ABALLO O. Théophile (Président)
DIDAVI K. B. Audace (Membre et Encadreur)
ISSIAKO Faras (Examinateur)
AGBOMAHENA B. Macaire (Maitre de mémoire)
Ce mémoire porte sur la conception et la réalisation d'un générateur d'électrophorèse capable de produire des champs électriques à trois niveaux de tension. L'électrophorèse est une technique cruciale en biologie moléculaire pour analyser et séparer des macromolécules comme l'ADN, l'ARN et les protéines, mais elle est souvent coûteuse et complexe, limitant son accès dans les laboratoires avec des ressources limitées. Ce projet vise à développer un générateur plus accessible et simplifié, tout en garantissant des résultats fiables et précis. Les objectifs incluent l'intégration de nouvelles technologies pour améliorer la performance et réduire les coûts, en concevant un appareil innovant, en évaluant ses performances et en étudiant son aspect économique. Les chapitres suivants détailleront la technologie de l'électrophorèse, les générateurs existants, ainsi que la conception et l'analyse économique du nouveau générateur proposé.
Président du jury : Pr AGBOMAHENA Macaire
Membres du jury:
- Dr CHETANGNY Patrice Koffi
- Dr ZOGBOCHI Victor
- Dr DIDAVI Audace
Ce travail vise à optimiser la répartition de charges sur le réseau HTA de Zè. Pour atteindre cet objectif, nous avons examiné l’état du réseau existant, ensuite nous avons analysé les méthodes actuelles de répartition des charges et pour finir nous avons formulé le problème d’optimisation de répartition des charges puis analysé les résultats de simulation. L’analyse de 403 nœuds du réseau initial a révélé des pertes actives et réactives respectivement de 1,4 MW et 0,873 MVAr et une grande instabilité de tension, avec une tension minimale de 0,6601 p.u., soit une chute maximale de 33,98 %.
L’optimisation par placement de la section 117mm² ou 148mm² réalisée avec l’algorithme génétique NSGA-II, visait à réduire les pertes énergétiques, améliorer le profil de tension, et accroître la rentabilité pour la SBEE. Après l’optimisation par placement des sections 117mm² et 148mm² sur la topologie du réseau de Zè, les pertes actives sont réduites de 67,64% et les pertes réactives de 52,33 %. Le profil de tension est nettement amélioré, atteignant une tension minimale de 0,96 p.u., conforme à la plage définie (0,95 à 1,05 p.u.). L’investissement pour ce projet est Douze milliards quatre cent millions huit cent soixante-quinze mille trois cent trente cinq virgule un francs CFA (12 400 875 335,1 FCFA). Le retour sur investissement est environ 17 ans, pour un bénéfice annuel net de Sept cent vingt-cinq millions huit cent soixante-quinze mille cinq cent francs CFA par an (725 875 500 FCFA/an). Ces résultats démontrent l’efficacité de la méthode utilisée, applicable à d’autres réseaux de la SBEE.
Mots clés : NSGA-II, répartition optimale, Placement, Optimisation
This work aims to optimize the load distribution on the HTA network of Zè. To achieve this objective, we examined the state of the existing network, then we analyzed the current methods of load distribution and finally we formulated the load distribution optimization problem and then analyzed the simulation results. The analysis of 403 nodes of the initial network revealed active and reactive losses of 1.4 MW and 0.873 MVAr respectively and a large voltage instability, with a minimum voltage of 0.6601 p.u., or a maximum drop of 33.98%. The optimization by placement of the 117mm² or 148mm² section carried out with the NSGA-II genetic algorithm, aimed to reduce energy losses, improve the voltage profile, and increase profitability for SBEE. After optimization by placing the 117mm² and 148mm² sections on the Zè network topology, active losses are reduced by 67.64% and reactive losses by 52.33%. The voltage profile is significantly improved, reaching a minimum voltage of 0.96 p.u., in line with the defined range (0.95 to 1.05 p.u.). The investment for this project is Twelve billion four hundred million eight hundred and seventy-five thousand three hundred and thirty-five point one CFA francs (12,400,875,335.1 FCFA). The return on investment is approximately 17 years, for a net annual profit of Seven hundred and twenty-five million eight hundred and seventy-five thousand five hundred CFA francs per year (725,875,500 FCFA/year). These results demonstrate the effectiveness of the method used, applicable to other SBEE networks.
