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REPUBLIQUE DU BENIN
*-*-*-*-*-*-*
MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE
SCIENTIFIQUE
*-*-*-*-*-*-*
ECOLE SUPERIEURE DES METIERS DES ENERGIES RENOUVELABLES
(ESMER)
*-*-*-*-*-*-*
MASTER PROFESSIONNEL EN ENERGIES RENOUVELABLES ET
EFFICACITE
ENERGETIQUE (ENREE)
*-*-*-*-*-*-*
MEMOIRE DE FIN DE FORMATION
THEME :
PROPOSTION D'UN SYSTEME DE RECYCLAGE DES DECHETS
D'ELECTRIFICATION PAR LE SOLAIRE AU BENIN
Rédigé par :
René Darnel BEMBA
Soutenu publiquement le Vendredi 14 Octobre 2022 devant
le Jury composé de :
Président du Jury Pr. Latif FAGBEMI Professeur
Titulaire des Universités
du CAMES
Examinateur Dr. Sibiath OSSENI Enseignant-Chercheur
à
l'ENSGEP/Abomey
Rapporteur Dr. Hypolite. A . HOUNNOU Directeur des Etudes
d'ESMER
Maître de Mémoire Dr. Christophe AWANTO
Maître de Conférences des
Universités du CAMES
Année Académique : 2021 -
2022
Proposition d'un Système de Recyclage des
Déchets d'Electrification par le Solaire au Bénin
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BEMBA René Darnel Master 2/Energie Renouvelable et
Efficacité Energétique 2021-2022
Proposition d'un Système de Recyclage des
Déchets d'Electrification par le Solaire au Bénin
« Les musées préservent
notre
passé, le recyclage préserve notre
avenir
»
Théodor Wiesengrund Adorno
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BEMBA René Darnel Master II /Energie Renouvelable
et Efficacité Energétique/ Promotion 2021-2022
Proposition d'un Système de Recyclage des
Déchets d'Electrification par le Solaire au Bénin
q A Maxime Iréné Cler BEMBA, mon
précieux Oncle ;
q A Léa Lydie Renée BEMBA, mon
adorable mère et confidente, pour tous les sacrifices faits tout au long
de ma vie.
DEDICACES
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BEMBA René Darnel Master II /Energie Renouvelable
et Efficacité Energétique/ Promotion 2021-2022
Proposition d'un Système de Recyclage des
Déchets d'Electrification par le Solaire au Bénin
REMERCIEMENTS
Avant tout je souhaiterais adresser mes remerciements les
plus sincères à tout le personnel administratif et aux
enseignants de L'Ecole Supérieure des Métiers des Energies
Renouvelables qui ont assuré ma formation professionnelle.
Mes sincères remerciements au Dr Christophe
AWANTO, Maître de Conférences des Universités du
CAMES, qui a accepté d'assurer la direction de ce mémoire au bon
moment. Je lui suis reconnaissant pour sa disponibilité, ses conseils et
tout le soutien qu'il m'a apporté tout au long de la réalisation
de cette étude.
Mes très sincères remerciements au Docteur-
Ingénieur Alain KOSSOUN TOSSA, enseignant-chercheur
à l'EPAC et au 2iE, pour sa disponibilité et le soutien
incontestable qu'il m'a toujours apporté durant mes travaux. Je garderai
au fond de ma pensée sa diligence et sa rigueur scientifique.
Je remercie également Messieurs
Olivier ADJAHOUNZO et Largum MADOUGOU
respectivement Directeur de la Maîtrise de l'Energie et Chef
de service Audit et Contrôle de l'Efficacité Energétique
à l'Agence Béninoise de l'Electrification Rurale et
Maîtrise de l'Energie, pour leurs disponibilités, leurs conseils
et leurs appuis tout au long de mon stage académique.
Je tiens à exprimer toute ma gratitude à
Monsieur Félix Comlan EBO,
Président Directeur Général de l'ESMER
pour la création de cette Ecole de formation qui nous a permis de
recevoir un enseignement de qualité.
Mes respects au Président et aux membres du jury pour
m'avoir fait grâce en présidant ce jury.
Je tiens à remercier également Mr
Donatien AHOVELOU, Directeur Général de TROPICAL ENREGY SARL
pour sa disponibilité et le soutien incontestable qu'il m'a
apporté dans la rédaction de ce mémoire.
