APPLICATIONS SOLAIRES THERMIQUES BASSE TEMPÉRATURE: LE FROID SOLAIRE PAR SORPTION EN AFRIQUE ou Comment le soleil souffle le chaud et le froid N’TSOUKPOE K. Edem ntsoukpoe@inkubator.leuphana.de Institut für Nachhaltige Chemie und UmweltChemie - Leuphana Üniversität Lüneburg

APPLICATIONS SOLAIRES THERMIQUES BASSE TEMPÉRATURE T [°C] Fours & cuiseurs solaires 125 Procédés industrielles 100 Séchage solaire Cycle organique de Rankine Froid solaire par sorption: climatisation réfrigération congélation Distillation solaire 75 Eau chaude solaire Chauffage de l’habitat 50 25 Chauffage de piscine

Climatisation: 55-65% de la consommation électrique FACTURE ÉLECTRIQUE* Client: Bâtiments Climatisés en Afrique Noire** Climatisation: 55-65% de la consommation électrique *Votre électricité est essentiellement produite à partir du pétrole importé. ** Veuillez consulter le planning de vos prochains délestages au verso.

LE FROID SOLAIRE: POURQUOI OU POUR QUOI? Climatisation Bâtiment tertiaire Secteur résidentiel Véhicule automobile Réfrigération/Congélation Conservation de médicaments & vaccins Bateau de pêche Chambre froide Afrique: quasi totalité sont des cycles à compression qui ont surtout besoin d’électricité: Questions économiques (dépendance énergétique, etc.) Questions environementales 4

PRINCIPE DU FROID PAR ABSORPTION Rejet vers l’environnement Apports solaires Rejet vers l’environnement Désorbeur Condenseur Principaux couples utilisés: LiBr/H2O: climatisation H2O/NH3: jusqu’à -40°C Absorbeur Évaporateur Chaleur d’absorption Production du froid

PRINCIPE DU FROID PAR ADSORPTION CYCLE INTERMITTENT CYCLE CONTINU CHARGE Apports solaires Rejet vers l’environnement Chaleur d’adsorption Production du froid Désorbeur Condenseur Évaporateur Adsorbeur Apports solaires Rejet vers l’environnement Chaleur d’adsorption Production du froid Adsorbeur Condenseur Évaporateur Désorbeur Apports solaires Rejet vers l’environnement Désorbeur Condenseur Mêmes composants DÉCHARGE Adsorbeur Évaporateur Chaleur d’adsorption Production du froid Principaux couples d’adsorption: silicagel/H2O, charbon actif/NH3

PRINCIPE DU RAFFRAICHISSEMENT PAR DESSICATION CENTRALE DE TRAITEMENT D’AIR AVEC REFROIDISSEMENT ADIABATIQUE Apports solaires Air rejeté Humidificateur Air extrait Capteur solaire Récupérateur de chaleur LOCAL À RAFFRAICHIR Air neuf Air soufflé Humidificateur Dessicateur (sorbant) Principaux couples de sorption: silicagel/H2O, LiCl/H2O

CHOISIR UN PROCÉDÉ EN AFRIQUE NOIRE: SPÉCIFICITÉS Près de 80% de la population n’a pas accès au réseau électrique* Ensoleillement abondant pendant toute l’année Marché potentiel: unités de faibles puissances (2-10 kW) mais le tertiaire = lieu d’introduction privilégié Échecs d’installations souvent liés à des problèmes de maintenance Possibilité de production surplace? Coûts: capacité financière des utilisateurs généralement limitée Prendre en compte le besoin de stockage du froid * Exception faite de l’Afrique du Sud. 8

