Pour obtenir le DIPLOME D'ETUDES APPROFONDIES EN CHIMIE

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1 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

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

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

4 Fig.2 Carte administrative de la région de Fatick

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

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

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

8 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

9 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

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

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

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

13 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)

14 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

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

16 LA REGULATION PARALLELE
Fig.9

17 LA REGULATION SERIE Fig.10

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

19 Figure .12 : Thermodynamique de la dégradation anaérobie

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

24 = α1. T ( ) (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.

25 = 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 ( ) (9) P’1 = Pression minimale nécessaire pour satisfaire la demande de la charge.

26 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.

27 NOUS VOUS REMERCIONS DE VOTRE ATTENTION