Evaluation des avantages économiques dus à l’économie de combustible

Evaluation des avantages économiques dus à l’économie de combustible

Les fourneaux améliorés consomment moins de combustible que les fourneaux traditionnels, les fourneaux lorena diffusés à Bushenyi et à Rakai et les fourneaux à charbon de bois améliorés diffusés à Kampala économisent (la consommation) de l’énergie jusqu’à 55%. Pour avoir une idée sur la différence de la consommation de combustible de chaque type de fourneaux et pour déterminer la quantité de combustible épargné par les fourneaux améliorés, les consommations des combustibles de chaque type de fourneaux seront montrées dans les tableaux suivants. Ils seront détaillés en consommation journalière d’un ménage, consommation annuelle d’un ménage et consommation annuelle de la population étudiée.

consommation journalière de combustible d’un ménage qui utilise un fourneau traditionnel

En Ouganda, 2 types de fourneaux traditionnels sont les plus utilisés, l’un exclusivement pour le bois de chauffage, et l’autre pour le charbon de bois. Dans les zones rurales, comme le cas du district de Bushenyi et de Rakai, ce sont les fourneaux à 3 pierres qui sont les plus fréquents. D’abord, son coût est quasi-nul, il suffit de prendre 3 pierres de taille moyenne, mettre le récipient de cuisson au dessus, allumer le feu entre les 3 pierres et le processus de cuisson commence. En ville, comme le cas de Kampala, dont la modernité commence à avoir ses ampleurs et surtout, l’approvisionnement en bois de chauffage commence à être difficile, ce sont les fourneaux à charbon de bois traditionnel fabriqués à partir des tôles recyclés qui sont les plus utilisés. Selon les ougandais, les fourneaux à trois pierres sont très efficaces : le feu s’allume très vite, il y a plus de contact entre le fond de la marmite et la flamme. Cependant, pour cuire une petite quantité de nourriture, il faut une grande quantité de combustible, le feu à ciel ouvert (fourneau à 3 pierres) est assez gourmand de combustible. On a pu constater qu’avec le feu à ciel ouvert, la quantité moyenne de combustible consommé par personne chaque jour est de 1.2 kg. Il s’agit de combustible brut (bois sec) prêt à la combustion vive directe. Avec cette quantité moyenne par personne, on peut obtenir la quantité quotidienne de combustible consommé par un ménage qui utilise un fourneau à 3 pierres : 5,6kg. Pour le charbon de bois, la méthode de la pesée n’est pas pertinente pour identifier la consommation de combustible d’un ménage, parce que le charbon de bois est très léger. Les recherches sur la consommation de charbon de bois journalière d’un ménage ont montré qu’en Ouganda, un ménage qui utilise un fourneau à charbon de bois traditionnel consomme en moyenne 1,2165 kg de charbon de bois par jour .

Pour obtenir la quantité de combustible consommée par ménage par jour, il suffit de multiplier la quantité théorique consommée par personne par jour (1.5 kg /personne) par le nombre moyenne de personne dans un ménage (5 personnes). Ce qui donne le 5.6 kg/jour.

Consommation annuelle de combustible d’un ménage qui utilise un fourneau traditionnel 

Dans la présente analyse, une année est constituée de 365 jours. Avec les consommations journalières calculées dans le tableau précédent, comme consommation annuelle de combustible, un ménage qui utilise un fourneau à 3 pierres brule 2 044 kg de bois sec. Pour un ménage à Kampala qui utilise un fourneau à charbon de bois traditionnel, la consommation annuelle de charbon de bois passe jusqu’à 444 kg par an. La quantité annuelle consommée de bois de chauffage de 2 044 kg est obtenus par la multiplication de la consommation journalière (5.6 kg/jour) avec le nombre de jour sur une année (365 jours). De même pour le charbon de bois, 1.2156 kg/jour multiplié par le nombre de jour sur une année (365 jours) donne 444 kg.

