Pico-centrales : Les toutes petites centrales à installer soi-même, 8 exemples en détail

A travers différents exemples concrets de l’expérience Suisse, cette brochure fournit de nombreux conseils et explications sur les thèmes essentiels relatifs à l’étude et à la construction de Pico-centrales, à savoir : écologie, autorisations, rentabilité, assurances…

Son but est d’accompagner le montage d’un projet de Pico-centrale : comment négocier avec des fournisseurs, étudier et construire avec des partenaires, quels travaux peuvent être réalisés « artisanalement » et lesquels doivent être appuyés par des techniciens spécialisés.

Publication du programme Suisse DIANE en Allemand et Français

Site internet : http://www.smallhydro.ch

136 pages

1994

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Sommaire

1- Introduction

2- Exemples :

  • Alp Prasiira ob Santa Maria GR
  • Moulin de Vicques JU
  • Strickwarenfabrik in Huttwil BE
  • Voralp Hirzboden bei Adelboden BE
  • Roue à eau de Vers l’Eglise VD
  • Ancienne scierie, Gorge de Moutier BE
  • Stallneubau bei Zemez GR
  • Weissmühle in Bemeck SG
  • 77 centrales de démonstration

3- Ce qu’il faut savoir sur les Pico-centrales :

  • L eau doit suffire pour tous aspects écologiques
  • Q347 et débits résiduels
  • Lois et leur application
  • Nouvelle concession
  • Autorisations nécessaires
  • Obligations de l’exploitant
  • Assurances
  • Rentabilité des Pico-centrales avec fonctionnement sur réseau public
  • Rentabilité des Pico-centrales avec fonctionnement en îlotage
  • Liste de contrôle pour étude et construction
  • Aide préalable
  • Produits, qualité et garanties

4- Adresses

5- Indications bibliographiques


Pour en savoir plus sur la pico hydroélectricité, voir également :

- Les articles et guides techniques généralistes sur la pico hydro :

> Pico hydro for village power : a practical manual for schemes up to 5kW in hilly areas – The Nottingham Trent University ;

> Pico Power Pack : fabrication and assembly instructions for a pico hydro turbine and generator unit ;

> Water for a village business – The Nottingham Trent University ;

> et le site internet The Pico Hydro web site.

- Quelques expériences de projets de pico hydro menés à travers le monde :

> Expériences de projets pico hydro menés par The Nottingham Trent University Micro Hydro Centre au Nepal et au Kenya ;

> Pico-centrales : Les toutes petites centrales à installer soi-même, 8 exemples en détail – DIANE ;

> La pico hydroélectricité pour le développement : l’expérience d’un projet de l’ESMAP en Equateur.

Pour d’autres informations sur la petite hydroélectricité, voir également :

> Petite hydroélectricité : généralités.

Jérome Levet

Energies renouvelables et réduction de la pauvreté en Afrique de l’Est

Ce document est le rapport final d’une étude sous-régionale réalisée par Stephen Karekezi et ses collègues de AFREPEN, qui ont analysé les impacts des utilisations non électriques des énergies renouvelables en Afrique de l’Est et leur contribution à la réduction de la pauvreté.

The Potential Contribution of Non-Electrical Renewable Energy Technologies (RETs) to Poverty Reduction in East Africa

Ouvrage collectif de : Stephen Karekezi ; John Kimani ; Ayago Wambille ; Patrick Balla ; Finias Magessa ; Waeni Kithyoma ; Xavier Ochieng

71 pages

publié par AFREPREN/FWD. P.O. Box 30979, 00100 GPO, Elgeyo Marakwet Close, Nairobi, Kenya

en décembre 2005.

Les énergies renouvelables peuvent jouer un rôle majeur dans la réduction de la pauvreté en zones rurales. Ceci est particulièrement vrai pour les utilisations non-électriques, notamment celles impliquant le solaire thermique et la force mécanique. Ces technologies sont non seulement accessibles aux pauvres mais contribuent à la création d’emplois, de revenus et fournissent des services énergétiques à faibles impacts environnementaux.

Beaucoup d’analystes du secteur de l’énergie perçoivent l’importance des applications non-électriques des technologies d’énergies renouvelables en faveur des usages productifs de l’énergie et de la réduction de la pauvreté.

