Analyse et Prévision de la Consommation d'Electricité au Sénégal par la Méthode BOX&JENKINS

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ANALYSE ET PREVISION DE LA CONSOMMATION D’ELECTRICITE AU SENEGAL PAR LA METHODE BOX& JENKINS

19/03/2012

IBRAHIMA DIOUF, ECONOMISTE-STATISTICIENEMAIL : [email protected] / Tel (00221) 776300969

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SommaireI. REVUE DE LA LITTERATURE...................................................7

II. OBJET DE L’ETUDE....................................................................8

III. METHODOLOGIE......................................................................8

Etape 1 : Etude de la stationnarité de la série...................................9

Etape2 : Identification du modèle ARIMA.........................................9

Etape 3 : Estimation des paramètres.................................................9

Etape 4 : Tests du Bruit Blanc sur les résidus (Phase de validation). .9

Etape5 : Prévision............................................................................10

IV. CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS..........................12

ANNEXE........................................................................................13

Références Bibliographiques:..........................................................24

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INTRODUCTION

L’économie mondiale brûle une quantité d’énergie gigantesque. La plus grande partie de cette énergie provient de combustibles fossiles (pétrole, gaz naturel, charbon). Les experts de l’agence internationale pour l’énergie (AIE) n’espèrent pas beaucoup de changements pour les prochaines décennies. Les combustibles fossiles continueront probablement à courir 85% de nos besoins en énergie. Mais nous avons deux gros problèmes :

- Les ressources diminuent et les prix montent- Les gaz à effet de serre émis par les combustibles fossiles modifiant le

climat.

Les besoins énergétiques augmentent car la population augmente. Mais aussi les besoins par personne augmentent beaucoup bien que la technique devienne plus efficace.

Une des principales raison est l’augmentation de la mobilité. De plus en plus les gens voyagent en avion. Non seulement les personnes, mais aussi les biens sont transportés sur de grandes distances.

L’énergie a joué un rôle majeur dans le développement humain et économique ainsi que dans le bien être de la société. Les sociétés modernes utilisent de plus en plus d’énergie pour l’industrie, les services, les habitations et le transport. C’est particulièrement vrai pour le pétrole, qui est aujourd’hui le produit le plus commercialisé, mais aussi pour l’électricité qui est indispensable dans les économies contemporaines caractérisées par l’omniprésence des technologies de l’information, de la consommation et du digital.

L’économie des pays d’Afrique ne cessant de croître, il est légitime de se soucier des défis énergétiques, qui constituent un obstacle à la croissance globale du continent, notamment la réalisation des objectifs du Millénaire pour le Développement (OMD). Même si elle est dotée d’importantes sources

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d’énergies, qui restent très souvent inexploitées, le continent est marqué par la faiblesse de ses services énergétiques.

Par ailleurs, bien que la disponibilité de l’énergie électrique ne constitue pas à elle seule la panacée aux problèmes économiques et sociaux se posant en Afrique, on pense néanmoins que l’approvisionnement régulier en électricité soit une condition nécessaire pour le développement économique et sociale du continent. Les statistiques montrent que la consommation d’électricité est fortement corrélée avec la richesse et un faible accès aux services énergétiques modernes est également corrélé avec le nombre de personnes vivant avec moins de 2$u$ par jour (AIE, 2002).Même au niveau individuel, la recherche prouve aussi que le service de l’électricité semble être l’un des services les plus importants pour améliorer le bien être de l’individu pauvre (AIE, 2002). Dans cette ère du numérique, il est vraiment difficile d’envisager le développement sans des services électriques adéquats. Ainsi, l’électricité et d’autres sources d’énergie moderne sont nécessaires pour le développement économique et social (AIE, 2002).

Au moment où la consommation mondiale d’électricité par habitant s’est sensiblement relevé au cours des trois dernières décennies, celle de l’Afrique Stagne. La consommation d’électricité par habitant en Afrique subsaharienne (Afrique du Sud) a baissé passant de 132,6 kwh en 1980 à 112,8 kwh en 2000 (Banque mondiale, 2003). En outre, moins de 10% de la population ont accès à l’électricité. La consommation d’électricité est largement confinée aux secteurs intensifs en énergie que sont l’industrie et le commerce, et dans une moindre mesure les ménages ayant un revenu élevé. L’acuité avec laquelle se posent les problèmes d’accès à l’énergie électrique justifie certainement la définition d’une politique et d’une stratégie énergétiques tenant en compte de la forte corrélation qui existerait entre le développement d’un pays et l’énergie qu’il utilise, et en même temps des ressources financières limitées des pays africains.

