Optimisation technico-économique et fabrication d'un chauffe-eau solaire marocain.

Technical-economic optimization and manufacture of a Moroccan solar water heater.

• Auteur / Autrice : Fatima Zohra Gargab
• Direction : Tarik Kousksou, Ali Benbassou, Abdelmajid Jamil
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie énergétique
• Date : Soutenance le 03/06/2021
• Etablissement(s) : Pau en cotutelle avec Université Sidi Mohamed ben Abdellah (Fès, Maroc). Faculté des sciences
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences exactes et leurs applications (Pau, Pyrénées Atlantiques ; 1995-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Sciences de l'Ingénieur Appliquées à la Mécanique et au génie Electrique / SIAME

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transfert de technologie

Maroc

Chauffe-eau solaires

Mots clés libres

Chauffe-eau solaire (CES)

Transfert technologique

Adaptation technologique

Maroc

Prix accessible

Normes européennes

Performances

Solar water heater (SWH)

Technology transfer

Technology adaptation

Morocco

Accessible price

European standards

Performance

Résumé

L’optimisation de la consommation énergétique et la réduction des émissions des gaz à effet de serre oblige aujourd’hui l’intégration de toute la typologie des énergies renouvelable. A savoir la production solaire d’eau chaude sanitaire.Au Maroc la pénétration de l’énergie solaire thermique pour satisfaire les besoins en eau chaude sanitaire est très lente et discrète, et n’est pas en adéquation avec l’énorme potentiel d’ensoleillement que dispose le territoire. Cette faiblesse est due d’une part aux fortes subventions dédiées aux énergies conventionnelle (électricité et GPL), ainsi que les prix élevés des CES disponibles sur le marché marocain. Ces éléments neutralisent les avantages des systèmes solaires thermiques de la réduction de la facture énergétique des ménages. D’autre part on ne peut pas nier la méconnaissance des avantages que proposent ces systèmes par la population ; consommateurs ou acteurs du secteur de construction. Dans le secteur résidentiel, la production d’eau chaude sanitaire peut représenter un pourcentage significatif de la consommation énergétique annuelle estimé à 25%. Ce qui a poussé le Maroc àévoluer dans ce sens par le biais de plusieurs projets; à savoir le programme PROMASOL qui a permis de développer durant les dernières années,une certaine activité dans le secteur solaire, centrée principalement sur l’installation d’équipements de production d’eau chaude sanitaire dans des logements individuels. En revanche l’évolution et l’atteinte des objectifs est toujours bloquée par les facteurs cités précédemment. De plus la satisfaction de ce secteur en pleine évolution ne se fait actuellement que par l’importation de ces systèmes ce qui fait de leur prix excessif.Dans ce sens un nouveau projet à vue le jour pour surmonter cette problématique; SOL’R SHemsy qui est un projet de collaboration entre (IRESEN: Institut de Recherche en Energie Solaire et Energie Nouvelle) et USMBA(Université Sidi Mohammed Ben Abdellah), dont l’objectif est le transfert et l’adaptation technologique. Le développement et la réalisation du projet fait l’objet de la présente thèse, dont l’objectif est de proposer et concevoir un CES marocain avec un prix accessible et compétitive garantissant les meilleures performances, le produit doit être aussi adapté aux normes européennes afin de valider sa performance et sa sécurité vis-à-vis du consommateur.Le projet de thèse a mené ce défi jusqu’au bout; de la proposition du CES shemsy après une panoplie d’études techniques, économiques, environnementales, et stratégiques, jusqu’ a la réalisation du chauffe-eau solaire sous forme de prototype. Le produit proposé répond à toutes les exigences en termes d’adaptation au contexte marocain; économique (prix de vente) et climatique (meilleures performances adaptées aux conditions météo locales). La proposition de cette solution est accompagnée d’une conception du procédé de fabrication, et une étude financière présentée sous forme de business plan complet qui est basé sur une étude pertinente du marché marocain. Le projet de thèse a été finalisé par une définition d’un système de management qualité nécessaire à la bonne gestion de production tout au long du procédé proposé.

Using solar energy for domestic hot water production is a simple option to reduce fossil fuel consumption and greenhouse gas emissions. In Morocco, solar thermal energy for domestic hot water production still has a very discreet penetration, far below the enormous potential linked to the country's available sunshine.The low number of solar installations in buildings is partly due to the highly subsidized conventional energy (LPG and electricity); this offset the solar option benefits in reducing household energy bills. On the other hand, there is a lack of awareness of solar energy opportunities, both by the general public and by actors in the construction sector.Domestic hot water production can represent a significant percentage of the estimated annual energy consumption of 25% in the residential sector. This has led Morocco to launch several projects, namely the PROMASOL program, which has allowed to develop in recent years, a particular activity in the solar sector, centered mainly on the installation of domestic hot water production equipment in individual dwellings. On the other hand, the objectives' development and achievement are still blocked by the factors mentioned above. Besides, this sector's satisfaction in full evolution is currently only done by the importation of these systems, which makes their excessive price.In this directive, a new project was created to overcome this problem; SOL'R SHemsy, a collaborative project between (IRESEN: institute of research in Solar Energy and New Energy) and USMBA (University Sidi Mohammed Ben Abdellah), whose objective is the technological transfer and adaptation. The development and implementation of the project is the subject of this thesis. Whose objective is to propose and design a Moroccan SWH with an accessible and competitive price guaranteeing the best performances. The product must also be adapted to European standards to validate its performance and safety for consumer.The thesis project led this challenge to the end; from the SHEMSY SWH proposal after a range of technical, economic, environmental, and strategic studies, until the realization of the solar water heater in the form of a prototype. The proposed product meets all requirements regarding adaptation to the Moroccan context, economic (sales price), and climate (best performance adapted to local weather conditions). The proposal for this solution is accompanied by a design of the manufacturing process and a financial study presented in the form of a complete business plan based on a relevant study of the Moroccan market. The thesis project was finalized by defining a quality management system necessary for sound production management throughout the proposed process.