Cette étude propose successivement :

  • L’état de l’art en ce qui concerne l’utilisation des technologies d’énergies renouvelables en Afrique de l’Est ;
  • Une analyse du secteur agricole en milieu rural et l’identification des pratiques d’irrigation au Kenya et en Tanzanie ;
  • L’évaluation de la contribution des pompes mécaniques pour l’irrigation et leurs impacts sur la lutte contre la pauvreté ;
  • L’identification des expériences réussies pouvant être répliquées dans la région ;
  • L’identification des facteurs nécessaires au développement et à la dissémination des pompes à eau basées sur les technologies d’énergies renouvelables ;
  • Des recommandations de stratégies pour les intégrer dans les processus de politique énergétique.

Pépin Tchouate

Etude de préfaisabilité sur la petite hydroélectricité : liste des points importants à analyser avant d’installer une petite usine hydroélectrique

Cette checklist ou liste récapitulative pour la petite hydroélectricité a pour objectif de donner aux développeurs / investisseurs potentiels et même inexpérimentés dans le domaine de la petite hydroélectricité de premières informations et conseils sur toutes les procédures nécessaires pour commencer et développer des projets de petite hydroélectricité.

Publication de l’ESHA, European Small Hydropower Association.
Courriel : http://www.esha.be

12 pages.

Octobre 2005.

Son objectif est de guider le développeur / investisseur afin qu’il puisse
déterminer la viabilité du projet, en utilisant un simple procédé de pas à pas. Cette checklist peut être utilisée en parallèle avec le Guide Technique pour la réalisation de projets de petite hydroélectricité, un document plus complet également réalisé par le Réseau Thématique de la petite hydroélectricité, où toutes les étapes nécessaires mentionnées dans la checklist sont expliquées plus en détail.

Voir le document


Pour en savoir plus, sur les études à mener voir les articles suivants :

> Petites centrales hydroélectriques : les études à mener, mode d’emploi

> Le choix, le dimensionnement et les essais de réception d’une mini-turbine – PACER ;

> Faisabilité d’une micro centrale hydroélectrique, cahier des charges – ADEME ;

> Rénover au lieu d’abandonner : Modernisation et remise en service des petites centrales hydrauliques, critères d’évaluation – DIANE ;

> Comment mesurer la hauteur de chute ? ;

> Comment mesurer le débit d’une rivière ?.

Pour des articles généralistes sur l’hydroélectricité et la micro hydroélectricité voir :

> Hydroélectricité et centrales hydroélectriques : généralités

> Petites centrales hydroélectriques : généralités

Jérome Levet

Faisabilité d’une micro centrale hydroélectrique, cahier des charges

Ce cahier des charges vise à définir les études et analyses devant être réalisées pour permettre d’apprécier la faisabilité d’un projet de micro-centrale hydroélectrique.
Publication de l’Ademe.

Ce document s’adresse aux investisseurs publics et privés avec, comme objectif essentiel, de leur donner les éléments principaux destinés à étayer leur décision finale d’investissement.

Faisabilité de petites-centrales hydroélectriques

Sommaire

1. Aspects techniques

1.1 Généralités sur le site

1.2 Hydrologie

1.3 Chute

1.4 Sélection du débit d’équipement
1.5 Description du projet

1.6 Estimation de la production

2. Aspects environnementaux

2.1 Milieu physique

2.2 Milieu biologique

2.3 Milieu humain

2.4 Mesures compensatoires

2.5 Analyses ultérieures à prévoir

3. Aspects financiers

3.1 Investissement, exploitation et maintenance

3.2 Recettes d’exploitation

3.3 Compte d’exploitation

4. Aspects administratifs

4.1 Situation administrative actuelle

4.2 Démarches administratives

5. Définition d’un programme

6. Proposition de la maîtrise d’œuvre


Pour en savoir plus, sur les études à mener voir les articles suivants :

> Petites centrales hydroélectriques : les études à mener, mode d’emploi

> Le choix, le dimensionnement et les essais de réception d’une mini-turbine – PACER ;

> Etude de préfaisabilité sur la petite hydroélectricité : liste des points importants à analyser avant d’installer une petite usine hydroélectrique – ESHA ;

> Rénover au lieu d’abandonner : Modernisation et remise en service des petites centrales hydrauliques, critères d’évaluation – DIANE ;

> Comment mesurer la hauteur de chute ? ;

> Comment mesurer le débit d’une rivière ?.