Consommation annuelle de combustible de la population étudiée

La population concernée par la présente recherche est celle qu’on avait déterminé précédemment : ce sont les ménages utilisateurs pour tenir compte de l’existence des ménages qui renoncent au fourneau amélioré (pour le foyer lorena) et l’existence des ménages qui utilisent à la fois 2 fourneaux améliorés . A rappeler que le nombre de ménages utilisateurs de fourneau lorena est de 180 593 et celui du fourneau à charbon de bois amélioré est de 7 813 ménages. Avant la diffusion des fourneaux améliorés, ces ménages ont utilisé des foyers traditionnels (fourneau à 3 pierres et fourneau à charbon de bois traditionnel). Pour la comparaison, pour déterminer la quantité de combustible consommé par ces ménages, il suffit de pondérer ses effectifs avec la consommation individuelle : la consommation individuelle de bois de chauffage est de 2 044 kg par ménage par an pour le feu à ciel ouvert et 444 kg par ménage par an pour le fourneau à charbon de bois traditionnel. La pondération donne comme consommation annuelle de bois 369 132 092 kg sur une année pour la population étudiée qui utilise le fourneau à 3 pierres et 3 469 872 kg sur une année pour celle qui utilise le foyer à charbon de bois traditionnel.

Chaque ménage consomme 2044 kg de bois de chauffage, alors, les 180 593 ménages consomment le produit qui vaut 369 132 092 kg. Pour les 7 813 ménages utilisateurs de fourneaux à charbon de bois, le produit avec la consommation par ménage (444 kg) donne 3 469 872 kg.

Les fourneaux améliorés

Pour transformer le bois en énergie, le feu ouvert est efficace à raison de 90%. Par contre, seulement 10% à 40% de l’énergie dégagée passe à la marmite. Une meilleure efficacité du transfert de la chaleur peut réduire l’utilisation de combustible. Pour réduire la quantité de combustible à utiliser, il faut d’abord assainir le feu, ensuite, il faut maximiser l’énergie qui passe dans la marmite. Ainsi, la mise au point d’un fourneau de cuisine est nécessaire. Pour tout type de fourneau, l’existence d’une cheminée est toujours nécessaire. Elle assure la propreté de la combustion. Les fourneaux sans ventilation devraient être utilisés à l’extérieur ou dans les espaces ouverts. Au cas où l’implantation d’une cheminée est impossible, le fait d’ouvrir les fenêtres ou de créer des espaces d’aération sous le toit ou le plafond peut favoriser la combustion. Le fourneau doit être aussi à combustion propre, au cas où les combustibles sont des bois bruts, l’existence d’une cheminée est impérative.

Il est possible de créer un fourneau plus efficace qu’un feu à ciel ouvert. C’est vrai qu’un foyer à 3 pierres a plus d’avantages par rapport aux autres fourneaux :
– L’énergie dégagée n’est pas abîmée dans la masse du corps d’un fourneau. Les fourneaux assez lourds peuvent absorber la chaleur destinée à la marmite. L’ébullition de l’eau se fait très vite avec le fourneau à 3 pierres.
– La majorité de la surface d’une marmite est en contact direct avec le feu (le fond et le coté).
– La combustion des bois de chauffage est complète sur toutes les pointes brûlantes, et peut être interrompue lorsque le processus de cuisson est terminé.
– La combustion d’un feu ouvert peut être plus propre, la chaleur passe directement à la marmite .

Amélioration de la combustion

Quelques changements apportés aux routines de la cuisson peuvent améliorer la combustion :
– Le feu devrait être bien aéré
– Pour que le feu brûle plus chaud, son alentour doit être isolé. La haute température d’un feu plus chaud brûle plus vite les gaz combustibles dégagés durant le processus de cuisson.
– La chambre de combustion est plus efficace si les matériaux de construction sont moins lourds et non froids (la terre et le sable ne sont pas très bons pour construire la chambre de combustion).
– La circulation de l’air sous les morceaux de bois et à travers le charbon favorise la combustion. Ainsi, le soulèvement des combustibles qui se trouvent sur la terre devant l’entrée du fourneau est nécessaire.
– Le tirage d’air, favorable à la combustion se fait à partir d’une cheminée courte et isolée placée au dessus du feu. La circulation de l’air harmonise la combustion. Un fourneau qui possède une cheminée au dessus et ayant comme passage d’air par le bas est plus propre et très efficace.
– Il ne faut chauffer que la partie brûlante du bois, la partie non brûlante ne fait que de la fumée qui bouche la cheminée. Les morceaux de bois bien dosés créent un feu chaud et ne produisent pas beaucoup de charbon.
– Une étroite ouverture qui limite l’entrée d’air froid dans le feu n’abîme pas la quantité calorifique. En plus, une petite chambre de combustion exige moins de combustible.
– Un air préchauffé permet d’entretenir une combustion propre et complète. C’est-à-dire, il est préférable que la circulation de l’air soit maîtrisable en termes de débit.

