rapport de stage - Sebastien Dufour

2010
Stage ingénieur études & projets
Responsable du stage
M. Raphaël PETIT, Gérant d’e2s
Sébastien DUFOUR
HEI 43
ESEA
AVANT PROPOS
Depuis toujours, avec comme objectif l’amélioration de son niveau de vie,
l’Homme n’a cessé d’accroître sa consommation énergétique, lui permettant ainsi
d’accéder à des commodités qui lui sont devenues au fil du temps nécessaires, voir même
indispensables.
Dans un souci d’une part technique mais également économique, il a privilégié
l’utilisation d’énergies fossiles afin de subvenir à ses besoins. Ces siècles de croissance
tant économique que démographique, allant de pair avec une augmentation de la demande
en énergie, l’ont peu à peu mené à une dépendance énergétique critique, vis-à-vis de ces
ressources épuisables. Une évolution de nos priorités, plaçant l’environnement au cœur
des préoccupations de nos sociétés est aujourd’hui primordiale.
L’essor actuel de notre attrait écologique, au travers du développement durable, de
la défense de la biodiversité, du tri et du recyclage de nos déchets et d’une certaine
optimisation de notre consommation énergétique, sont les prémisses d’une transition
énergétique visant à élargir nos ressources à des denrées renouvelables afin de réduire
cette dépendance énergétique et vivre davantage en accord avec la Nature plutôt qu’à ses
dépends.
Cette évolution dans notre utilisation des ressources énergétiques, tant sur la nature
de celle-ci que sur notre mode de consommation, va certainement demander plusieurs
générations, cependant elle s’avère capitale, pointant les énergies renouvelables (ENR)
comme un enjeu mondial.
2
En France ce progrès des ENR nous a amené, en tant qu’Etat membre de l’Union
Européenne, à ratifier le paquet Énergie Climat en décembre 2008 puis le Grenelle de
l’Environnement en août 2009, qui fixent comme objectif d’augmenter, à l’horizon 2020,
la part des énergies renouvelables dans notre production à 23%.
Afin de concrètement lancer cette économie verte, de sérieuses incitations
financières et bancaires, comme le crédit d’impôt ou le crédit à taux zéro sur les travaux
de rénovation et d’installation d’équipements fonctionnant aux ENR, sont désormais à la
disposition des particuliers désireux de faire ce choix écologique.
Bien que le marché de la production d’énergie par le biais de ces sources
renouvelables soit en pleine explosion, ces aides financières restent nécessaires au
maintien de cette croissance, car ces modes de production sont encore peu compétitifs face
à une production centralisée classique, tels que le nucléaire, le thermique à flamme ou
l’hydraulique.
Malgré qu’une augmentation de la part des productions décentralisées, tels que
l’éolien et le photovoltaïque, soulève aujourd’hui de sérieux problèmes de régulation et
d’équilibrage de la balance production-consommation énergétique, ces énergies nouvelles
sont les solutions les plus rationnelles face au risque de pénurie énergétique.
3
REMERCIEMENTS
Je tiens tout particulièrement à remercier M. Raphaël PETIT, gérant de la société
e2s, non seulement pour m’avoir accepté en tant que stagiaire ingénieur études projets au
sein du bureau d’étude d’e2s mais également pour m’avoir permis de participer à
l’aboutissement concret de ces projets en assistant également les équipes sur le terrain, me
donnant ainsi l’opportunité de découvrir en pratique les différents pôles d’une entreprise à
la fois bureau d’études et installateur d’équipements en énergies renouvelables.
Mes remerciements s’adressent tout autant à Mme Marie-Agnès PETIT,
Responsable de Direction et des Ressources Humaines, qui m’a donné la chance de
réaliser cette expérience.
Ma gratitude va également à mes collaborateurs du pôle études et projets, Janina
PINCHARD, Audrey BARTHELEMY et Xavier DAUMAS pour l’aide qu’ils ont pu me
fournir pendant ma mission et les compétences qu’ils m’ont transmises.
J’aimerais remercier les personnes constituant les pôles commercial et
administratif, Florent MERLIER, Philippe MOGINO, Philippe VIGNAL et Claire-Marie
QUESTE pour les différents points de vue de l’entreprise qu’ils ont su me faire partager.
Finalement, je remercie mes collaborateurs des équipes chantiers et plus
particulièrement Jim, Johan et Richard pour leur sympathie, leur professionnalisme et les
compétences que j’ai pu acquérir en travaillant avec eux.
4
SOMMAIRE
AVANT PROPOS..................................................................................................................................2
REMERCIEMENTS ...............................................................................................................................4
SOMMAIRE ........................................................................................................................................5
INTRODUCTION..................................................................................................................................7
INSCRIPTION DU STAGE DANS LE PROJET PROFESSIONNEL .................................................................................7
EXPRESSION DES MOTIVATIONS A L’ORIGINE DE CE CHOIX ...................................................................................... 7
RESUME DE LA RECHERCHE DE STAGE ................................................................................................................ 8
ATTENTES, SOUHAITS PAR RAPPORT A CE STAGE .............................................................................................9
L’ENTREPRISE ET SON SECTEUR D’ACTIVITE ....................................................................................... 10
DESCRIPTION DE L’ENTREPRISE ................................................................................................................. 10
HISTORIQUE .............................................................................................................................................. 10
POLITIQUE GENERALE DE L’ENTREPRISE ........................................................................................................... 11
MARCHES ET PRODUITS ............................................................................................................................... 12
STRUCTURE ET ORGANISATION DE L’ENTREPRISE ........................................................................................... 19
ORGANIGRAMME ....................................................................................................................................... 19
PRESENTATION DES GRANDES FONCTIONS DE L’ENTREPRISE ................................................................................. 20
PRESENTATION DE LA FONCTION OCCUPEE .................................................................................................. 23
PLACE DANS L’ORGANIGRAMME .................................................................................................................... 23
MISSIONS EFFECTUEES ................................................................................................................................ 24
LE STAGE.......................................................................................................................................... 26
ÉTUDE TECHNICO-COMMERCIALE DE LA NECESSITE D’UN OUTIL DE TRANSMISSION DE DONNEES ............................... 26
ENQUETE CLIENTS ...................................................................................................................................... 26
ÉTAT DE L’ART DES SYSTEMES DE MONITORING ................................................................................................. 28
COMPARAISON ET CHOIX D’UNE TECHNOLOGIE ................................................................................................. 28
ABOUTISSEMENT COMMERCIAL ..................................................................................................................... 29
L’INTEGRATION AU BATI, DES SYSTEMES EN PERPETUELLE EVOLUTION ................................................................ 30
UN SYSTEME DE FIXATION QUI CONDITIONNE LE TARIF DE L’ELECTRICITE ................................................................. 30
ÉTAT DE L’ART DES SYSTEMES D’INTEGRATION AU BATI ....................................................................................... 31
CENTRALISATION ET ANALYSE COMPARATIVE DE CES SYSTEMES ............................................................................. 31
PROPOSITION ADAPTEE AUX BESOINS ET AUX CONTRAINTES ................................................................................. 32
LE CONSUEL UNE GARANTIE DE PROFESSIONNALISME .................................................................................. 33
VEILLE LEGISLATIVE ..................................................................................................................................... 33
LA CONSTITUTION DU DOSSIER CONSUEL....................................................................................................... 33
5
LES SCHEMAS UNIFILAIRES ............................................................................................................................ 34
VEILLE TECHNOLOGIQUE DES DIFFERENTS COMPOSANTS D’UNE INSTALLATION PHOTOVOLTAÏQUE ............................. 35
ÉTUDE ET ETAT DE L’ART DES PANNEAUX PHOTOVOLTAÏQUES ............................................................................... 35
ÉTUDE ET ETAT DE L’ART DES ONDULEURS ........................................................................................................ 37
LA PILE A COMBUSTIBLE, UNE SOLUTION D’AVENIR ........................................................................................ 40
PRESENTATION GENERALE ............................................................................................................................ 40
LE SECTEUR STATIONNAIRE ........................................................................................................................... 41
LE MARCHE DES PILES A COMBUSTIBLE EN FRANCE ............................................................................................. 42
LA CONSTITUTION DE BUDGETS ET DE DEVIS................................................................................................. 43
UNE MISSION CRUCIALE ............................................................................................................................... 43
L’ELABORATION DE DEVIS ET DE BUDGETS ........................................................................................................ 43
LE FONCTIONNEMENT DES CERTIFICATS D’ÉCONOMIES D’ÉNERGIE .................................................................... 46
DESCRIPTION GENERALE .............................................................................................................................. 46
INTERET POUR L’ENTREPRISE ......................................................................................................................... 47
LES CERTIFICATS D’ECONOMIES D’ENERGIE POUR E2S ......................................................................................... 48
PLAN D’ACTION PROPOSE ............................................................................................................................. 49
DEROULEMENT D’UNE REALISATION .......................................................................................................... 52
CAPITALISATION............................................................................................................................... 54
COMPETENCES UTILISEES PENDANT CE STAGE ............................................................................................... 54
LES ETUDES ............................................................................................................................................... 54
LORS DE LA REALISATION DE PROJETS .............................................................................................................. 56
COMPETENCES ACQUISES APRES CETTE EXPERIENCE ....................................................................................... 57
APTITUDES TECHNIQUES .............................................................................................................................. 57
CAPACITES ORGANISATIONNELLES .................................................................................................................. 57
IMPACT DU STAGE SUR LE PROJET PROFESSIONNEL ........................................................................................ 59
ANNEXES.......................................................................................................................................... 60
ANNEXE 1 : SCHEMA DE RACCORDEMENT RESEAU ........................................................................................ 60
ANNEXE 2 : MIRAGE HOTEL................................................................................................................. 61
ANNEXE 3 : RENOVATION DU DOMAINE ‘LES BAUMELLES’.............................................................................. 63
ANNEXE 4 : DESCRIPTIF DU PRINCIPE D’UN SYSTEME DE MONITORING ............................................................... 65
ANNEXE 5 : EXTRAIT DU JOURNAL OFFICIEL DE LA REPUBLIQUE DU 14 JANVIER 2010 ............................................ 66
ANNEXE 6 : DOSSIER TECHNIQUE INSTALLATION PHOTOVOLTAÏQUE CONSUEL ................................................... 68
ANNEXE 7 : SCHEMA UNIFILAIRE .............................................................................................................. 69
ANNEXE 8 : FICHE TECHNIQUE PANNEAU SANYO TECHNOLOGIE HYBRIDE .......................................................... 70
ANNEXE 9 : FICHE D’OPERATION STANDARDISEE .......................................................................................... 71
BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................................ 72
6
INTRODUCTION
Inscription du stage dans le Projet Professionnel
Expression des motivations à l’origine de ce choix
Très intéressé par le développement durable, et plus particulièrement par la
production d’énergies renouvelables, je souhaitais poursuivre ma formation dans les
différents moyens utilisés pour répondre aux besoins énergétiques.