Pour des articles généralistes sur l’hydroélectricité et la micro hydroélectricité voir :

> Hydroélectricité et centrales hydroélectriques : généralités

> Petites centrales hydroélectriques : généralités

Jacques Monvois, Gret, Jérome Levet

"Pico hydro for village power : a practical manual for schemes up to 5kW in hilly areas"

La pico hydro pour l’alimentation énergétique des villages : un guide pratique pour les systèmes de moins de 5kW

The Nottingham Trent University Micro Hydro Centre s’intéresse à la pico hydro depuis le début des années 80. Par l’intermédiaire de son site Internet : the pico hydro web site, il publie un guide pratique sur la pico hydro .

Il est également disponible ci-dessous dans une version anglaise et une version espagnole.

Sommaire du document

Ce document est un guide pratique exhaustif qui expose tous les points clés du montage et de la gestion d’un projet de pico hydroélectricité :

  1. Introduction
  2. Les bases de la pico hydro
  3. L’identification d’un site
  4. Le planning d’un projet
  5. Propriété et viabilité d’un projet
  6. Schémas d’installations
  7. L’analyse d’un site
  8. Le dimensionnement d’un site
  9. Produire de l’électricité
  10. La gestion du débit
  11. La conduite forcée
  12. Le bâtiment de la centrale
  13. Les charges
  14. Le réseau de distribution
  15. Le branchement domestique
  16. Les parafoudres
  17. L’exploitation et la maintenance
  18. Trouver les défauts de courant
  19. Annexes
  20. Bibliographie et références
  21. Glossaire

Ce document est téléchargeable en version anglaise et en version espagnole.


Pour en savoir plus, voir également le site Internet the pico hydro web site (en anglais)

Jacques Monvois, Gret, Jérome Levet

L’électrification rurale décentralisée dans le sud

Article en ligne de Nadia Bentaleb, Directrice Générale de l’ONG Migrations et Développement, Membre du Centre d’économie et d’éthique pour l’environnement et le développement (C3ED)

Cet article présente les différentes énergies renouvelables utilisées pour l’électrification rurale décentralisée des pays en voie de développement et les conditions de transfert de ces technologies. Il est illustré par quelques pratiques initiées par différents acteurs : les Etats, les ONGs, le PNUD et les entreprises.

Voir l’article

Jérome Levet, René Massé

Guide pratique de l’Ademe : le chauffe eau solaire

Guide pratique en ligne

L’Ademe diffuse sur son site internet un guide pratique simple et exhaustif sur le chauffe eau solaire.

« Un chauffe-eau solaire… Pourquoi ? Comment ça marche ? Quels modèles ? Quelles dimensions ? Comment l’installer ? Comment le financer ? Quels professionnels ?… » vous saurez tout sur le chauffe eau solaire !

> Le guide est disponible en ligne sur le site internet de l’Ademe ;

> il peut également être téléchargé ici :

René Massé

La pico hydroélectricité pour le développement : l’expérience d’un projet de l’ESMAP en Equateur

Ce document de capitalisation en anglais disponible ci dessous, tire les leçons d’un projet mené par l’ESMAP pour développer la filière pico-hydroélectricité en Equateur pour l’approvisionnement des ménages les plus pauvres. A terme, ce projet vise à répliquer l’expérience dans toute la région Andine et dans d’autres pays en voie de développement.

Approvisionner les régions rurales éloignées en énergie est une tâche difficile et coûteuse. Pourtant, pour tous les pays en voie de développement, c’est un élément essentiel à l’accomplissement des « objectifs du millénaire ». Partout à travers le monde, les communautés rurales doivent pouvoir tirer partie de leurs ressources naturelles pour bénéficier de services énergétiques modernes.

La pico hydroélectricité (très petites installations hydroélectriques appropriées à l’alimentation de quelques ménages) est une option comparativement bon marché qui peut aujourd’hui concurrencer les autres techniques d’approvisionnement d’énergie décentralisée pour alimenter en électricité des millions de personnes à travers le monde. Cependant pour favoriser son développement, elle doit être accompagnée de programmes appropriés.

Voir le document(EN)

Présentation du projet

Le projet s’est déroulé en 5 étapes :

  • l’évaluation des expériences de développement de cette technologie dans le monde pour connaître les conditions qui garantissent un bon développement de la filière ;
  • l’évaluation des potentialités de développement de la pico hydroélectricité dans dans cinq pays andins [1], tant au niveau technique, social que commercial ;
  • le développement de 31 projets pico hydro pilotes ;
  • le développement d’une structure locale d’accompagnement ;
  • l’évaluation de l’impact des projets sur le développement des communautés rurales bénéficiaires.

