Autonomie d'un lampadaire solaire au Maroc : le calcul
Autonomie d'un lampadaire solaire au Maroc : ensoleillement de décembre par ville (2,58 à 3,97 kWh/m²/j), bilan en Wh et profils de gradation.
L'autonomie d'un lampadaire solaire au Maroc se calcule sur décembre, le mois le moins ensoleillé : 2,58 kWh/m²/jour à Tanger, 2,99 à Casablanca, 3,81 à Ouarzazate sur un plan horizontal (PVGIS-SARAH2 2005-2020, JRC). Un panneau de 100 Wp à plat récolte alors ≈ 215 Wh par jour à Casablanca et ≈ 274 Wh à Ouarzazate, avec un rendement système de 0,72, pour une nuit d'hiver de 14,1 h. Le calcul tient en trois lignes : ce que le panneau charge en décembre, ce que la LED consomme au profil de gradation retenu, et combien de jours de réserve la batterie garde pour les journées couvertes.
Pourquoi dimensionner un lampadaire solaire sur décembre et non sur la moyenne annuelle ?
Parce qu'un lampadaire qui s'éteint à 2 h du matin en décembre est un lampadaire en panne aux yeux de la commune ou du syndic, même s'il brille toute la nuit en juillet. Au Maroc, décembre ne représente que 49 à 64 % de la moyenne annuelle journalière selon la ville (2,99 contre 5,38 kWh/m²/jour à Casablanca), alors que juin et juillet se situent entre 7,3 et 8,2 kWh/m²/jour partout. Dimensionner sur la moyenne annuelle, c'est compter sur 1,6 à 2 fois l'énergie réellement disponible au moment où la nuit est la plus longue. Les régions méridionales dépassent 2 200 kWh/m² par an : c'est pourquoi le même produit se comporte si différemment à Tanger et à Laâyoune.
Combien d'heures de soleil (PSH) compte-t-on par ville au Maroc en décembre ?
Les « heures de plein soleil » (PSH, peak sun hours) sont simplement l'irradiation journalière exprimée en heures équivalentes à 1 000 W/m² : 2,99 kWh/m²/jour = 2,99 PSH. En décembre, le Maroc va de 2,58 PSH à Tanger à 3,97 PSH à Laâyoune sur plan horizontal, ce que voit le panneau plat d'un lampadaire solaire tout-en-un. Un panneau séparé incliné à 32° vers le sud change la donne : 4,32 PSH à Tanger, 4,93 à Casablanca, 6,37 à Ouarzazate, soit +62 à +68 % en décembre à puissance égale (Laâyoune : 27° et +44 %). En face, la nuit à éclairer dure 14,1 h à Casablanca au 21 décembre (calcul astronomique), contre 9,4 à 10,1 h au 21 juin.
| Ville | Moyenne annuelle (kWh/m²/j) | PSH décembre, panneau plat | PSH décembre, incliné 32° | Gain en décembre | Nuit du 21 décembre |
|---|---|---|---|---|---|
| Tanger | 5,23 | 2,58 | 4,32 | +67 % | 14,3 h |
| Rabat | 5,35 | 2,85 | 4,65 | +63 % | 14,1 h |
| Casablanca | 5,38 | 2,99 | 4,93 | +65 % | 14,1 h |
| Fès | 5,30 | 2,97 | 4,98 | +68 % | 14,1 h |
| Marrakech | 5,61 | 3,46 | 5,73 | +66 % | 13,9 h |
| Agadir | 5,77 | 3,62 | 5,87 (31°) | +62 % | 13,8 h |
| Ouarzazate | 6,03 | 3,81 | 6,37 | +67 % | 13,9 h |
| Laâyoune | 6,17 | 3,97 | 5,71 (27°) | +44 % | 13,6 h |
Irradiation PVGIS-SARAH2 2005-2020 (JRC) ; longueur de nuit par calcul astronomique.
Comment convertir les Wp du panneau en Wh disponibles chaque nuit ?
La formule que nous utilisons pour chaque devis est volontairement simple : énergie journalière (Wh) = Wp × PSH de décembre × rendement système. Le rendement système, entre 0,70 et 0,75, regroupe la température du panneau, la poussière, le rendement du contrôleur MPPT et les pertes de charge et de décharge de la batterie ; c'est une hypothèse d'ingénierie que nous affichons, pas une mesure. Avec 0,72 :
- Casablanca, 100 Wp à plat : 100 × 2,99 × 0,72 ≈ 215 Wh/jour.
