UNIVERSITY OF MAROUA ********** HIGHER TEACHER’S TRAINING COLLEGE ********** DEPARTMENT OF CHEMISTRY UNIVERSITE DE MAROUA ********** ECOLE NORMALE SUPERIEURE ********** DEPARTEMENT DE CHIMIE Parcours : CHIMIE INFLUENCE DE LA TEMPERATURE ET DE LA PRESSION SUR L’EPURATION DU BIOGAZ PAR L’EAU MEMOIRE PRESENTE EN VUE DE L’OBTENTION DU MASTER RECHERCHE option : chimie de l’environnement Par TAMKAM ETALA Hermann Dimitri Ingénieur de conception des sciences environnementales Matricule : 13B0543N Pr DJOULDE DARMAN Roger Maître de conférences

I- GENERALITES 65 % de méthane 30 % de CO 2 5 % d’autres gaz traces (H 2 S…) WATERLEAU, % de CH 4 30% de CO 2 5% de H 2 S +… BIOGAZ BRUT < 5% de CO 2 > 95% de CH 4 H 2 S, … Sous forme de trace GAZ NATUREL

I- GENERALITES TECHNIQUES D’EPURATION 4 CO 2 CH 4 CO 2,H 2 O Facteur 1 : la compression Facteur 2 : pression de lavage Facteur 3 : température de l’enceinte La réponse LAVAGE A L’EAU Paramètre n Paramètre 1 Paramètre 2

PROBLÉMATIQUE - La transformation du CO 2 en acide carbonique est à l’origine de la corrosion des ustensiles de stockage et d’acheminement (Moh, 2013). CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 (PCS biogaz (6-7,5 kWh/m 3 ) ˂ ˂ PCS gaz domestique (10,7 kWh/m 3 ) ) (Solagro, 2004). sur la qualité de combustion l’impact sur l’environnement Répercussion II-INTRODUCTION

OBJECTIF GÉNÉRAL OBJECTIFS SPECIFIQUES O S 1 présenter les facteurs d’optimisation et leur poids sur le pourcentage d’absorption ; O S 2 déterminer la zone d’absorption optimale du CO2 dans le biogaz ; O S 3 déduire les valeurs de température et de pressions pour une absorption de 30 % de CO 2 dans le biogaz à épurer. II-INTRODUCTION

III – MATERIEL ET METHODES Technique utilisé : Plan Factoriel à 3 facteurs. Toute la méthode suit le protocole du StatWisard de STATGRAPHIC Matériel Ech x (eau plate) 100 ml Ech x (eau après lavage) 100 ml Echantillonnage Refroidissement (0°C) Mélange de l’agent titrant ( H 2 SO 4 ) (3) jusqu’à pH = 4 Pipetage de 10 ml (1) + NaOH (25 ml) + 2 gouttes de N° EC : EC (2) nn'= Volume (ml) = OH - (restant) + H + (H 2 SO 4 ) H 2 O + HSO 4 - His O H H H+H+ Zn 2+ His O O C H O H O H Zn 2+ His H O H C O H O NaOH excès HCO H 2 0 CO 2 CH 4 CO 2,H 2 O Facteur 1 : la compression Facteur 2 : pression de lavage Facteur 3 : température de l’enceinte La réponse

IV – RESULTATS ET DISCUSSION La température de l’enceinte Niveau bas fixé à 3°C Niveau haut fixé à 6°C La pression d’eau Niveau bas fixé à 5 bars Niveau haut fixé à 8bars. La pression du biogaz Niveau bas fixé à 5 bars Niveau haut fixé à 7bars.

IV – RESULTATS ET DISCUSSION Réponse 14,01 17,80 21,90 20,29 23,00 13,31 12,68 25,50 15,36 Réponse 14,01 17,80 21,90 20,29 23,00 13,31 12,68 25,50 15,36

IV – RESULTATS ET DISCUSSION déterminer les facteurs d’optimisation et leur poids sur le pourcentage d’absorption ; graphe de PARETO standardisé pour le pourcentage de CO 2 absorbé

IV – RESULTATS ET DISCUSSION déterminer les facteurs d’optimisation et leur poids sur le pourcentage d’absorption ; graphique des effets directs pour le pourcentage de CO 2 absorbé

IV – RESULTATS ET DISCUSSION déterminer les facteurs d’optimisation et leur poids sur le pourcentage d’absorption ; graphique de l’interaction entre la température et la pression de gaz graphique de l’interaction entre la température et la pression de lavage

IV – RESULTATS ET DISCUSSION graphique de l’interaction entre la pression de gaz et la pression de lavage déterminer les facteurs d’optimisation et leur poids sur le pourcentage d’absorption ;

IV – RESULTATS ET DISCUSSION - déterminer la zone d’absorption optimale du CO 2 dans le biogaz ; graphe de PARETO standardisé pour le pourcentage de CO 2 absorbé (interactions exclues) GRAPHE DE PARETO GRAPHES DES INTERACTIONS

IV – RESULTATS ET DISCUSSION - déterminer la zone d’absorption optimale du CO 2 dans le biogaz ; CoefficientEstimation constante28,47 A:temperature-4,42 B:pression biogaz0,36 C:pression lavage0,81 Il affiche l'équation de régression qui a été ajustée aux données. L'équation du modèle ajusté est : [CO 2 ] absorbée = 28,47 - 4,42×Te + 0,36×Pb + 0,81×Pl Evaluation de cette fonction (surface de réponse) Graphique en surface de réponse Graphique en iso-contours de la surface de réponse

IV – RESULTATS ET DISCUSSION - déterminer les valeurs de température et de pressions pour une absorption de 30 % de CO 2 dans le biogaz à épurer. En tenant compte du fait que : - le compresseur peut aller jusqu’à 7 bars de pompage du biogaz ; - la pompe à eau elle monte jusqu’à 8 bars. Tableau de valeurs des facteurs pour obtenir une valeur optimum de 29,9329

V – CONCLUSION ET PERSPECTIVES Au termes de ce travail où il était question de déterminer des valeurs de 3 facteurs pour une absorption maximale de CO 2 constitutif du biogaz : [CO 2 ] absorbée = 28,47 - 4,42×Te + 0,36×Pb + 0,81×Pl Absorption optimal de CO 2 = 24,1918 % Température = 3°C Pression du Biogaz = 6 bars Absorption maximale de CO 2 (30 %) Température = 1,7°C Pression du Biogaz = 7 bars Pression de pompage = 8 bars Température = 1,7°C

V – CONCLUSION ET PERSPECTIVES En guise de perspectives : Mettre en place un procédé en vue d’empêcher la congélation de l’eau entre 0°C et 3°C Pour confirmer les résultats, un autre plan d’expérience peut être appliqué. Vérifier l’efficacité de la méthode volumétrique en déterminant la marge d’erreur pendant les manipulations

V – CONCLUSION ET PERSPECTIVES En guise de perspectives : Il serait intéressant de procéder à une modélisation complète de cette étude en y intégrant plusieurs autres paramètres susceptibles d’influencer le rendement méthanique du lavage.