Je tiens à exprimer ma gratitude envers une
personne spéciale qui a marqué ma vie en la personne de Monsieur
Géraud TOSSOU pour son soutien moral, physique et
financier.
Mes remerciements sont également adressés
à tous mes amis (es) pour leurs soutiens moraux lors de la
réalisation de ce Mémoire en particulier la promotion 2021-2022
ainsi que tous ceux qui ont de près ou de loin, ont contribué
à l'aboutissement de cette étude.
BEMBA René Darnel Master II /Energie Renouvelable
et Efficacité Energétique/ Promotion 2021-2022
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Proposition d'un Système de Recyclage des
Déchets d'Electrification par le Solaire au Bénin
SOMMAIRE
INTRODUCTION GENERALE 1
CHAPITRE I : ETAT DE L'ART 3
I.1. Introduction 3
I.2. Généralités sur les modules PV 3
I.3. Généralités sur les batteries au
plomb-acide 8
I.4. Etat de l'art sur le recyclage des modules PV et batterie
au plomb-acide 14
I.5. Synthèse bibliographique 20
I.6. Conclusion 22
CHAPITRE II : MATERIEL ET METHODES 23
II.1. Introduction 23
II.2. Matériel 23
II.3. Méthodologie 23
II.4. Etude de faisabilité technique de l'usine de
recyclage 29
II.5. Conclusion 37
CHAPITRE III : RESULTATS ET DISCUSSIONS 38
III.1. Introduction 38
III.2. Présentation de la structure de stage et des
résultats des enquêtes de terrain 38
III.3. Etude financière de l'usine de recyclage au
Bénin 44
III.4. Etude D'impact Environnementale et Sociale de L'usine de
Recyclage 62
III.5. Conclusion 69
CONCLUSION GENERALE 70
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 72
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et Efficacité Energétique/ Promotion 2021-2022
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Proposition d'un Système de Recyclage des
Déchets d'Electrification par le Solaire au Bénin
ABREVIATIONS ET SIGLES
|
ABERME
|
Agence Béninoise de l'Electrification Rurale et de la
Maitrise de l'Energie
|
|
AFD
|
Agence Française de Développement
|
|
AFOM
|
Atouts, Forces, Opportunités et Menaces
|
|
BAD
|
Banque Africaine de Développement
|
|
BCEAO
|
Banque Centrale des Etats de l'Afrique de l'Ouest
|
|
BFR
|
Besoin en Fonds de Roulement
|
|
CET
|
Centre d'Enfouissement Technique
|
|
CLIP
|
Consentement Libre Informé et Préalable
|
|
DEEE
|
Déchets d'Equipements Electriques et Electroniques
|
|
DG
|
Directeur Général
|
|
DRH
|
Directeur des Ressources Humaines
|
|
DUE
|
Délégation de l'Union Européenne
|
|
DT
|
Directeur Technique
|
|
EEE
|
Equipement Electrique et Electronique
|
|
EIES
|
Etude d'Impact Environnementale et Sociale
|
|
ESMER
|
Ecole Supérieure des Métiers des Energies
Renouvelables
|
|
FMI
|
Fonds Monétaire International
|
|
IP
|
Indice de Profitabilité
|
|
PND
|
Plan National de Développement
|
|
QHSE
|
Qualité Hygiène Sécurité
Environnement
|
|
REP
|
Responsabilité Elargie du Producteur
|
|
UA
|
Union Africaine
|
|
SBEE
|
Société Béninoise d'Energie Electrique
|
|
SONEB
|
Société Nationale des Eaux du Bénin
|
|
TCAC
|
Taux Croissance Annuel Composé
|
|
TRI
|
Taux de Rendement Interne
|
|
VAN
|
Valeur Actuelle Nette
|
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et Efficacité Energétique/ Promotion 2021-2022
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et Efficacité Energétique/ Promotion 2021-2022
Proposition d'un Système de Recyclage des
Déchets d'Electrification par le Solaire au Bénin
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1.1 : Caractéristiques commerciales et
techniques des technologies à silicium 5
Tableau 1.2: Caractéristiques commerciales et
techniques des technologies des cellules de 2ème
génération 6 Tableau 1.3 :Caractéristiques
commerciales et techniques des technologies des cellules de
3ème génération 7
Tableau 1.4 : Constituants d'une batterie au plomb 9
Tableau 1.5 : Composants recyclables dans un module
