Soutenance mémoire
La balle de riz, une agroressource à valoriser
Le déchet rejeté des rizeries
La balle de riz est un déchet agricole issu de la transformation du paddy en riz blanc. Son extraction est faite par soufflage , tout de suite après le décorticage des grains de paddy.
Lors du décorticage de paddy, on obtient 20 – 23% de balle de riz , 70% de riz blanc, et le reste du son.
La disponibilité quantitative de BR dans le monde [37][PÖR2008] est estimée à 100 millions de tonnes.
Aujourd’hui, encore plus de 70% de cette quantité n’est pas commercialement utilisée et en 2020, la demande mondiale de riz est estimée à 780 millions de tonnes c’est-àdire qu’on pourra avoir 160 millions de tonnes de BR. En général, les décortiqueries et les rizeries n’arrivent pas à se débarrasser de la quantité de balle de riz sortie de leurs usines. Ce déchet constitue toujours un tas très gênant sur le lieu d’implantation des rizeries.
Le local de stockage
Pour pouvoir valoriser des déchets ou des biomasses éparpillées dans la nature, il est impératif de les ramasser, de les transporter et de les stocker. Il faut prendre en compte qu’un local de stockage demande des critères :
– Quantité minimale à stocker
– Humidité requise par la combustion .
Plusieurs rapports ont montré que la balle de riz sortie d’une rizerie ait une humidité entre 10% et 16% mais cela peut varier jusqu’à 20% dans des conditions humides. Cette humidité satisfait la condition requise pour la combustion. On n’a pas besoin de faire un séchage et un triage avant la transformation. Ces opérations ne sont plus nécessaires pour la manipulation de la balle de riz et de la CBR.
– La densité volumique de la balle de riz compactée et non compactée est entre 100 et 120 kg/m 3. Son transport pour un déplacement plus de 25 km devient coûteux et ne pas être bénéfique pour une utilisation permanente.
Une installation de gazéification pour la balle de riz
La gazéification et le gazéificateur
La balle de riz est une biomasse lignocellulosique car elle est riche en subtances de structure et peu hydrolysable. Sa valorisation privilégie les procédés « par voie sèche » dits thermochimiques. [33][NOZ2008] .
La gazéification de la balle de riz est une transformation thermochimique en présence d’un composé gazeux (O2, air, CO2, vapeur d’eau)
C + O2 ➡︎ CO2 + 97 000cal (1)
2C + O2 ➡︎ 2CO + 58 000cal (2)
2CO + O2 ➡︎ 2CO2 + 136 000cal (3)
Du point de vue scientifique, c’est une réaction endothermique hétérogène entre le carbone contenu dans le solide, la vapeur d’eau et le dioxyde de carbone.
C + H2O ➡︎ CO + H2 (4)
C + CO2 ➡︎ 2 CO (5)
Sur le plan industriel, l’objectif est de favoriser ces deux réactions (4) et (5), qui vont produire le gaz de synthèse. [38][RAN2009] Le ratio d’équivalence optimal pour un gazéificateur de BR est de 0,32. La température normale d’opération d’un gazéificateur est entre 900°C et 1000°C.
Le résidu obtenu d’un réacteur après la gazéification est environ de 30 à 40% de son volume initial ou 25 à 35% de son poids initial.
– L’efficience d’un gazéificateur de BR est entre 55,8 et 66,5%.
– Le refroidissement pendant la gazéification peut causer la condensation de goudrons.
– Une humidité supérieure à 30% peut colmater le combustible dans le gazéificateur de BR.
La gazéification de la biomasse par voie thermochimique pour la production de gaz de synthèse (CO + H2) est un enjeu majeur pour l’avenir.
Le traitement de purification de gaz de synthèse
L’épuration du gaz suivi du refroidissement est l’étape après la gazéification. Cette opération assure la bonne qualité du gaz produit d’une part et la durabilité des matériels utilisés d’autre part.
