L'eau d'une source pour un village
des hauts plateaux de Madagascar
À Mahalavolona, sur les hauts plateaux malgaches, une source captée coule en contrebas du village. Le réservoir de distribution se trouve 18 mètres plus haut et 500 mètres plus loin. L'étude porte sur une alimentation entièrement solaire, sans réseau électrique ni groupe électrogène.
Le besoin, tel que la commune l'exprime
Le village s'est développé et l'adduction gravitaire existante ne suit plus. La bonne nouvelle est déjà en place : la source captée remplit par gravité une bâche tampon de 32 m³ au pied du village. Reste la remontée : porter chaque jour 32 m³ vers le réservoir de distribution qui domine les habitations, pour que l'eau redescende ensuite d'elle-même vers les bornes-fontaines.
Particularité du site : pas de forage. La pompe s'immerge directement dans la bâche tampon, à 2 mètres sous la surface. Et aucune électricité fiable à proximité : le pompage au fil du soleil, sans batteries, s'impose naturellement.
Les données d'entrée dans LE LAB
La ville climatique de référence est Antananarivo, située sur les mêmes hauts plateaux et à une altitude comparable. La profondeur saisie est de 2 m, la pompe étant immergée dans la bâche ; le refoulement de 21 m couvre le dénivelé et la hauteur du réservoir. La hauteur totale calculée atteint 38 m, dont 41 % de pertes de charge dans les 500 m de conduite.
Le récapitulatif rassemble les neuf données du projet et la hauteur manométrique totale calculée.
La solution retenue
La solution retenue est une LORENTZ PS2-1800 avec l'extrémité HRE-32, un rotor hélicoïdal, alimentée par 4 panneaux de 515 Wc, soit 2 060 Wc en une seule chaîne. La production moyenne atteint 44,0 m³ par jour, de 38,1 m³ en juin à 48,5 m³ en octobre. LE LAB recommande trois panneaux au plus juste ; l'étude en retient quatre, via l'ajustement pro du champ solaire, pour passer juin et juillet au-dessus du besoin. Cette configuration reste limitée à quatre panneaux grâce à une hauteur modérée et à l'ensoleillement régulier des hauts plateaux ; elle fonctionne sans batteries ni carburant.
La solution en un coup d'œil : pompe, champ solaire et production moyenne.
Une faible inclinaison compatible avec la production annuelle
À cette latitude, l'angle optimal calculé est de 21°, avec une orientation plein nord dans l'hémisphère sud. Un châssis bas et peu incliné est toutefois plus simple à construire localement et réduit la prise au vent dans une région exposée aux cyclones. Le réglage d'angle permet d'en mesurer l'effet sur la production.
À 11°, la production annuelle calculée reste équivalente à celle obtenue à l'angle optimal. Cette pente facilite également l'écoulement de la pluie sur les panneaux.
La production, mois par mois et heure par heure
La production mensuelle est comparée au besoin sur seize années d'ensoleillement régional. Le minimum apparaît en juin, pendant l'hiver austral : 38,1 m³ par jour, au-dessus des 32 m³ demandés ; juillet suit à 39,3 m³. Les autres mois se situent entre 40,4 et 48,5 m³. La pluviométrie varie de 475 mm en janvier à 46 mm en septembre et situe la production pendant la longue saison sèche.
Avec le quatrième panneau, tous les mois passent au-dessus de la ligne du besoin, juin et juillet compris. Le graphique identifie le mois critique.
La journée type d'août, heure par heure : la pompe monte à 5,5 m³/h aux heures de plein soleil et produit 43,0 m³, soit 34 % de marge sur le besoin.
Couverture obtenue avec le réservoir de 20 m³
LE LAB simule la réserve d'eau jour par jour sur seize années d'historique météo PVGIS. Avec le seul réservoir de 20 m³, 355 jours sur 365 sont entièrement couverts. LE LAB signale néanmoins une couverture insuffisante, car il reste des jours incomplets : 10 par année moyenne, qui livrent tout de même 73 % du besoin. Le volume qui manque sur l'année se limite à 83 m³ sur 11 688, soit 0,7 %. L'épisode le plus défavorable des seize années simulées : du 2 au 11 janvier 2009, 10 jours de faible soleil.
Les repères permettent d'évaluer une réserve plus importante : 61 m³ ramèneraient les jours incomplets à un par an au plus, tandis que 91 m³ couvriraient chaque jour des seize années.
Les courbes constructeur, au point de fonctionnement réel
Les courbes Q/H de la pompe, tracées depuis les données officielles LORENTZ, avec la hauteur du projet mise en évidence : 5,5 m³/h sur la courbe des 38 m, au maximum de la pompe. La HRE-32 accepte jusqu'à 5,8 m³/h et 50 m : la hauteur du projet reste en retrait de ce plafond, le débit se tient au sommet de la plage.
Débit selon la puissance disponible, par hauteur manométrique. La courbe jaune est celle du projet, à 38 m.
Les points de décision
Étudier un projet comparable
Rejouez cette étude avec vos propres chiffres : localisation, besoin, source ou forage. Gratuit, sans inscription, résultat en quelques minutes.