En ce qui concerne les pays de l’UEMOA, le mouvement des réformes du secteur de l’électricité a commencé dans les années 1990 à la suite des programmes d’ajustement structurels imposés par les bailleurs de fonds

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internationaux (FMI, Banque Mondiale). Généralement, les reformes se composent d’une restructuration, d’une privatisation et de l’introduction de nouveaux acteurs dans le secteur de l’électricité. Elles ont pour but d’améliorer les performances de gestion et de lever la contrainte financière qui empêche l’extension de l’électrification dans les agglomérations et surtout dans les zones rurales. Néanmoins, ces réformes n’ont pu empêcher les pays membres de l’UEMOA d’être confrontés, depuis plusieurs années, à une crise énergétique découlant principalement d’une offre insuffisance en énergie électrique face à une demande en forte croissance. Cette situation a pu être aggravée par la conjoncture défavorable pour les pays importateurs du pétrole, du fait de la hausse continue du prix des hydrocarbures qui a atteint en 2008 des niveaux jamais égalés.

On constate au niveau mondial une très grande diversité des situations concernant les usages et la consommation d’énergie. On constate aussi de très grands déséquilibres énergétiques, aussi bien quantitatifs que qualitatifs : les inégalités à l’échelle internationale vont en s’accentuant, la surconsommation côtoyant des pénuries criantes. Dans la plupart des pays en développement l’accès aux services énergétiques les plus élémentaires (échanges, cuisson, conservation des aliments, chauffage) n’est pas assuré. L’accès aux services énergétiques est un enjeu majeur dans le développement des sociétés. Or, la croissance des activités dévoreuses d’énergie au nord et dans les pays émergents, et le gaspillage dans les pays riches, posent deux problèmes majeurs : l’épuisement des ressources énergétiques les plus faciles d’accès et les plus faciles à transformer (en particulier le pétrole) et corrélativement, le problème de l’équilibre environnemental, menacée par l’accroissement rapide des émissions de gaz à effet de serre (gaz carbonique et méthane) majoritairement responsables du renforcement de cet effet et donc du réchauffement climatique.

Dans les années 70, la crise pétrolière a mis en lumière la vulnérabilité des pays industrialisés dont le développement est essentiellement basé sur les énergies fossiles, notamment le pétrole. Le monde est entré dans une ère d’insécurité énergétique. La crainte de la pénurie a poussé les pays industrialisés

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à mettre en place des programmes de production d’énergie nucléaire, susceptible de satisfaire une partie des besoins d’électricité distribuées sur les grands réseaux électriques, mais l’utilisation du nucléaire suscite des inquiétudes et fait l’objet des débats. Ces constatations ont conduit à un accroissement des recherches vers les énergies dites renouvelables qui utilisent des flux quasi-inépuisables d’énergie d’origine naturelle et qui sont peu polluantes. Si prometteuses qu’elles soient, ces énergies alternatives dont le développement doit être encouragé, ne pourront à elles seules apporter la solution à la pénurie à court terme.

Face à ses enjeux internationaux (réduction des inégalités d’accès aux services de l’énergie, protection de l’environnement et du droit des populations dans une perspective de développement durable), deux priorités semblent s’imposer : d’une part, la mise en place de stratégies mondiales pour réduire les inégalités et les tensions, d’autre part, la maîtrise des consommations d’énergie qui passe par des politiques ambitieuses reposant sur la solidarité et la mobilisation des citoyens, des organisations, des collectivités et des états.