- Ouarzazate, 100 Wp à plat : 100 × 3,81 × 0,72 ≈ 274 Wh/jour.
- Casablanca, 100 Wp incliné à 32° (kit à panneau séparé) : 100 × 4,93 × 0,72 ≈ 355 Wh/jour.
Ces Wh sont le budget de la nuit suivante. Une LED alimentée à 40 W en plein flux les épuise en 5,4 h à Casablanca : c'est exactement pourquoi aucun lampadaire solaire sérieux ne fonctionne à 100 % toute la nuit en hiver, et pourquoi le profil de gradation fait partie du dimensionnement au même titre que les Wp.
Que consomme réellement la LED : puissance nominale ou puissance moyenne ?
La puissance imprimée sur la fiche (« LED 120 W ») est celle du module, pas ce qu'il consomme. Nos modules affichent 180 à 220 lm/W ; un lampadaire piloté pour délivrer ≈ 6 000 lm appelle donc de l'ordre de 6 000 ÷ 200 ≈ 30 W électriques à plein flux (efficacité LED, hypothèse haute : le rendement du luminaire est inférieur), et beaucoup moins en veille. Ce qui compte pour l'autonomie, c'est la puissance moyenne sur la nuit, fixée par le contrôleur : plein flux en début de soirée, flux réduit après minuit, remontée à l'approche de l'aube, et détection de présence (PIR) sur les voies peu fréquentées. Nous détaillons cette différence entre watts nominaux, Wp et Wh dans le guide Lampadaire solaire « 300 W » : puissance nominale ou réelle ?.
Quel profil de gradation pour tenir 14 h de nuit en décembre ?
Le tableau ci-dessous prend l'exemple du panneau de 100 Wp et d'une LED de 40 W à plein flux, sur la nuit de 14,1 h de Casablanca. Le bilan compare l'énergie consommée par nuit à la récolte journalière de décembre.
| Profil de gradation (LED 40 W à 100 %) | Énergie par nuit de 14,1 h | Bilan Casablanca, 215 Wh/j | Bilan Ouarzazate, 274 Wh/j |
|---|---|---|---|
| 100 % toute la nuit | 564 Wh | −349 Wh, extinction ≈ 5 h 30 après le crépuscule | −290 Wh |
| 100 % pendant 4 h, puis 40 % | 322 Wh | −107 Wh | −48 Wh |
| 40 % toute la nuit (condition d'essai NM 06.8.001) | 226 Wh | −11 Wh, à l'équilibre | +48 Wh |
| 60 % pendant 3 h, puis 30 % | 205 Wh | +10 Wh | +69 Wh |
| Veille à 20 % et 100 % sur détection PIR (≈ 2 h cumulées) | 177 Wh | +38 Wh | +97 Wh |
Lecture : à Casablanca, seuls les profils gradués sont soutenables en décembre avec un panneau plat de 100 Wp ; le même panneau incliné à 32° (355 Wh/j) autorise le profil « 100 % pendant 4 h, puis 40 % ». À Ouarzazate, le panneau plat tient le profil à 40 % et tous les profils plus légers. C'est la raison pour laquelle nous orientons les projets du littoral et du nord vers le panneau séparé incliné, et acceptons plus volontiers le tout-en-un dans le sud et le sud-est.
Combien de jours de réserve la batterie apporte-t-elle réellement ?
La réserve est la capacité de la batterie divisée par le déficit journalier, pas par la consommation totale : une journée couverte ne produit pas zéro, et le contrôleur réduit le flux dès que la tension baisse. Formule : jours de réserve ≈ Wh batterie ÷ (Wh consommés par nuit − Wh récoltés par journée couverte). Sur nos lampadaires solaires tout-en-un, la batterie LiFePO4 3,2 V est prévue pour « jusqu'à 12 h par nuit, 3–5 jours de réserve au profil par défaut » et se recharge en ≈ 8 h de plein soleil depuis zéro ; l'autonomie dépend de l'ensoleillement (dimensionnement sur décembre) et du profil de gradation. Le LS-A60 embarque 60 Ah, soit 192 Wh ; le LS-A120, 120 Ah, soit 384 Wh ; le LS-A140, 160 Ah, soit 512 Wh. Un kit à panneau séparé LS-S60 loge 30 à 50 Ah en 12,8 V au pied du mât, soit 384 à 640 Wh, ce qui double ou triple la réserve sur les pistes rurales sans surveillance.