Le marché des énergies et plus particulièrement des énergies renouvelables a été la
partie de ma formation théorique que j’ai le plus apprécié. D’autre part, les problématiques
liées à la réponse aux besoins énergétiques croissants, en concordance avec la protection
de l’environnement seront les grandes questions du XXIème siècle.
Ces différentes raisons m’ont poussé à m’intéresser au marché des énergies, et
pour commencer et être parfaitement en accord avec ma formation d’ingénieur généraliste
spécialisé dans les énergies, les systèmes électriques et automatisés, à une partie technique
de ce marché qui est le travail d’un bureau d’étude proposant des solutions en énergies
renouvelables.
7
Résumé de la recherche de stage
J’ai fait le choix du marché du photovoltaïque, car je jugeais que l’alliance entre un
moyen de production concret, facilement imaginable pour les investisseurs et des aides
financières intéressantes rendant le retour sur investissement assez rapide, faisait du
photovoltaïque particulier, un nouveau marché très porteur.
Le second grand choix que j’ai effectué dans cette recherche de stage a été la taille
de l’entreprise. Le choix d’une PME, m’a paru le plus judicieux pour un tel stage, destiné
à accroître mes connaissances techniques et me faire découvrir le monde de l’entreprise
avec un point de vue plus proche de celui d’un ingénieur, que lors de mes précédentes
expériences.
En effet, la polyvalence et l’accessibilité des employés d’une telle structure
m’intéressait énormément. Par ailleurs, la possibilité de découvrir et de participer aux
nombreuses tâches accomplies par les ingénieurs études d’une petite entreprise, était ce
qui me motivait réellement.
La localisation de la société pour un marché de vente en B to C est primordiale, il
m’a donc paru évident que les investisseurs dans l’énergie solaire sont plus nombreux
dans le Sud de la France que dans d’autres régions.
Je me suis finalement orienté vers la société e2s, bureau d’études et installateur de
diverses solutions en énergies renouvelables. Cette PME située dans le Var correspond
parfaitement à mes critères de recherche et à la suite de plusieurs entretiens téléphoniques
M. PETIT m’a exprimé l’envie qu’il avait pour que je travaille, pendant une durée de trois
mois au sein de son entreprise.
8
Attentes, souhaits par rapport à ce stage
Mon objectif principal pour ce stage est de faire un lien entre ma formation
d’ingénieur et le monde de l’entreprise dans un domaine qui me passionne. L’application
des connaissances théoriques dans un projet technique concret m’intéresse et avoir une
bonne vision globale du fonctionnement d’une entreprise et de ses priorités est également
un des buts de ce stage.
Afin de faire ce lien entre ma formation, mon affection pour le domaine des
énergies renouvelables et mon entreprise, proposant divers types d’installations en
énergies renouvelables, j’ai décidé de me focaliser sur le marché du photovoltaïque,
marché d’autant plus intéressant qu’il apporte le plus de croissance à la société.
L’ingénieur d’études et de projets, pilier de l’aspect technique de l’entreprise
permet d’avoir un avantage concurrentiel grâce aux innovations qu’il propose.
Dans le but d’apprécier le travail d’un tel poste dans le secteur du solaire
photovoltaïque, il était intéressant pour moi d’effectuer une veille tant juridique que
technique et administrative dans ce domaine en pleine évolution. Découvrir les relations
avec les fournisseurs et l’approche du client m’enthousiasmais également.
Enfin, effectuer une étude complète, portant sur un sujet en relation avec ma
formation, exploitable par la suite par l’entreprise, fut très bénéfique pour la construction
de mon projet professionnel.
9
L’ENTREPRISE ET SON SECTEUR D’ACTIVITE
Description de l’entreprise
Historique
L’entreprise e2s est une PME créée en 2004 par M. Raphaël PETIT, ingénieur
Centralien de formation. Cette société tournée vers le développement durable a comme
mission de proposer aux particuliers ainsi qu’aux entreprises, l’étude et l’installation de
nouvelles générations de systèmes de chauffage de bâtiments, de production d’eau chaude
et d’équipements photovoltaïques raccordés ou non au réseau d’électricité.
L’objectif pour Monsieur PETIT était la création d’une société durable, regroupant
des compétences dans différents domaines clés du développement durable en France, tels
que le solaire thermique, les pompes à chaleur, les chaudières bois et le photovoltaïque.
Cette intuition, que le secteur des énergies vertes prendra une place de plus en plus
importante dans les années qui suivent, a été en 2004, l’argument déclenchant la création
de cette entreprise, qui évolue aujourd’hui dans un secteur en plein essor.
Une politique de croissance a permis à e2s de recruter assez fortement en 2010,
passant de 6 à 12 salariés et 3 apprentis. Ce recrutement conséquent a donné la possibilité
d’accueillir de nouvelles compétences tournées vers l’efficacité énergétique, un marché
dont la demande se porte bien grâce aux décisions du Grenelle de l’Environnement.
10
Politique générale de l’entreprise
L’entreprise a comme objectif de répondre au plus juste, aux besoins des clients
c’est la raison pour laquelle, e2s désire conserver ses caractéristiques dans ses domaines
de compétences et élargir son offre de services dans des secteurs d’activité porteurs.
L’expérience ainsi que les qualités techniques des ingénieurs et techniciens
qualifiés, associés à des équipes chantiers compétentes permettent à e2s de prôner la
valeur et la pluralité de leurs services, constituant pour l’entreprise de véritables avantages
concurrentiels.
La reconnaissance de son pôle technique comme Bureau d’études ainsi que la mise
en lumière de la qualité des équipes de réalisation par les labels ‘ Quali PV’ et
‘Qualisol’ permettent à e2s d’assumer l’ensemble des besoins d’une installation, en
partant de l’étude jusqu’à l’exécution de ce projet.
11
Marchés et produits
1. Les études RT 2005/Bâtiment Basse Consommation
L’optimisation énergétique est au cœur des préoccupations de l’ensemble du
secteur du bâtiment, aujourd’hui responsable de la production de 22% des émissions de
gaz à effet de serre et de 40% de la consommation énergétique en France.
Le Bureau d’études d’e2s,
dans un souci de répondre aux
demandes de ses clients et afin de
suivre sa politique de développement
durable, propose des diagnostiques
thermiques accompagnés de conseils
visant
à
améliorer
l’efficacité
énergétique.
Ce dimensionnement des systèmes énergétiques accompagné du suivi d’un cahier
des charges spécifique dans la construction et le choix des matériaux permettent d’obtenir
un label BBC Effinergie.
Ce marché en plein devenir est un axe de croissance d’e2s, désireux de donner une
place prépondérante à ces études.
2. Le solaire thermique
Compte tenu de l’augmentation croissante du
coût des énergies habituellement utilisées et de leur
influence incontestable sur le réchauffement climatique,
l’utilisation de l’énergie solaire, dont le prix se limite à
l’équipement dédié à capter cette énergie et qui est non
polluante devient très attrayante.
12
Dans ce secteur du solaire thermique e2s présente comme produit central le CESC,
Chauffe-Eau Solaire Collectif. L’étude qui consiste à dimensionner l’installation selon les
besoins des clients permet de préconiser une réduction de leur consommation d’eau, dans
un contexte de développement durable. Ce CESC est composé de capteurs solaires, d’un
ballon tampon, d’un circuit d’eau associé, d’un échangeur thermique et d’accessoires
hydrauliques rendant possible le raccordement au circuit primaire de circulation d’eau.
La production solaire qui vient en complément de l’apport classique couvre jusqu’à
70% des besoins de l’entreprise ou du particulier équipé.
Il est nécessaire de monter des simulations d’emprunts et tenir compte des fortes
subventions accordées pour ce type d’installation. Un exemple d’équipement réalisé par
e2s est joint en annexe 2.
