MÉTHODOLOGIE GÉNÉRALE DE DIMENSIONNEMENT
1. Analyse Préliminaire des Besoins
Évaluation des besoins en eau chaude sanitaire (ECS)
Le besoin journalier en eau chaude sanitaire (BECS) au Maroc se calcule
selon le type de bâtiment, conformément aux normes marocaines:
|
Type
de bâtiment |
Besoin
en L/jour à 60°C |
Norme
applicable |
|
Logement
individuel |
30-50 L/personne |
RTCM 2015 |
|
Logement
collectif |
25-40 L/personne |
RTCM 2015 |
|
Hôtels
2-3 étoiles |
60-80 L/chambre |
Norme 14.2.600 |
|
Hôtels
4-5 étoiles |
100-120 L/chambre |
Norme 14.2.600 |
|
Hôpitaux |
50-70 L/lit |
Guide AMEE |
|
Établissements
sportifs |
30-40 L/utilisateur |
Guide AMEE |
Profil de consommation
La distribution horaire typique au Maroc est différente des standards
européens et suit généralement ce modèle:
|
Période |
Pourcentage
du besoin journalier |
|
6h-9h |
25-30% |
|
9h-12h |
5-10% |
|
12h-14h |
15-20% |
|
14h-18h |
5-10% |
|
18h-22h |
35-40% |
|
22h-6h |
0-5% |
Température de consigne
|
Application |
Température
de consigne |
Norme/référence |
|
ECS
résidentielle |
45-60°C |
RTCM 2015 |
|
ECS
hôtelière |
55-60°C |
ADEREE |
|
Préchauffage
industriel |
30-45°C |
Guide AMEE |
|
Chauffage
des piscines |
25-28°C |
Fédération Marocaine de Natation |
2. Évaluation du Potentiel Solaire
Étude d'ensoleillement du site
Données
d'irradiation solaire globale horizontale (GHI) pour les principales villes
marocaines:
|
Ville |
GHI
annuelle (kWh/m²/an) |
Heures
d'ensoleillement/an |
|
Agadir |
2050-2150 |
3200-3400 |
|
Casablanca |
1850-1950 |
2900-3100 |
|
Fès |
1800-1900 |
2800-3000 |
|
Marrakech |
2100-2200 |
3300-3500 |
|
Ouarzazate |
2200-2300 |
3400-3600 |
|
Rabat |
1900-2000 |
2900-3100 |
|
Tanger |
1750-1850 |
2700-2900 |
Facteurs de correction selon l'orientation et l'inclinaison
Facteurs de
correction pour l'irradiation (par rapport à l'optimum):
|
Orientation |
Inclinaison
20° |
Inclinaison
30° |
Inclinaison
45° |
|
Sud |
0.95 |
1.00 |
0.95 |
|
Sud-Est/Sud-Ouest |
0.92 |
0.96 |
0.88 |
|
Est/Ouest |
0.85 |
0.82 |
0.75 |
|
Nord-Est/Nord-Ouest |
0.75 |
0.70 |
0.60 |
Analyse des masques solaires
Méthodologie
marocaine pour l'estimation des pertes dues aux ombres:
|
Degré
d'obstruction |
Perte
d'ensoleillement |
Facteur
correctif |
|
Aucun
obstacle |
0% |
1.00 |
|
Obstacles
faibles (collines lointaines) |
2-5% |
0.95-0.98 |
|
Obstacles
moyens (bâtiments à distance) |
5-15% |
0.85-0.95 |
|
Obstacles
importants (bâtiments proches) |
15-30% |
0.70-0.85 |
|
Obstacles
très importants |
>30% |
<0.70 |
3. Dimensionnement de l'Installation
Surface de capteurs nécessaire
La formule
utilisée au Maroc pour dimensionner la surface des capteurs:
S = (BECS × Cp × ΔT × FC) / (Im × η × FA)
Où:
- S: Surface des
capteurs (m²)
- BECS: Besoin
journalier en eau chaude (L/jour)
- Cp: Capacité
thermique de l'eau (4.18 kJ/kg·K)
- ΔT: Différence de
température entre eau froide et eau chaude (K)
- FC: Facteur de
couverture solaire visé
- Im: Irradiation
moyenne journalière sur le plan des capteurs (kWh/m²/jour)
- η: Rendement moyen
du capteur
- FA: Facteur
d'angle d'incidence