Amélioration du rendement de combustible

Même si la combustion est efficace, s’il n’y a pas de transfert de la chaleur du combustible à la marmite, la cuisson n’aboutira pas à son terme. Quelques améliorations pratiques peuvent optimiser le rendement du combustible :
– L’existence d’une jupe de marmite augmente la température d’une flamme en contact avec le moyen de cuisson. L’air chaude érafle le fond et le coté de la marmite à travers un petit passage étroit.
– Une vitesse assez rapide des gaz de combustion chauds qui éraflent la marmite favorise la cuisson. Il ne faut pas donner trop d’espace occupée par l’air, qui transfert mal la chaleur.
– Les moyens de cuisson sont plus efficaces si la marmite est en métal. Avec les marmites en métal, la chaleur passe en conduction qu’avec les moyens de cuisson en argile.
– Un écart bien ajusté du canal dans la jupe de la marmite maximise l’échange thermique entre le feu et le moyen de cuisson. Il permet d’utiliser les fourneaux à feu réduit qui n’ont pas besoin de beaucoup de combustibles, alors que leur rendement est satisfaisant.
– Il est plus efficace d’utiliser des marmites avec des grands diamètres que des marmites de hauteur plus large, même si la contenance est égale. Une marmite plus large en diamètre augmente l’échange thermique grâce à la surface en contact avec le feu, surtout lorsqu’une jupe de marmite est présente.

Différents fourneaux familiaux de consommations différentes peuvent avoir la même performance selon l’espacement de passe entre la jupe de la marmite et la marmite. On peut aussi avancer que la consommation de combustible est fonction croissante de l’espacement de passe entre la jupe de la marmite et la marmite . Pour les fourneaux à bois, une jupe de marmite convexe transmet la majorité de la chaleur à la marmite. Il y a une corrélation positive entre la quantité de bois qui brûle à l’heure et l’espacement du canal. Si l’espacement de la jupe de la marmite est trop étroit, il n’y a pas assez de tirage d’air, ce qui favorise l’abondance d’une fumée qui ne fait que réduire la combustion. Lorsque la température des gaz de combustion chauds est plus élevée, l’échange thermique avec la marmite augmente. Il faut quand même isoler la destination de la chaleur pour la marmite. Un fourneau contenant une chambre de combustion assez grande en diamètre permet aux gaz de combustion chauds de frotter un maximum de surface du fond de la marmite. Une jupe de marmite force plus de chaleur dans la marmite, elle contraint les gaz de combustion chauds à continuer de frotter la marmite sur ses côtés en plus de son fond. Pour modérer la consommation des combustibles, l’utilisation d’une caisse isolante est aussi une solution. Une marmite de mets bouillants posée dans une caisse hermétique remplie de matériau isolant conserve la chaleur dans la marmite et cuit les aliments sans nécessité de combustible supplémentaire. Suite à une ébullition des aliments, le feu n’est plus nécessaire, la marmite est a déposée dans la caisse isolante fait cuire les aliments sans nécessité de combustible additionnelle. Cette technique économise une énorme quantité de bois. A la différence du fourneau à 3 pierres, le fourneau lorena est plus complexe. Pour le fourneau à ciel ouvert, il suffit de chercher 3 blocs de meulon pour former le fourneau, alors que pour le fourneau à bois économique (lorena), il faut plusieurs matériels : bidon, coudes, grille, feuille de tôle…

Construire un fourneau lorena n’est plus difficile, il suffit de suivre le manuel de construction suivant :

Préparation de bidon
– Fermer le bidon avec son couvercle : enlever l’excès de peinture ou de rouille qui gène la fermeture du bidon et qui se trouve sur la partie supérieure du couvercle, il faut s’assurer que le couvercle ferme bien
– Protéger de la rouille : le fond du couvercle ne doit pas être oxydé. Enlever les traces de rouille avec du papier de verre. Ensuite, mettre une couche de peinture antirouille sur le fond extérieur du bidon.

Construire le coude
Le coude peut éventuellement être fabriqué par un ferronnier avec une tôle. Si le coude est fabriqué à la main, il faut utiliser une tôle plus mince. Les mesures normales sont de 15 cm pour le diamètre des 2 tubes et de 26 cm pour la hauteur.

Ouverture pour le tube H
– Le coude ne doit pas être trop bas, il doit dépasser le bidon de 2 cm environ. Avec les mesures normales, le bas du coude doit être situé à 24 cm du couvercle.
– Il faut prendre de contour du tube H pour le reporter sur le bidon à la bonne hauteur. En passant le coude contre la marque, il faut vérifier qu’il va bien dépasser la hauteur du bidon d’environ 2 cm.
– Pour obtenir une bonne union, il faut à l’intérieur du contour un autre diamètre légèrement inférieur à environ 1 cm. On peut faire le trou avec un burin en utilisant de côté. Ensuite, il faut agrandir le cercle à la taille voulue grâce à une vingtaine de petites entailles.

