urbain mais permet de fonctionner aussi pendant les jours de pluies ou lorsque les conditions météorologiques ne sont pas optimales pour l’une des sources d’énergie. Par exemple, si le soleil est caché par les nuages pendant la journée, l’éolienne peut compenser la baisse de production d’énergie solaire, et vice 31 versa. Les lampadaires hybrides sont particulièrement adapter aux zones rurales ou éloignés, offrant un éclairage public fiable et respectueux de l’environnement. Figure I.10 : lampadaire hybride 7.2 LES BORNES LUMINEUSES Les bornes lumineuses sont des dispositifs dans l’éclairage public pour fournir un éclairage de base dans les espaces extérieurs tels que les rues, les territoires, les parcs. Elles sont généralement installées le long des voies de circulation pour assurer la sécurité et le confort des piétons et des conducteurs pendants dans la nuit. Les bornes lumineuses sont souvent constitué de d’un poteau vertical fixé au sol, surmonté d’une source de lumière ou d’un réflecteur. Ces bornes lumineuses sont conçue pour fournir un éclairage ambiant fans les zones résidentielle, et peuvent également servir à délimiter les voix de circulation. En termes de fonctionnalité, les bornes lumineuses peuvent être équipées de capteurs de mouvement pour allumer automatiquement la lumière lorsque quelqu’un approche. En résumé les bornes lumineuses sont des éléments essentiels de l’éclairage public, offrant un éclairage doux et de l’esthétique dans les espaces extérieurs. Elles contribuent à la sécurité, à l’orientation et à 32 l’attractivité de l’environnement urbain, tout en adaptant les technologies économes en énergie pour une gestion plus efficace de l’énergie. Figure I.11: bornes lumineuses 7.3 LES COLONNES LUMINEUSES Les colonnes lumineuses sont des structures verticales utilisées dans l’éclairage public pour fournir un éclairage général et fonctionnel dans les espaces extérieurs. Elles peuvent être équipé de différentes sources de lumières et de fonctionnalité supplémentaire pour réponde aux besoins spécifique de l’environnement. Les systèmes de gestion d’éclairage intelligent permettent une utilisation plus efficace de l’énergie et une personnalisation de l’éclairage. [4] 33 Figure I.12 colonnes lumineuse 8 REVUE BIBLIOGRAPHIQUE DES SYSTEMES D’OPTIMISATION DE L’ECLAIRAGE PUBLIC Le financement de l’éclairage public pose un défi majeur pour les collectivités locales, par rapport aux dépenses trop élevé et aux recettes moins acquises. Donc le rôle des collectivités locales c’est de trouver des solutions d’équilibre à chaque situation. 8.1 LA GESTION DE L’ECLAIRAGE PUBLIC DANS LE MONDE : QUELQUE EXEMPLES 8.1.1 LA FRANCE Les managers public français adoptent une nouvelle stratégie appeler « éclairer juste c’est éclairer moins». Cette stratégie consiste à supprimer toutes les sources d’éclairage artificielles et opter pour des équipements mieux adaptés permettant de réduire la consommation et la pollution. Il s’agit de promouvoir des éclairages doux et raisonner dans le respect de l’environnement. Les collectivités locales françaises ont essayé de baisser les factures en agissant sur la puissance et la consommation. La part de marcher des lampes LED pour l’éclairage des bâtiments est de 35% en 2017 et 61% en 2020 ; le taux de pénétration des lampes destinée pour l’éclairage public est estimé à 15%. 34 Actuellement les communes optes pour optent pour une rénovation de leur éclairage public pour lutter contre la pollution et réaliser les économies d’énergies. Cependant les dépenses liées à l’éclairage public en France représentent 1,2 milliard euros hors énergies : 800 millions d’euro sont dédié au frais de maintenance et 400 million d’euro liées à l’investissement selon la confédération française pour l’habitat, l’urbanisme l’aménagement du territoire et l’environnement. Figure I.13 éclairage public à paris 8.1.2 EN AUSTRALIE L’Australie adopte un autre système d’éclairage public basé sur la performance énergétique avec des moments raisonnables et la matière première de qualités. Le système d’éclairage public en Australie est parmi les meilleurs systèmes au monde. La mission de réduction des factures d’électricités à commencer en 2010. Elle à annoncer sa volonté d’aller vers un système d’éclairage simplifier avec une plus longue vie. Depuis des décennies les collectivités locales ont essayé plusieurs solution pour réduire les économies d’énergie tel que la coupure d’électricité pendant quelques heures chaque nuit. Parmi plisseurs solution, une attire l’attention de Michel et Michon Herve (les futur créateur de DATA LED 52) leur hypothèse consiste a utiliser les LED dans l’éclairage public. Ces deux chercheurs mesurent les bénéfices qu’elles pouvaient apporter au domaine de l’éclairage public, avec une consommation 35 visé divisée en deux et une durée de vie deux fois supérieur aux ampoules traditionnels. Un an après les collectivités locales commencent à mettre en action l’hypothèse. Aujourd’hui le système LED prend sa place comme meilleur système au monde. Figure I.14 éclairage public en Australie 8.1.3 AUX ETATS UNIS D’AMERIQUE Nous ne pouvons pas parler de l’éclairage public en Amérique sans indiquer la plus grande ville d’Amérique : LOS ANGELS. Cette dernière considérée comme la plus grande ville par rapport à sa surface. Les autorités souhaitent de limiter les risques de coupures d’éclairages pour les citoyens. Pour cela ils ont adopté pour une nouvelle technologie pour optimiser la consommation énergétique tout en prenant en considération les impératifs écologiques. En 2016 la démarche a commencer par l’innovation d’un pilotage qui permet un pilotage central a distances. Selon GEORGE Yianni, le manager de Philips smart light dans son article intitulé : comment les smart lights de Philips font économiser des millions à la ville de los angles. Cette démarche était inspiré de celle de Ford appelé « transport as service » Yianni à remplacer le transport par la lumière. Le chercheur explique que plus de 50 milliard d’ampoules sont actuellement en circulation. Donc la politiques des autorités Los Angeles on essayer d’utiliser les systèmes LED pour une gestion sécurisé qui permet de contrôler les dépenses de maintenances et de coupures d’électricité et assure une sécurité majeurs avec la réduction des factures. 