Rapport de visite de terrain Étudiants en Génie Civil Bac II

                                   Introduction générale

Dans le cadre de leur formation académique et pratique, les étudiants de deuxième année de de Génie Civil (Bac II) ont effectué une visite de terrain  sur cinq sites stratégiques du Burundi. Ces infrastructures illustrent de manière concrète les grands défis nationaux liés au transport lacustre ainsi qu’à la production d’énergie hydroélectrique et solaire. Ce voyage d’imprégnation sur le terrain a offert une opportunité unique d’analyser l’application réelle des concepts clés de la profession, notamment en matière de génie hydraulique, d’ouvrages de retenue, de terrassement, de structures en béton armé et d’aménagements portuaires.

Les sites explorés au cours de cette visite sont :

• La centrale hydroélectrique de Jiji (Bururi)
• La centrale hydroélectrique de Rwegura (Cibitoke)
• La centrale hydroélectrique Kabu-16 (Cibitoke)
• La centrale solaire de Mubuga (Gitega)
• Le Port de Bujumbura (Bujumbura Mairie)

Ce rapport s’articule autour de l’étude de chacun de ces ouvrages. Pour chaque site, il détaille la localisation géographique, les spécificités techniques, les procédés de transformation énergétique ainsi que les éléments majeurs de génie civil observés lors du parcours.

                                               Site 1 — Barrage et centrale hydroélectrique de Jiji

1. Localisation et contexte

Localisation et contexte

L’aménagement hydroélectrique de Jiji (barrage et centrale) se situe dans la zone Songa, commune de Bururi, dans la région de Matana au sud du Burundi. Le site est accessible en environ quatre heures de route depuis la capitale économique, Bujumbura.

Cet ouvrage est étroitement lié à la centrale voisine de Mulembwe, distante de 3,75 à 5 km. Ensemble, ces deux infrastructures forment le « Projet hydroélectrique de Jiji et Mulembwe ».

2. Caractéristiques techniques

Type d’aménagement	Centrale hydroélectrique au fil de l’eau, avec petit barrage-réservoir sur la rivière Jiji
Puissance installée	32,5 MW (Jiji) — 49,5 MW cumulés avec Mulembwe (17 MW)
Hauteur du barrage	Environ 13,5 mètres (barrage en béton)
Capacité de retenue	Réservoir limité à environ 80 000 m³
Ouvrages d’amenée d’eau	Conduite d’amenée enterrée (~710 m) suivie d’une galerie souterraine (~1 130 m, diamètre 2,8 m) et d’une conduite forcée en surface
Débit de la rivière	Environ 9 m³/s

3. Infrastructures de génie civil

• Ouvrage de retenue : Barrage-poids de faible hauteur implanté sur fondation   rocheuse en zone montagneuse.
• Galerie d’amenée : Excavation souterraine adaptée aux contraintes de la          géotechnique tunnelière en relief accidenté.
• Conduite forcée : Tronçon en acier dimensionné pour supporter les fortes pressions        hydrauliques finales.
• Voies d’accès : Réhabilitation de 19 km de pistes pour l’acheminement du matériel et le désenclavement du site.
• Évacuation de l’énergie : Implantation des lignes HTA/HTB et ancrage des pylônes      sur fondations spéciales.

Processus de transformation de l’énergie

(Fonctionnement type de la centrale de haute chute au fil de l’eau de Jiji)

Phase 1 : Captation et acheminement de la ressource hydraulique

1. a) Captation — Le barrage de prise d’eau

L’aménagement fonctionne selon le principe du « fil de l’eau » : le barrage de Jiji dérive une partie du débit de la rivière sans créer de retenue majeure. L’eau est directement interceptée en amont par la prise d’eau.

1. b) Conduite d’amenée et galerie d’amène (tunnel)

L’eau captée traverse le relief montagneux via le tunnel de Jiji. Cet ouvrage souterrain permet de canaliser le débit sans perte de charge significative tout en exploitant le relief naturel.

1. c) Conduite forcée

En approche de la centrale, l’eau s’engage dans une conduite forcée à forte inclinaison. Celle-ci met à profit la dénivelée exceptionnelle de 434 mètres (une haute chute remarquable en milieu montagneux) pour transformer la hauteur d’eau en une pression et une vitesse très élevées.

Phase 2 : Production d’électricité à la centrale

1. d) Turbinage (Turbine Pelton)

L’eau sous forte pression alimente les injecteurs d’une turbine Pelton, technologie optimale pour les configurations conjuguant haute chute (434 m) et débit modéré (~9 m³/s). La force des jets d’eau entraîne la roue et convertit l’énergie hydraulique en énergie mécanique de rotation.

1. e) Conversion électromécanique (Alternateur)

Raccordé à l’arbre de la turbine, l’alternateur transforme l’énergie mécanique de rotation en énergie électrique sous forme de courant alternatif triphasé.

1. f) Régulation de charge — Bassin de compensation

Un réservoir d’une capacité de 80 000 m³ offre une autonomie d’environ 3 heures. Il permet d’ajuster la production en fonction des pics de demande, apportant de la flexibilité au schéma au fil de l’eau.