Installation de coude
Il est temps maintenant de remplir le bidon avec de la cendre, à compacter jusqu’au niveau du couvercle. Le coude doit être bien placé, car en mettant la cendre, il peut bouger, il faut aussi s’assurer qu’il est bien centré.

Ouverture de la tube V et isolation des tubes
Poser correctement le couvercle sur le tube V du coude. Lorsque le trou sera fait, il faudra fermer le bidon. Pour faire la marque, passer le bras dans le coude et tracer le contour sur la tôle. Comme pour le tube H, il faut former à l’intérieur du contour un autre d’un diamètre légèrement inférieur à environ 1cm puis, faire le trou.

Table des matières

NTRODUCTION
PARTIE I : ANALYSE COUTS-AVANTAGES DU PROJET DE DIFFUSION DES FOURNEAUX AMELIORES DANS LES DISTRICTS DE BUSHENYI, RAKAI ET KAMPALA
A- Evaluation des coûts du projet
I- Les coûts administratifs
II- Les coûts des fourneaux
B- Evaluation des avantages du projet
I- Evaluation des avantages économiques dus à l’économie de combustible
1- consommation journalière de combustible d’un ménage qui utilise un fourneau traditionnel
2- Consommation annuelle de combustible d’un ménage qui utilise un fourneau traditionnel
3- Consommation annuelle de combustible de la population étudiée
4- Les fourneaux améliorés
a- Amélioration de la combustion
b- Amélioration du rendement de combustible
i- Préparation de bidon
ii- Construire le coude
iii- Ouverture pour le tube H
iv- Installation de coude
v- Ouverture de la tube V et isolation des tubes
vi- Fermeture du bidon
vii- Fixation du support circulaire
viii- Construire la ceinture de tôle (pour canaliser la chaleur)
ix- Peindre le bidon
5- Consommation journalière de combustible d’un ménage qui utilise un fourneau amélioré
6- Consommation annuelle de combustible d’un ménage qui utilise un fourneau amélioré
7- Consommation annuelle de combustible de la population étudiée avec les fourneaux améliorés
8- Evaluation monétaire des combustibles épargnés
a- Détermination du prix virtuel d’un kg de bois de chauffage collecté
i- Evaluation du salaire d’ombre
b- Détermination de la répartition du bois des chauffages épargnés
II- Evaluation des avantages économiques dus à la réduction du temps de cuisson et de la collecte de bois de chauffage
1- Evaluation monétaire du temps de collecte évité
2- évaluation monétaire du temps de cuisson évité
a- Temps de cuisson avec les fourneaux traditionnels
b- Temps de cuisson avec les fourneaux améliorés
c- Réduction du temps de cuisson
III- Evaluation des avantages économiques dus à l’amélioration de la santé de la population étudiée
1- La réduction des cas de l’ARI, de l’irritation d’œil et des brûlures
2- Evaluation monétaire du temps épargné (grâce à l’état sanitaire) affecté aux activités génératrices de revenu
a- Evaluation du temps dépensé pour soigner des maladies causées par l’utilisation d’un fourneau à ciel ouvert
b- Evaluation du temps dépensé pour soigner des maladies causées par l’utilisation d’un fourneau lorena
c- Avantage économique du à la réduction du temps de soin
3- La réduction de la dépense pour la santé
a- La réduction de la dépense au sein de chaque ménage
b- La réduction de la dépense publique pour la santé liée à la cuisson
C- Synthèse
PARTIE II : ANALYSE ALTERNATIVE CONSIDERANT LA POPULATION OUGANDAISE TOUTE ENTIERE
A- Evaluation des coûts du projet pour l’Ouganda tout entier
I- Les coûts administratifs
II- Les coûts des fourneaux
B- Evaluation des avantages du projet pour l’Ouganda tout entiers
I- La nouvelle population étudiée
II- économie de combustible pour la population ougandaise
III- La diminution du temps de la collecte et de la cuisson
IV- Avantages économiques dus à l’amélioration de la santé de la population ougandaise suite à une substitution intensive des fourneaux traditionnels en fourneaux améliorés
C- Synthèse
Conclusion
BIBLIOGRAPHIE

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