36 Figure I.15 éclairage public a Los Angeles 9 CONCLUSION Tout pays qui veut se développer soit investir dans l’éclairage public et des moyens nécessaires pour son optimisation. Le Togo fait face aujourd’hui a de nombreux de difficulté dans le domaine de l’éclairage public. Plusieurs méthodes sont mise en place dans différents pays pour optimiser l’éclairage public. Nettement celui des Etats Unis qui optent pour l’utilisation des LED et des smart lights. 37 [5] CHAPITRE II : MATERIEL ET METHODOLOGIE 38 1 INTRODUCTION L’optimisation de l’éclairage public est très importante, surtout si on veut vraiment diminuer la consommation de la facture énergétique. Pour réaliser cette optimisation, il existe plusieurs système mise en place par diffèrent pays face au problème qu’engendre l’éclairage public. Parmi ses différents systèmes, celui des Etats Unis parait le plus efficaces, avec l’utilisation des luminaires LED et des smart lights. Pour aider les collectivités locales à réduire la consommation de la facture énergétique au Togo, nous proposons un système d’éclairage public intelligent ou smart lighting. Qui consiste à utiliser les lampes LED et des capteurs de mouvement ou de présence (capteur de type LDR). Apres mes recherches dans la ville de Lomé j’ai ciblé la zone Avenu de Gaule où j’ai remarqué qu’à partir de 22h les lampadaires sont allumés mais il n’y a pas tellement de passager. Mon système constituera à faire varier l’intensité lumineuse d’une lampe selon différente paramètre. A partir de 18h les lampadaires seront allumés normalement avec une puissance normale. Et à 22h ses lampadaires seront toujours allumé mais avec une puissance réduites c’est-à-dire qu’ils seront en mode veilleuse. Maintenant grâce a des capteurs de mouvement et de présence inséré dans les lampadaires, ses derniers seront éclairé avec une puissance maximale une fois qu’un passager ou un objet est l’approche du lampadaire et après le passage de l’objet ses lampadaires reviennent en mode vielleuse. La réalisation de notre projet se fera avec le logiciel DIALux. 2 PRESENTATION DE LA RUE AVANUE DE GAULE Se trouvant dans la comme golfe 1 de Lomé et au quartier de nyékonakpoé, la rue avenue de Gaule est une rue qui est en face de l’entrée principale de l’hôtel IBIS et mené directement à l’institut français et au terrain omni sport de Lomé et reliant le boulevard de la république à l’hôtel sarakawa. Cette rue n’est pas tellement emprunter pendant la nuit surtout de 22h à L’aube. Mon approche de solution pour l’optimisation de l’éclairage public au Togo se fera sur cette rue. Ce système consiste à agir sur la puissance des luminaires pour avoir un résultat plus performent que le système existentielles. 39 Figure II.1 Rue Avenue de Gaule 3 ECLAIRAGE PUBLIC AU TOGO L’éclairage public au Togo fait face à deux nombreuses difficultés. Des lampadaires allumé en pleine journée, d’autre en pannes la nuit quand on a vraiment besoin et aussi une augmentation de facture énergétique. Tous ses facteurs sont des enjeux majeurs auxquelles font face les collectivités surtout l’augmentation de la facture énergétique. Pour réduire cette forte consommation, les communes ont opté pour l’utilisation des LED, des lampadaires solaires dans certaines villes du pays. Face à ses difficultés la CEET (Compagnie Energétique Electrique du Togo) fixe un montant de la redevance pour l’éclairage public qui est de 5FCFA/KWH facturé pour les clients de basse tensions et 6FCFA/KWH pour les abonnés de moyenne tension et de la zone franche. Cette redevance vient en appui aux collectivités locales pour le payement des factures, la maintenance du réseau d’éclairage public au Togo. 4 ANALYSE CRITIQUE DES LIMITATIONS ACTUELLES L’éclairage public au Togo présente certaines limitations que les collectivités n’arrivent pas à gérer. Ses limitations ont un impact négatif tant sur l’environnement et sur le développement économique du territoire. [6] 40 4.1 CONSOMMATION D’ENERGIE ELEVE ET ECLAIRAGE INEFICACE La consommation mondiale pour l’éclairage public et des bâtiments est de 2700 TWh. La consommation électrique des lampadaires publics halogène correspondent à celles de 10 ampoules classiques. Leurs puissances vont de 150 à 500 watt, elles sont considérées comme des sources d’éclairage énergivores. Cela entraine des couts d’exploitation élevé et un impact environnemental négatif. Les systèmes d’éclairages publics actuels peuvent souffrir de problème d’éclairage insuffisant ou inégal. Certains endroit peuvent être trop éclairé, tant dis que d’autre peuvent manquer de luminosité, compromettant ainsi la sécurité et le confort des piétons et des automobiles. 