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I. REVUE DE LA LITTERATURE

Dans les pays en développement, en particulier ceux d’Afrique subsaharienne, l’accès à l’énergie constitue une contrainte majeure pour les populations. En effet, les pays sont caractérisés par une dépendance aux sources d’énergie fossile, importées pour l’essentiel. Ainsi, selon un rapport de la Banque Africaine de Développement (BAD), près de 39% de l’énergie totale consommée en Afrique subsaharienne est importée, contre une moyenne mondiale de 19% (BAD, 2006). En outre, les énergies d’origines fossiles assurent en moyenne 60% de l’électrification (http://www.repf.org); mais un problème d’accessibilité se pose pour beaucoup de ménages, aussi bien en zone urbaine qu’en zone rurale. Comparée à d’autres régions du monde, l’Afrique subsaharienne à le taux d’électrification le plus faible avec seulement 26% (IEA, 2006 ; worde-rufael, 2009). L’énergie peut donc être une contrainte au développement économique de cette région, à cause, d’une part, des limites liées à la fourniture d’énergie et, d’autre part, de la forte demande dans un contexte d’urbanisation croissante. D’où la nécessité de diversifier les ressources d’énergie.

Le Sénégal, en dépit d’un potentiel énergétique appréciable, est confronté à des contraintes d’approvisionnement. De nombreuses options politiques sont entreprises par le gouvernement pour réduire la dépendance énergétique. Le secteur énergétique sénégalais se caractérise par une forte dépendance vis-à-vis des importations de pétrole pour faire face à ses besoins en énergie commerciale et particulièrement pour la production d’énergie électrique. Par conséquent, ce secteur éprouve d’énormes difficultés pour assurer convenablement l’approvisionnement des ménages de l’industrie ainsi que tous les autres secteurs d’activités. Le renchérissement sans précédent des prix des produits pétroliers a été en effet, le déclencheur d’une grave crise du système d’approvisionnement énergétique, manifestée par des périodes de pénurie dans la distribution aussi bien des carburants, du gaz butane que de l’électricité. Ce qui a d’ailleurs entraîne en août 2009 et en Juillet 2011 des soulèvements populaires contre les délestages intempestifs.

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Par ailleurs, la forte dépendance vis-à-vis du pétrole importé place le Sénégal parmi les pays où l’énergie coûte très cher et rend difficile la gestion macroéconomique, en vue d’une maîtrise de l’inflation et de la lutte pour l’éradication de la pauvreté. La crise énergétique pose ainsi une sérieuse hypothèque sur la croissance économique, imposant ainsi à l’Etat des efforts financiers colossaux pour restaurer les conditions de fonctionnement du secteur. En 2006, près de 140 milliards de FCFA ont été dépensés en termes de subventions dans le secteur énergétique. A titre illustratif, la facture pétrolière du Sénégal est passée de 185 milliards de FCFA en 2000 à 384 milliards de FCFA en 2006, puis à 623 milliards en 2008, soit une hausse de 40% en deux ans. Aussi, plus de 46% du revenu des exportations sont-ils actuellement mobilisés pour honorer cette facture.

II. OBJET DE L’ETUDE

La présente étude a pour but de mettre en place un modèle de prévision appliqué à la consommation au Sénégal mais aussi de suggérer quelques perspectives et de formuler certaines recommandations sur les orientations à prendre. Le modèle retenu devra permettre aux décideurs que sont l’état, les organisations, les entreprises évoluant dans le secteur énergétique, de mieux apprécier le futur. Les méthodes économétriques sont en effet devenues des outils essentiels d’aide à la décision pour toute politique qui se veut efficace dans le temps.

III. METHODOLOGIE

La méthode appliquée est celle dite de Box et Jenkins (1976). Elle consiste à une méthodologie d’étude systématique des séries chronologiques à partir de leurs caractéristiques afin de déterminer, dans la famille des modèles ARIMA, le

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plus adapté à représenter le phénomène étudié. Elle est difficile à mettre au point mais, une fois qu’elle est élaborée, la détermination des prévisions est automatique. A cet égard, la méthode de Box et Jenkins est incontournable. Cinq étapes principales sont définies :

Etape 1 : Etude de la stationnarité de la série

Dans le cas d’une série affectée du mouvement saisonnier, il convient de la retirer préalablement à tout traitement statistique. Cette saisonnalité est ajoutée à la série prévue à la fin du traitement afin d’obtenir une prévision en terme brut.

Etape2 : Identification du modèle ARIMA

Elle est la plus importante et la plus difficile : elle consiste à déterminer le modèle adéquat dans la famille des modèles ARIMA. Elle est fondée sur l’étude des corrélogrammes simple et partiel.

Etape 3 : Estimation des paramètres 

Les méthodes d’estimation diffèrent selon le type de processus diagnostiqué mais dans notre cas, il sera utilisé celle des moindres carrés.