3. Le chauffage à partir d’énergies renouvelables
Dans un même objectif de développement durable et en prenant toujours en
considération la conjoncture du marché des énergies, e2s s’est tourné vers les différentes
solutions de chauffage utilisant des énergies renouvelables.
13
Les systèmes proposés sont les plus avantageux du marché, tant écologiquement
qu’économiquement, il s’agit de chaudières bois, de pompes à chaleur et bien entendu de
panneaux solaires.
La chaudière bois
La chaudière bois est un système de chauffage très
performant et qui permet de bénéficier d’aides financières
considérables pour les professionnels désireux de s’équiper
d’une telle installation, 50 à 70% du montant du système de
chauffage et de crédits d’impôts à hauteur de 25% du prix
de l’équipement pour les particuliers.
Cet équipement est composé d’un corps de chauffe
muni de réflecteurs qui optimisent l’échange thermique
avec le circuit d’eau de chauffage, d’un silo de stockage et
d’un automate de régulation équipé de sondes de
température. Notre proposition dans ce domaine est illustré
par l’annexe 3 : Rénovation du domaine ‘Les Baumelles’.
La pompe à chaleur
La pompe à chaleur peut être l’utilisation de
différents
principes
de
production
d’énergie
renouvelable que sont la géothermie verticale et
l’aérothermie. Nous proposons à nos clients, dans ce
domaine, des études allant du choix du système le
plus
approprié
jusqu’au
dimensionnement
de
l’installation afin de proposer la solution technique
la mieux adaptée aux nécessités de chacun de nos
clients. E2s réalise également l’installation de ces
équipements.
14
Dans une optique de renouvellement de connaissances et d’extension de notre
savoir faire, plusieurs techniciens ont récemment suivi une formation à la mise en service
de PAC.
4. Le solaire photovoltaïque
Le phénomène à l’origine de la création d’électricité est la conversion directe de
l’énergie du rayonnement solaire.
Ce principe de conversion a été découvert par E. Becquerel en 1839 mais il faudra
attendre près d’un siècle pour que les scientifiques approfondissent et exploitent ce
phénomène.
Cette conversion d’énergie met en jeux trois phénomènes intimement liés et
simultanés :
•
l’absorption de la lumière dans
le matériau,
•
le
transfert
d’énergie
des
photons aux charges électriques,
•
la collecte des charges.
La cellule photovoltaïque constitue ainsi un générateur électrique élémentaire.
Cette transformation directe de la lumière en électricité s'effectue donc sans pièce mobile,
sans fluide sous pression, sans élévation de température, sans pollution ni production de
déchets.
Une tension de l'ordre de 0,5 Volt et un courant continu de l'ordre de 30 mA sont
générés pour chaque cm2 de capteur sous un ensoleillement maximum de 1 kW/m2.
15
Les modules photovoltaïques génèrent un courant continu quand ils reçoivent la
lumière du soleil. Un onduleur transforme ce courant continu en courant alternatif. Celuici est ensuite directement consommé par le producteur ou injecté dans le réseau.
Compte tenu des tarifs d’achat proposés par la filiale Obligation d’Achat d’EDF,
l’électricité produite par une installation photovoltaïque est en général vendue en totalité à
EDF.
A savoir que depuis le 12 Janvier 2010 les tarifs d’achat sont les suivants :
L’abonné injecte sur le réseau la totalité de la production photovoltaïque et soutire
sur le réseau la totalité de sa consommation.
Le générateur photovoltaïque est raccordé au réseau basse tension par
l’intermédiaire d’un point de livraison distinct du point de livraison utilisé pour les besoins
en soutirage de l’abonné. Le branchement unique au réseau basse tension est donc étoilé
en un point de livraison « production » et un point de livraison « consommation ».
16
La branche « production » comporte 2 compteurs d’énergie :
•
un compteur d’injection mesurant l’énergie injectée dans le réseau,
•
un compteur mesurant l’énergie éventuellement soutirée par la partie
comportant le générateur photovoltaïque.
La branche «consommation» garde son compteur de mesure de l’énergie soutirée.
L’ajout d’un «branchement production» est assimilable à une nouvelle installation, annexe
1 : Schéma de raccordement réseau.
Le produit central de ce marché du photovoltaïque est l’achat ainsi que
l’installation de générateurs photovoltaïques pour les professionnels et pour les
particuliers.
Il
met
en
œuvre
le
service
Achat
&
Logistique
pour
gérer
l’approvisionnement en matériel et le service réalisation chargé d’installer et de raccorder
cet équipement.
Autour de ce produit central s’organise différents produits tangibles qui sont :
•
les études,
•
le suivi des projets,
•
les veilles techniques, juridiques et administratives,
•
le montage financier des projets.
Ces prestations qui n’apparaissent pas directement aux yeux du client sont
indispensables pour que le produit réponde aux attentes du client.
17
E2s propose également certains produits augmentés après l’étude des besoins de
ses clients. Suite à un tel investissement, avec un plan de rentabilisation assez long, il est
évident qu’un suivi de la production et une offre de maintenance étaient des services qui
s’imposaient. Ces prestations sont aujourd’hui en développement.
18
Structure et organisation de l’entreprise
Organigramme
19
Présentation des grandes fonctions de l’entreprise
Direction Générale
La Direction Générale regroupe le suivi de l’avancement des projets et des
réalisations, en prenant en compte les contraintes et les aléas. Ce rôle consiste également à
organiser les différentes réunions de bilan, mais aussi celles de promotion ou de sanction.
Cette responsabilité implique aussi de manager les équipes que ce soit celles sur les
chantiers ou les personnes dans les bureaux.
Cette fonction est assumée à la fois par M. et Mme PETIT.
Administratif et Financier
La partie administrative et financière d’un secteur en plein développement tels que
le photovoltaïque est conséquente, une installation représente un investissement important,
pour les particuliers ou les professionnels, e2s propose donc une aide pour accéder aux
prêts permettant de financer cet équipement.
D’autre part, la Trésorerie dans une société avec un fond de roulement peu
important et qui pourtant présente des installations aux professionnels demande de
l’adresse et une certaine habilité de négociation. En effet, lorsqu’il faut avancer le
règlement aux fournisseurs pour plusieurs installations et que les clients tardent à payer, le
banquier regarde d’un mauvais œil ces opérations financières périlleuses mais nécessaires
au fonctionnement de l’entreprise.
Ce travail est réalisé par Marie-Agnès PETIT, en accord avec Raphaël PETIT et
suppléée par Claire-Marie QUESTE.
20
Ressources Humaines
E2s pratique à l’heure actuelle une politique de croissance qui repose sur
l’acquisition de nouvelles compétences, que ce soit par la réalisation de formation mais
aussi par l’embauche de nouveaux collaborateurs. Une telle politique implique une
attention particulière envers les collaborateurs que l’on recrute, en effet les compétences
utilisées chaque jour dans le bureau d’études et pratiquées sur les chantiers nécessitent une
formation demandant du temps, il est donc important de pouvoir compter sur la personne
engagée une fois qu’elle a été formée.
L’administration du personnel comprend de même l’organisation des congés et la
gestion des aléas dés la présence de celui-ci.
Cette tâche est tenue par Marie-Agnès PETIT.
Études, Recherche & Développement
Le travail d’Études et de la Recherche & Développement regroupe tout l’aspect
technique de cette entreprise.
Dans le domaine du photovoltaïque, ce travail représente l’étude de faisabilité, le
dimensionnement des projets ainsi que le choix des équipements à installer en utilisant les
logiciels adaptés : PVsyst, MaxDesign, Fronius Solar Configurator, Sunny Design,
MicrosoftVisio, TurboCAD, ...
Ces études aboutissent à la réalisation de devis ainsi que de budgets, cette fonction
englobe donc aussi un aspect commercial avec une étude du coût global d’une installation,
pour le client et pour l’installateur et une étude de rentabilité, tenant compte des tarifs
d’achat de l’électricité et des avantages financiers comme le crédit d’impôt.
Le travail d’Études comprend encore une veille technique, législative et
administrative nécessaire dans ce secteur en forte évolution.
21
Commercial & Marketing
La communication externe est compliquée dans une PME, le marketing direct
réalisé par les chargés d’affaires ne suffit pas pour étendre la notoriété de l’entreprise dans
toute la région Provence-Alpes-Côte d’Azur, ce qui est l’objectif de la société.
Un important travail de marketing mixte est à réaliser, Florent MERLIER étudie la
mise en place d’une telle stratégie.
Le travail commercial est assez laborieux, puisque le photovoltaïque et même le
solaire thermique sont des investissements complexes et donc beaucoup de clients
potentiels se découragent après avoir fait les premières démarches.
Ces actions commerciales sont réalisées par l’ensemble du pôle qui y est dédié.
Réalisation
Cette partie de l’entreprise est la plus visible et par conséquent primordiale. La
compétence des personnes réalisant les travaux forge la renommée d’une PME et lui offre
une nouvelle clientèle si les clients actuels sont satisfaits.
L’attrait du photovoltaïque a néanmoins une conséquence ennuyeuse pour les
installateurs sur le terrain, puisque les chantiers sont de plus en plus éloignés de leur
habitation et des bureaux, ils sont donc régulièrement contraints de séjourner sur le lieu
des travaux pour une durée assez longue.