Keywords: NSGA-II, optimal allocation, Placement, Optimization
Pr. AGBOMAHENAN MACAIRE, Président
Dr. (MA)CHETANGNY PATRICE KOFFI, Maître mémoire
Dr. Ing. AGUEMON PIERRE, Examinateur
Dr. Ing. ISSIAKO FARAS, Examinateur
Ce travail de fin d’études se concentre sur l’amélioration de la sécurité électrique des
portiques STS lors de leurs opérations, en particulier durant les mouvements de translation.
Les portiques STS jouent un rôle crucial dans les terminaux portuaires en facilitant le chargement
et le déchargement des conteneurs. Il est impératif qu’ils fonctionnent de manière
sécurisée afin de prévenir les accidents et de protéger à la fois les opérateurs et les biens.
Nous avons également étudié l’utilisation de capteurs LiDAR, en particulier le modèle
LMS511-PRO, pour améliorer la détection des obstacles et la surveillance de l’environnement
lors des opérations de translation. Le capteur LiDAR se distingue par sa capacité à
mesurer les distances avec précision et à cartographier l’environnement, représentant ainsi
un atout majeur pour la sécurité des manoeuvres. Son fonctionnement repose sur le principe
du temps de vol (ToF), ce qui lui permet de détecter des objets situés jusqu’à 80 mètres
de distance avec une grande exactitude.Les résultats de cette recherche montrent que l’intégration
de solutions technologiques avancées, telles que les capteurs LiDAR, peut réduire
de manière significative les risques électriques associés aux manoeuvres des portiques STS.
Des recommandations ont été formulées pour optimiser les systèmes de sécurité existants,
en tenant compte des normes et réglementations en vigueur.
En conclusion, une approche proactive alliant technologies innovantes et pratiques rigoureuses
est essentielle pour garantir un environnement de travail sûr dans les ports modernes.
Le coût total du projet est de 15 742 357 FCFA, avec des économies annuelles de 26
499 771 FCFA liées à la réduction des incidents. L’intégration des LiDAR LMS511 se révèle
économiquement bénéfique, avec un retour sur investissement (ROI) d’environ 168,3% et
un temps de retour sur investissement (TRI) d’environ 7 mois, justifiant pleinement cet investissement.
This thesis focuses on enhancing the electrical safety of Ship-to-Shore (STS) cranes during
their operational phases, particularly during translation movements. STS cranes play a
crucial role in port terminals by facilitating the loading and unloading of containers. It is imperative
that they operate safely to prevent accidents and protect both operators and assets.
The study thoroughly examines the various electrical components of STS cranes, emphasizing
control and command systems as well as integrated safety devices. The analysis
identifies electrical risks associated with translation movements, which can be exacerbated
by technical faults or human errors.
Additionally, we explored the use of LiDAR sensors, specifically the LMS511-PRO model,
to improve obstacle detection and environmental monitoring during translation operations.
The LiDAR sensor stands out for its ability to accurately measure distances and map the
environment, making it a significant asset for ensuring safe maneuvers. Its operation relies
on the time-of-flight (ToF) principle, allowing it to detect objects up to 80 meters away with
high precision.
The findings indicate that integrating advanced technological solutions, such as LiDAR
sensors, can significantly reduce electrical risks associated with STS crane operations. Recommendations
have been made to optimize existing safety systems in line with current
standards and regulations.
In conclusion, this study underscores the importance of a proactive approach to electrical
safety by combining innovative technologies with rigorous operational practices. Enhancing
electrical safety for STS cranes, particularly during translation operations, is essential
for ensuring a safe and efficient working environment in modern ports.