L’expérience de la pico hydroélectricité à travers le monde

Les systèmes

Les systèmes pico-hydroélectriques ont généralement une puissance comprise entre 200 et 1000 W, mais le terme « pico hydro » inclut souvent les systèmes dont la puissance peut atteindre 5 kW.

La gamme des turbines disponibles est relativement vaste : Turgo, Pelton, turbines à flux traversant… Elles peuvent ainsi s’adapter à toutes les hauteurs de chute.

Les unités sont petites et bon marché et ce qui facilite les possibilités d’achat, d’installation et de gestion par un ménage rural.

Cette technologie est généralement employée pour subvenir aux besoins domestiques : éclairage, télévision, radio et parfois pour recharger des batteries.

Voir la photo ci-dessous : une installation pico hydro en Equateur pour l’alimentation d’un ménage rural.


Une installation picohydro en Equateur

Chine et Vietnam : un développement important mais anarchique

Au Vietnam, en Chine et au Népal cette technologie, qui est désormais fabriquée localement, est devenue accessible aux ménages ruraux : de 25 $ pour une turbine de 200 W à 1 000 $ pour une turbine Pelton de 3 000 W.

Ainsi, depuis la fin des années 80, près de 120 000 pico centrales ont été installées au Vietnam, particulièrement au Nord Ouest, près de la frontière chinoise.

Cependant, le développement de la filière s’est fait de manière anarchique : aucun accompagnement financier (payement au comptant) et technique (l’information circule oralement) ne se sont mis en place et la qualité des systèmes les moins chers laissent souvent à désirer : faible efficacité, fonctionnement incertain, durée de vie ne dépassant pas les 2 ans.

Même si ces éléments ne garantissent pas un développement durable de la filière notamment pour les plus pauvres qui achètent le matériel de plus faible qualité, le marché reste en croissant avec plus de 20 000 unités installées par an.

Les Philippines : les leçons de l’expérience vietnamienne

Quelques autres pays ont également développé le marché de la pico hydro : l’Inde, quelques pays d’Amérique du sud et les Philippines.

Le marché philippin est très important : 2.7 millions de ménages n’ont pas accès à l’électricité, et parmi eux, au moins 120 000 ménages pourraient être alimentés par des pico centrales.

Ainsi, en bénéficiant de l’expérience vietnamienne, les Philippines ont connu un développement de la filière pico hydro depuis la fin des années 90.

La distance des Philippines à la Chine n’a pas permis au matériel chinois, souvent de piètre qualité, de pénétrer le marché philippin comme il l’a fait au Vietnam. Il a pu ainsi être mieux contrôlé. Des unités de bonne qualité ont été importées du Vietnam. Elles ont été accompagnées par un support technique national et international compétent.

Aujourd’hui, ces unités permettent parfois d’alimenter des micro réseaux dans des villages isolés.

Analyse économique de la pico hydroélectricité

Une étude économique comparative, comprenant les frais d’investissement et de maintenance, de plusieurs options énergétiques a montré que la pico hydro est l’une des technologies les plus abordables pour l’électrification des communautés rurales : enre 74 et 150 $ par an pour la pico hydro, pas moins de 140 $ par an pour les autres systèmes (photovoltaïque, éolien, thermique…).

L’étude a montré que même les plus pauvres (moins de 2 $ par jour) peuvent s’offrir cette technologie.

Par ailleurs, une pico centrale fournit un courant alternatif de 220 V 24 heures sur 24 ce qui peut plus facilement permettre le développement d’activités économiques.

Opportunités de développement de la pico hydroélectricité dans les Andes

Des études ont montré que l’Equateur possède un bon potentiel de développement de la filière pico hydro : le nombre de ménages pouvant être alimenté par une installation est estimé à minimum de 16 000, il pourrait atteindre le chiffre de 32 000.

