L’instabilité de l’énergie électrique en Afrique : Quelles solutions pour les familles et les individus ?

1. Les défis de l’instabilité énergétique :

L’Afrique fait face à des coupures fréquentes et imprévisibles d’électricité, dues à des infrastructures vieillissantes, à un manque d’investissements dans le secteur énergétique et à une croissance démographique rapide. Cette instabilité impacte non seulement le confort des ménages mais aussi la productivité des entreprises, freinant ainsi la croissance économique.

2. L’adoption des énergies renouvelables :

L’adoption des énergies renouvelables est une solution durable pour pallier l’instabilité de l’énergie électrique en Afrique. Parmi les différentes sources d’énergie renouvelable, l’énergie solaire est la plus prometteuse en raison de l’abondance du rayonnement solaire sur le continent.

a. L’énergie solaire : Les panneaux solaires photovoltaïques peuvent être installés sur les toits des maisons ou des bâtiments commerciaux pour capter l’énergie du soleil et la convertir en électricité. Cette solution offre une indépendance énergétique aux foyers et réduit leur dépendance au réseau électrique instable. De plus, les systèmes solaires peuvent être dimensionnés en fonction des besoins énergétiques spécifiques de chaque foyer, offrant ainsi une solution personnalisée. Les kits solaires domestiques, composés de panneaux solaires, d’une batterie de stockage et d’un régulateur, sont une option abordable pour les foyers ruraux ou isolés. Ces kits peuvent alimenter l’éclairage, charger des appareils mobiles et faire fonctionner de petits appareils électroménagers.

b. L’énergie éolienne : Dans les régions où le vent est une ressource abondante comme au nord du Cameroun et au Tchad, l’installation de petites éoliennes peut compléter l’énergie solaire. Les éoliennes convertissent l’énergie cinétique du vent en électricité, fournissant une source d’énergie alternative lorsque l’ensoleillement est insuffisant.

3. L’adoption des systèmes hybrides

Les systèmes hybrides combinent plusieurs sources d’énergie, telles que le solaire, l’éolien et les générateurs diesel, pour créer un système de fourniture d’électricité plus fiable et résilient.

a. Intégration solaire-diesel : Dans cette configuration, les panneaux solaires fournissent de l’électricité pendant la journée, tandis qu’un générateur diesel prend le relais pendant la nuit ou les jours de faible ensoleillement. Un système de gestion de l’énergie contrôle automatiquement la bascule entre les sources d’énergie en fonction de leur disponibilité et des besoins énergétiques.

b. Stockage d’énergie : L’ajout de batteries de stockage dans un système hybride permet de conserver l’énergie excédentaire produite pendant les périodes de forte production solaire ou éolienne. Cette énergie stockée peut ensuite être utilisée pendant les coupures de courant ou lorsque la production d’énergie renouvelable est faible.

c. Avantages des systèmes hybrides :

• Réduction de la consommation de combustibles fossiles et des émissions de gaz à effet de serre.
• Fourniture d’une alimentation électrique plus stable et fiable, réduisant ainsi l’impact des coupures de courant.
• Flexibilité et adaptabilité à différentes conditions climatiques et besoins énergétiques.

4. Étude de Cas

Pour un foyer de quatre personnes, une solution hors réseau combinant des panneaux solaires et un générateur diesel peut fournir une alimentation énergétique fiable et durable. Voici une configuration proposée :

a. Système de panneaux solaires :

• Évaluation de la consommation d’énergie : Estimez la consommation d’énergie quotidienne du foyer. Pour une famille typique de quatre personnes, cela pourrait être d’environ 10 à 15 kWh par jour, en fonction des habitudes de consommation et de l’efficacité énergétique des appareils.
• Capacité des panneaux solaires : En fonction de l’insolation solaire (disponibilité de la lumière du soleil) de l’emplacement, une taille de système d’environ 3 à 5 kWc (kilowatt-crête) pourrait être suffisante. Cela devrait être ajusté en fonction de l’emplacement spécifique et des besoins énergétiques.
• Stockage de batterie : Pour assurer une alimentation électrique continue pendant la nuit ou les jours nuageux, un système de stockage de batterie est nécessaire. Une capacité d’environ 20 à 30 kWh pourrait fournir une autonomie suffisante pour 2 à 3 jours, en fonction de l’utilisation.
• Contrôleur de charge et onduleur : Un contrôleur de charge est nécessaire pour réguler la charge des batteries et prévenir la surcharge. Un onduleur est nécessaire pour convertir l’électricité en courant continu des panneaux solaires et des batteries en courant alternatif, utilisé par les appareils ménagers.