Etape 4 : Tests du Bruit Blanc sur les résidus (Phase de validation)

Cette phase consiste à faire le test de Ljung-Box afin de déterminer si l’hypothèse de bruit blanc des erreurs est vérifiée. La phase de validation du

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modèle est très importante et nécessite le plus souvent à la phase d’identification.

Etape5 : Prévision

Lorsque le modèle est validé, la prévision peut alors être calculée à un horizon de quelques périodes, limitées car la variance de l’erreur de prévision croît très vite avec l’horizon.

TABLEAU : Répartition de la consommation d’électricité et de la production d’électricité du Sénégal (KWH)

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Consommation d'électricité (kwh) Production d'électricité (kwh)1971 324,000,000 1971 382,000,0001972 338,000,000 1972 400,000,0001973 374,000,000 1973 442,000,0001974 383,000,000 1974 450,000,0001975 410,000,000 1975 479,000,0001976 438,000,000 1976 513,000,0001977 476,000,000 1977 567,000,0001978 517,000,000 1978 620,000,0001979 556,000,000 1979 676,000,0001980 575,000,000 1980 676,000,0001981 609,000,000 1981 714,000,0001982 567,000,000 1982 674,000,0001983 642,000,000 1983 748,000,0001984 690,000,000 1984 807,000,0001985 674,000,000 1985 803,000,0001986 678,000,000 1986 801,000,0001987 711,000,000 1987 865,000,0001988 741,000,000 1988 891,000,0001989 735,000,000 1989 921,000,0001990 780,000,000 1990 945,000,0001991 796,000,000 1991 969,000,0001992 873,000,000 1992 1,051,000,0001993 859,000,000 1993 1,037,000,0001994 931,000,000 1994 1,070,000,0001995 950,000,000 1995 1,132,000,0001996 981,000,000 1996 1,203,000,0001997 1,073,000,000 1997 1,291,000,0001998 1,142,000,000 1998 1,354,000,0001999 1,132,000,000 1999 1,398,000,0002000 1,005,000,000 2000 1,604,000,0002001 1,250,000,000 2001 1,892,000,0002002 1,515,000,000 2002 2,044,000,0002003 1,344,000,000 2003 2,148,000,0002004 1,517,000,000 2004 2,264,000,0002005 1,777,000,000 2005 2,544,000,0002006 1,816,000,000 2006 2,439,000,0002007 2,151,000,000 2007 2,656,000,0002008 1,932,000,000 2008 2,401,000,0002009 2,373,000,000 2009 2,858,000,000

Sources   : Perspectives monde.

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IV. CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS

Nous ne pouvons pas prédire clairement l’évolution des prochaines décennies. Mais si la politique mondiale et les comportements de consommation actuels ne changent pas de manière drastique, on peut s’attendre qu’en 2030, encore plus de combustibles fossiles seront brûlés qu’aujourd’hui. C’est une menace pour le système climatique. C’est aussi une menace pour nos conditions de vie qui seront influencées par l’augmentation des taux de gaz à effet de serre et le réchauffement global. Enfin, l’économie mondiale va dépendre de plus en plus de quelques régions instables, où se situent les grandes réserves du pétrole et de gaz.

Le Sénégal va en effet au cours des prochaines décennies être confronté à un problème inédit : des hommes plus nombreux dont une majorité d’entre eux, en particulier les plus pauvres, aspireraient à une vie meilleure donc disposer de plus d’énergie, alors que l’on aperçoit la fin des ressources en énergie la plus facile à utiliser, le pétrole, et que les experts nous mettent en garde contre les situations catastrophiques qui ne manqueraient pas d’avenir avant la fin du siècle si nous continuerons à recourir massivement aux énergies fossiles et nous incitent à diviser par deux les émissions de gaz à effet de serre avant 2050. Les combustibles fossiles, pétrole, gaz naturel et charbon, assurent aujourd’hui de l’ordre de 80% de l’énergie utilisée dans le monde. C’est dire que la perspective de leur épuisement pose un problème majeur pour les sociétés.

Compte tenu de cette situation, le Sénégal, devra se tourner dés à présent à développer d’autres formes d’énergie. C’est dans ce contexte, caractérisé par une crise du secteur énergétique que les autorités sénégalaises réfléchissent sur de nouvelles options politiques pour réduire les importations d’hydrocarbures et acquérir une certaine indépendance énergétique d’où la promotion des biocarburants au niveau national.