Les autres pays de la région étudiés également un potentiel important comme le montre le tableau ci-dessous :

Pays Ménages non électrifiés Ménages qui pourraient être alimentés par une installation pico-hydroélectrique Taille du marché potentiel selon la capacité et la volonté à payer
Bolivie 515 815 355 000 55 000–109 000
Pérou 1 462 783 671 000 98 000–197 000
Equateur 249 199 137 000 16 000–32 000
Colombie 127 343 39 000 7 000–14 000
Venezuela 72 170 28 000 4 500–9 000
Total 2 427 310 1 230 000 180 500–361 000

le développement de 31 projets pico hydro pilotes

En Equateur, l’Esmap, en association avec le gouvernement et des revendeurs locaux, a accompagné l’installation de 31 pico centrales pilotes vietnamiennes de bonne qualité.

Les centrales ont été installées dans 5 villages de 2 provinces du pays présentant des topographies diverses : 10 projets dans la région montagneuse du Chimborazo et 21 dans la région forestière de Napo.

Ces projets ont permis d’électrifier 193 personnes principalement pour les besoins d’éclairage.

Le développement d’une structure locale d’accompagnement

L’Esmap a également mis en place une structure locale d’accompagnement de la filière, dont le but est la formation des techniciens et des usagers et la promotion de la technologie pour favoriser le développement du secteur privé.

Elle a permis d’évaluer le coût des projets : le coût moyen d’une unité pilote en Equateur s’est élevé à 475 $ (génie civil, câbles et équipements électriques compris). Dans quelques années, la concurrence pourrait faire diminuer ce prix à 200 $, l’importation du Vietnam restant toujours moins chère qu’une fabrication sur place. Le coût de la maintenance a été évalué à 5 $ par an par unité et leur durée de vie à 5 années.

Ces coûts ont clairement montré les possibilités de développement de la filière dans le pays et dans toute la région et ont développé l’intérêt du secteur privé pour le domaine. Par ailleurs, a travers les formations essentielles pour la durabilité des installations, les usagers et le secteur privé ont aujourd’hui pleinement confiance dans la technologie.

Ainsi, aujourd’hui, de nouveaux projets voient naturellement le jour autour des villages pilotes.

L’évaluation de l’impact des projets

Les impacts de ces pilotes ont été soigneusement évalués. Ils ont permis l’amélioration de la qualité de vie (éclairage), une meilleur éducation, le développement d’activités économiques, des économies de pétrole, le développement d’activités le soir.

Conclusions et Recommandations

Le potentiel de développement de cette technologie reste très important dans tous les pays en voie de développement, dans les Andes bien sûr mais aussi en Afrique où pratiquement aucun projet n’a encore vu le jour.

Afin d’améliorer la filière et diminuer le coût des installations le projet recommande :

  • de recourir à un matériel de bonne qualité et à un support technique efficace ;
  • de stimuler l’intérêt local pour la pico hydro au niveau du gouvernement, des ONG locales, des universités, des usagers… ;
  • de souligner et d’accompagner les activités commerciales que peut permettre la pico hydroélectricité car elle ne se développent pas forcément d’elle même ;
  • enfin, même si la pico hydroélectricité est une technologie relativement abordable pour les ménages ruraux, un support financier peut être envisagé pour garantir son essor vers les ménages les plus pauvres pour qu’ils aient accès à des systèmes de bonne qualité plus durables et plus fiables.

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Jérome Levet, René Massé

Tanzanie : Atelier régional du projet Coopener Development and Energy in Africa (DEA)

Cet Atelier achève les travaux du projet Coopener DEA. Il se tiendra à Arusha, du 16 au 18 octobre 2007. Il sera organisé par le projet DEA et son partenaire en Tanzanie, TaTEDO.

Le projet s’est concentré sur la mise au point d’une méthodologie pour évaluer les impacts des projets énergie. cette méthodologie a été testée sur six études de cas réels, dans les six pays africains partenaires du projet, à savoir le Botswana, le Ghana, le Mali, le Sénégal, la Tanzanie et la Zambie.

Durant les trois jours de l’Atelier, cette méthodologie sera présentée ; l’approche choisie et les résultats obtenus seront mis en débat entre les partenaires du DEA de ces six pays et d’autres experts africains.

En effet, en plus des six experts du projet DEA, six ou sept experts africains seront invités et leurs frais pris en charge par le projet. D’autres participants pourront également participer à cet Atelier à leur propre frais.

Contact :
M. Gordon A. Mackenzie

Courriel : gordon.mackenzie@risoe.dk


  • Plus de détails sur cet Atelier final du projet DEA sur leur site (EN).
  • Plus d’information sur le projet et ses productions sur la fiche DEA du Riaed.

René Massé