CARTOGRAPHIE SOLAIRE SUR LA MAJEURE PARTIE DU TERRITOIRE NATIONAL

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1 CARTOGRAPHIE SOLAIRE SUR LA MAJEURE PARTIE DU TERRITOIRE NATIONAL K. Abdeladim, A. Hadj Arab CDER, Route de l observatoire, BP. 62, 16, Bouzaréah,, Algérie Résumé Une méthodologie de cartographie solaire à été présentée dans cette étude. Une majeure partie du territoire National a été considérée, un échantillon regroupant un ensemble de 5 sites à été traité. Néanmoins, vu la non disponibilité des données radiométriques nécessaires pour cette étude, des données simulées ont étés utilisées pour y remédier à cette lacune. La méthode de Kriging disponible sur le logiciel SURFER a été choisie afin de procéder aux interpolations pour pouvoir préparer le fichier qui permettra par la suite de procéder au traçage des cartes solaires pour la zone qu on a choisie pour ce travail. Mots clés: Cartographie solaire, Irradiation globale, Logiciel Surfer, Méthode de Kriging. 1. Introduction Selon sa situation géographique, l'algérie détient l'un des plus forts potentiels solaires. En effet, suite à une évaluation par les satellites, l'aérospatial allemand, Center (DLR) a conclu, que l'algérie a le potentiel solaire le plus important dans le bassin méditerranéen: TWh / an. La durée d insolation sur la quasi-totalité du territoire national dépasse les heures par an et peut atteindre les 39 heures dans les Hauts plateaux et le Sahara. L'énergie quotidienne obtenue sur une surface horizontale est d'environ 5 kwh sur la majeure partie du territoire national, soit environ 17 kwh / m² / an pour le Nord et 63 KWh / m² / an pour le Sud du pays [1-6]. La disponibilité en grande quantité du gisement solaire en Algérie signifie qu'il serait possible d'envisager l'énergie solaire comme une source potentielle d'énergie pour des applications différentes dans la forme de modules solaires photovoltaïques individuels ou de systèmes à concentration par exemple. Cependant la connaissance du gisement solaire avant l implémentation d un système énergétique solaire est indispensable pour son dimensionnement. La mesure de l ensoleillement global se limite à quelques stations à travers le territoire national, pour un pays tel que l Algérie où il est nécessaire d avoir plusieurs dizaines de stations assurant la mesure du rayonnement afin de pouvoir quantifier d une manière objective le gisement solaire. Le but de cette étude est de présenter une méthodologie pour arriver enfin à une cartographie solaire c.à.d. : tracer des cartes soit par région soit pour le territoire national. Pour cela, il faut avoir en sa possession le maximum de données mesurées à travers la région d étude afin de pouvoir faire des interpolations objectives en utilisant des méthodes adaptées, cette tache peut être réalisée grâce au logiciel SURFER. 2. Données utilisées Des moyennes mensuelles de l irradiation globale reçue sur plan horizontal ont étés utilisées pour cette étude [7] sur un ensemble de 5 sites à travers le territoire national représentant les différents climats et zones du pays. Sur le tableau 1, sont données les coordonnées géographiques des différents sites concernés pour cette étude. Ainsi, pour plus de souplesse, 4 zones ont étés considérées, Zone I pour les latitudes supérieurs (> ) (côtières et proches de la côte), Zone II : pour les sites situés dans la région Nord et Hauts plateaux en général, Zone III : pour les sites situées dans la région sud, et enfin la Zone IV : pour les sites situés dans la région de l extrême Sud. k_abdeladim@cder.dz 1

2 Station Latitude (deg.) Longitude (deg.) u Altitude (m) ZONE I 1 Skikda,87 6, Annaba,83 7, Jijel,83 5, Bejaïa,75 5,8 9 5,72 3, Miliana, 2, Constantine, 6, Sétif,18 5, Chlef,16 1, ,7 4, Mostaganem 35,88, Oum El Bouaghi 35,88 7, M'sila 35,67 4, Oran 35,63 -, ,6, Batna 35,55 6, Tébessa 35,43 8, Boussaâda 35,33 4, Tiaret 35,25 1, ,18 -, Méchria,93 -, Tlemcen,93-1, Saida,87,15 77 Maghnia,82-1, ,8 5,73 81 Djelfa,68 3, El Kheiter,15,7 1 Laghouat 33,77 2, El Bayadh 33,68 1, ,37 6, Touggourt 33,12 6,7 69 ZONE II 1 Hassi R'mel,93 3, Ain sefra,75 -, Ghardaïa,38 3, ,92 5, Hassi Messaoud 31,67 6, Bechar 31,63-2, El Golea,57 2, Béni Abbes,13-2, ZONE III 1 29,25,23 4 2