4.2 MAINTENANCE COMPLEXE ET POLLUTION LUMINEUSE La maintenance des installations d’éclairage public peut être couteuse et complexe. Les pannes fréquentes, le remplacement d’ampoules et réparations nécessitent des ressources humaines et financières considérables. La pollution lumineuse est un rayonnement des éclairages artificiels qui par sa direction, son intensité, et sa capacité peut avoir un effet nuisible ou incommodant pour l’homme le paysage te les écosystèmes. En effet, elle peut avoir des effets négatifs sur la santé humaine, à titre d’exemple une perturbation de la régénération des photorécepteurs rétiniens, mais aussi une altération du rythme circadien accompagné d’une altération de sommeil. Elle impacte également la faine en agissant sur de nombreuses espèces qui sont affectées par le suréclairage des villes qui crée de véritables pièges et barrières écologique pour la biodiversité : perte des repères des animaux, fragmentation, modification du rapport propréteur, dégradation des habitats naturels, et perturbations des migrations ; l’éclairage public a aussi sur la flore, retardant la chute des feuilles, créant un photosynthèse dégrader, perturbation la germination et empêchant la pollinisation nocturne des plantes par des papillons de nuit. Pour pouvoir remédier aux problèmes d’éclairage public aux qu’elles font face les collectivités locale nous proposons un système d’optimisation qu’est le smart lighting ou l’éclairage public intelligent. 41 5 LES AVANTAGES DE L’OPTIMISATION DE L’ECLAIRAGE PUBLIC 5.1 ECONOMIE D’ENERGIE L’économie d’énergie se réfère à la réduction de la consommation d’énergie sans compromettre la qualité des services ou des activités. L’une des principales raisons des économies d’énergie est la réduction des coûts. Une consommation d’énergies réduites se traduit par des facteurs d’électricités moins élevées, que ce soit les ménages, les entreprises ou les organismes publics. Les économies financières réalisées peuvent être réinvesties dans d’autres domaines ou utilisées pour améliorer l’efficacité énergétique globale. La réduction de la consommation d’énergie contribue à la préservation de l’environnement. En réduisant la demande d’énergie, on limite également l’émission des gaz à effets de serres et la pollution associé à la production de l’énergie. Cela aide à lutter contre le changement climatique, à préserver les ressources naturelles et à protéger l’écosystème. L’économie d’énergie peut renforcer la sécurité énergétique en réduisant la dépendance aux sources d’énergie importée. En utilisant efficaces l’énergie disponible localement, les pays peuvent réduire leur dépendance vis à vis des importations d’énergies et renforcer leur indépendances énergétiques. La mise en œuvre de mesure d’économie d’énergie peut entraîner une amélioration de la qualité de vie. Par exemple, l’utilisation des systèmes de chauffage et de refroidissement effaces peut rendre les habitations plus confortables et réduire les couts énergétiques pour les occupants. L’économie favorise la création d’emploi dans les secteurs des technologies propres et de l’efficacité énergétiques. L’adoption de mesure d’économie d’énergie nécessite des professionnels qualifiés pour l’installation, la maintenance et l’exploitation des équipements économes en énergies. Cela peut stimuler la croissance économiques et crée de nouveaux opportunités d’emplois. En résumé l’économie d’énergie présente de nombreux avantages, notamment des économies financière, une durabilité environnementale, une meilleure sécurité énergétique, une amélioration de la qualité de vie, la création d’emploi et la sensibilité à l’importance de la gestion de l’énergie. C’est une approche essentielle pour assurer un avenir durable et équilibré. 42 5.2 DUREE DE VIE PLUS LONGUE D’EP Les technologies d’éclairage plus efficaces et durables, telles que les LED, ont une durée e vie plus longue que les lampes traditionnelles. Cela réduit les couts de maintenance, car il est moins de remplacer les ampoules et les équipements, qui réduisent également les interruptions de services. La pérennité des équipements en éclairage publics est assurée par les facteurs suivants : - Choix des luminaires de qualités : il est essentiel de choisir des luminaires de qualités fabriqués par des fabricants réputés. Opter pour des luminaires durables, résistants aux intempéries et qui répondent aux normes de performance et de sécurité. Les technologies d’éclairages économes en énergie tels que les lampes LED sont conçues pour leurs durabilités et leur efficacité énergétiques. - Entretien régulier : un entretien régulier est essentiel pour maintenir la performance la performance des équipements d’éclairages publics. Cela comprend le nettoyage des luminaires, le remplacement des lampes défectueuses ou usées, la vérification des connexions électriques et la surveillance des performances. L’entretien préventif permet détecter les problèmes, potentiels avant qu’ils ne deviennent critiques. - Surveillance et suivi : la surveillance continue des performances des équipements d’éclairage public permet de détecter les problèmes potentielles tels que, les luminaires défectueux ou les dysfonctionnements des systèmes de control. Les données collectées par le suivi peuvent aider à planifier la maintenance, à identifier les opportunités d’amélioration et à optimiser les performances énergétiques. - Evolution technologues : suivre les avancées technologiques dans le domaine de l’éclairage public est important pour profiter, des dernières innovations en matière d’efficacité énergétique et de durabilité. Les nouvelles technologies peuvent offrir des solutions plus performantes telles que des luminaires plus efficaces, des capteurs intelligents ou des systèmes de gestion énergétique avancée. 5.3 REDUCTION DE L’EMPREINTE CARBONE La réduction de l’empreinte carbone en optimisation de l’éclairage public est un objectif important pour contribuer à lutter contre le changement climatique et à réduire la pollution lumineuse. Elle peut être réalisée grâce à divers mesures visant à améliorer l’efficacité énergétique et à adopter des technologies plus 43 durables. Remplacer les anciennes technologies d’éclairage, telles que les lampes à incandescences, les lampes fluorescentes ou les lampes à décharges, par des lampes à LED plus économes en énergies. Opter pour des luminaires écoenergétiques conçus pour maximiser l’efficacité lumineuse tout en réduisant la consommation d’énergie. Les luminaires bien conçus permettent une meilleure distribution de la lumière, minimisant les pertes et les gaspillages d’énergies. 