CHOISIR UN PROCÉDÉ EN AFRIQUE... Adsorption Dessication Absorption Coût ++ 300-1500 €/ kW ++ + 200-600 €/ kW Maintenance + (sans partie mobile: sans pompes ni vannes électriquement commandées) Capacité 1-500 kW 20-300 kW 20-5000 kW a Espérance de vie 25 ans - 15 ans Consommation électrique + (souvent nulle) Température de regénération 50-100°C 45-90°C 75-120°C COP thermique 0,3-0,7 0,6-0,75 0,4-0,75 (simple effet) 1-1,3 (bi- ou tri étagée) COP solaire 0,05-0,15 0,07-0,3 a L’offre dans les petites puissances (5 à 10 kW) est en train de se développer: Climatewell (4-10 kW), Rotartica (4,5 kW), Sonnenklima (10 kW), ROBUR, etc. 9

CHOISIR UN PROCÉDÉ EN AFRIQUE... Adsorption Dessication Absorption Sécurité Pas de cristallisation Risque de cristallisation avec la fluctuation des T a > Refroidissement à l’eau parfois nécessaire Fonctionnement Plus contraignant car fonctionnement cyclique. Puissance décroissante pendant la décharge b Plusieurs composants nécessitant un contrôle délicat Puissance croissante pendant la décharge Encombrement c ++ + Pression Quelques mbar Atmosphère 0,01 bar – 20 bar Destinations privilégiées Tertiaire, individuel Tertaire, surtout où contrôle humidité nécessaire: hôtels, hôpitaux, etc. Tertiaire État de l’art Quelques produits marché En développement Mature a Pour certains couples tels que le LiBr/H2O b Sous condition de décharge constante c Par kW de froid produit. 10

Prix « prohibitifs » (achat uniquement par des ONG ou bailleurs) SUR LE MARCHÉ AFRICAIN... Produit typique Collecteur avec sorbant intégré Tous sans électricité Pas de climatisation Prix « prohibitifs » (achat uniquement par des ONG ou bailleurs) Condenseur à air Évaporateur Machines à adsorption SOLAREF, silicagel/H2O, testé au Burkina Faso : 80 l (5500 € HT); 200 l (8400 € HT) > production visiblement arrêtée CESBRON, testé en laiterie au Sénégal (25000-30000 €) ATC, charbon actif/(m)éthanol, peut fonctionner aussi au fuel (400 €) Machine à absorption ISAAC*, H2O/NH3, utilisé par des fromageries dans des villages au Kenya, financement BM *Utilise des capteurs miroirs cylindro-paraboliques (pas du BT). 11

QUELQUES PERSPECTIVES DE RECHERCHE/DÉFIS POUR L’AFRIQUE Baisser les coûts Composants et matériaux localement disponibles? (ex. CaCl2 assez disponible sur le continent, des tests avec charbon actif à partir de noix de coco) Prise en compte des particularités de la ressource solaire et définition du confort sous différentes latitudes en Afrique Besoins de réfrigération (avec stockage éventuellement)> part non négligeable Amélioration des performances (capteurs + adsorbeur) et Expérimentation et pour un retour d’expérience (contrôle, fonctionnement, maintenance, installation, etc.) Guide et formation d’installateurs avec des composants pouvant être facilement installés par ces derniers. 12

ANITSE AKPE ASANTE شكراً BARKA MERCI GA PIN NAGODE WEEBALE JËRE-JËF Ne laissez pas votre soleil vous échapper: profitez-en! ANITSE AKPE ASANTE شكراً BARKA MERCI GA PIN NAGODE WEEBALE JËRE-JËF Transport de médicaments dans le Sahel

QUI s’y intéresse? - 2ie - Centre Écologique Albert Schweitzer « Est-ce que vous croyez réellement que les 53 États qui se partagent l’aire du continent africain ont de quoi individuellement faire une recherche scientifique digne de ce nom ? Je ne crois pas du tout ! Ils (ne) chercheront rien du tout, ils (ne) trouveront rien du tout ! Par contre, en mettant bout à bout les budgets consacrés dans les 53 pays pour faire une véritable recherche scientifique alors à ce moment là on jette les bases de quelque chose de plus cohérent, de plus solide... » Edem KODJO - 2ie - Centre Écologique Albert Schweitzer - Federal University of Technology, Oweri - University of Nigeria, Nsukka Tshwane University of Technology 14