République Algérienne Démocratique et Populaire

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République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université des Sciences et de la Technologie d’Oran
"Mohamed Boudiaf"
Faculté de Génie Electrique
Département d’Electrotechnique
Thèse en vue de l’obtention du diplôme de Doctorat Es Science
Spécialité: Electrotechnique
Option: Matériaux en Génie Electrique
Présentée Par
Mr. HATTI Mustapha
Sujet de Thèse
Contribution à l’Étude des Systèmes Hybrides
Photovoltaïque / Pile à Combustible
Soutenue : 15 Juillet 2010, devant le jury composé de:
M
r
A. MIDOUN Professeur USTO-MB P
RESIDENT
M
r
M. TIOURSI Professeur USTO-MB
RAPPORTEUR
M
r
B. BELMADANI Professeur UHB Chlef E
XAMINATEUR
M
r
A. KHELLAF Directeur de Recherche CDER E
XAMINATEUR
M
r
N. HAMDADOU Professeur ENSET Oran E
XAMINATEUR
M
r
H. ILIKTI Maître de conférence USTOMB E
XAMINATEUR

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Remerciements
Merci à ا de m’avoir aider et guider à accomplir ce modeste travail.
Je voudrais tout d’abord remercier mon Professeur et Directeur de thèse, Mustapha
TIOURSI de m’avoir enseigné pendant l’année théorique de Magistère, de m’avoir informer
de l’existence du domaine de recherche et développement des piles à combustible et des
systèmes énergétiques hybrides, d’avoir bien voulu diriger ma thèse, pour son assistance et
encouragements dans l’accomplissement des travaux de thèse. Mais surtout, j’exprime mes
plus vifs remerciements pour tout son humanisme et son amitié qui ont toujours été, tout au
long de ces années.
Je remercie vivement Monsieur Abdelmoumen KERRIS, Directeur Général du Centre de
Recherche Nucléaire de Birine et Monsieur Mohamed SEMINE, Directeur de Division des
Technologies Nucléaires au CRNB pour leur accueil et pour les moyens qu’ils ont mis à ma
disposition pour la réalisation de ces travaux.
Je remercie Monsieur A. MIDOUN, Professeur à l’Université des Sciences et de la
Technologie d’Oran Mohamed Boudiaf pour avoir bien voulu présider le jury.
Je voudrais témoigner ma reconnaissance au professeur Bachir BELMADANI de
l’Université Hassiba Ben Bouali de Chlef, au Docteur Abdellah KHELLAF, Directeur de
Recherche au Centre de Développement des Energies Renouvelables, à Monsieur
Nassreddine HAMDADOU, professeur à l’ENSET Oran et au Docteur Hocine ILIKTI,
Maître de Conférence à l’Université des Sciences et de la Technologie d’Oran Mohamed
Boudiaf pour avoir accepter la charge de juger ces travaux. Je les remercie chaleureusement
pour leur dévouement et leur disponibilité.
Je tiens également à remercier le Pr. Mouloud Azzeddine DENAÏ, pour m’avoir
encourager à me présenter au concours de Magistère et pour ces encouragements et conseils
tout au long des études. Il faut dire que sans toi je ne serais pas là, merci beaucoup.
Merci, à tous ceux qui ont contribué de prés ou de loin à la réalisation de ce modeste
travail, particulièrement Monsieur Tahar HADDAD pour les riches discussions scientifiques.
Mes remerciements au professeur Nadjib DJILLALI de l’Université de Victoria et à
l’Ingénieur Data de l’Unité de Recherche Appliquée des Energies Renouvelables à Ghardaïa
pour leur collaboration à enrichir la thèse par des données réelles et pratiques.

IV
Je ne remercierais jamais assez, ma femme Zakia Khoukha, mes enfants Younes Islam,
Mohamed Houssem-Eddine, Naïma et Youssra pour leur patience et pour leur soutient
indéfectible.
T ABLE DE M ATIERES
INTRODUCTION GÉNÉRALE
Introduction générale………………………………………………….….…………….1
Demande énergétique mondiale………………………………………..……………....1
Application dans la génération distribuée………………………………………...……2
Organisation de la thèse…………………………………………………………..……2
CHAPITRE 1.
CONTEXTE ENERGETIQUE ET PRINCIPES FONDAMENTAUX
1.1 Le contexte énergétique mondial……………………………………….…...….4
1.2 Demande en énergie électrique……………………………………….…...……5
1.3 Générateurs électriques conventionnels……………………………….…….….7
1.4 Gaz naturel………………………………………………………………..….…9
1.5 Pétrole……………………………………………………………………....…10
1.6 Nucléaire…………………………………………………………………..…..10
1.7 Hydro-électrique…………………………………………………………...….11
1.8 Les énergies renouvelables………………………………………………....…12
1.8.1 Caractéristiques des énergies renouvelables………………………....……….12
1.8.2 Pertinences des énergies renouvelables……….………………………………13
1.8.3 Energie éolienne……………………………………………...…..………...…13
1.8.4 Energie solaire………………………………………………………..….……14
1.8.4.1 L'énergie solaire thermodynamique………………………………………..…14
1.8.4.2 L'énergie solaire photovoltaïque……………………………………………....14
1.9 Pile à combustible……………………………………………………..………15
1.10 Les types de piles à combustibles……………………………………...……...17
1.11 Les contraintes technologiques et économiques……………………………....18
1.12 Hydrogène vecteur énergétique…………………………………………....….18
1.13 Les propriétés physiques de l’hydrogène……………………………………..19
1.13.1 Spécification physiques de l’hydrogène…………………………………...….19