Résumé1
Introduction générale 5
I État de l'art 7
1 L'État de l'art : Du biogaz
à sa valorisation énergétique 8
Introduction 8
1.1 Les biogaz 8
1.1.1 Qu'est ce que le biogaz 8
1.1.2 Historique 8
1.2 La digestion anaérobie 9
1.2.1 Méthanisation 9
1.2.2 Les digesteurs 9
1.2.3 Processus anaérobies de méthanisation 10
Hydrolyse 10
Acidogènese 10
Acétogènese 10
Méthanogènese 10
1.3 Conditions physico-chimique de la méthanisation
11
1.3.1 Température de digestion 11
1.3.2 Potentiel hydrogène pH 12
1.3.3 Homogénéitédu substrat 12
1.3.4 Concentration de matière organique dans les
substrats 13
1.4 'Epuration du biogaz 13
1.4.1 Téchnique d'épurations du biométhane
13
Absorption 13
Procédés biologiques 13
1.5 Valorisation 14
1.5.1 Les modes et techniques de valorisation 14
Valorisation thermique 14
Valorisation électrique 15
Co- et trigénération 15
Substitut au gaz naturel 15
Conclusion 16
II Étude technique et étude comparative 17
2 Étude et expérimentation du biogaz
produit à partir de la fosse septique. 18
Introduction 18
2.1 'Etude d'une fosse septique 18
2.1.1 Caractéristiques et fonctionnement 18
2.1.2 Dimensionnement des fosses septiques 20
2.2 'Evaluation du potentiel 22
2.2.1 'Etude qualitative et quantitave 22
2.2.2 Détermination du volume produit 24
Conclusion 24
3 Conception du système 25
Introduction 25
3.1 Présentation du projet 25
3.2 'Etats des lieux 25
3.3 Conception du système 27
3.4 Le coût de l'installation du dispositif de
récupération du biogaz 29
Conclusion 30
4 Étude économique et comparative
31
Introduction 31
4.1 Le bilan énergétique 31
4.1.1 Profil énergétique de la commune 31
4.1.2 Bilan énergétique de la maison 32
4.2 'Etude comparative 33
4.2.1 Présentation du PNB 33
4.2.2 Comparaison biodigesteur du PNB -SN de même
capacité 33
4.3 Recommandations 34
Conclusion 35
Conlusion générale et Perspectives
36
Bibliographie 37
Annexes 40
5
Introduction générale
L'énergie, primordiale à la vie et à
toute activitééconomique, est utilisée par tous les
secteurs d'activités. Sa consommation, spécialement celle des
combustibles fossiles est causée par le développement rapide de
l'économie provoque une augmentation de la concentration de gaz à
effet de serre dans l'atmosphère et entraîne des
réchauffements climatiques [3]. D'autre part, les réserves de
combustibles fossiles sont bientôt finies au rythme de consommation
actuel, leur épuisement doit être prise en compte.
Il est donc nécessaire de diminuer la dépendance
aux combustibles fossiles et d'explorer les nouvelles énergies
renouvelables.
En effet, les énergies renouvelables sont
présentes et disponibles en quantitéinfinie. Leur exploitation
est un moyen de répondre aux besoins en énergie tout en
préservant l'environnement. La biomasse est l'une des principales formes
énergies renouvelables, elle est la première source
d'énergie à avoir étéexploitée par les
hommes, et longtemps elle a étéla plus importante. La biomasse
regroupe l'ensemble de la matière vivante (végétale et
animale). Les trois sources d'énergie principales qui en
découlent sont le bois, le biogaz et les biocarburants. Actuellement, le
biogaz est l'un des nouveaux acteurs de l'énergie. Il permet de fournir
de l'énergie (chauffage et éclairage), mais également de
protéger l'environnement.
On note que la pollution de l'eau par les déchets
municipaux, industriels et agricoles s'accentue. Vu la chertéet
l'indisponibilitéde certaines ressources énergétiques, le
biogaz génère de la chaleur et de l'électricitéen
zone rurale en réduisant considérablement l'économie de la
population. Le gouvernement du Sénégal et les acteurs du biogaz
sont constamment à la recherche de solutions technologiques permettant
un traitement rapide, accessible par tout le monde et moins coûteux des
déchets. Une des technologies permettant efficacement le traitement de
la décomposition organique de ces déchets est la
bio-méthanisation, qui consiste en une dégradation de la
matière organique en un mélange de méthane et de dioxyde
de carbone en l'absence d'oxygène.
Au Sénégal, le bois de feu et le charbon
constituent plus de 75% des sources d'énergie de cuisson [4]. Cela peut
impacter négativement sur l'environnement et la santéde la
population, c'est pourquoi le gouvernement a mis en place le programme national
de biogaz du Sénégal (PNB) en installant des biodigesteurs . Ces
biodigesteurs produisent du biogaz à partir des bouses de vache qui ne
sont pas à la portée de tout le monde.
Parmi les intervenants du secteur, on peut citer :
-- Le Programme National de Biogaz du Sénégal
(PNB-SN)
-- L'Office National de l'Assainissement du
Sénégal (ONAS)
-- Les institutions de recherches (ISRA, CERER...)
-- Les ONG (HEIFER, ENDA,...)
-- Le secteur privés (SOGAS, BIOECO...),
Finalement, la production de biogaz peut contribuer à
la gestion des déchets liquides notamment les eaux usées, aussi
de protéger la nature. De plus les boues de digestion peuvent
êtres utilisées comme des composts.
De ce constat, ce mémoire dont le thème porte
sur l'utilisation d'une fosse septique pour le chauffage et
l'éclairage d'une maison déjàalimentée par la
SENELEC a pour but de valoriser les eaux usées. L'objectif
global de ce travail vise à réduire les dépenses des
habitants de
Assane DIAGNE - SATIC(MIER) 6
TABLE DES MATIÈRES
la localitéde Ngoundiane.
Ainsi le mémoire est structuréen deux parties.
La premiére partie n'est constituée qu'un seul chapitre et la
deuxième est composée de trois chapitres.
Le premier chapitre aborde l'étude bibliographie du
biogaz et les différentes méthodes de sa valorisation.
Le deuxième chapitre porte sur l'étude du
biodigesteur à savoir, la fosse septique et la caractérisation
des flux entrants dans la fosse septique en vue de définir son potentiel
en biogaz. Cette caractérisation est indispensable en ce sens qu'elle
permet de mobiliser des données qualitatives et quantitatives des eaux
usées entrant dans le dispositif.
Le troisième chapitre présente le projet et
l'étude technique en concevant un système de
récupération du biogaz, ce gaz sera convertit en éclairage
domestique et chauffage.
Le dernier chapitre de ce travail traite dans un premier temps
le profil énergétique de la commune et celle de la maison
à étudier et en deuxième lieu une comparaison de notre
projet avec celui du PNB.
La conclusion générale et les perspectives
clôturent ce mémoire.
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Première partie
État de l'art
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