Casablanca ou Ouarzazate : l'exemple chiffré complet
Prenons un lampadaire solaire tout-en-un LS-A60 (60 Wp, 192 Wh, ≈ 6 000 lm) et un kit LS-S60 avec panneau séparé de 100 Wp incliné à 32° et batterie 12,8 V 40 Ah (512 Wh). Récolte de décembre avec un rendement de 0,72 :
| Configuration | Casablanca, décembre | Ouarzazate, décembre | Casablanca, juillet |
|---|---|---|---|
| LS-A60, 60 Wp à plat | 60 × 2,99 × 0,72 ≈ 129 Wh/j | 60 × 3,81 × 0,72 ≈ 165 Wh/j | 60 × 7,60 × 0,72 ≈ 328 Wh/j, plafonné par la batterie de 192 Wh |
| LS-S60, 100 Wp incliné 32° | 100 × 4,93 × 0,72 ≈ 355 Wh/j | 100 × 6,37 × 0,72 ≈ 459 Wh/j | plafonné par la batterie de 512 Wh |
Avec ≈ 30 W à plein flux, un LS-A60 réglé à 40 % toute la nuit consomme 12 W × 14,1 h ≈ 169 Wh : à Ouarzazate, le bilan de décembre est équilibré (165 Wh récoltés) ; à Casablanca, le profil PIR (≈ 133 Wh) est tout juste à l'équilibre avec les 129 Wh récoltés ; un LS-S60 incliné réglé pour le même flux (≈ 30 W à plein flux) tient le profil « 100 % pendant 4 h, puis 40 % » (≈ 241 Wh) avec une marge de plus de 40 %. En juillet, les deux configurations sont limitées par la batterie, pas par le soleil : la nuit ne dure que 9,4 à 10,1 h.
Que demande la norme NM 06.8.001 sur l'autonomie ?
Le projet de norme marocaine NM 06.8.001 (enquête publique EP 52/2024, IMANOR) fixe une condition d'essai claire : 16 h de fonctionnement continu à au moins 40 % du flux lumineux, à 25 °C, avec une batterie et un contrôleur d'une durée de vie d'au moins 5 ans. Il impose aussi un contrôleur à gradation 0–100 %, horloge astronomique et gradation automatique selon la longueur de nuit calculée et l'énergie restante dans la batterie : c'est ce comportement « météo-adaptatif » qui rend nos bilans de décembre tenables en pratique. Les numéros de clause cités proviennent du projet de septembre 2024 ; le texte homologué s'achète auprès d'IMANOR. Dernier point, souvent oublié : la température. En janvier, l'air moyen est de 12,2 °C à Casablanca et 7,9 °C à Ouarzazate (ERA5 2005-2020, PVGIS) ; un panneau froid produit un peu mieux qu'en été, et cet effet est déjà compris dans le rendement de 0,72.
Ce qu'il faut retenir
- Dimensionnez sur décembre : 2,58 à 3,97 kWh/m²/jour selon la ville, soit 49 à 64 % de la moyenne annuelle, pour une nuit de 13,6 à 14,3 h.
- Énergie journalière = Wp × PSH × 0,70–0,75 ; 100 Wp à plat donnent ≈ 215 Wh/j à Casablanca et ≈ 274 Wh/j à Ouarzazate.
- Le profil de gradation est un paramètre de dimensionnement : à 100 % toute la nuit, aucun panneau raisonnable ne tient l'hiver.
- Un panneau séparé incliné à 32° récolte +62 à +68 % en décembre : le bon choix pour le littoral et le nord.
- La réserve de 3 à 5 jours se calcule sur le déficit journalier au profil par défaut, jamais sur la consommation totale.
- NM 06.8.001 teste 16 h à ≥ 40 % du flux à 25 °C et exige la gradation météo-adaptative : demandez ce comportement dans vos CPS.
Sources
- PVGIS 5.2, base SARAH2, période 2005-2020, JRC (Commission européenne) : re.jrc.ec.europa.eu/api/v5_2/MRcalc
- IMANOR, fiche catalogue NM 06.8.001 : imanor.gov.ma/Norme/nm-06-8-001/ et projet EP 52/2024 : PDF
- IMANOR, guide spécifique sur l'application des normes dans les marchés publics, février 2026 : PDF
- Wikipédia, « Énergie solaire au Maroc » : fr.wikipedia.org