5.4 AMELIORATION DE LA VISIBILITE ET DE LA SECURITE EN EP L’optimisation de l’éclairage public peut contribuer à améliorer la sécurité dans les espaces publics en fournissant une merveilleuse visibilité et en dissuadant les actes criminels. Assurer un éclairage adéquat dans les zones publiques, notamment les rues, les trottoirs, les parcs et les places, permet d’améliorer la visibilité des piétons, des véhicules et des objets environnants. Un éclairage résistant réduit les risques de chutes, d’accident et de collisions, améliorant ainsi la sécurité globale. Un éclairage public adéquat permet une meilleure surveillance visuelle de l’environnement. Les personnes présentes dans les espaces publics se sentent plus en sécurité lorsqu’elles peuvent voir clairement ce qui passe autour d’elle. Les systèmes de contrôle intelligent de l’éclairage public, peuvent être utilisés pour ajuster automatiquement l’intensité lumineuse en fonction des besoins réels. Par exemple, l’éclairage peut être renforcé dans les zones à forte activité pendant les heures de pointes et réduit dans les zones moins fréquenté pendant les heures creuses. Cela permet d’optimiser l’utilisation de l’énergie tout en maintenant un niveau de sécurité approprié. L’utilisation des luminaires directionnels peut aider à orienter la lumière là où elle est nécessaire, évitant ainsi les éblouissements et les zones d’ombre indésirables. La collaboration entre les autorités locales, responsables de l’éclairage publics et les forces de l’ordre peut permettre d’identifier les zones à risques et de mettre en place des mesures spécifiques, pour améliorer la sécurité. Cela peut inclurent le positionnement stratégique des luminaires, la mise en place de camera de surveillances supplémentaires et la coordination des patrouilles de polices. Il est important de noter que l’optimisation de l’éclairage public est une composante parmi d’autres de la sécurité globale. Il est essentiel de mettre en œuvre une approche holistique de la sécurité, en tenant compte également des facteurs tels que la présence policières, la sensibilisation communautaire, et la mesure de prévention de crime. 44 6. SMART LIGHTING L’éclairage public intelligent, également connu sous le nom d’éclairage public connecté au smart lighting public, fait référence à l’utilisation de technologie avancé et de connectivité internet pour améliorer l’efficacité et la gestion de l’éclairage des espaces publics tel que les rues, les territoires et les parcs. Les systèmes de smart lighting public sont souvent équipés de capteurs intégrés tels que des détecteurs de mouvement, des capteurs de lumières ambiantes et des capteurs météorologiques. Ces capteurs permettent d’ajuster automatiquement l’intensité lumineuse en fonction du trafic piétonnier ou routier. Cela contribue à économiser de l’énergie en évitant un éclairage excessif lorsque cela n’est pas nécessaire. Aujourd’hui les diodes électroluminescentes (ampoule LED) appartiennent à la génération d’ampoule la plus performante. En effet, la consommation d’une ampoule LED est divisée par 6 pour une puissance d’éclairage équivalente aux ampoules classiques. Les ampoules LED ont une consommation très faible comparée aux ampoules à incandescences, aux ampoules halogènes et aux lampes fluo compactes. L’indication « 9w = 60w »des ampoules LED indiques une puissance consommée de 9w par une puissance restituée de 60 w. de plus, la durée de vie de ampoule LED est 10 fois supérieur à celle d’une lampe fluo compact puisqu’elle résiste mieux à la succession d’allumage et d’intention. Par conséquent le cout d’acquisition moins fréquent des ampoules LED vous permet de réaliser des économies sur long terme. Dans mon pays il Ya un liminaire pour l’éclairage public pour 6 habitants. Nous comprenons déjà combiens de luminaires sont étendues sont étendues sur tout le territoire et combien il devient de plus en plus indispensable pour la sécurité des personnes. Aujourd’hui avec la technologie du smart lighting, le rôle des luminaires n’est donc plus seulement d’éclairé car grâce au avancé technologique dans le domaine des objets et réseaux connectés, de l’informatique et des nouvelles sources lumineuse, de nombreuse possibilité sont offert aux collectivités en matière de : - Pilotage personnalisé et à distances des abaissements de puissances ou de l’intention en fonction des heures souhaitées. - Remontée d’information des pannes et des disfonctionnement - Remontée de donnée de consommation - D’optimisation du niveau d’éclairage en fonction du site d’environnement. [7] 45 L’un des principaux avantages de l’éclairage intelligent est certainement celui des économies d’énergies. Grace à régularisation intelligente du flux lumineux, où la lumière est mise seulement là où et quand elle est réellement utilisée, nous faisant des économies non négligeables. Dans notre travail ici ce système se réalisera dans un logiciel appelé DIALUX 7 PRESENTATION DU MATERIEL UTILISER REALISATION DU SMART LIGHTING PUBLIC 7.1 LES CAPTEURS 7.1.1 LES CAPTEURS DE MOUVEMENT Les capteurs de mouvement sont des dispositifs utilisés dans les systèmes d’éclairage intelligent. Les capteurs de mouvement utilisent différents technologie pour détecter les mouvements. Les technologies couramment utilisés incluent les capteurs à infrarouges à infrarouges passifs (LDR), les capteurs à ultrasons et les capteurs de microondes. Ces capteurs surveillent en permanence la zone d’intérêt et réagissent lorsque des changements sont détectés. Les capteurs infrarouges passifs sont couramment utilisés dans les applications de sécurité, d’éclairage et de domotique. Ils offrent une détection précise des mouvements, ce qui les rend idéaux pour allumer automatiquement les lumières lorsqu’une personne entre dans une pièce, pour sécuriser une zone en détectant les intrusions ou pour activer dans scénarios domotiques en fonctions de la présence des occupants. 