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ANNEXE

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PREVISION DE LA CONSOMMATION D’ELECTRICITE EN KWH DU SENEGAL PAR LA METHODE Box & Jenkins (Modélisation ARIMA).

Les données utilisées dans cette étude sont fournies par perspective mondiale. Elles concernent la consommation annuelle d’électricité en Kwh du Sénégal de 1971 à 2009 (en millions de Kwh).

Analyse des caractéristiques de la série

0

500

1000

1500

2000

2500

75 80 85 90 95 00 05 10

CONS

Evolution de la Consommation d'électricité du Sénégal

CORRELOGRAMME DE LA CONSOMMATION

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Le graphique et le corrélogramme de la série de la consommation sont typiques d’une série affectée d’une tendance. Les termes du corrélogramme simples sont élevés. On peut donc affirmer que la série consommation est non stationnaire.

Test de stationnarité de Dickey-Fuller Augmente

Test à niveau de la variable consommation

H0 : la variable consommation est non stationnaire (racine unitaire)

H1 : la variable consommation est stationnaire (non racine unitaire)

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L’hypothèse H1 est rejetée pour les seuils 1%, 5% et 10% donc la variable consommation n’est pas stationnaire à niveau. ADF Test Statistic > Critical Value

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Test en différence première de la variable consommation

H0 : d (consommation) est non stationnaire

H1 : d (consommation) est stationnaire

L’hypothèse H1 est acceptée pour les seuils 1%, 5% et10% car ADF Test Statistic < Critical Value. La série consommation est intégrée d’ordre 1.

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Phase d’identification

Les fonctions d’autocorrélation sont alors calculées sur la série en différence première.

l

Le corrélogramme simple a seul son premier terme différent de 0, alors que le corrélogramme partiel présente une décroissance amortie de ses termes, nous pouvons anticiper un processus de type MA(1).

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Estimation L’estimation des paramètres peut maitenant être effectuée sur la série en différence première.

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Le coefficient MA(1) est significativement différent de 0 au seuil de 7% . La constante (C)

Montre aussi qu’elle est significative au seuil de 5%.

La probilité de la statistique de Fisher est supérieure à 5% donc le modèle est globalement significatif.

Il convient maintenant d’analyser le résidu à partir de sa fonction d’autocorrélation.

Adéquation du modèle

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Aucun terme n’est extérieur aux deux intervalles de confiance et la statistique Q a une probabilité supérieure à 5%. Le résidu peut donc être assimilé à un processus de bruit blanc.

L’estimation du modèle ARIMA (0,1,1) est donc validée, la série peut être valablement représentée par un processus de type ARIMA (0,1,1).

La série de la consommation d’électricité en différence première (DCons) est donc valablement présentée comme suit :

DCONS = 51,49 + εt - 0,34 εt-1OU CONS t - CONS t-1 = 51,49 + εt - 0,34 εt-1

Prévision

La prévision peut être calculée par l’intruction FORECAST.

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Prévision à un horizon de 2 ans.

ANNEEConsommation en

électricité

2010 2332

2011 2384

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Références Bibliographiques:

Régis Bourbonnais. Michel Terraza, « Analyse des series temporelles » Application à l’économétrie et à la gestion. 3éme édition

Régis Bourbonnais, « Econométrie » Manuel et Exercices corrigés. 7éme édition.

Fodiyé Bakary Doucouré, « Méthodes économétriques + programmes ». 5éme édition.

B.A.D, «  Sénégal, Projet Centrale Eléctrique de Saint-Louis », Rapport d’évaluation de la performance de projet, juillet 1983.

Idrissa Yaya Diandy. DEA Economie, Spécialitité Macroéconomique Appliquée, option Economie Internationale 2007 « Consommation d’électricité et croissance dans l’UEMOA : une analyse en terme de causalité ».

www.perspective.usherbrooke.ca

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Djiby Dia, Cheikh Sadibou Fall, Aminata Ndour, Maam Suwadu Sakho, Jimbira : «  Le Sénégal face à la crise énergétique mondiale : enjeux de l’émergence de la filière des biocarburants » Isra-Bame, Novembre 2009.

Agence Française de Développement et Banque Africaine de Développement. Jean Pierre Favennee : «  L’énergie en Afrique à l’horizon 2050 ».