Le moteur à gaz pour la production de l’électricité
Dans les zones n’utilisant pas de réseau électrique principal, une électricité produite localement est parfaitement adaptée en tant que moyen rentable pour répondre à la demande locale en électricité tout en réduisant significativement les frais d’installation ou de mise à niveau du réseau. En alimentant directement en énergie au niveau de la charge, il est également possible de réduire ou d’éviter les pertes de transport et de distribution.
Des matériels pour des produits comprimés
La presse mécanique pour des produits moulés
Nous pouvons envisager le montage d’une unité de fabrication des produits moulés comme les briques, tuiles, parpaing, claustrats, pavés autobloquants, …La cendre de balle de riz est composée avec les matériaux de construction habituels (ciment, chaux). Le dimensionnement de la presse et l’étude de sa faisabilité d’un tel projet ne sont pas inclus dans notre travail.
La presse pour la fabrication de briquette de charbon
Comme le cas précédent, la fabrication de briquette de charbon par la valorisation de la cendre de balle de riz serait une opération rentable en investissant sur l’achat d’une presse de densification. Cette action peut contribuer à la lutte contre la déforestation pour protèger notre environnement. Une étude approfondie mérite d’être entamé dans l’avenir.
|
Table des matières
INTRODUCTION et PROBLEMATIQUE
PREMIERE PARTIE – MATÉRIELS ET METHODES
I.1- MATERIELS
I.1.1 – La balle de riz , une agro-ressource à valoriser
I.1.1.1 – Le déchet rejeté des rizeries
I.1.1.2 – Le local de stockage de la balle de riz
I.1.2 – Une installation de gazéification pour la balle de riz
I.1.2.1- La gazéification et le gazéificateur
I.1.2.2- Le traitement de purification de gaz de synthèse
I.1.2.3- Le type d’une installation de gazéification /purification pour une rizerie de grande puissance
I.1.3 – Le moteur à gaz pour la production de l’électricité
I.1.4 – Des matériels pour des produits pressés
I.1.4.1 – La presse mécanique pour des produits moulés
I.1.4.2 – Le densificateur pour la fabrication de briquette de charbon
I.1.5 – Des matériels pour la production agricole
I.1.5.1- Des matériels agricoles adaptés à la riziculture industrielle
I.1.5.2 – Les terrains de culture : des rizières de grande surface
I.2 – MÉTHODES
I.2.1 – L’analyse de la valeur
I.2.1.1- Présentation et objectifs de l’Analyse de la valeur
I.2.1.2- Le déroulement de l’Analyse de Valeur
I.2.2 – Le « reengineering «
I.2.2.1 – Définition du Reengineering
I.2.2.2 – La recherche des opportunités de Reengineering
I.2.2.3 – En route pour le Reengineering
I.2.2.4 – La réussite par le Reengineering
DEUXIEME PARTIE – RESULTATS
II.1- ETUDE DE CAS DE LA TIKO RICE MILL : UN SYSTEME DE VALORISA-TION DE LA BALLE DE RIZ POUR L’AUTONOMIE EN ELECTRICITE DE LA RIZERIE ET POUR L’AMELIORATION DE LA PRODUCTION AGRICOLE
II.1.1 – Mise en oeuvre de l’Analyse de la Valeur pour avoir l’autonomie en éléctricité par la valorisation de la balle de riz
II.1.1.1- L’orientation de l’Action
II.1.1.1.1 – Description de la TRMV
II.1.1.1.2 – Le fonctionnement de la TRMV
II.1.1.1.3 – Le Problématique de l’usine
II.1.1.1.4 – Objectifs de l’étude
II.1.1.2 – La recherche de l’information
II.1.1.2.1- Généralités et quantification de la balle de riz sortie des rizeries
II.1.1.2.2- La raréfaction des énergies fossiles mondiaux