46 Figure II.2 : Détecteur PIR-capteur à infrarouge passif Les capteurs micro-ondes sont utilisés dans diverse applications, notamment l’éclairage intelligent, la sécurité et la détection de présence. Ils offrent une faible détection des mouvements, même à travers des obstacles, et peuvent être utilisé pour activer automatiquement l’éclairage lorsqu’une personne entre dans une pièce, pour détecter les intrusions ou pour assurer une gestion efficace de l’énergie en éteignant les lumières lorsque la zone est inoccupée pendant un certain temps. Figure II.3 : capteur de mouvement microondes plafond Les capteurs de mouvements peuvent être configurés pour couvrir différente zone de de détections. Par exemple certains capteurs peuvent être conçue pour 47 détecter les mouvements dans une zones à 180 degré, tant dis que d’autre peuvent offrit une couverture allant à 360°. Les zones de détections peuvent être ajustées en fonction des besoins spécifiques de l’environnement. Les capteurs de mouvant permettent souvent de régler la sensibilité de détection, cela permet de contrôler la réactivité du capteur au mouvement. Lorsqu’il détecte un mouvement, il envoie un signal au système d’éclairage intelligent pour allumer ou augmenter l’intensité des luminaires dans les zones concernées. Cela garanti que les luminaires s’allument automatiquement lorsque quelqu’un entre dans une pièce, ce qui pratique et économe en énergie. Les capteurs de mouvement sont largement utilisés dans les applications d’éclairage intelligents, les entrepôts et d’autre environnement où une gestion efficaces de l’éclairage est nécessaire. Ils contribuent à améliorer l’efficacité énergétique, la consommation et la sécurité en adaptant automatiquement l’éclairage aux besoins des utilisateurs. 7.1.2 LES CAPTEURS DE LUMIERE Les capteurs de lumières, connue sous le nom de capteurs de luminosités et capteurs de lumière ambiante, sont des dispositifs utilisés dans les systèmes d’éclairage intelligents. Les capteurs de lumières utilisent différents technologie pour détecter la luminosité. Voici quelque capteur couramment utilisé. - Capteur de lumière ambiante à base de photorésistance (LDR) : ils sont largement utilisés en raison de leur simplicité d’utilisation, de leur faible cout et de leur fiabilité. Ils permettent une gestion efficace de l’éclairage en ajustant automatiquement l’intensité lumineuse en fonction des conditions environnementales. [8] 48 Figure II.4 : les capteurs LDR Les capteurs de lumières convertissent la quantité de lumière captée à une valeur numérique ou analogique représentant le niveau de luminosité. Cette peut être exprimé en lux. Les informations de la luminosité fournie par les capteurs sont utilisées pour ajuster automatiquement l’éclairage en conséquence. Les capteurs de lumières sont généralement connecté au système d’éclairage intelligents, qui reçoit les informations de luminosités et prend des décisions en fonctions de celle-ci. Cela peut inclure l’ajustement de de l’intensité lumineuse, l’allumage ou l’extinction automatique des luminaires ou encore la mise en œuvre de scène d’éclairage programmées. 7.2 LES LUMINAIRES LED Les luminaires LED, ou des lampes à diodes électroluminescentes, sont devenu une technologie d’éclairage très populaires et largement utiliser dans le domaine d’éclairage public. Les LED sont des petits dispositifs semi-conducteurs qui emmènent de la lumière lorsqu’ils sont traversés par un courant électriques. Les LED ont une durée de vie plus longue que les lampes traditionnelles. Elles peuvent fonctionner pendant une dizaine de milliers d’heures, ce qui réduit considérablement la durée de fréquence de remplacement et le cout de maintenances. Les LED produisent moins de chaleurs que les autres sources lumineuses, ce qui les rend plus sûr à utiliser, notamment dans les espaces public fréquentés. Contrairement certaine lampes traditionnelles qui peuvent nécessiter un certain temps pour atteindre leur pleine luminosité, les LED 49 s’allume instantanément offrant une luminosité immédiates. Ses luminaires LED peuvent être facilement intégrer a des systèmes de contrôle d’éclairage intelligent ce qui permet de régler l’intensité lumineuse en fonction des en fonction des conditions environnementales, des besoins des utilisateurs et des horaires spécifiques. Figure II.5 luminaires LED 8 PRESENTATION DU LOGICIEL DIALUX Dialux est un logiciel de conception d’éclairage professionnel largement utilisé dans l’industrie de l’éclairage. Il est développé par la société allemande DIAL Gmbh. Le nom Dialux est une abréviation de “ Dialogue, Information, Application, Lumière et Utilisateur. 50 Figure II.5 logiciel DIALux conception éclairage public Figure II.6 logiciel Dialux conception d’éclairage [9] 51 8.1 LES CARACTERISTIQUES PRINCIPAL DE DIALUX DIALux est un outil essentiel pour les concepteurs d’éclairage professionnels, les ingénieurs, les architectes et les planificateurs urbains qui souhaitent créer des solutions d’éclairage efficaces, esthétiques, et conforme aux normes pour une grande variété d’applications. Voici quelque caractéristique principale de DIALux : Conception d’éclairage : Dialux est principalement utiliser pour la conception d’éclairage intérieur et extérieur. Il permet de aux concepteurs d’éclairage de créer des plan d’éclairage pour des espaces tels que les bureaux, les magasins, les ails d’exposition, des rues et des places. Modélisation de l’espace : les utilisateurs peuvent créer des modelés 3D d’espaces architecturaux à l’aide de Dialux. Ils peuvent importer des plans d’étages, des maquettes ou des fichiers, CAO pour représenter fidèlement l’environnement