photovoltaïques 15
Tableau 1.6 : Constituants recyclables d'une batterie au
plomb 16
Tableau 1.7 : Types des procédés le recyclage
de modules photovoltaïques[1] 18
Tableau 1.8 : Présentation des avantages et
inconvénients des deux procédés 21
Tableau 2.1 : Estimation du gisement des déchets
d'électrification par le solaire à court, moyen et long
terme au Bénin 24
Tableau 2.2 : Zones ciblées par les visites de terrain
25
Tableau 2.3 : Estimation des différents coûts
liés à la collecte des déchets 28
Tableau 2.4: Voie de recyclage par fraction[1] 30
Tableau 2.5 : Caractéristiques techniques des
équipements 31
Tableau 2.6 : Dimensionnement des équipements de
recyclage[20] 35
Tableau 2.7 : Liste du personnel nécessaire 35
Tableau 2.8 : besoin en électricité 36
Tableau 3.1 : Analyse de SWOT de la mise en place d'une usine
de recyclage 43
Tableau 3.2 : Estimation des quantités des batteries
au plomb collectés sur 5 ans 44
Tableau 3.3 : Estimation des quantités des panneaux
solaires collectés sur 21 ans 45
Tableau 3.4 : Calcul de l'investissement de l'unité de
recyclage 1 46
Tableau 3.5 : Calcul de l'investissement de l'unité de
recyclage 2 47
Tableau 3.6 : Calcul des charges d'exploitation de
l'unité 1 49
Tableau 3.7: Calcul des charges d'exploitations de
l'unité 2 50
Tableau 3.8 : Calcul des amortissements de l'unité 1
51
Tableau 3.9 : Calcul des amortissements de l'unité 2
51
Tableau 3.10 : Détermination du BFR de l'unité
1 52
Tableau 3.11 : Détermination du BFR de l'unité
2 52
Tableau 3.12 : Estimation du CA sur 5 ans de l'unité 1
53
Tableau 3.13 : Estimation du CA sur 21ans de l'unité 2
53
Tableau 3.14 : Compte de résultat prévisionnel
de l'unité 1 54
Tableau 3.15: Compte de résultat prévisionnel
de l'unité 2 55
Tableau 3.16 : Plan de financement de l'unité 1
56
Tableau 3.17 : Plan de financement de l'unité 2
56
Tableau 3.18 : Plan de remboursement des prêts à
moyen-terme de l'unité 1 57
Tableau 3.19 : Plan de remboursement des prêt à
long terme de l'unité 2 57
Tableau 3.20 : Budget de trésorerie de l'unité
1 58
Tableau 3.21 : Rentabilité financière et
économique de l'unité 1 58
Tableau 3.22 : Budget de trésorerie de l'unité
2 59
Tableau 3.23 : Rentabilité économique et
financière de l'unité 59
Tableau 3.24 : Critère du choix d'investissement de
l'unité 1 60
Tableau 3.25 : Critère de choix d'investissement de
l'unité 2 61
Tableau 3.26 : Matrice de Léopold 64
Tableau 3.27 : Matrice d'identification des impacts du
projet[26] 65
Tableau 3.28 : Tableau 5.3 : Identification des impacts
positifs[26] 66
Tableau 3.29 : Matrice de présentation de l'importance
des impacts négatifs du projet sur l'environnement
[26] 67
Tableau 3.30 : Identification des risques[26] 68
Tableau 3.31 : Moyens de contrôle des différents
risques[20] 68
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Proposition d'un Système de Recyclage des
Déchets d'Electrification par le Solaire au Bénin
LISTE DES FIGURES
Figure 1.1: Module PV fixé sur montant[33]
Figure 1.2 : Panneau photovoltaïque laminé et
fixé sur montant[34] 3
Figure 1.3: composants d'un Panneau solaire[1] 3
Figure 1.4: Classes de technologies PV [3] 4
Figure 1.5: Vue en couple d'un élément au
plomb[6] 9
Figure 1.6: Composante d'une batterie au plomb[6] 9
Figure 1.7 : Principe de décharge et de charge d'une
batterie [35] 12
Figure 1.8 : Batterie au plomb ouverte [28] 13
Figure 1.9 : Batterie au plomb étanche [36] 13
Figure 1.10 : La cartographie des parties prenantes 14
Figure 1.11 : Constituants recyclable module PV [30] 15
Figure 1.12 : Constituants recyclables des batteries [28]
16
Figure 1.13 : Etape de recyclage d'un module
photovoltaïque [1] 17
Figure1.14 : Pyrométallurgie 19
Figure 1.15: Hydrométallurgie [27] 19
Figure 1.16 : Synoptique du processus de recyclage[13] 21