Les personnes en charge de ce secteur appartiennent au pôle Réalisation.
22
Présentation de la fonction occupée
Place dans l’organigramme
L’entreprise e2s m’a engagé en tant qu’Ingénieur Études projets stagiaire pour une
durée de trois mois.
Je fais donc partie du Pôle Technique au sein de l’équipe Bureau.
Afin de perfectionner ma formation, j’ai également travaillé dans l’équipe
Réalisation sur un chantier photovoltaïque.
23
Missions effectuées
Cette expérience dans l’entreprise e2s en tant qu’Ingénieur Études & Projets, a
débuté par une recherche et une analyse des demandes du CONSUEL, Comité National
pour la Sécurité des Usagers de l’Électricité, une association à but non lucratif dont la
mission est de mettre en œuvre toutes les études et actions en vue d'assurer la sécurité des
personnes et des biens.
Ces nouvelles normes imposent aux installateurs de remplir une fiche détaillant les
caractéristiques électriques de l’installation, de joindre les documents techniques des
équipements posés et de fournir également un schéma unifilaire précis de chaque
installation.
J’ai donc, après m’être renseigné sur les demandes du CONSUEL réalisé les
schémas unifilaires à inclure dans ces dossiers.
En parallèle de cette première mission, j’ai été amené à réaliser différentes veilles
technologiques portant sur les éléments qui constituent une installation photovoltaïque.
Ces états de l’art sur les modules photovoltaïques, sur les systèmes d’intégration et sur les
onduleurs m’ont permis de parfaire mes connaissances techniques dans ce domaine et de
faire un lien entre la technologie utilisée dans ces équipements, leur fonctionnement
étudiés pendant ma scolarité et le marché de ces produits.
Ma principale tâche lors de ce stage a été de m’intéresser à un système permettant
de transmettre les données de production d’une installation vers un site internet. Cette
étude a débuté par une enquête client permettant de connaître le besoin de cet équipement,
je me suis ensuite intéressé au marché de ce produit, aux spécificités des systèmes afin de
choisir un fabricant et d’installer ces équipements.
24
Afin de compléter la réponse à un appel d’offre, j’ai également effectué une étude
de l’avancement technologique des piles à combustible et des perspectives commerciales
de cette source énergétique en France.
Dans le cadre de ce stage au poste d’ingénieur d’études & projets, compte tenu des
départs successifs en congés des personnes du pôle technique et de la nécessité de
continuer à effectuer des devis et des budgets, afin d’assurer le fonctionnement
commercial de l’entreprise, j’ai été formé à la réalisation de ces budgets et amené à en
effectuer un certain nombre durant ces trois mois.
Je me suis ensuite intéressé aux Certificats d’Économies d’Énergie, un dispositif
basé sur une logique de marché permettant de réaliser des économies dans un contexte de
maîtrise de la consommation énergétique globale et de réduction des émissions de CO2.
Après m’être renseigné sur le fonctionnement de ce marché et les acteurs qu’il met en
relation, je me suis attaché au rôle que peut occuper e2s dans ce marché et à la rentabilité
de ce système.
J’ai lors de ce stage tenu à participer à l’installation à proprement parler des
équipements photovoltaïques tant chez des professionnels que chez des particuliers. Cette
demande de ma part a été motivée par le constat d’une certaine difficulté dans la
communication interne de l’entreprise entre les personnes composant le pôle réalisation et
celles du bureau. D’autre part il me semblait nécessaire de participer à ces projets, afin de
visualiser de façon globale les activités de l’entreprise et pouvoir prendre réellement
conscience de l’importance des points essentiels, dans le fonctionnement entier d’une
entreprise comme la communication.
25
LE STAGE
Étude technico-commerciale de la nécessité d’un
outil de transmission de données
Enquête clients
Objectif de l’étude
L’objet premier de mon stage était une étude des avantages que pourraient apporter
un système de transmission de données entre les onduleurs d’une installation et un site
internet où elles seraient mémorisées. J’ai mené cette mission avec deux objectifs, le
premier étant de démontrer la nécessité d’un tel dispositif et le second de trouver un
appareil adapté à nos besoins.
Réalisation de l’enquête
Afin de juger de l’intérêt d’un équipement venant compléter une installation, le
plus logique était de connaître l’avis de nos clients à ce sujet.
Dans le but d’amener cette question, j’ai réalisé une enquête client, en leur
demandant de nous renvoyer un relevé de leur production réelle. L’objectif avoué de ce
sondage était de comparer la production réelle des installations que nous avions réalisées
avec les chiffres de production théorique, basés sur une étude d’ensoleillement et
d’ombrage, annoncées lors de l’achat de l’installation. La cible de cette étude visait nos
clients, raccordés au réseau depuis au moins 8 mois.
26
Nous avons choisis d’effectuer cette enquête par courrier, jugeant que c’était le
meilleur support pour que les personnes visées prennent cette demande au sérieux et
n’oublient pas de répondre. Sur 39 personnes ciblées 23 ont répondues, soit 59%, compte
tenu du nombre moyen de réponses aux sondages en France en générale, ce chiffre nous
confirme que le mode d’envoi postal était judicieux.
Analyse des réponses
Après avoir reçu les réponses de nos clients, j’ai réalisé une analyse de ces chiffres
en les comparant aux prévisions et en faisant apparaître dans cette étude la marque et le
modèle des équipements constituant chacune de ces installations. Pour que ces
comparaisons soient convenables, j’ai recalculé la prévision de production de ces
installations de façon mensuelle, afin d’être au plus près de la production réelle. Cette
comparaison a permis de mettre en valeur certains sites ou la production était
anormalement basse. Une intervention de nos équipes a été faite dans les jours suivants.
Conclusion de l’enquête
Le constat de cette enquête est globalement très satisfaisant, la plupart de nos
clients ont une production supérieure aux valeurs prévues.
Compte tenu de ces résultats le retour de cette enquête sera accompagné d’une
proposition de parrainage. En effet, en constatant que les installations réalisées par
l’entreprise ont le rendement escompté, l’acceptation de cette démarche commerciale sera
plus évidente.
27
État de l’art des systèmes de monitoring
Cette étude de production a comme objectif second de mettre en avant la nécessité
d’un système de monitoring, qui rendrait plus aisé le suivi de cette donnée.
Ce système est un produit installé
près de l’onduleur du côté alternatif, il
permet
de
transmettre
les
données
d’électricité produite en sortie de l’onduleur
vers un site internet.
Ce système est avantageux, d’une part pour le propriétaire de l’installation
puisqu’il peut de n’importe où dans le monde, se connecter à ce site et suivre sa
production électrique. Sur cet interface est également calculé sont état de retour sur
investissement.
D’autre part ce système est aussi intéressant pour le fournisseur puisqu’il lui
permet de centraliser les données des différentes installations qu’il a réalisées et ainsi
contrôler régulièrement le bon fonctionnement de ces équipements et intervenir
rapidement dans le cas contraire.
Comparaison et choix d’une technologie
Afin de réaliser correctement cette centralisation de données et rendre ce système
utile pour l’entreprise, il était impératif de trouver un matériel de transmission de données
adaptable à toutes les installations et donc à tous les onduleurs.
Après des recherches et analyses approfondies des différents fabricants de ces
matériels et des équipements proposés, j’ai présenté à M. PETIT, deux systèmes dont le
principe de fonctionnement était différent.
28
Nous avons choisis un produit fonctionnant sur le réseau GPRS pour transmettre
ces informations, ce mode de communication ne nécessitant pas une connexion internet,
donne la possibilité d’utiliser ce système sur des sites professionnels, rarement reliés au
téléphone ou au web.
Aboutissement commercial
La dernière partie de cette mission a été la démarche commerciale à réaliser pour
pouvoir essayer ce produit sans s’engager définitivement. Après négociation et un geste
commercial important de la part du fournisseur, M. PETIT a pris la décision d’installer un
produit test et envisage d’élargir ces commandes. Une description du fonctionnement de
ce système est présentée en Annexe 4.
29
L’intégration au bâti, des systèmes en perpétuelle
évolution
Un système de fixation qui conditionne le tarif de l’électricité
Le mode de fixation des modules, s’avère étrangement être un aspect crucial d’une
installation photovoltaïque, notamment du point de vue financier.
En effet, comme spécifié précédemment le tarif d’achat de l’électricité produite par
les panneaux solaires varie selon leur système de pose et l’endroit où ils sont installés.
Par conséquent la première partie de cette étude des systèmes de fixation des
modules a été une veille législative afin de discerner les modifications et nouvelles clauses
des lois traitant du tarif d’achat de l’électricité d’origine photovoltaïque.
Annexe 5 : extrait du journal officiel de la république du 14 janvier 2010.
Afin de permettre à nos clients de vendre l’électricité produite, au tarif le plus
intéressant, j’ai choisi d’axer mon étude sur les systèmes d’intégration totale au bâti. Dans
ces conditions, des particularités importantes sont intégrées à cette recherche :
l’équipement photovoltaïque doit assurer l’étanchéité de la toiture, les caractéristiques de
tenue à la dilatation, d’écoulement de condensats et d’étanchéité pure.
Les autres points sérieux à renseigner furent, l’adaptabilité du système aux
différentes toitures en tenant compte de l’inclinaison de celles-ci, de leur constitution, de
leur flexibilité en ce qui concerne le type de panneaux qu’elles pouvaient supporter, ses
garanties et certifications, et en dernier lieu le coût de ce système.