d’éclairage. Bibliothèque de luminaires : Dialux dispose d’une vaste bibliothèque de luminaires provenant de divers fabricants du secteur de l’éclairage. Les concepteurs peuvent choisir parmi une large gamme de luminaires pour évaluer leur performance lumineuse dans le modèle. Calcul d’éclairage : DIALux utilisent des méthodes de calcul avancé pour simuler l’éclairage dans l’espace modélisé. Les concepteurs peuvent évaluer les niveaux d’éclairement, les intensités lumineuses, les distributions de lumières et les effets d’ombre, en fonction des propriétés des luminaires choisis. Analyse énergétique : le logiciel permet également de réaliser des analyses énergétiques pour évaluer l’efficacité énergétique des solutions d’éclairage proposé. Cela aide les concepteurs à optimiser l’éclairage pour minimiser la consommation d’énergie. Visualisation et rendue : DIALux propose des rendus réalistes et des visualisations pour monter à quoi ressemblera l’éclairage dans l’espace réel une fois installé. Cela permet aux clients et aux parties prenantes de mieux de comprendre le projet. Norme et réglementation : DIALux prend un compte les normes et réglementations locales et internationales en matière d’éclairage. Les concepteurs peuvent s’assurer que leur conception est conforme aux exigences en vigueurs. Rapport et documentation : DIALux génère des rapports détaillés sur la conception d’éclairage, y compris les valeurs d’éclairage calculé les 52 Propriétés des lumières, les diagrammes d’éclairement…Ces rapports peuvent être utilisés pour la documentation et la présentation des objets 8.2 AVANTAGE DIU LOGICIEL DIALUX Le logiciel vous donne la possibilité de crée intégralement vos planification d’éclairage intuitive, clair et ludique. Il intègre parfaitement les donné CAO des programme d’architecture, des maquettes 3D, etc. Nous recommandons d’utiliser le logiciel Dialux dans le cadre par exemple de la mise en normes de des installations pour qu’on puisse tirer un maximum partie des éclairages à LED ATEX. En effet, le logiciel Dialux calcule les besoins énergétiques des futurs éclairages, permettant ainsi de faire les bon choix et planifier en parfaite connaissance de cause les futurs solutions d’éclairage. Complet et performant, le logiciel Dialux est devenu un outil gratuit incontournable, qui permet non seulement de sélectionner ses futur luminaires en fonction de nombreux paramètres, il assure de réaliser de vrai économie d’énergie en aidant à optimiser de nouvelles solutions d’éclairage…Et en plus si on opte pour les LED, alors là c’est le top ! 9 METHODOLOGIE DE LA REALISATION DU SMART LIGHTING DANS LE LOGICIEL DIALux La réalisation du smart lighting dans le logiciel DIALux se fait en deux étapes fondamentales. La première étape qui consiste à créer et à configurer la chaussée sur laquelle les luminaires seront implantés et la deuxième qui consiste à choisir les types de luminaires et l’éclat de la luminosité. 9.1 PREMIERE ETAPE : CREATION ET CONFIGURATION DE LA CHAUSSEE La création et la configuration du chaussée nécessite plusieurs étapes à savoir : Mesurer le champ d’évaluation : c’est la distance entre deux luminaire sur le bord de la route ; Attribuer un nom a la route ; Choisir la norme standard de la route qui est 13201-2015 ; 53 Choisir le nombre de chaussée à utiliser ou soit ajouter un parking un trottoir etc ; Apres choisir la direction de la chaussée ; Configuré la largeur de la chaussée ; Choisir un code fixe de maintenance qui est de 0.670 ; Calculer la luminaisante en candélabre/m² (c’est la façon dont l’œil humain perçoit l’éclairement de la surface) ; Choisir une norme requise de la qualité de la svalte : CIER3 qui donne automatiquement un coefficient de réflexion ; Choisir la classe de la chaussée (classe d’éclairement M4). 9.2 DEUXIEME ETAPE : IMPLATATION DES LUMINAIRES SUR LA CHAUSSEE Cliquer sur la fenêtre «sélection de luminaire » ; Choisir le type d’enragement ; Choisir en quelle endroit on veut placer les luminaires sur la chaussée ; Placer les luminaires au centre de la route car ma chaussée est une route en terre pleine centrale ; Choisir deux luminaires pour chaque mat Choisir la distance entre deux mats (30m) ; Cliquer sur la fenêtre optimiser pour permettre au logiciel de calculer ellemême la distance entre les mats ; Optimiser la hauteur, la longueur (12m) de chaque mat ; Choisir la distance de chaque mat par rapport à la route Choisir le type de capteur de mouvement. 10 CONCLUSION L’optimisation de l’éclairage public par un système de smart lighting nécessite plusieurs matériels et la méthodologie de réalisation de ce système dans notre devoir, sera fait dans le logiciel DIALux. Nous avons énumérer ci-dessus les éléments essentiels pour la simulation de notre système. Dans le chapitre suivant nous allons visualiser les résultats de notre de notre méthodologie. 54 CHAPITRE III : RESULTATS 55 1 INTRODUCTION La réalisation de notre projet d’optimisation de l’éclairage public appelé le smart lighting est simulé dans le logiciel DIALux. Cette simulation se fera en plusieurs étapes. Nous allons essayer de vous montrer à travers quelque capture d’écran les étapes de la simulation de ce projet. 2 LA REALISATION DE LA ROUTE AVENUE DE GAULE Plusieurs étapes mènent à la réalisation de cette route. Tout d’abord le nom de la route, le nombre de chaussée et d’autre paramètre. Figure III.1 route avec deux chaussées. 56 Figure III.2 route avec deux chaussée séparer d’une médiane avec terre pleine 3 IMPLATATION DES LUMINAIRES CAPTEURS SUR LE TROCON Cette phase de la simulation nécessite aussi plusieurs étapes. Ainsi avec certain capture d’écran nous aller essayer de montrer les quelques étapes de cette de la réalisation de cette partie du système. 