3 Latitude (deg.) 2èmes Journées Internationales sur les Energies Renouvelables et le Développement Durable 2 In Aménas,5 9, Adrar 27,88 -, 4 4 Tindouf 27,67-8, In Salah 27, 2, ,97 1, Illizi,5 8, Djanet,55 9, ZONE IV 1 Tamanrasset,78 5, Bordj Badji Mokhtar 21,33, ,57 5, Tableau 1: Liste préliminaire des stations météorologiques retenues pour l étude. Sur la figure 1, est montrée la disposition des sites considérés, on remarque qu il existe une concentration plus forte dans la partie Nord du pays. Stations Météorologiques Longitude (deg.) Fig. 1: Disposition spatiale des différentes stations météorologiques. 3. Traitement des données 3.1 Moyennes annuelles Après avoir obtenu les moyennes mensuelles et annuelles des données de l irradiation globale reçue sur plan horizontal grâce à la simulation, celles-ci ont étés présentées sous formes graphiques, ainsi la valeur moyenne annuelle de l irradiation globale reçue sur plan horizontal des différents sites considérés est représentée sur la figure 2, on remarque bien que l irradiation globale est plus importante dans la région du Sud (Zone I), avec des valeurs se situant entre les 6 et 7 kwh/m 2 pour certains cas, par contre ces valeurs diminuent en allant vers le Nord (Zone I), avec des valeurs inférieures à 5kWh/m 2. 3

4 Irradiation Globale reçue sur plan Horizontal (Wh/m2) 2èmes Journées Internationales sur les Energies Renouvelables et le Développement Durable 7 5 Zone 1 Zone 2 Zone 3 Zone Fig. 2: Evolution de la moyenne annuelle par zone de l irradiation globale reçue sur plan horizontal pour les sites considérés. 3.1 Moyennes mensuelles L évolution de la moyenne mensuelle de l irradiation globale pour les différents sites considérés est donnée sur les figures 3, 4, 5 et 6 pour les zones respectivement I, II, III, IV. On remarque la même évolution saisonnière pour tous les sites considérés avec un maximum en été et un minimum en hiver. La valeur maximale à été enregistrée à Illizi avec une valeur dépassant les 8 kwh/m 2 au mois de Juillet. Irradiation Globale reçue sur plan Horizontal. (Wh/m2) 1 8 Jan Fev Mar Avr Mai Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec B. B. Mokhtar Tamanrasset Djanet Illizi In Salah Tindouf Adrar In Amenas Beni Abbes El Golea Béchar Hassi Messaoud Fig. 3: Evolution annuelle de l irradiation globale reçue sur plan horizontal pour les sites de la «zone I». 4

5 Irradiation Globale reçue sur plan Horizontal (Wh/ m 2) 1 8 Jan Fev Mar Avr Mai Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Ghardaia Ain sefra Hassi R'mel Touggourt El Bayadh Laghouat El Kheiter Djelfa Maghnia Saida Méchria Tlemcen Fig. 4: Evolution annuelle de l irradiation globale reçue sur plan horizontal pour les sites de la «zone II». Irradiation Globale reçue sur plan Horizontal (Wh/ m2) 1 8 Tiaret Bousaada Tebessa Batna Oran M'sila Jan Fev Mar Avr Mai Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Mostaganem Oum El Bouaghi Fig. 5: Evolution annuelle de l irradiation globale reçue sur plan horizontal pour les sites de la «zone III». 5