30
État de l’art des systèmes d’intégration au bâti
J’ai débuté cette mission, à proprement parler, en effectuant un inventaire détaillé
des différents systèmes. L’intégration de l’installation au bâti peut se réaliser selon
différentes méthodes, notamment à l’aide de rails dans lesquels on emboîte les panneaux,
ou par chevauchement à la manière des tuiles.
Un aspect, tout aussi important que l’étanchéité pour ces systèmes, est sa capacité
à permettre la circulation d’air en-dessous des panneaux afin de permettre leur ventilation.
Ce phénomène est réalisé par une entrée d’air froid en partie basse de l’installation ou de
chaque panneau et une évacuation du gaz chaud en partie supérieure. Cette aération
permet de diminuer la température surfacique des modules et donc d’augmenter leur
rendement. Sans cette circulation d’air les cellules photovoltaïques monteraient trop en
température et perdraient en efficacité dans les saisons chaudes.
Centralisation et analyse comparative de ces systèmes
Après cette recherche documentaire et ce rassemblement d’informations sous
forme d’un tableau comparatif, j’ai réalisé l’analyse des 63 systèmes que j’avais recensé
afin d’effectuer un classement des solutions les plus intéressantes pour l’entreprise.
De cette première analyse, j’ai effectué un compte rendu présentant sept
propositions différentes. Parmi celles-ci figuraient cinq systèmes destinés aux installations
de particuliers, dont quatre utilisant la méthode de rails porteurs et une de chevauchement
et deux solutions d’intégration adaptées aux établissements professionnels selon le
principe de rails porteurs.
Il apparaît évident que la comparaison des méthodes d’intégration m’a permis de
conclure sur la supériorité du principe de rails porteurs par rapport à celui de
31
chevauchement. Une caractéristique décisive a été la ventilation des modules
photovoltaïques pour lesquels le procédé de rails est nettement plus efficace.
Proposition adaptée aux besoins et aux contraintes
Après ce premier compte rendu, a suivi un second examen plus approfondi, de ces
sept produits. Lors de cette phase d’étude, j’ai contacté les fournisseurs de ces solutions
afin d’avoir des caractéristiques plus commerciales de ces systèmes.
Lors d’une seconde présentation de mon étude, nous avons décidé conjointement
avec M. PETIT, de demander une présentation commerciale de deux nouveaux systèmes,
IntraSol CL de Renusol pour les particuliers et AdiWatt pour les professionnels. Après
l’exposition de ces systèmes par un technico-commercial du distributeur régional un
partenariat avec cette entreprise est sur le point d’être conclus.
Par ailleurs, cette étude a également aboutie à la confirmation de l’efficacité du
système MecoSun tant pour les particuliers que pour les professionnels.
32
Le CONSUEL une garantie de professionnalisme
Veille législative
Un dossier CONSUEL, Comité National pour la Sécurité des Usagers de
l’Électricité, est devenu obligatoire pour toute installation photovoltaïque suite, au décret
n° 2010-301 du 22 mars 2010 modifiant le décret n° 72-1120 du 14 décembre 1972 relatif
au contrôle et à l'attestation de la conformité des installations électriques intérieures, aux
règlements et normes de sécurité en vigueur.
Le CONSUEL a pour objectif d'apporter son expérience et sa fiabilité afin de
garantir la sécurité des installations électriques et notamment photovoltaïques.
Afin de réaliser correctement ces dossiers, j’ai débuté cette étude par une veille
législative me permettant d’apprécier les spécificités de ces dossiers et les éventuelles
modifications à réaliser dans la constitution de nos devis.
La constitution du dossier CONSUEL
E2s, ayant toujours mis l’accent sur la conformité électrique de ses installations et
le sérieux de son pôle réalisation, les conditions imposées par le décret de mars dernier
n’entraînent aucune modification sur nos installations et les protections électriques
utilisées.
La constitution du dossier est, elle assez fastidieuse, elle nécessite de nombreuses
caractéristiques électriques des équipements installés. Le dossier technique installation
photovoltaïque fourni en annexe 6, illustre bien cette complexité.
33
Les schémas unifilaires
Dans la construction de ces rapports je me suis focalisé sur la réalisation des
schémas unifilaires. Ces schémas électriques permettent de décrire clairement
l’installation, d’un point de vue du câblage, mais aussi sur la composition de ces
installations et des spécificités électriques de ces équipements et des protections
électriques.
Afin de réaliser ces schémas j’ai dû prendre en main le logiciel Visual Studio, que
j’ai utilisé pour effectuer cette tâche. L’application de ces nouveaux schémas et
l’utilisation de ce logiciel, par rapport à Excel, utilisé jusque là, apportent la clarté,
l’esthétique du résultat et la facilité à modifier des schémas existants afin de constituer un
nouveau dossier.
L’annexe 7 présente un exemple achevé de schéma unifilaire.
Les dossiers CONSUEL réalisés lors de ma présence dans l’entreprise ont reçus
l’approbation des inspecteurs en charge de la vérification de ces installations.
34
Veille technologique des différents composants
d’une installation photovoltaïque
Étude et état de l’art des panneaux photovoltaïques
Inventaire des fabricants
Dans le but d’effectuer un état de l’art des panneaux photovoltaïques, réalisés
aujourd’hui par les fabricants et donc, que nous, installateurs pourrions proposer à nos
clients, j’ai commencé par lister un inventaire des différents fabricants.
Certains, a priori, de nos clients m’ont poussé à m’intéresser, ensuite à
l’origine géographique de ces entreprises et surtout à la provenance des composants des
panneaux qu’elles proposent.
L’appréhension vis-à-vis des marques asiatiques, assez répandue chez nos
acheteurs s’avère inopportune étant donné que certaines marques européennes, comme
Solar Fabrik, détenteur de 1.62% du marché ou encore Fire Energy qui représente elle
1.25%, réalisent une partie de leur production à partir de matières premières puisées elles
aussi en Asie.
Analyse du marché
J’ai dans un second temps analysé le marché afin de sélectionner les
fabricants les plus intéressants pour mon étude. De cette étude j’ai extrait les principaux
leaders de ce marché et les ai comparés avec les fournisseurs d’e2s. Le marché des
modules photovoltaïques est dominé par Sharp, First Solar, Suntech, SolarWorld,
TrinaSolar, SunPower, Sanyo, Gesolar, kyocera, Mitsubishi, BP solar, Fire Energy,
Evergreen, Tenesol, Heckert, PhotoWatt, Systaic, Scheuten, Droben, Sunset solar, Schott
35
solar, Conergy, Schüco, General Electric, Issol parmi ces entreprises Sharp, Suntech,
TrinaSolar, SunPower, Sanyo, Scheuten,
Conergy, sont les principales marques de
panneaux utilisées par e2s. En plus des caractéristiques techniques des modules présentés
par ces sociétés et de leur coût, il est important de préserver nos relations avec nos
interlocuteurs et maintenir la facilité qu’e2s a à recevoir ces panneaux. En effet certains
fournisseurs tiennent difficilement les délais convenus et cela à tendance à allonger la
durée de certains chantiers malgré toute la bonne volonté des personnes chargées de
réaliser ces installations.
Les technologies utilisées
Les panneaux solaires rigides assurant l’étanchéité des installations sur
lesquelles ils sont installés se déclinent principalement sous deux modèles, les modules
cadrés et non cadrés.
Pour réaliser ces produits, différentes technologies sont utilisées. Les
panneaux photovoltaïques sont soit en :
silicium monocristallin,
silicium polycristallin,
silicium amorphe,
silicium hybride,
CIS.
Ces différentes technologies présentent toutes certains avantages et
inconvénients. A ce jour, l’entreprise e2s a choisi de n’utiliser que des panneaux en
Silicium mono et polycristallin, pour des questions de rendement et de productivité
surfacique.
36
Étant donné l’évolution permanente de ces technologies, il est concevable
qu’e2s s’intéresse prochainement aux technologies comme le CIS ou le silicium hybride,
voir l’annexe 8 : fiche technique panneau SANYO technologie hybride.
Étude et état de l’art des onduleurs
Inventaire du marché
Ma seconde étude portait sur les différents onduleurs disponibles sur le marché.
Cette mission avait comme objectif d’évaluer le matériel qu’e2s propose actuellement à
ses clients et les dernières innovations présentées par les fabricants. Le choix de
l’onduleur lors d’une étude est dicté par la puissance de l’installation à réaliser et les
contraintes d’ombrage du site.
Afin de débuter cette étude, il m’était nécessaire de recenser les différents
fabricants.
Analyse du marché
Après cette prospection du marché des onduleurs, je me suis concentré sur
les onduleurs fonctionnant dans la plage de puissance sur laquelle e2s a choisi de
s’orienter.
Cette gamme de puissance couvre des installations inférieures à 3 kWc, destinées
aux particuliers, jusqu’aux équipements professionnels pouvant couvrir jusqu’à 250 kWc.
Il y a de nombreux onduleurs dédiés à cette fourchette de puissance,
l’essentiel de mon travail a été de comparer les particularités techniques de ces divers
produits et d’analyser l’intérêt de ces multiples attributs.