3.1 IMPLATATION DES LUMINAIRES Dans cette phase le choix des luminaires allant de la bonne qualité et d’une bonne puissance est indispensable. Car il faudra un bon luminaire pour pouvoir avoir un bon rendement en termes d’économie d’énergie. En cette phase nous allons vous montrer les lampadaires allumées avec une puissance maximale sur le tronçon. 57 Figure III.3 lampadaires allumées avec une puissance maximal 3.2 IMPLATATIONN DES CAPTEURS Les capteurs est le facteur principal de notre optimisation. Leurs présences nous permettent de faire une bonne gestion de l’énergie. Les capteurs nous permettrons des lampadaires allumées avec une puissance réduite et en approche d’un objet cette puissance se verra augmenter. 58 Figure III.4 lampadaire allumé avec une puissance réduite : lampadaire en mode veilleuses. En approcher d’un objet ou d’une personne les capteurs transmettrons un signal grâce auxquelles les luminaires éclaire à nouveau avec une puissance maximal. Les lampadaires allumés en mode veilleuse correspondent à une réduction de la facture énergétique. 59 Figure III.5 route éclairé avec des lampadaires en mode puissance maximale 4 AVANTAGE ECONOMIQUE DE LA GESTION DE L’ECLAIRAGE PUBLIC Quand on parle de gestion de l’éclairage on parle d’économie qu’on pourra réaliser en termes de réduction de la consommation énergétique. Le smart lighting est un mode d’optimisation de l’éclairage public qui permettra aux collectivités locales de faire des économies en énergie qui se traduit par la réduction des factures d’électricité des EP. 5 SITUATION DES CONSOMMATIONS DES RESEAUX EP 5.1 POUR L’ANNEE 2020 60 RESEAU EP RESEAU EP (BT EN KWh) (BT EN FCFA) (MT EN KWh) (MT EN FCFA) GRAND LOME 12 262 008 2 215 957 423 2 082 585 310 861 899 REGION MARITIME 2 791 538 515 854 290 91 996 19 433 512 REGION DES 2 014 931 PLATEAUX 386 869 836 _ _ REGION CENTRALE 227 636 376 _ _ REGION DE 2 393 142 LA KARA 442 236 183 _ _ REGION DES 1 529 879 SAVANES 282 520 420 _ _ TOTAL 4 071 074 528 2 174 581 REGIONS 958 395 21 949 893 RESAEU EP RESAEU EP 330 295 411 5.2 POUR L’ANNEE 2021 En 2021 la consommation EP en grand Lomé est de 2.714 239 501, le total de la consommation EP sur toute l’étendue du territoire en 2021 est de 4.679 707 958. 61 6 COUT DE REALISATION DU PROJET D’OPTIMISATION DE L’ECLAIRAGE PUBLIC SUR L’AVENUE DE GAULE La réalisation du projet d’optimisation à partir du smart lighting nécessite un certain nombre de moyen mais à un avantage économique à long terme. Sur le tronçon nous avons au total 17 lampadaires. NOMBRE DE LED ET DE CAPTEURS NOMBRE DE LED NOMNRE CAPTEUR TOTAL _ 17 DE 17 PRIX DES LED ET CAPTEUR 1 114 127,3 FCFA 779 640,4 FCFA 1 893 767,6 7 COMPARAISON DE LA CONSOMMATION ENERGETIQUE DES LUMINAIRES LED PAR RAPPORT AU LUMINAIRES SHP Dans le cadre de notre projet on a total 17 lampadaires sur le tronçon Avenue de Gaule. L’objectif est d’utiliser les LED pour une réduction de la consommation énergétique mais ayant le même lumen que les SHP 62 7.1 FICHE TECHNIQUE DES LUMINAIRES SHP SUR L’AVENUE DE GAULE Nom du produit SHP-S 250W Basic E40 Technologie A décharge Puissance (nominale) (W) 250.00 Forme de lampe Ellipsoïde Type SHP Culot E40 Finition de la lampe Dépoli Type de luminaire (ouvert/fermé) Ouvert Application générale Logistique & Industrie Classe ETIM EC000821 E-number FI 4844458 Flux lumineux (lm) 29000 Température de couleur (K) 2000 IRC (Ra) 20 Puissance (W) 250.00 Tension (V) 100 Dimmable Non 63 Durée de vie moyenne (nominal) (hr) 32000 Code EAN 5410288208435 Données générales Nom du produit SHP-S 250W Basic E40 Technologie A décharge Puissance (nominale) (W) 250.00 Forme de lampe Ellipsoïd Type SHP Culot E40 Finition de la lampe Dépoli Type de luminaire (ouvert/fermé) Ouvert Application générale Logistique & Industrie Classe ETIM EC000821 E-number FI 4844458 Données optiques Flux lumineux (lm) 29000 Flux lumineux (lm) 29000 Température ambiante lumineux maximum (° C) pour un flux 35 Température de couleur (K) 2000 IRC (Ra) 20 Ajustement de la température de couleur Non Facteur de maintien du flux nominal à 4 000 h 50 Hz 96 Facteur de maintien du flux nominal à 6 000 h 50 Hz 95 64 Facteur de maintien du flux nominal à 8 000 h 50 Hz 93 Facteur de maintien du flux nominal à 12 000 h 50 Hz 90 Facteur de maintien du flux nominal à 16 000 h 50 Hz 88 Facteur de maintien du flux nominal à 86 20 000 h 50 Hz Caractéristiques électriques Puissance (W) 250.00 Actuel (A) 0.003 Tension (V) 100 Ballast requis Non Transformateur requis Non Dimmable Non Etiquette énergétique (classe) A+ KWh par 1000 hrs de fonctionnement 275 Durée de vie Durée de vie moyenne (nominale) (hr) 32000 Durée de vie moyenne (h) 32000 Durée de vie T90 12000 Facteur de survie nominal à 2 000 h 50 Hz 100 Facteur de survie nominal à 4 000 h 50 Hz 99 Facteur de survie nominal à 6 000 h 50 Hz 98 Facteur de survie nominal à 8 000 h 50 Hz 97 Facteur de survie nominal à 12 000 h 50 Hz 50 [10] 65 Facteur de survie nominal à 16 000 h 50 Hz Facteur de survie nominal à 20 000 h 90 86 50 Hz Données physiques Diamètre max. de la lampe (mm) - D 91 Poids (kg) 0.185 Emballage Type d'emballage Carton Code EAN 5410288208435 Longueur simple de l’emballage (cm) 23.7 Largeur unitaire de l’emballage (cm) 9.5 Profondeur emballage unitaire (cm) 9.5 DUN14 (intérieur) 15410288208432 unités par emballage extérieur 12 Longueur / hauteur extérieur (cm) de l'emballage 40.4 largeur de l'emballage extérieur (cm) 30.3 Profondeur de l'emballage extérieur (cm) 24.8 Sécurité Contenu en mercure de la lampe (mg) 12.00 Consignes de nettoyage en cas de bris Applicable Recommandation pour l’élimination en fin Applicable de vie Lampe à objectif spécial Non Usage prévu Eclairage général Ne convient pas à l’éclairage résidentiel Oui 66 7.2 FICHE TECHNIQUE DES LUMINAIRES LED UTILISER POUR LA REALISATION DU SMART LIGHTING PUBLIC 67 Luminaire de rue à LED de 100W Référence: F100 Disponible en: Lumière blanche - Lumière neutre