Ratios simplifiés de dimensionnement utilisés au Maroc:
|
Application |
Ratio
surface/besoin |
Référence |
|
ECS
résidentielle |
1-1.2 m²/personne |
AMEE |
|
ECS
collective |
0.8-1 m²/personne |
RTCM |
|
Hôtels |
0.8-1 m²/chambre |
ADEREE |
|
Piscines |
0.5-0.7 × surface piscine |
Guide technique marocain |
Dimensionnement du ballon de stockage
Formules et
ratios utilisés au Maroc:
|
Type
d'utilisation |
Volume
de stockage |
Norme/référence |
|
ECS
résidentielle |
50-80 L/m² de capteur |
RTCM 2015 |
|
ECS
collective |
60-100 L/m² de capteur |
Guide AMEE |
|
Applications
industrielles |
50-70 L/m² de capteur |
ADEREE |
Ratios
simplifiés:
|
Application |
Ratio
volume/personne |
Source |
|
Résidentiel |
60-80 L/personne |
AMEE |
|
Hôtellerie |
80-100 L/chambre |
Guide hôtellerie durable |
|
Établissements
sportifs |
40-60 L/utilisateur |
ADEREE |
Choix du système d'appoint
Puissance
recommandée pour le système d'appoint selon les normes marocaines:
|
Type
d'installation |
Puissance
d'appoint recommandée |
Norme/référence |
|
Résidentiel
individuel |
1.5-2 kW/personne |
RTCM 2015 |
|
Collectif |
1-1.5 kW/personne |
AMEE |
|
Hôtellerie |
1.2-1.8 kW/chambre |
Guide hôtellerie |
II. CALCULS SPÉCIFIQUES SELON LES NORMES MAROCAINES
1. Calcul du Taux de Couverture Solaire (TCS)
Le taux de couverture solaire représente la part des besoins en eau
chaude couverte par l'énergie solaire. La norme marocaine utilise la formule:
TCS =
Esol / (Esol + Eappoint)
Où:
- Esol: Énergie
fournie par le système solaire (kWh)
- Eappoint: Énergie
fournie par le système d'appoint (kWh)
Les taux de
couverture solaire recommandés au Maroc sont:
|
Zone
climatique marocaine |
TCS
minimal recommandé |
TCS
optimal |
|
Zone
1 (Littoral méditerranéen) |
50-60% |
65-75% |
|
Zone
2 (Littoral atlantique) |
55-65% |
70-80% |
|
Zone
3 (Intérieur - plateaux) |
60-70% |
75-85% |
|
Zone
4 (Pré-saharien) |
65-75% |
80-90% |
|
Zone
5 (Saharien) |
70-80% |
85-95% |
2. Calcul de la Productivité du Système
La
productivité annuelle du système solaire thermique au Maroc se calcule selon:
|
Type
de capteur |
Productivité
(kWh/m²/an) |
Zone
climatique |
|
Capteurs
plans vitrés |
450-550 |
Zone 1 et 2 |
|
Capteurs
plans vitrés |
550-650 |
Zone 3 |
|
Capteurs
plans vitrés |
650-800 |
Zone 4 et 5 |
|
Capteurs
à tubes sous vide |
500-600 |
Zone 1 et 2 |
|
Capteurs
à tubes sous vide |
600-700 |
Zone 3 |
|
Capteurs
à tubes sous vide |
700-900 |
Zone 4 et 5 |
3. Calcul du Temps de Retour sur Investissement (TRI)
Selon les
études de l'AMEE, le TRI se calcule comme suit:
TRI =
Investissement initial / (Économies annuelles × Prix de l'énergie)
Valeurs de
référence au Maroc:
|
Type
d'installation |
TRI
moyen (années) |
Source |
|
Résidentiel
individuel |
4-6 ans |
AMEE 2023 |
|
Collectif |
3-5 ans |
AMEE 2023 |
|
Hôtellerie |
2.5-4 ans |
ADEREE |
|
Industriel |
2-3.5 ans |
Guide industriel AMEE |
Dans la
prochaine partie, je pourrai développer les aspects techniques des différents
types de capteurs solaires utilisés au Maroc, les systèmes de régulation, et
les considérations d'intégration architecturale selon les normes marocaines.