37
Les différentes avancées technologiques
Les différentes avancées technologiques sur ce produit intéressent
grandement la société puisqu’elles permettraient notamment, de simplifier les installations
en intégrant directement le boitier de protection continu dans l’onduleur.
L’évolution des composants électroniques améliore la fiabilité des onduleurs, en
effet le condensateur en entrée de celui-ci est grandement sollicité et reste la cause
majeure des pannes d’onduleurs. Cependant cet élément a vue sa durée de vie passer de 12
ans à près de 20 ans en quelques années.
Un autre intérêt que peuvent présenter les nouveaux onduleurs, est qu’ils sont
assez souples, leur plage de tension est plus grande et ils peuvent donc être utilisés sur des
installations plus diverses. Cette avancée technologique facilite le choix de ce
convertisseur d’électronique des puissances lors de la réalisation des projets.
D’autre part le progrès en terme de rendement est constant, il est donc nécessaire
d’effectuer une veille technique approfondie sur ce type de produit.
Objectif de cette étude
Aujourd’hui e2s utilise en majorité des onduleurs de marques Sputnik et Fronius,
cependant, le regain soudain du marché automobile a amoindri brutalement la
disponibilité de composants électroniques et donc d’onduleurs. Un élargissement de notre
choix d’onduleurs est nécessaire, pour permettre à l’entreprise d’assurer sereinement ses
commandes.
L’inventaire des différents modèles d’onduleurs et le renseignement de leurs
caractéristiques électriques et techniques, avec la possibilité d’effectuer rapidement un
classement selon ces caractéristiques, permet lors de nos études et dimensionnement de
projets, de proposer des alternatives aux marques et modèles susceptibles de connaître des
difficultés d’approvisionnement.
38
En somme, cette étude accorde à e2s, outre d’apprécier l’évolution technologique
de ces appareils, de ne plus commander systématiquement un boitier de protection pour la
partie en courant continu puisque, certains onduleurs assurent eux-mêmes cette protection.
Cela permet également d’avoir une alternative en cas de difficulté d’approvisionnement
d’un fournisseur, en connaissant rapidement les onduleurs performants dans la plage de
tension voulue. Cette étude a été l’occasion de découvrir d’autres fabricants performants
comme Schneider Electric.
Illustration de la variété des onduleurs utilisés dans la production d’électricité photovoltaïque
39
La pile à combustible, une solution d’avenir
Présentation générale
Le principe de fonctionnement d’une pile à combustible, découvert par W. Grove
en 1839 est une combustion électrochimique et contrôlée d’hydrogène et d’oxygène, avec
production simultanée d’électricité, d’eau et de chaleur. Une pile, où la fabrication de
l'électricité se fait grâce à l'oxydation sur une électrode d'un combustible réducteur,
couplée à la réduction sur l'autre électrode d'un oxydant. La pile la plus couramment
utilisée est la pile dihydrogène-dioxygène ou dihydrogène-air.
Le principe de la pile à combustible est l'inverse d'une électrolyse. La réaction
chimique produite par l'oxydation et la rencontre de gaz produit de l'électricité, de l'eau et
de la chaleur. Il existe plusieurs types de piles à combustible :
40
Le secteur stationnaire
Les piles à combustible sont actuellement en fort développement et leur faisabilité
technique est maintenant démontrée. Dans le domaine stationnaire résidentiel deux
technologies sont développées la PEMFC et la SOFC.
Les principaux retours d’expérience de l’application de ces technologies ont
montrés que la pile SOFC nécessitait de fortes améliorations notamment en terme de durée
de vie, passer de 1600 heures à 4000 heures, de performance, de temps de démarrage et de
rendement électrique. La technologie des piles PEMFC semble donc avoir un plus bel
avenir sur ce marché.
Une PEMFC transforme l'énergie chimique libérée durant la réaction
électrochimique du dihydrogène (H2) et du dioxygène (O2) en énergie électrique,
processus "opposé" à la réaction thermochimique de ces deux corps produisant de
l'énergie thermique.
Un jet d'hydrogène est dirigé vers le côté
anode de l'assemblage de la membrane-électrode
(MEA). Il est à cet instant divisé catalytique
ment en protons et électrons. Cette réaction
moteur
e-
e-
-
d'oxydation dans la demi-cellule est décrite par :
+
H+
hydrogène
(+ eau)
air appauvri en oxygène
(oxygène) + eau
Dans le même temps, un flux d'oxygène
H2
+
2H + 2e-
1
O +
2 2
-
+
2H + 2e-
H 2O
est dirigé du côté cathode du MEA. Les
électrolyte solide
(membrane échangeuse de protons)
air
(oxygène)
hydrogène
zone
catalytique
molécules de dioxygène réagissent avec les
protons traversant la membrane électrolyte
polymère et les électrons arrivant par le circuit
anode
cathode
externe afin de former des molécules d'eau.
chaleur
41
Cette réaction de réduction dans la demi-cellule électrolytique est :
L’anode et la cathode sont séparées par un électrolyte,
conducteur pour les protons et non-conducteur pour les
électrons. En termes de volume et masse, les modules
aujourd’hui les plus performants (UTC Fuel Cells et
Ballard) atteignent plus de 2 kW/litre et presque 2
kW/kg.
Le marché des piles à combustible en France
Dans le domaine stationnaire, le secteur de la production individuelle où les
puissances mises en jeu sont dans la gamme 2-7 kW, les avancées technologiques sont
conséquentes. En France la société Axane, filiale de Air-Liquide dans ce domaine,
présente la Comm Pac Backup/UPS, une pile à combustible exposant une bonne
autonomie et de bonnes qualités de courant et de tension en alternatif.
Cependant à ce jour, Axane est en phase de développement industriel, or la
fourniture d'équipements pour les particuliers nécessite une évolution de la réglementation
ainsi qu'un retour d'expérience qu'Axane ne possède pas encore.
Par ailleurs, la pile à combustible à hydrogène n'est pas encore compétitive d’un
point de vue économique.
Cette étude m’a donné l’opportunité d’entrer en contact avec des responsables
commerciaux d’Axane et Helion ainsi qu’avec un ingénieur d’Alphea, que je remercie
pour l’aide qu’ils m’ont apporté. D’autre part, cette enquête permet à e2s de se placer de
façon idéale sur un marché en développement qui devrait s’avérer très intéressant dans la
prochaine décennie.
42
La constitution de budgets et de devis
Une mission cruciale
Le travail d’un ingénieur études et projets est composé, de veilles techniques mais
surtout, de réalisation de devis et de budgets pour les futures installations. Étant donné la
période à laquelle j’ai intégré l’entreprise lors de mon stage, les mois de juin, juillet et
août, les personnes habituellement chargées de réaliser ces devis ont été amenées à
prendre des congés, j’ai donc reçu une formation afin d’endosser cette responsabilité.
La réalisation d’un devis est le point de départ d’une nouvelle installation, cela
permet de prendre un premier engagement avec le client, de lui exposer ce que va
représenter cette installation, d’un point de vue physique avec des photos montages, mais
aussi d’un point de vue financier avec une estimation du coût de la réalisation et une étude
de rentabilité.
L’élaboration de devis et de budgets
Formation
Ma formation à la constitution de devis a débuté par une familiarisation avec les
logiciels utilisés pour dimensionner une installation photovoltaïque. Calibrer une
installation consiste, dans un premier temps à décider de la taille du champ, du système
d’intégration à utiliser, du nombre et de la puissance des modules à installer, selon
l’inclinaison, la taille, l’exposition de la toiture et des ombrages auxquels elle peut être
soumise.
43
Nous devons ensuite choisir un ou plusieurs onduleurs pour permettre d’injecter ce
courant, produit par les panneaux dans le réseau ERDF. Ce choix est fonction de la
puissance de l’installation, du nombre de panneaux, de l’ombrage influant sur la méthode
de câblage et le nombre de strings à réaliser, de l’emplacement ou ce convertisseur va être
installé et des disponibilités de ce matériel.
L’utilisation des logiciels
Pour réaliser ces devis nous utilisons différents logiciels. Le premier est un
programme propre à chaque système d’intégration permettant d’adapter la taille du champ
et le positionnement ainsi que le nombre de modules à installer selon les caractéristiques
de la toiture, un exemple de programme utilisé est le calepinage MECOSUN.
Le choix de l’onduleur se fait avec
les logiciels des fabricants, comme
par exemple MaxDesign pour les
onduleurs SolarMax du fabricant
Sputnik.
Ce premier choix d’onduleur, non définitif, permet de commencer le
dimensionnement à proprement parler réalisé par le biais du logiciel PVsyst. Ce
programme complet autorise dans un premier temps de calculer l’ensoleillement que vont
recevoir les panneaux et donc de l’énergie qu’ils vont produire. Ce calcul est fonction de
la localisation du bâtiment, de son orientation, de l’inclinaison de la toiture, des ombrages
et de la disposition des chaînes de modules. Il propose dans cette première phase de
choisir la méthode de câblage, c’est-à-dire la disposition des strings à réaliser. Selon le
nombre de strings et le nombre de panneaux par chaîne, ainsi que la puissance de ces
modules et le type d’onduleur(s) choisis, ce logiciel permet de vérifier la compatibilité des
44
panneaux avec l’onduleur dans cette configuration et calcul les valeurs électriques
permettant de dimensionner les protections à fournir.