Description Lampadaire LED de 100W, disponible en lumière blanche ou neutre, avec un flux lumineux de 10 000 lumens. Diamètre de la base : 50 mm. Il peut être installé sur des supports fixes ou en utilisant notre adaptateur pour les lampadaires de Ø50mm. IMAGES SUPPLÉMENTAIRES DONNÉES TECHNIQUES Référence F100 Mesures 520 x 190 x 50 mm Puissance 100 Lumens 30000 Température de couleur Blanche 6000K - Neutre 4000K 68 Angle d'ouverture 120 Intérieur / Extérieur Extérieur Facteur de puissance 0.99 Type de LED SMD Tension d'entrée 90-265V Fréquence (HZ) 50/60 Hz Matériau Aluminium Indice de protection IP66 Durée de vie 34000 heures Température de fonctionnement -20º / +40º Certificats de conformité CE, RoHS Garantie 3 Ans [11] 69 7.3 TABLEAU COMPARATIF DES DEUX FICHES TECHNIQUES Type de luminaire SHP LED Puissance 250W 10W Lumens 29000 30000 Caractéristiques - Jaune : 2000k - Blanc : 6000k - Neutre : 2000k Durée de vie (H) 320000 340000 Fréquence 50 Hz 50Hz Température de couleur 7.4 CONSOMMATION PAR AN DES LUMINAIRES SHP DE L’ECLAIRAGE PUBLIC SUR LE TRONCON Les luminaires SHP ont une puissance de 250w et fonctionnent 4000h par an avec une consommation de 1000 KWh, et avec les 17 lampadaires on a une 70 consommation de 1700kwh par an. Nous avons choisis la tranche sociale de la basse tension qui est de 63 FCFA, et d’après les calculs on a : - Consommation par kWh des 17 lampadaires par an : 17000 KWh - Prix unitaire par KWh : 63 FCFA - Total : 1 071.000 FCFA Au total la consommation EP par an des 17 lampadaires à luminaires SHP est de 1.071.000 FCFA. 7.5 CONSOMMATION PAR AN DES LAMPADAIRES A LED Cette partie sera divisée en deux. On aura une première partie qui sera la consommation des 17 lampadaires de 18h à 00h soit pendant 5h de temps (c’està-dire consommation des lampadaires lorsqu’ils sont allumées avec une puissance maximale). Généralement les LED que nous avons choisis ont une puissance de 100w. - Nombres d’heure de fonctionnement par an des 17 EP en puissances maximal : 1825 H - Consommation par kWh des 17 lampadaires par an : 182,5 KWh - Prix unitaire par KWh : 63 FCFA - Total consommation : 195 457,5 FCFA. Dans la deuxième partie nous allons calculer la consommation des 17 lampadaires lorsqu’ils s’allument en mode veilleuse entre 00h et 6h du matin c’est-à-dire pendant 6h de temps. Si on admet que ses lampadaires reste en mode veilleuse de 00h à 6h tout au long de l’année, o, aura par calcul : - Nombre d’heure de fonctionnement par an des 17 EP en mode veilleuse : 2190 H - Consommation par kWh des lampadaires LED en mode veilleuse est de : 0,0005 KWh - Consommation par KWh des 17 EP par an : 1,095 KWh - Prix unitaire par KWh : 63 FCFA - Total consommation : 1172,745 FCFA 71 Dans la mesure où on aura a quelques passagers sur le tronçon de 0h à 6h alors là l’estimation de la consommation des 17 EP sera moins de 195 457,5 FCFA Le total de la consommation par an des 17 lampadaires en puissance maximale et en puissance réduite est de 196 630,245. 8 CONCLUSION Dans ce chapitre de notre travail nous avons montré des résultats de notre optimisation et des économies que peuvent faire les collectivités locales grâce au système de smart lighting. Avec les lampadaires a luminaires SHP la consommation énergétiques des 17 lampadaires sur le tronçon Avenue de Gaule est de 1.071.000 FCFA, avec notre système de smart lighting public la consommation énergétique par an des 17 EP est de 196 630,245. En définitif notre système d’optimisation permet une réduction de plus de 75% sur la facture énergétique et ainsi joue un grand rôle dans le développement économique de notre pays. 72 CONCLUSION GENETRALE L’éclairage public joue un rôle très important dans chaque localité du pays. Sans oublier l’aspect sécuritaire, esthétique, et confort visuel qu’apportent ses lampadaires pour les citoyens du pays. L’éclairage public permet également la transformation des zones rurales en zones urbaines. Mais le cout que génère ses EP tout au long d’une année est vraiment considérable c’est pour cela les communes ont du mal à implanter les EP dans les localités rurales du pays. Face à ce problème nous proposons un système de smart lighting ou d’éclairage public intelligent. Ce système consiste à utiliser des luminaires LED qui consomme moins de 80% d’énergie que les luminaires SHP et les capteurs de mouvement qui permettrons d’avoir des lampadaires allumée mais une puissance réduite adapté » a des heures spécifiques. Dans le chapitre précèdent nous avons démontré par des calculs la différence économiques entre les lampadaires a luminaires SHP et dans lampadaires de notre système d’optimisation. Nous avons remarqué une réduction de 75% sur la consommation énergétique des 17 lampadaires de notre tronçon grâce à notre système de smart lighting. En définitif le smart lighting public est le meilleur système d’optimisation de l’éclairage public et agis positivement sur le développement économique de notre pays. 73 BIBLIOGRAPHIE 1 2 3 4 https://www.acqaportail.com/definition-11476-lumiere https://www.eclairage.fr/th_photometric https://www.heozone.org/innovation-eolienne-alimenté-en-electricite https://www.hellopo.fr/bornes-et.colonnes-lumineuses-d-eclairagepublic-2003011-fr-1-feuille 5 https://dspace.unibouira.dz:8080/jspui/bistream/123456789/10127/1/templatememoite%20%281%29.pdf 6 https://energie.gouv.tg/gestion-efficace-et-effience-de-leclairagepublic-ep-au-togo-le-cgrep-sy-attele/ 7 https://www.led-flash.fr/blog/smart-lighting-eclairage-urbain/ 8 https://www.futurascience.com/maison/maison/definition/maison/detecteur-mouvement10637/ 9 https://sti2d.ecolelamarche.org/ressource/EE/terminale/TP/Notice%20l ogiciel%20DIALux%evo.pdf 10 https://www.francelampes.com/14234-e40-shp-t-250w-ylvaniasodium-5410288208480.htm 11 https://masterled.es/fr/eclairage-public/1397-lampadaire-led100w.htm 74
