Pour obtenir le DIPLOME D'ETUDES APPROFONDIES EN CHIMIE 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 l’Energie UTILISATION DE L’ENERGIE DANS LE DEPARTEMENT DE FOUNDIOUGNE PLACE DE L’ENERGIE SOLAIRE

I. SITUATION GEOGRAPHIQUE II. LES DIFFERENTES FORMES D’ENERGIES UTILISEES III. MODELISATION D’UN BIODIGESTEUR DIMENSIONNEMENT D’UN BIODIGESTEUR CONCLUSION

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

Fig.2 Carte administrative de la région de Fatick

II.LES DIFFERENTES FORMES D’ENERGIES UTILISEES LE BOIS LA BIOMASSE LE BIOGAZ L’ENERGIE ELECTRIQUE L’ENERGIE SOLAIRE

* pouvoir calorifique important mangrove rhizophora LE BOIS * Utilisation * pouvoir calorifique important mangrove rhizophora CH2OH Sorbitol Manitol Prinitol Fig. 3

Source renouvelable d’énergie : potentiel de régénération maintenu. LA BIOMASSE utilisation Production agricole - Pharmacopée locale. Source renouvelable d’énergie : potentiel de régénération maintenu.

Méthane : gaz à effet de serre LE BIOGAZ Trois types de production de biogaz en fonction de la température. 15-25°C : psychrophile 25-45°C : mésophile 45-65°C : thermophile Biodigesteurs mésophiles plus utilisés (à 38°C). Méthane : gaz à effet de serre

DUREE DE VIE ET PROBLEMES RENCONTRES: 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, l’ombrage, * la consommation abusive, * la non disponibilité des pièces de rechange * l’utilisation de batteries inadaptées

Figure .4 : Conversion du rayonnement solaire DESCRIPTION GENERALE D’UN SYSTEME PHOTOVOLTAÏQUE AUTONOME Figure .4 : Conversion du rayonnement solaire

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

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.m‾²: 0,55V. Figure .6 : Association en série et en parallèle de plusieurs modules

PLOMB/ ACIDE (Ex. d’accumulateur) LA BATTERIE D’ACCUMULATEURS PLOMB/ ACIDE (Ex. d’accumulateur) Couplage de deux électrodes : une positive (PbO2 / PbSO4) et une négative (Pb / PbSO4) qui sont plongées dans une solution d’acide sulfurique. (1)

Figure .7 : Evolution de la tension durant la décharge d’un élément QUELQUES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES CAPACITE exprimée en Ah TENSION NOMINAL environ 2V TENSION D’ARRET Figure .7 : Evolution de la tension durant la décharge d’un élément

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

LA REGULATION PARALLELE Fig.9

LA REGULATION SERIE Fig.10

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

Figure .12 : Thermodynamique de la dégradation anaérobie

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

procédé de dépollution source d'énergie CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O (2) LES AVANTAGES DE LA METHANISATION procédé de dépollution source d'énergie CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O (2) (1 m3 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

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)

Nous pouvons écrire : P1 = x1.P (4) P1 (Vo – V’) = n1RT (5) soit P1 = R.T ( 1 - )-1 (6) x1.P = R.T ( 1 - )-1 (7)

= α1. T ( 1 - )-1 (8) avec α1= (9) La détermination de la pression minimale pour une alimentation correcte des ménages en gaz permet d’estimer la quantité de gaz nécessaire dans le digesteur pour un fonctionnement optimum.

= α1. T ( 1 - )-1 (9) IV. DIMENSIONNEMENT D’UN BIODIGESTEUR BESOINS ENERGETIQUES DE LA CHARGE DETERMINATION DE LA MASSE DE METHANE NECESSAIRE A partir de la relation (7): = α1. T ( 1 - )-1 (9) P’1 = Pression minimale nécessaire pour satisfaire la demande de la charge.

V. CONCLUSION ET PERSPECTIVES L’utilisation 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.

NOUS VOUS REMERCIONS DE VOTRE ATTENTION