II.1.1.2.3 – Observations des installations énergie-biomasse existantes
II.1.1.2.4 – Des applications dans l’agriculture
II.1.1.2.5 – Eco-matériaux
II.1.1.3 – L’analyse des fonctions et des coûts
II.1.1.3.1- L’analyse des besoins en puissance
II.1.1.3.2 – L’approvisionnement en électricité
II.1.1.3.3 – Le coût d’usinage de paddy
II.1.1.4 – La recherche des solutions
II.1.1.4.1 – Des spécifications communes pour le combustible
II.1.1.4.2 – La turbine à vapeur
II.1.1.4.3 – La turbine à gaz
II.1.1.4.4 – Le moteur à gaz
II.1.1.5 – L’étude et l’évaluation des solutions
II.1.1.5.1 – Les schémas de montage des solutions retenues
II.1.1.5.2- La production d’électricité par une turbine à vapeur
II.1.1.5.3 – La production d’électricité par une turbine à gaz
II.1.1.5.4 – Comparaison thématique des turbines et des moteurs à gaz
II.1.1.6 – Le bilan prévisionnel – Présentation des solutions retenues – Décisions
II.1.1.6.1 – Le bilan prévisionnel
II.1.1.6.2 – Présentation des solutions retenues
II.1.1.6.3 – Les décisions
II.1.1.6.4 – L’économie obtenue par la substitution de GO
II.1.1.6.5 – Les gains obtenus par la TRMV
II.1.1.7 – Le suivi de la réalisation
II.1.2 – Le reengineering
II.1.2.1 – La recherche des opportunités de Reengineering
II.1.2.1.1 – La production durable et renouvelable de l’électricité
II.1.2.1.2 – La réorientation des activités agro-industrielles au processus du développement durable
II.1.2.2 – En route pour le Reengineering: vers l’économie verte
II.1.2.3 – La réussite par le Reengineering: la chimie verte appliquée à la TRMV
II.2- SYNTHESE DES UTILISATIONS DE LA BALLE DE RIZ ET LEUR APPORT POUR LE DEVELOPPEMENT DURABLE
II.2.1 – La création d’une Unité COmbinée de VALorisation de la Balle de RIZ
II.2.1.1 – Les potentialités de la balle de riz et ses coproduits
II.2.1.2 – L’Unité Combinée de Valorisation de la Balle de riz
II.2.2 – La cohérence de l’utilité de l’UCOVALBRIZ avec le développement durable À Madagascar
II.2.2.1- Le fonctionnement de l’UCOVALBRIZ
II.2.2.2- Le développement durable à Madagascar
II.2.3 – La cohérence du développement local intégré avec le développement durable à Madagascar [31][MEG2002],[18][EDF2006],[14][COM2007]
II.3- LES IMPACTS SOCIO- ECONOMIQUES ET ENVIRONNEMENTAUX[39][REC2009]
II.3.1 – Les impacts sociaux
II.3.2 – Les impacts économiques
II.3.2.1- Les impacts sur le marché de riz
II.3.2.2 – Les impacts sur la production agricole
II.3.3 – Les impacts environnementaux
II.3.3.1- Le respect des conditionnements générales de fonctionnement du MDP
II.3.3.2- L’obligation de la mise en place du MDP à Madagascar
TROISIEME PARTIE – DISCUSSIONS
III.1 – LA DURABILITE DU DEVELOPPEMENT DE VALORISATIONS DE LA BALLE DE RIZ [5][ALF2009]
III.1.1- La maîtrise de la technologie de production d’électricté à partir du gaz de synthèse Analyses des contraintes pour la pérennisation
III.1.2- La purification des gaz de synthèse [33][NOZ2008]
III.1.2.1- Les composés à éliminer
III.1.2.2- L’élimination des goudrons
III.1.3- La maîtrise de l’utilisation des moteurs à gaz
III.1.4- La recherche des fournisseurs du domaine des moteurs à gaz
III.1.4.1- Les fournisseurs européens [39][REC2009]
III.1.4.2- Les fournisseurs asiatiques (chinoises)
III.2 – LA VULGARISATION DES TECHNIQUES APPROPRIEES POUR LE DEVELOPPEMENT LOCAL
III.2.1- Les barrières culturelles
III.2.2- Les zônes d’application limitées
III.2.3- Des réticences à la réalisation des résultats de recherche
CONCLUSION GENERALE