b. Générateur Diesel 

• Capacité du générateur : Un générateur diesel de secours d’environ 5 à 10 kW devrait être suffisant pour fournir de l’énergie pendant des périodes prolongées de faible production solaire ou de demande énergétique élevée. La taille dépendra de la charge de pointe et du niveau de redondance souhaité.
• Stockage de carburant : Assurez-vous d’avoir une capacité de stockage de carburant adéquate pour le générateur, en tenant compte de la disponibilité du diesel dans la région et de la fréquence de ravitaillement.

c. Intégration du système 

• Contrôleur hybride : Un contrôleur hybride peut gérer l’intégration transparente du système de panneaux solaires et du générateur diesel, en s’assurant que le générateur ne fonctionne que lorsque cela est nécessaire, réduisant ainsi la consommation de carburant et les émissions.
• Système de gestion de l’énergie : Un système de gestion de l’énergie peut optimiser l’utilisation de l’énergie solaire, du stockage de batterie et de l’énergie du générateur, en fonction des habitudes de consommation d’énergie du foyer et de la disponibilité de l’énergie solaire.
• Sécurité et protection : Des mesures de sécurité appropriées, y compris des disjoncteurs, une protection contre les surtensions et une mise à la terre, doivent être mises en place pour protéger le système et le foyer contre les dangers électriques.

d. Maintenance et surveillance 

• Maintenance régulière : Une maintenance régulière des panneaux solaires, des batteries et du générateur est essentielle pour des performances optimales et une longévité du système.
• Système de surveillance : L’installation d’un système de surveillance peut aider à suivre la production d’énergie, la consommation et les performances du système, permettant des ajustements et une maintenance en temps opportun.

Cette étude de cas démontre clairement que l’adoption de solutions énergétiques hybrides et hors réseau est non seulement viable, mais également essentielle pour assurer une alimentation électrique fiable et durable aux foyers africains. En combinant l’énergie solaire avec un générateur diesel, et en intégrant des technologies de stockage et de gestion de l’énergie, les familles peuvent surmonter les défis posés par l’instabilité du réseau électrique. Cette approche permet non seulement de garantir l’autonomie énergétique, mais aussi de réduire les émissions de carbone, alignant ainsi les besoins domestiques avec les impératifs environnementaux globaux. L’entretien régulier et la surveillance systématique de ces installations sont essentiels pour maximiser leur efficacité et leur durabilité, assurant ainsi que chaque investissement dans ces technologies contribue à long terme à la stabilité énergétique et au développement durable.

5. La stratégie ‘’gas-to-power’’ pour une solution à long terme

Le CABEF (Central African Business Energy Forum) souligne l’importance de l’adoption de la stratégie ‘’gas-to-power’’ comme solution à long terme pour répondre aux défis énergétiques en Afrique centrale. Cette approche consiste à utiliser le gaz naturel comme source principale pour la production d’électricité, offrant ainsi une alternative durable aux sources d’énergie traditionnelles et contribuant à la stabilisation du réseau électrique.

La stratégie ‘’gas-to-power’’ repose sur plusieurs avantages clés du gaz naturel :

• Disponibilité et accessibilité : L’Afrique centrale possède d’importantes réserves de gaz naturel, qui restent largement sous-exploitées. En tirant parti de cette ressource, la région peut réduire sa dépendance aux importations énergétiques et assurer une plus grande sécurité énergétique.

• Fiabilité et flexibilité : Les centrales électriques à gaz peuvent être démarrées rapidement pour répondre aux fluctuations de la demande en électricité, offrant ainsi une solution fiable pour la stabilisation du réseau électrique.

• Réduction des émissions : Le gaz naturel émet moins de dioxyde de carbone et d’autres polluants que les combustibles fossiles traditionnels, contribuant ainsi à la lutte contre le changement climatique et à la réduction de l’empreinte environnementale de la production d’électricité.

• Développement économique : L’exploitation du gaz naturel pour la production d’électricité peut stimuler l’économie locale en créant des emplois, en attirant des investissements et en favorisant le développement industriel.

En conclusion, l’instabilité de l’énergie électrique en Afrique nécessite une approche multifacette pour garantir un approvisionnement énergétique fiable et durable pour les familles et les individus. L’adoption des énergies renouvelables, notamment l’énergie solaire et éolienne, offre une solution immédiate et écologique pour pallier les déficits énergétiques. Les systèmes hybrides, combinant différentes sources d’énergie, apportent une flexibilité et une résilience accrues face aux fluctuations de la production et de la demande énergétiques.

Par ailleurs, la stratégie ‘’gas-to-power’’ proposée par le CABEF représente une solution à long terme prometteuse pour exploiter les vastes réserves de gaz naturel de l’Afrique centrale et contribuer à la stabilisation du réseau électrique. Cette approche non seulement favorise la transition vers une énergie plus propre, mais stimule également le développement économique régional.

L’équipe du CABEF