CAPET concours externe - 2025

CAPET 3eme concours - 2025

Section : Sciences Industrielles de l’Ingénieur
Épreuve d'admissibilité
Option ingénierie électrique

Support de l'épreuve : Étude d’un réseau d’électrification dans un site isolé à l’île de La Réunion.

Contexte et présentation du sujet

Au cours des dix dernières années, une proportion sans précédent de la population mondiale a obtenu l’accès à l’électricité, mais le nombre de personnes privées d’électricité en Afrique subsaharienne a en réalité augmenté. Si les pays affichant les plus importants déficits n’intensifient pas considérablement leurs efforts, le monde ne pourra toujours pas garantir l’accès de tous à une énergie abordable, fiable, durable et moderne à l’horizon 2030. C’est ce qu’affirme le rapport intitulé Tracking SDG 7: The Energy Progress Report publié en juin 2021 par l’Agence internationale de l’énergie (AIE), l’Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA), le Département des affaires économiques et sociales des Nations Unies (UNDESA), la Banque mondiale et l’Organisation mondiale de la Santé (OMS).

La situation de Mafate à l’Île de la Réunion :

Coupé du monde au coeur du Parc national de La Réunion, situé dans un cirque au relief très escarpé, possédant un foncier restreint, le cirque de la nouvelle est classé au patrimoine mondial de l’UNESCO. Ce hameau ne peut compter que sur le soleil pour produire son électricité. Alimenté jusque-là par des panneaux photovoltaïques vieillissants, la croissance du tourisme l’oblige à augmenter et stabiliser sa production.

Les 310 foyers et 13 gîtes équipés, il y a une vingtaine d’années, de panneaux photovoltaïques, se tournent désormais vers des groupes électrogènes. Selon un habitant, ils consommeraient environ 50 000 litres de carburant par an. Il faut donc trouver une solution pour éviter de transformer ce site naturel en un espace pollué et dépendant des énergies fossiles sur le long terme.

À La Nouvelle, l’îlet le plus peuplé du cirque de Mafate, EDF expérimente un système de stockage de l’énergie solaire via des batteries lithium-ion et de l’hydrogène. Développée par la start-up française Powidian, la technologie baptisée « SAGES » (Smart Autonomous Green Energy System) permet d’emmagasiner l’électricité excédentaire produite par les panneaux photovoltaïques installés sur les toits des bâtiments publics. Stockée dans des batteries pour un usage à court terme, l’électricité peut également être convertie en hydrogène via un électrolyseur. Conservé dans un réservoir, il peut ensuite être retransformé en électricité grâce à une pile à combustible et injecté dans un micro-réseau selon les besoins. Lors de longues périodes sans ensoleillement, les habitants peuvent donc théoriquement continuer à être alimentés. Un premier dispositif a vu le jour en février 2016 sur le toit de l’école de La Nouvelle, avant un éventuel déploiement à plus grande échelle dans les autres îlets.

Travail demandé

Ce sujet comporte 3 parties indépendantes abordant les problématiques suivantes :

• Partie 1 : étude et analyse des besoins énergétiques du site isolé

L'objectif de l’étude est de comparer plusieurs solutions possibles pour faire face aux besoins énergétiques du site isolé.

• Partie 2 : étude de l’architecture fonctionnelle et structurelle d’un sous-réseau d’électrification

Cette partie vise à identifier les fonctions et les éléments structurels qui concourent aux transferts de puissance et à valider leurs performances.

• Partie 3 : Étude de l’asservissement de la tension du bus continu

Dans cette partie, il s’agit de justifier la nécessité de contrôler la tension du bus continu, d'établir un modèle du convertisseur dans l’optique d’identifier le type de correcteur à mettre en œuvre pour obtenir un asservissement et une régulation de la tension VDC délivrée à l’onduleur.