Regarding the economic aspects, the total project cost amounts to 15,742,357 FCFA, while
annual savings from incident reduction are estimated at 26,499,771 FCFA. The integration of
LMS511 LiDARs into STS cranes proves to be economically advantageous, with a return on
investment (ROI) of approximately 168.3% and a payback period (TRI) of about 7 months,
thereby fully justifying the investment.
Pr ABALLO Théophile
Dr DIDAVI Audace
Pr AGBOMAHENA Macaire
Dr d’ALMEIDA Renaud Philippe
L'électrification des zones rurales isolées représente un défi majeur, particulièrement pour des communautés uniques comme le village lacustre de Ganvié au Bénin, confronté à des difficultés d'accès et à l'absence de connexion au réseau national. Cette étude vise à concevoir et optimiser, sur les plans technique et économique, un système énergétique hybride autonome (PV/Éolien/Batteries) pour assurer un approvisionnement électrique fiable et durable. La méthodologie repose sur l'utilisation du logiciel HOMER Pro, intégrant les données de charge estimée du village (7834 kWh/jour, pic de 918 kW), les potentiels solaire (irradiation moyenne 4,89 kWh/m²/j) et éolien (vitesse moyenne 7,14 m/s à 50m) locaux, ainsi que les spécifications techniques et les coûts des composants sur une durée de vie du projet de 25 ans avec des paramètres économiques définis. La simulation a généré et comparé de multiples configurations. L'analyse comparative détaillée de trois architectures optimales (hybride, éolienne, PV seul) démontre clairement la supériorité de la configuration hybride pour cette zone. Celle-ci offre le meilleur compromis global, présentant le coût actualisé net (NPC) le plus bas (13,99 M$) et le coût actualisé de l'énergie (LCOE) le plus compétitif (0,24 $ / kWh). De plus, elle assure une excellente fiabilité (taux de charge non couverte minimal de 0,069 %) tout en maintenant une production excédentaire modérée (27,2 %), signe d'une bonne adéquation entre production et demande grâce à la synergie des sources. Ces résultats confirment la grande pertinence et la viabilité économique des systèmes hybrides renouvelables comme solution privilégiée pour accélérer l'électrification durable dans des contextes géographiquement complexes et isolés.
Mots clés : Système hybride ; Électrification rurale ; Optimisation technico- économique ; Village lacustre ; Système autonome (ou Hors réseau)
The electrification of isolated rural areas represents a major challenge, particularly for unique communities such as the lacustrine village of Ganvié in Benin, which faces accessibility issues and lacks connection to the national grid. This study aims to design and optimize, both technically and economically, a standalone hybrid energy system (PV/Wind/Batteries) to ensure reliable and sustainable electricity supply. The methodology relies on the use of HOMER Pro software, integrating the village’s estimated load data (7,833 kWh/day, peak demand of 918 kW), local solar potential (average irradiation of 4.89 kWh/m²/day), wind potential (average wind speed of 7,14 m/s at 50m height), as well as technical specifications and component costs over a 25-year project lifespan with defined economic parameters. Simulations generated and compared multiple configurations. A detailed comparative analysis of three optimal architectures (hybrid, wind-only, PV-only) clearly demonstrates the superiority of the hybrid configuration for this area. This configuration offers the best overall compromise, presenting the lowest Net Present Cost (NPC) of 13.99 million and the most competitive Levelized Cost of Energy (LCOE) of 13.99 million and the most competitive Levelized Cost of Energy (LCOE) of 0.24/kWh. Additionally, it ensures exceptional reliability (minimum unmet load rate of 0.069%) while maintaining moderate excess production (27.2%), indicative of a strong alignment between supply and demand through source synergy. These results confirm the high relevance and economic viability of hybrid renewable systems as a preferred solution to accelerate sustainable electrification in geographically complex and isolated contexts.
