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1 UNIVERSITE CHEIKH ANTA DIOP DE DAKAR ******** FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES ******* DEPARTEMENT DE CHIMIE ****** MEMOIRE Présenté par Issa DIAGNE.

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1 1 UNIVERSITE CHEIKH ANTA DIOP DE DAKAR ******** FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES ******* DEPARTEMENT DE CHIMIE ****** MEMOIRE Présenté par Issa DIAGNE Maître ès Sciences Pour obtenir le DIPLOME D'ETUDES APPROFONDIES EN CHIMIE Option: Chimie Physique Appliquée à lEnergie UTILISATION DE LENERGIE DANS LE DEPARTEMENT DE FOUNDIOUGNE PLACE DE LENERGIE SOLAIRE

2 2 I. SITUATION GEOGRAPHIQUE II. LES DIFFERENTES FORMES DENERGIES UTILISEES III. MODELISATION DUN BIODIGESTEUR IV.DIMENSIONNEMENT DUN BIODIGESTEUR V.CONCLUSION

3 3 I.SITUATION GEOGRAPHIQUE Fig.1 Carte administrative du Sénégal

4 4 Fig.2 Carte administrative de la région de Fatick

5 5 II.LES DIFFERENTES FORMES DENERGIES UTILISEES LE BOIS LA BIOMASSE LE BIOGAZ LENERGIE ELECTRIQUE LENERGIE SOLAIRE

6 6 CH 2 OH Sorbitol CH 2 OH Manitol Prinitol LE BOIS * Utilisation * pouvoir calorifique important mangrove rhizophora Fig. 3

7 7 LA BIOMASSE utilisation -Production agricole - Pharmacopée locale. Source renouvelable dénergie : potentiel de régénération maintenu.

8 8 LE BIOGAZ Trois types de production de biogaz en fonction de la température °C : psychrophile 25-45°C : mésophile 45-65°C : thermophile Biodigesteurs mésophiles plus utilisés (à 38°C). Méthane : gaz à effet de serre

9 9 ENERGIE SOLAIRE IMPORTANCE DUREE DE VIE ET PROBLEMES RENCONTRES: 20 ans en moyenne; batterie est une exception: environs 8 ans. Parmi les problèmes rencontrés ont peut citer : * le nettoyage des modules solaires, lombrage, * la consommation abusive, * la non disponibilité des pièces de rechange * lutilisation de batteries inadaptées

10 10 Figure.4 : Conversion du rayonnement solaire DESCRIPTION GENERALE DUN SYSTEME PHOTOVOLTAÏQUE AUTONOME

11 11 GENERALITES SUR LE SYSTEME PHOTOVOLTAIQUE Figure.5 : Représentation du système photovoltaïque

12 12 Figure.6 : Association en série et en parallèle de plusieurs modules LE PANNEAU PHOTOVOLTAIQUE ET LE CHAMP DE MODULES Tension générée par une cellule au silicium sous éclairement de référence de 1kw.m²: 0,55V.

13 13 LA BATTERIE DACCUMULATEURS PLOMB/ ACIDE (Ex. daccumulateur) Couplage de deux électrodes : une positive (PbO 2 / PbSO 4 ) et une négative (Pb / PbSO 4 ) qui sont plongées dans une solution dacide sulfurique. (1)

14 14 QUELQUES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES CAPACITE exprimée en Ah TENSION NOMINAL environ 2V TENSION DARRET Figure.7 : Evolution de la tension durant la décharge dun élément

15 15 REGULATION PAR BRANCHEMENT DIRECT (autorégulation du système) LA REGULATION DE CHARGE Fig.8

16 16 LA REGULATION PARALLELE Fig.9

17 17 LA REGULATION SERIE Fig.10

18 18 III.MODELISATION DU BIODIGESTEUR PROCESSUS DE METHANISATION Figure.11 : Principales voies métaboliques et nature des populations microbiennes intervenant dans la digestion anaérobie.

19 19 Figure.12 : Thermodynamique de la dégradation anaérobie

20 20 Conditions physico-chimiques le pH, la température et le potentiel d'oxydoréduction. Besoins nutritionnels des micro- organismes apport suffisant de macroéléments (C, N, P, S) et d'oligo-éléments

21 21 LES AVANTAGES DE LA METHANISATION procédé de dépollution source d'énergie CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O (2) (1 m 3 35,6 MJ) les quantités de boues obtenues sont faibles (5 à 10 fois moindre que par voie aérobie), la biomasse active à des besoins limités le procédé est énergétiquement sobre. le bilan carbone est neutre

22 22 PRESSION DU GAZ PAR UNITE DE MASSE DE METHANE Nous assimilons le mélange gazeux à un gaz parfait vérifiant la relation : PV = n RT (3)

23 23 Nous pouvons écrire : P 1 = x 1.P (4) P 1 (Vo – V) = n 1 RT (5) soit P 1 = R.T ( 1 - ) -1 (6) x 1.P = R.T ( 1 - ) -1 (7)

24 24 = α 1. T ( 1 - ) -1 (8) La détermination de la pression minimale pour une alimentation correcte des ménages en gaz permet destimer la quantité de gaz nécessaire dans le digesteur pour un fonctionnement optimum. avec α 1 = (9)

25 25 IV.DIMENSIONNEMENT DUN BIODIGESTEUR BESOINS ENERGETIQUES DE LA CHARGE DETERMINATION DE LA MASSE DE METHANE NECESSAIRE A partir de la relation (7): = α 1. T ( 1 - ) -1 (9) P1 = Pression minimale nécessaire pour satisfaire la demande de la charge.

26 26 V. CONCLUSION ET PERSPECTIVES Lutilisation des énergies nouvelles et renouvelables semble être un début de solution au déficit énergétique. Source de satisfaction de la demande énergétique surtout en zones rurales. La maitrise de modélisation et de dimensionnement de biodigesteur permettrait une production optimale de biogaz.

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