Figure 1.17 : Déchets issus de la filière
cristalline[1] 22
Figure 2.1 : Structure générale d'une matrice
SWOT 27
Figure 2.2 : Stratégie de collecte de déchets
à court et à moyen terme 28
Figure 2.3 : Plan de l'usine de recyclage 30
Figure 3.1 : Répartition de l'échantillon des
entreprises actives dans le solaire 39
Figure 3.2 : Répartition de l'échantillon des
batterie et modules PV usées dans les entreprises 39
Figure 3.3 : Répartition des technologies des modules
PV utilisés au Bénin 40
Figure 3.4 : Fréquence du processus de
désinstallation des systèmes solaires en 12 mois 40
Figure 3.5 : Destination des modules cassés et
batteries au plomb hors usage 40
Figure 3.6 : Existence du mécanisme de traitement des
déchets solaires 40
Figure 3.7 : Durée de vie moyenne des batteries dans
les installations 41
Figure 3.8: Equipements les moins fiables dans les IS 41
Figure 3.9 : Existence d'un cadre institutionnel et
réglementaire dans la gestion des DEEE 41
Figure 3.10 : Fréquence sur les accidents de travail
dans le cadre des activités solaires 41
Figure 3.11 : Demande sur l'existence de la subvention
liées aux importations des équipements solaires 42
Figure 3.12 : Information sur le cendre de recyclage des DEEE
dans la sous-région 42
Figure 3.13 : Les différents lieux de stockages des
déchets des modules PV et batterie en fin de vie 42
Figure 3.14 : Mécanisme de gestion des plaintes [26]
69
BEMBA René Darnel Master II /Energie Renouvelable
et Efficacité Energétique/ Promotion 2021-2022
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BEMBA René Darnel Master II /Energie Renouvelable
et Efficacité Energétique/ Promotion 2021-2022
Proposition d'un Système de Recyclage des
Déchets d'Electrification par le Solaire au Bénin
RESUME
Les batteries au plomb-acide et les panneaux solaires
usés ou en fin de vie constituent une source importante de pollution
pour l'environnement et pour la santé. Pourtant, le secteur informel
contribue énormément au traitement des batteries au plomb
usées au Bénin par le biais des agents de pré-collecte.
L'objectif de l'étude est de faire un état des lieux sur la
filière de recyclage des panneaux solaires et batteries au plomb au
niveau national ainsi que les différents procédés et
mécanismes utilisés dans le recyclage afin de proposer un
système de recyclage adapté au contexte béninois. Pour ce
faire, après avoir collecté les informations sur les
différentes technologies et mécanismes de recyclage, une
enquête de terrain a permis de vérifier le niveau d'information
sur le recyclage des déchets et l'expertise locale en la matière.
Du point de vue des équipements nécessaires dans le cadre de la
mise en place d'une usine de recyclage, l'idée a aussi été
jugée réalisable. La mise en place d'un marché de
recyclage au Bénin doit être accompagné d'un cadre
réglementaire spécifique et d'une implication de tous les acteurs
y compris le secteur informel. L'usine de recyclage des déchets
d'électrification par le solaire est composée d'une part d'une
unité de recyclage des batteries au plomb-acide et d'autre part de
l'unité de recyclage des panneaux solaires. Ces deux unités
constituent l'un des volets de l'économie circulaire et contribuent
à la préservation des matières premières. A la
suite de l'étude technique, l'étude financière a
révélé la viabilité de l'usine de recyclage
à travers les coûts de projet qui s'élèvent
respectivement à 584 955 114 FCFA pour l'unité 1
et 524 174 514 FCFA pour l'unité 2. Les VAN de
400 950 110 FCFA de l'unité 1 et 560 438 114
FCFA de l'unité 2 et des TRI de 68 % de
l'unité 1 et de 171% de l'unité 2. Avec une
taille de 1000 mètres carrés, le coût
annuel total de la collecte s'élève à 81 135 000
Francs CFA.
Mots clés : Recyclage, Batterie au plomb, Panneaux
solaires, Système, Déchets d'électrification
| 