Phase 3 : Évation de tension, transport et distribution

1. g) Éléments d’évacuation et poste 110 kV de la centrale

En sortie du groupe de production, la tension est élevée par un transformateur, puis dirigée vers le poste de commutation 110 kV afin d’optimiser le transport et de minimiser les pertes par effet Joule.

1. h) Ligne d’évacuation haute tension (110 kV)

L’électricité est acheminée depuis la centrale de Jiji sur 5,5 km vers le nord jusqu’au site de Mulembwe. Les productions combinées des deux centrales sont ensuite transmises via une ligne de 2,3 km jusqu’au poste d’interconnexion de Horezo (sur la RP 403).

1. Nœud de répartition de Horezo et infrastructure réseau

Depuis le poste de Horezo, l’énergie est redistribuée selon deux axes stratégiques :

Axe Nord : vers Kabezi et Bujumbura.

Axe Sud-Est : vers Bururi.

Globalement, le projet intègre :

• 2 postes de commutation 110 kV (sites de Jiji et Mulembwe)
• 1 poste de transformation 110/30 kV à Horezo
• 1 poste de transformation 110/30/10 kV à Kabezi
• Extension des infrastructures existantes
• ~107,2 km de lignes de transport 110 kV et réseaux de distribution associés

1. j) Injection sur le réseau national (REGIDESO)

Après abaissement aux tensions de distribution (30 kV et 10 kV), l’électricité est injectée sur le réseau national géré par la REGIDESO pour l’alimentation des usagers ménagers, commerciaux et industriels.

                                            Site 2 — Centrale solaire de Mubuga

2.1 Historique

Initialisé en 2016, le projet subit une première tentative d’amorce avortée en 2018. Les travaux de construction débutent concrètement en janvier 2020 et s’achèvent en octobre 2021, après des retards causés par la pandémie de COVID-19. La centrale est officiellement inaugurée le 9 mai 2023 en présence du président Évariste Ndayishimiye.

2.2 Localisation et contexte

Située dans la province de Gitega, au centre du Burundi, la centrale photovoltaïque de Mubuga s’élève à proximité du village éponyme. Ce projet marque une étape historique pour le pays : c’est la première centrale solaire développée par un producteur d’électricité indépendant à être raccordée au réseau national.

2.3 Caractéristiques techniques

• Puissance installée : 7,5 MW (8,67 MW selon les données récentes de Voltalia)
• Superficie : environ 11,5 hectares
• Équipements : 25 200 panneaux photovoltaïques
• Impact & apport énergétique :
• Approvisionnement estimé à 87 600–90 000 foyers et entreprises
• Couverture de près de 10 % de la consommation électrique nationale
• Représente jusqu’à 15 % de la capacité de production du Burundi

2.4 Infrastructures et travaux de génie civil réalisés

• Terrassement & Préparation : Nivellement du site pour l’implantation des tables photovoltaïques (structures fixes ou trackers).
• Ancrage & Ancrages au sol : Fondations légères (pieux battus ou plots béton) supportant l’ossature métallique des modules.
• Voirie & Sécurisation : Aménagement des voies de circulation internes et clôture périphérique.
• Électricité & Raccordement : Implantation du poste de transformation et liaison au réseau HTA (Moyenne Tension).
• Gestion hydraulique : Réseau de drainage des eaux de ruissellement pour protéger le site contre l’érosion.

2.5 Processus de transformation de l’énergie

La centrale solaires de Mubuga s’appuie sur une chaîne de conversion technique structurée en sept étapes clés :

1. Captation : les modules photovoltaïques

Les panneaux solaires, composés de cellules en silicium cristallin et montés sur des structures fixes ou des traqueurs, convertissent le rayonnement solaire en courant continu (DC). Ce processus repose sur l’effet photovoltaïque : l’impact des photons libère des électrons, générant ainsi un flux électrique.

1. Regroupement : câblage DC et boîtes de jonction

Les panneaux sont interconnectés en série pour former des chaînes (strings), puis regroupés en parallèle au sein de boîtes de jonction (combiner boxes). Ces dernières centralisent le courant continu de plusieurs rangées avant son acheminement vers les onduleurs.

1. Conversion : les onduleurs

Les onduleurs convertissent le courant continu (DC) en courant alternatif (AC) triphasé, indispensable pour une injection sur le réseau. Élément central de l’électronique de puissance, l’onduleur régule également la tension, le facteur de puissance et la fréquence (fixée à 50 Hz au Burundi).

1. Élévation de tension : les transformateurs

Le courant alternatif produit par les onduleurs étant à basse tension, des transformateurs élévateurs (step-up) augmentent son niveau de tension afin d’en limiter les pertes par effet Joule lors du transport.

1. Poste de livraison et sous-station

Véritable nœud stratégique de l’installation, le poste de livraison regroupe :

• Les disjoncteurs : sécurité et protection contre les surcharges et courts-circuits.
• Les relais de protection : détection instantanée des anomalies.
• Les transformateurs de mesure : comptage de la tension et du courant.
• Le jeu de barres : collecte de l’ensemble de la production avant son injection.
  1. Transport et injection sur le réseau

Une fois portée à la tension adéquate, l’électricité est injectée dans le réseau national géré par la REGIDESO, puis distribuée aux consommateurs via les lignes de transport existantes.