6 Irradiation Globale reçue sur plan Horizontal (Wh/ m2) 1 8 Bordj Bou Arreridj Chlef Sétif Constantine Miliana Béjaia Annaba Jan Fev Mar Avr Mai Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jijel Skikda Fig. 6: Evolution annuelle de l irradiation globale reçue sur plan horizontal pour les sites de la «zone IV». 4. Cartographie solaire Les différents résultats obtenus après le calcul de l irradiation globale sur plan horizontal à partir de simulations, ont étés utilisés afin de procéder à des interpolations par le biais de la méthode Kriging [8], cette opération peut se faire sur le logiciel SURFER. Ainsi les résultats sont donnés sous un fichier «Grid». Après avoir fini avec les interpolations, les fichiers de sortie (.grd) seront utilisés pour le tracé de la carte selon la maille qu on ait choisie, pour notre cas la région s étale de 8 deg Ouest à 9 deg Est de longitude et de 19 à 37 deg de latitude Nord. Sur la figure 7, est représenté le tracé de la cartographie solaire annuelle concernant le paramètre irradiation globale reçue sur plan horizontal de la région considérée qui regroupe un ensemble de 5 sites à travers le territoire national. Sur la figure 8, est donné le tracé des iso lignes de l irradiation globale pour le mois de Décembre (représentant la saison d hiver), concernant la carte pour le mois de Mars (Printemps), celle-ci est donnée sur la figure 9. Enfin, le tracé de la carte de l irradiation globale reçue sur plan horizontal pour le mois de Juillet (Eté) et Septembre (Automne), sont données respectivement sur la figure 1 et 11. On remarque bien que la région Sud du pays dispose d un potentiel solaire plus important que les autres régions. 6

7 Fig. 7: Irradiation annuelle en Wh/m2 de la région considérée Fig.8: Irradiation globale reçue sur plan horizontal en Wh/m2 de la région considérée (mois de Décembre). Fig. 9: Irradiation globale reçue sur plan horizontal en Wh/m2 de la région considérée (mois de Mars). 7

8 Oran Méchria Jijel Miliana Bousaada Djelfa 78 Ghardaia 64 El Golea 68 Adrar Illizi Fig. 1: Irradiation globale reçue sur plan Horizontal en Wh/m2 de la région considérée (mois de Juillet). Fig. 11: Irradiation globale reçue sur plan horizontal en Wh/m2 de la région considérée (mois de Septembre). 5. Conclusion & Perspectives Dans cette étude une méthode de cartographie solaire a été présentée, le tracé a été fait pour la région considérée, celle-ci englobe la majorité du territoire National, ainsi un ensemble de 5 sites ont été considérés. Toutefois, il à noter que ces cartes doivent êtres utilisées avec une certaine précaution dans la mesure où le traitement s est fait à partir des données simulés. Néanmoins, des cartes plus précises peuvent êtres établies si des données mesurées seront disponibles à l avenir. Un travail plus profond est envisagé cette fois-ci, des données météorologiques des différentes stations existantes à travers le pays seront utilisées dans des modèles afin de reconstituer le rayonnement solaire, par la suite confronter les résultats obtenus à des données mesurées afin de valider les modèles utilisés, une fois validées, ces données pourront par la suite êtres utilisées pour le tracé de la carte sur l ensemble du territoire Algérien. 7. Bibliographie [1] CDER Algérie. [2] A. Mefti, M.Y. Bouroubi et A. Khellaf Analyse Critique du Modèle de l Atlas Solaire de l Algérie. Rev. Ener. Ren. Vol. 2 (1999) [3] A. Mefti, M. Y. Bouroubi, A. Adane. Generation of hourly solar radiation for inclined surfaces using monthly mean sunshine duration in ia. Energy Conversion and Management, Volume 44, Issue 19, November 3, Pages [4] Mahmah B., Harouadi F., Benmoussa H., Chader S., Belhamel M., M'Raoui A., Abdeladim K., Cherigui A., Etievant C. MedHySol: Future federator project of massive production of solar hydrogen. International Journal of Hydrogen Energy, Volume, Issue 11, June 9, Pages [5] Stambouli A.B ian renewable energy assessment: The challenge of sustainability. Energy Policy, 1 [6] ian Ministry of Energy and Mining. Guidelines to Renewable Energies, Edition, New and Renewable Energies Department. [7] PV potential estimation utility. [8] K. Abdeladim. Cartographie éolienne-solaire de certaines régions de l Algérie. Rapport technique interne, C.D.E.R, Bouzaréah,, Octobre 4. 8