Étude financière
La suite de la constitution d’un devis est la réalisation d’une étude financière tant
pour le client, que pour nous installateur. Cette étude consiste à calculer le prix de revient
d’une telle installation, le coût total de la réalisation, ainsi que la durée du retour sur
investissement en prenant en compte la production estimée de l’équipement ainsi que les
aides financières de l’Etat tels que le crédit d’impôts.
La dernière partie de cette tâche est la rédaction du dossier explicatif, récapitulant
ces différents aspects du projet au client.
45
Le fonctionnement des Certificats d’Économies
d’Énergie
Description générale
J’ai, par intérêt personnel, choisis de me plonger dans le fonctionnement des
Certificats d’Économies d’Énergie. Ces certificats sont une mesure en faveur de
l'efficacité énergétique. Ils reposent sur une obligation de réalisation d’économies
d’énergie imposée par les Pouvoirs publics aux vendeurs d’énergies, que ce soit les
distributeurs d’électricité, de gaz, de système de chauffage ou de climatisation et de fioul
domestique.
Un objectif triennal a été défini, il s’élève à 54 TWh, pour la période du 1er juillet
2006 au 30 juin 2009, cette cible étant répartie entre les opérateurs en fonction de leurs
volumes de ventes.
Afin d’inciter de façon conséquente les acteurs de ce marché de l’énergie, cet
objectif est assorti d’une pénalité financière de 2 c€/kWh pour les vendeurs ne remplissant
pas leurs obligations dans le délai imparti. Les certificats d’économies d’énergie sont
attribués, sous certaines conditions, aux acteurs réalisant des actions d’économies
d’énergie. Les vendeurs peuvent s’acquitter de leurs obligations par la détention de
certificats d’un montant équivalent, certificats obtenus à la suite des opérations entreprises
en propre par les opérateurs ou par l’achat à d’autres acteurs ayant mené des actions.
46
Intérêt pour l’entreprise
E2s acteur de ce marché de l’énergie en tant que ‘non obligé’, en distribuant des
solutions en énergies renouvelables aide à réaliser d’importantes économies de production
de CO2 et d’économie d’énergie en général. Ces actions en faveur de la protection
environnementales lui permettent d’accumuler des certificats d’économies d’énergie,
intéressant fortement les entreprises visées par cet objectif triennal. Ces entreprises
désignées par le terme ‘obligées’, s’acquittent de leur obligation individuelle en présentant
des certificats d’un volume équivalent à ces obligations. Une liste de ces entreprises ainsi
que la hauteur de leur obligation est disponible sur le site ministériel. Dans la mesure où
elles ne respectent pas ces quotas de rachat de certificats, ces sociétés devront verser une
pénalité libératoire de 2 centimes d’euro par kWh manquant. Les certificats d'économies
d'énergie, peuvent être achetés à des entreprises comme e2s mais également être obtenus,
en réalisant des actions d'économies d'énergie additionnelles par rapport à leur activité
habituelle.
Pour illustrer cette condition,
une entreprise distribuant du fioul,
intéressée pour acheter à e2s un
certificat qui porte sur l’installation
d’une
chaudière
bois
chez
un
particulier, se propose de fournir la
moitié de sa consommation de bois à
cette personne.
Les dossiers de demande de certificats sont adressés au préfet du département et
instruits par les directions régionales en charge de l'énergie, la DRIRE ou DREAL.
47
Les certificats d’économies d’énergie pour e2s
Après avoir défini l’intérêt financier de ces attestations pour l’entreprise, qui
permettent de valoriser les actions ayant une dimension écologique réalisées par
l’entreprise, je me suis intéressé aux produits proposés par e2s sur lesquels portent ces
certificats.
Ces certificats concernent certaines de nos spécialités, les actions générant des
économies d’énergie ou substituant une énergie fossile par une énergie renouvelable pour
le chauffage dans les bâtiments résidentiels et tertiaires.
Les secteurs visés sont :
•
l’ingénierie d’accompagnement des entreprises,
•
le chauffe-eau solaire individuel et collectif particulier,
•
les chaudières bois,
•
les pompes à chaleur.
Malheureusement ces opérations ne s’appliquent pas au photovoltaïque. Est jointe
en annexe 9 une fiche d’opération standardisée permettant de calculer le nombre de kWh
cumac, que l’on peut économiser sur une installation.
Dans un second temps, je me suis intéressé aux entreprises susceptibles d’être
concernées par les certificats d’économies d’énergie inhérents des activités d’e2s.
À partir du listing des entreprises françaises ‘obligées’ fournit par le Ministère de
l’écologie, de l’énergie, du développement durable et de l’aménagement du territoire, j’ai
48
sélectionné celles qui, pour leur taux d’obligation et leur emplacement géographique, sont
des ‘obligées’ intéressantes pour e2s.
D’un point de vue personnel cette première approche du marché des énergies m’a
captivé et m’a permis de confirmer mon intérêt pour ce domaine d’optimisation
énergétique.
Plan d’action proposé
J’ai réalisé une étude de l'intérêt que peut représenter les CEE pour e2s, ces
certificats sont relativement attrayants pour différentes raisons.
Premièrement cela porte sur plusieurs secteurs de notre activité :
•
CESI, CESC particuliers,
•
CESI, CESC professionnels s'ils ne bénéficient pas d'aide de l'ADEME,
•
pompe à chaleur,
•
insert foyer fermé, poêle, cuisinière,
•
chauffage bois,
•
solaire thermique air,
•
Covoiturage!!
Les CEE sont des compensations financières proportionnelles au nombre
de kWh 'cumac' produits sur une installation (plutôt sur un regroupement de différentes
installations).
Afin de convertir les kWh en kWh cumac des fiches de calculs sont mises à
disposition sur le site du ministère.
49
Les kWh
cumac
sont
donc
proportionnels aux kWh, mais leur valeur
fluctue. Le cours du kWh cumac est
actuellement à 0,35 c€, il peut monter
théoriquement jusqu'à 2 c€, le montant des
pénalités qu'ont les entreprises ‘obligées’
si elles ne rachètent pas assez de CEE.
Il y avait deux possibilités de tirer profit des CEE avant juillet 2010 :
•
enregistrer sur le registre et Revendre les CEE obtenus par les kWh cumac
produits sur une installation,
•
revendre les CEE potentiels d'une installation directement aux 'obligés'.
Dans le premier cas il était possible de créer un compte 'non obligés' sur le
registre qui gère les ventes et achats des CEE. On peut ainsi enregistrer nos CEE et les
vendre selon le cours du kWh cumac, mais cette ouverture de compte prend du temps,
entre 3 et 6 mois, à un cout, 114 € et surtout ne permet de déposer que des dossiers CEE
d'un minimum de 1 GWh cumac.
La seconde possibilité est plus intéressante et est l'unique solution pour les
installateurs 'non obligés' depuis le Grenelle 2 :
•
il faut dans un premier temps trouver une entreprise 'obligée', intéressée
pour nous acheter nos CEE, comme Fioul 83,
•
ensuite, estimer le nombre de kWh cumac produit par installation,
•
puis négocier le prix auquel on le vend à cette entreprise 'obligée'.
50
Le point intéressant de ce système est que toutes les installations réalisées après
le 1er Janvier 2006 sont des CEE potentiels. J’ai donc proposé un plan d’action à e2s afin
de bénéficier de cet avantage.
Il serait donc intéressant de :
•
recenser les différentes installations que l'on a réalisé depuis 2006, qui
répondent aux critères des CEE et de calculer le nombre de kWhcumac que cela
représente, les fiches de calculs sont dans le dossier :
X:\Stagiaire\Sébastien 2010\CEE\...
•
démarcher plusieurs entreprises 'obligées' intéressées par nos kWh cumac
pour en faire des CEE, la liste des entreprises 'obligées' de la région PACA est dans le
dossier :
X:\Stagiaire\Sébastien 2010\CEE\...
•
de réaliser des accords avec ces entreprises.
Ces transactions peuvent donc être intéressantes pour e2s, même si certaines
spécificités réduisent l'envergure de cet avantage (pas de PV, pas cumulable avec aide
ADEME).
Recette estimée de ces ventes : 10 à 15 k€.
51
Déroulement d’une réalisation
J’ai, lors de ce stage, été affecté à trois chantiers différents, le premier était une
réalisation professionnelle importante que je vais détailler plus amplement, les deux
derniers se déroulaient au même endroit, il s’agissait d’une réalisation professionnelle de
30 870 Wc et d’une installation pour particulier de 2 940 Wc.
Le premier chantier auquel j’ai été affecté représente 57 120 Wc produit par 272
panneaux Scheuten de 210 Wc câblés en 4 strings de 23 modules raccordés à un onduleur
SolarMax 20S et 9 strings de 20 reliés à un onduleur SolarMax 35S.
Ces panneaux sont installés à l’aide du système MECOSUN III, sur le principe de
modules cadrés emboîtés les uns au-dessus des autres dans des rails verticaux.
Ils sont disposés sur deux toitures en 16 colonnes de 8 panneaux et 16 colonnes de
9 panneaux.
La toiture de ce chantier étant neuve, il n’était pas nécessaire d’enlever des tuiles
ou encore une cheminée.
52
Pour débuter les travaux il a fallu quadriller la toiture afin de repérer précisément
l’emplacement des futurs panneaux, découper et assembler les rails MECOSUN allant les
supporter et recouvrir l’ensemble du pan sud des deux hangars avec cette structure.
