RÉALISATION D'UN SYSTÈME DE CORRECTION AUTOMATIQUE DU FACTEUR DE PUISSANCE AVEC MICROCONTROLEUR ET D'AUTRES COMPOSANTS, CAS D'UN BARRAGE

Résumé

Auteur : MUGABE BAKAMIRA
Niveau:
Département: Genie Electrique
Année Ac: 2024-2025 , | 2025-06-29 20:37:03

Mots clés

Arduino

Intérêt

l'intérêt principal de cette étude résider dans sa capacité a améliorer l'efficacité énergétique, stabiliser le réseau hydroélectrique et réduire les couts tout en utilisant une technologie accessible et innovante.
Elle ouvre des perspectives pour la recherche et l'éducation dans le domaine des énergies renouvelables et de l'automatisation.

Problématique

Dans un réseau hydroélectrique, le facteur de puissance et la fréquence sont les paramètres essentiels pour assurer une production et distribution efficaces de l'énergie électrique. Un mauvais facteur de puissance, souvent cause par des charges inductives (comme les moteurs asynchrones et les transformateurs), une surcharge des équipements et une diminution de l'efficacité globale du réseau. De plus, des variations de fréquences peuvent perturber la stabilité du réseau affectant les performances des générateurs et des consommateurs d'électricité.
Actuellement, la correction de facteur de puissance et la régulation de la fréquence sont souvent utilisées à l'aide d'un Arduino et d'algorithmes programmés pourrait offrir une solution plus efficace, flexible et économique.
Bref; comment détecter et corriger automatiquement les anomalies du facteur de puissance et de la fréquence dans un réseau hydroélectrique en utilisant une solution basée sur Arduino, afin d'améliorer l'efficacité énergétique et la stabilisation du réseau ?

Plan provisoire

Introduction
1. Contexte et justification de l'étude
2. Problématique
3. Objectifs de l'étude
• Objectif général
• Objectifs spécifiques
4. Hypothèses de recherche
5. Méthodologie adoptée
6. Structure du mémoire

Chapitre 1: Généralités sur le Facteur de Puissance et la Fréquence dans un
Réseau Hydroélectrique
1.1. Définition du facteur de puissance
1.2. Définition de la fréquence dans un réseau électrique
1.3. Importance du facteur de puissance et de la fréquence dans un réseau hydroélectrique
1.4. Causes et conséquences d'un mauvais facteur de puissance
1.5. Causes et conséquences des variations de fréquence
1.6. Méthodes traditionnelles de correction du facteur de puissance et de la fréquence

Chapitre 2: Étude et Modélisation du
Facteur de Puissance et de la Fréquence dans un Barrage
Hydroélectrique
2.1. Analyse du fonctionnement d'un réseau hydroélectrique
2.2. Modélisation mathématique du facteur de puissance dans un barrage
2.3. Modélisation mathématique de la fréquence et ses variations
2.4. Impact d'un mauvais facteur de puissance sur la fréquence et la stabilité du réseau
2.5. Comparaison des besoins en correction pour différents types de charges
2.6. Étude des charges à éviter pour améliorer la performance du réseau

Chapitre 3 : Conception et
Implémentation d'un Système de Détection et de Correction Automatique avec Arduino
3.1. Présentation du microcontrôleur Arduino et de ses fonctionnalités
3.2. Choix des composants du système (capteurs de tension et de courant, condensateurs, relais, etc.)
3.3. Développement de l'algorithme de détection et de correction automatique
3.4. Programmation sous Arduino IDE (langage C/C++)
3.5. Schéma de câblage et description du montage électronique
3.6. Simulation du système avec MATLAB/ Simulink ou Proteus

Chapitre 4 : Expérimentation et
Analyse des Résultats
4.1. Mise en place du prototype sur banc d'essai
4.2. Tests de détection et de correction du facteur de puissance
4.3. Tests de régulation automatique de la fréquence
4.4. Analyse des performances du système
4.5. Comparaison avec les méthodes traditionnelles de correction
4.6. Avantages, limites et perspectives d'amélioration du système

Conclusion et Recommandations
• Récapitulatif des principaux résultats
• Validation ou invalidation des hypothèses
• Recommandations pour l'implémentation dans un réseau hydroélectrique réel
• Perspectives de recherche future

Hypothèses

l'automatisation de la détection et de la correction du facteur de puissance et de la fréquence dans un réseau hydroélectrique; a laide d'un Arduino et d'un langage de programmation permettant d'améliorer la stabilité du réseau, de réduire les pertes énergétiques et d'optimiser le rendement des équipements en assurant une correction que les méthodes traditionnelles.

Méthodes

1. Revue de littérature et analyse théorique
2. Modélisation et simulation
3. Conception et implémentation du système
4. Tests et validation
5. Analyse des résultats et Recommandations
6. Éthique et sécurité

Bibliographie

1. Livres et ouvrages académiques.
A. Boyer, Électrotechnique - Circuits, machines et réseaux, Dunod, 2018.

2. Thèses et mémoires
A. Dupont, “Optimisation du facteur de puissance dans les réseaux hydroélectriques,” Thèse de doctorat, Université de Grenoble, 2018.
M. Diallo, “Correction automatique du facteur de puissance par microcontrôleur,” Mémoire de master, Université de Dakar, 2021.

3. Sites web et documentation technique
Documentation officielle Arduino : https://www.arduino.cc

Directeur & Encadreur

Directeur: AKWIR Alain NKIEDIEL
Encadreur: NZANZU Patrick VINGI

Status

Décision ou observation: Rejeté
Feu vert: AUCUN
Déposé : NON
Défendu: NON
Finalisé: NON