1. Supervision : le système SCADA

L’ensemble de la centrale est piloté à distance par un système SCADA. Utilisé par Voltalia, cet outil de monitoring permet de suivre la production en temps réel, de diagnostiquer rapidement les pannes et de planifier une maintenance préventive optimale.

                                    Site 3 — Centrale hydroélectrique de Rwegura

• Localisation et contexte

Première infrastructure hydroélectrique du Burundi, la centrale de Rwegura est située à Masango (zone Bukinanyana, province de Cibitoke), dans le nord-ouest du pays. Le barrage a été édifié au croisement des provinces de Kayanza, Bubanza et Cibitoke, entre les collines Sehe et Rugeyo. Il est principalement alimenté par les rivières Gitenge (Kayanza)et Mwokora(Cibitoke).

3.2 Caractéristiques techniques

Type d’aménagement	Barrage-réservoir avec lac artificiel de haute altitude (plus de 2 000 m d’altitude)
Puissance installée	18 MW (3 groupes turbo-alternateurs de 6 MW chacun)
Tension de sortie	6,6 kV par machine, élevée par un poste de transformation adjacent
Début des travaux	1984 (projet approuvé le 29 septembre 1982)
Mise en service / inauguration	1986, sous la présidence du Colonel Jean-Baptiste Bagaza
Production totale historique	Environ 64 GWh/an en moyenne à pleine capacité (variable selon la pluviométrie : de 35 à 74 GWh/an ces dernières années)
Exploitant	REGIDESO (Régie de Production et de Distribution d’Eau et d’Électricité)
Zone desservie	Bujumbura, Ngozi, Kayanza et les plantations de thé de Rwegura et Tora

 

3.3 Infrastructure et ouvrages de génie civil

• Barrage de retenue : Barrage en remblai/béton situé à haute altitude, créant le lac artificiel de Rwegura pour constituer une réserve d’eau stratégique.
• Évacuateur de crues : Dispositif hydraulique assurant la régulation et la sécurité du niveau du réservoir lors des épisodes de fortes précipitations.
• Conduite forcée : Canalisation sous pression exploitant le dénivelé naturel pour acheminer l’eau du réservoir vers la centrale par gravité.
• Bâtiment de la centrale : Infrastructure abritant les trois groupes turbo-alternateurs ainsi que le poste d’élévation de tension.
• Ouvrages de protection du bassin versant : Aménagements anti-érosifs visant à limiter l’envasement de la retenue et à garantir la pérennité de l’ouvrage.

3.4 Chaîne de transformation de l’énergie et fonctionnement

1. a) Stockage et régulation hydraulique (Lac de retenue)

Contrairement aux centrales au fil de l’eau (telle que Jiji), la centrale de Rwegura s’appuie me sur un lac de retenue artificiel alimenté par les rivières Gitenge, Mwokora et leurs affluents. Cette capacité de stockage permet de réguler la production en lissant les variations de débit saisonnières, faisant de Rwegura un pilier stratégique du mix énergétique national.

1. b) Adduction sous pression (Conduite forcée)

L’eau prélevée dans le réservoir est acheminée vers la centrale via une conduite forcée. Profitant de la forte dénivellation entre le lac (situé à plus de 2 000 m d’altitude) et les installations en contrebas, l’eau accumule une importante énergie cinétique et de pression.

1. c) Conversion mécanique (Turbines)

La centrale dispose d’une puissance installée de 18 MW, répartie sur trois groupes turbine-alternateur de 6 MW chacun. L’eau sous pression vient frapper les pales des turbines, transformant l’énergie hydraulique en énergie mécanique de rotation.

1. d) Production électrique (Alternateurs)

Chaque turbine entraîne directement un alternateur synchrone. L’énergie mécanique y est convertie en énergie électrique sous la forme d’un courant alternatif triphasé généré à une tension de 6,6 kV.

1. e) Élévation de tension (Poste de transformation)

À la sortie des alternateurs, la tension de 6,6 kV est dirigée vers un poste élévateur adjacent à la centrale. Ce poste élève le niveau de tension afin de minimiser les pertes par effet Joule lors du transport.

1. f) Transport et distribution

L’énergie produite est injectée sur le réseau à haute tension pour alimenter les principaux centres de consommation du pays, notamment Bujumbura, Ngozi et Kayanza.

1. g) Interconnexion et gestion du réseau (Dispatching)

La centrale de Rwegura fonctionne en interconnexion bidirectionnelle avec le réseau national de la REGIDESO :

• En période d’abondance, elle injecte sa production maximale sur le réseau.
• En période d’étiage (saison sèche), lorsque le niveau du lac baisse, le dispatching national compense le déficit en réorientant de l’électricité (à 30 kV) issue d’autres centrales vers la zone de desserte de Rwegura.