Je suis arrivé sur ce chantier à ce stade, nous avons donc commencé par amener les
chemins de câbles entre l’emplacement des panneaux et le lieu où se trouvera l’onduleur
et tirer les câbles AC qui vont raccorder l’installation au réseau. Ces câbles de 4 x 70 mm²,
que j’avais précédemment dimensionnés afin de respecter une chute de tension inférieure
à 1,5 %, étaient à acheminer et à gainer sur une longueur de 120 mètres.
Dans l’attente du matériel nous avons
bouché les trous en toiture à l’aide de plaques de
zinc préalablement découpées sur mesure, afin
d’assurer une étanchéité totale du bâtiment.
Une fois que les panneaux et onduleurs sont arrivés nous avons procédés à la pose
et au câblage de ces équipements.
Il nous a fallu 8 jours pour réaliser la fin de cette installation avec une moyenne de
9 heures de travail par jour.
53
CAPITALISATION
Compétences utilisées pendant ce stage
Durant ces trois mois d’expérience en entreprise, j’ai pu mettre au profit de la
réalisation des différentes missions que l’on m’a confié, diverses compétences acquises
lors de ma formation d’ingénieur généraliste et dans ma spécialisation dans les énergies et
les systèmes électriques et automatisés.
Afin d’apprécier ces aptitudes mises à contribution, je vais reprendre les
différentes tâches qui m’ont été confiées.
Les études
Premièrement, pour l’étude des systèmes de monitoring qui a débutée par une
enquête client, mes connaissances de marketing m’ont permis d’adapter le support utilisé
pour cette étude à la cible visée. Lors de cette enquête mes connaissances du logiciel
Excel ainsi que mes capacités d’analyse et de rédaction m’ont permis d’interpréter les
résultats de ce questionnaire et de formuler une réponse à cette enquête.
Pour le choix du système de transmission de données, ma formation orientée vers
le domaine de l’électricité a été utile pour l’analyse du fonctionnement de ce produit et
notamment de son alimentation électrique.
Afin de favoriser le choix du produit proposé à M. PETIT, j’ai été amené à
négocier leurs tarifs auprès du distributeur. Dans cette étape les techniques enseignées en
management de l’homme et du client m’ont été profitables.
54
Dans l’étude des différents systèmes d’intégration des panneaux photovoltaïques
au bâti, mes compétences d’analyse et de traitement des données m’ont facilités le choix
des systèmes proposés en fin d’étude.
Lors de ma recherche sur les modules photovoltaïques, j’ai mis en application mes
connaissances du domaine acquises lors de ma formation en énergies, production
d’électricité.
Afin de réaliser une analyse des onduleurs proposés par les fournisseurs, j’ai utilisé
mes connaissances en électronique des puissances pour déterminer les composants
susceptibles de causer une panne de ces appareils.
Cette étude a permis de montrer que le condensateur à l’entrée de l’onduleur était
le composant qui comporte le plus de risques et qu’il a une durée de vie proche de 18 ans.
Dans la réalisation de mon étude des piles à combustible destinée à agrémenter une
réponse à un appel d’offre, mes capacités rédactionnelles ont pu être mises à profit.
D’autre part ma compréhension de l’anglais m’a été utile dans ma recherche documentaire
puisqu’une grande partie des documents sur cette technologie ne sont disponibles qu’en
cette langue.
55
Lors de la réalisation de projets
Mes connaissances informatiques m’ont aidé à m’adapter et à comprendre
rapidement le fonctionnement des logiciels utilisés lors de l’établissement de budgets. Ma
prise d’initiatives et de responsabilités a été importante pour réaliser différents budgets
lors de l’absence de l’ingénieur en charge de ce travail.
Mon intérêt pour le secteur du management énergétique et ma compréhension
assez rapide des certificats d’économies d’énergie, m’a permis de fournir une explication
solide de ce marché à un commercial de l’entreprise et d’entrer ainsi rapidement en
contact avec une entreprise susceptible de nous acheter ces certificats.
Ma prise d’initiative dans ce domaine, a permis à e2s de découvrir un potentiel de
recettes de près de 15 k€, grâce à ces certificats.
Lors de mon intervention sur les chantiers, mon esprit d’équipe et mon adaptation
ont été mis en pratique ainsi que ma prise de décision.
56
Compétences acquises après cette expérience
Ce stage m’a permis d’acquérir de solides connaissances dans différents points
techniques du domaine photovoltaïque.
Aptitudes techniques
Mes nombreuses études des produits constituant une installation photovoltaïque
m’ont amené à connaître, dans un premier temps, les caractéristiques importantes de ces
équipements mais aussi l’état du marché de ces technologies et les perspectives de ce
domaine.
Capacités organisationnelles
D’autre part, ce stage m’a donné l’opportunité de découvrir le fonctionnement de
l’entreprise.
Effectuer cette expérience de professionnalisation dans une PME était mon
objectif. Ce choix était motivé par l’intention de découvrir l’organisation d’une entreprise
dans sa globalité.
Ce stage de professionnalisation a très bien répondu à mes attentes dans ce
domaine, j’ai pu chez e2s côtoyer toutes les grandes fonctions de l’entreprise mais surtout
apprécier l’importance de certains points comme la communication tant interne
qu’externe.
57
L’organisation interne d’une PME, bien que moins complexe que celle d’une
multinationale est primordiale, la répartition des tâches et la différenciation des pôles
technique, commercial, administratif, financier et réalisation est nécessaire au bon
fonctionnement de l’entreprise.
J’ai pu également apprécier notre relation avec les fournisseurs.
La communication est néanmoins le point le plus important dans le fonctionnement
d’une entreprise.
Dans un domaine où les flux de marchandises sont assez tendus, ces relations sont
cruciales pour une PME afin d’honorer ses commandes.
Notre communication externe orientée vers le client est également un travail
conséquent. En effet dans une entreprise n’ayant pas un budget extensible à consacrer à
ses démarches de marketing, la prospection doit être effectuée avec minutie.
La communication interne est un aspect malheureusement facilement négligée par
les petites entreprises. Le management des hommes n’est pas tout le temps réalisé avec
diligence et malencontreusement cela impacte le rendement de toutes les fonctions de
l’entreprise. J’ai pu lors de ce stage, apprécier l’importance de ce point.
58
Impact du stage sur le projet professionnel
La découverte du monde de l’entreprise en termes d’échéances à respecter, de
travail en équipe, de réalisation des objectifs fixés, de management des collaborateurs a
été très appréciable.
L’évolution permanente tant d’un point de vue législatif que technique,
économique et commercial est attrayante et m’a confirmé ma volonté de m’orienter vers
ce domaine des énergies et du développement durable.
D’autre part la découverte de l’aspect financier des énergies et du développement
durable m’a séduit.
Ce système de marché est selon moi le reflet de l’état de santé des différentes
énergies et en général du développement durable et ce domaine me fascine.
Ce stage m’a permis de confirmer mon attrait pour le développement durable et de
découvrir le fonctionnement du marché des énergies.
Mon grand intérêt pour ce domaine m’a poussé à m’intéresser aux métiers de la
finance et à envisager de compléter ma formation d’ingénieur généraliste par un master 2
de Energy Finance Carbon, afin de pouvoir accéder à des métiers tels qu’Ingénieur en
optimisation énergétique et trading, ou encore trader d’énergies.
59
ANNEXES
Annexe 1 : Schéma de raccordement réseau
60
Annexe 2 : MIRAGE HOTEL
61
62
Annexe 3 : Rénovation du domaine ‘Les Baumelles’
63
64
Annexe 4 : Descriptif du principe d’un système de
monitoring
65
Annexe 5 : Extrait du journal officiel de la république du
14 janvier 2010
66
67
Annexe 6 : Dossier technique installation photovoltaïque
CONSUEL
68
Annexe 7 : Schéma unifilaire
69
Annexe 8 : Fiche technique panneau SANYO technologie
hybride
70
Annexe 9 : Fiche d’opération standardisée
71
BIBLIOGRAPHIE
Livre
Énergie solaire photovoltaïque – Anne LABOURET, Michel VILOZ
Revues
Le journal du photovoltaïque – Avril 2009
Sun & Wind Energy – 2010
Sites internet
www.actu-environnement.com
www.adiwatt.com
www.atacama-solaire.com
www.axane.fr
www.ballard.com
www.capvent.fr
www.cea.fr
www.consuel.com
www.cstb.fr
www.developpement-durable.gouv.fr
www.habitat-durable.com
www.helion-hydrogen.com
www.leblogenergie.com
www.micel-films.fr
www.midisolaire.fr
www.paca.developpement-durable.gouv.fr
www.photovoltaique.guidenr.fr
www.portail-solaire.fr
www.rtone.fr
www.schueco.com
www.drire.gouv.fr
www.e2solaire.com
www.emmy.fr
www.energies-renouvelables.com
www.solardentury.fr
www.solarworld-france.com
www.solene-environnement.fr
www.sunpower.com
www.enr.cc
www.eu-suntech-power.com
www.forum-photovoltaïque.fr
www.fronius.com
www.fuelcellmarket.com
www.greenspun.com
www.sunrgi.com
www.tritec-energy.com
www.watteo.fr
www.wikipedia.com
www2.ademe.fr
72