La technologie de valorisation de déchets ligneux

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ÉCONOMIE ET PRODUCTIONS

Malgré le déclin du secteur industriel, la ville portuaire se spécialise dans l’import-export de produits variés dont le sisal, le coton, le riz, l’arachide et le savon. Le port a notamment joué un rôle primordial lors du « boom du maïs » dans les années 1980-90. Aujourd’hui, l’installation en zone péri-urbaine de migrants s’illustrant dans l’agriculture (maïs, manioc et riz) et l’élevage (zébus, caprins) fournissant les marchés de la ville en produits alimentaires contribue au développement du petit commerce et de l’informel en ce qui concerne les Mahafale et Masikoro. Les Tandroy, quant à eux, se spécialisent dans le métier de tireur de pousse-pousse et dans l’emploi domestique.
Mais, à l’image de l’ensemble de l’Ouest malgache, l’économie locale reste dominée par une minorité d’Indo-pakistanais « Karana » installés depuis plusieurs générations. Ils ont mis la main sur divers secteurs allant du commerce de gros aux transports en passant par l’hôtellerie et l’industrie (ou ce qui en reste). Des unités de production de sel marin se développent sur les marais salants aménagés par endroits sur les zones côtières, bénéficiant ainsi d’un milieu physique favorable.
Le tourisme est un secteur très prometteur et en plein essor grâce notamment au climat et aux atouts naturels des stations balnéaires et de l’arrière-pays (Ifaty, Anakao, Saint-Augustin…).
Une mer calme et la faible profondeur, 2 à 10 m en moyenne, favorisent des activités comme la plongée sous-marine. Tuléar restait aujourd’hui la destination phare des circuits touristiques vers le sud de Madagascar.
Mais depuis peu, plusieurs agressions ont remis en cause cette image paradisiaque. Voici ce que dit le site de l’ambassade de France: « La fréquentation de la plage de la Batterie, située au Nord de la ville de Tuléar, doit impérativement être évitée, en raison d‘agressions d‘une exceptionnelle violence ». Plusieurs meurtres ont effectivement eu lieu dans cette zone touristique: l’assassinat absolument abominable d’un couple de restaurateurs français, dont les corps ont été trouvés sauvagement mutilés, a choqué touristes et expatriés en 2012. Ce double meurtre faisait suite à d’autres crimes: deux Français assassinés sur la même plage en 2011. Toujours en 2012, sur la même place, c’est le directeur de l’Alliance française de Tuléar en personne qui avait été sauvagement agressé. Victime d’une fracture du crâne, il a lui aussi été laissé pour mort et s’en est tiré miraculeusement. Depuis, la fréquentation touristique est en chute libre6.
Par ailleurs, en ce qui concerne la région environnante, le sous-sol est riche en minéraux de pierres précieuses (à environ 200 km au nord-est sur la RN7 se trouve le grand gisement de saphir d’Ilakaka exploité depuis 1999) et de sel terrestre. Plus récemment, des compagnies canadiennes ont commencé l’exploitation de l’ilménite dans la région de Fort-Dauphin.
Toliara abrite également l’un des sites du projet d’exploration pétrolière en mer à Madagascar. Infrastructures :
L’héritage colonial reste présent dans l’architecture et le paysage urbain. De gros travaux de voirie et d’aménagement ont été entrepris à partir de 2003 pour promouvoir le développement de la ville. Transport :
Depuis Antananarivo, on peut rallier Tuléar par la mythique RN7 entièrement bitumée, dont elle constitue le terminus.
Tuléar abrite le plus important port du Sud de Madagascar tandis que l’aérodrome d’Andranomena accueille des vols intérieurs de la compagnie nationale Air Madagascar et assure également la liaison régulière avec les îles voisines (La Réunion, Maurice).
Enseignement :
L’Université de Toliara est, historiquement, le plus ancien centre d’enseignement supérieur décentralisé créé en 1971 résultant du démembrement de l’ancienne Université de Madagascar. Devenu Centre Universitaire Régional (CUR) en 1977 avant d’obtenir le statut d’Université en 1988. Le Campus universitaire de Maninday est implanté à 5 km à l’est de la ville. Il abrite notamment la faculté des Lettres et Sciences Humaines, la faculté des Sciences, l’École Normale Supérieure de Philosophie, les résidences universitaires et la Cité des professeurs… tandis que la faculté de Droit et de Gestion se trouve en centre-ville à côté du Cedratom.
L’Institut halieutique et des sciences marines (IHSM), unique dans l’Océan indien, est un établissement public proposant des formations de pointe en matière de pêche, d’aquaculture, d’environnement marin et littoral. Établi sur le site de l’ancienne Station Marine près du port, l’institut héberge depuis 2000 le Centre National des Données Océanographiques.
La ville de Tuléar possède un Lycée Technique Industriel et Commercial et deux Lycées publics d’enseignement général (le Lycée Laurent Botokeky et le Lycée d’Antaninarenina), des écoles privées et confessionnelles telles que le Collège Sacré-Cœur Tsianaloke et Mahavatse, l’École Notre-Dame de Nazareth, l’École Père Baré etc., des établissements d’enseignement primaire et secondaire privés (HoussenMemorialSchool, CapricornSchool, etc.) et également un Collège Français, le Collège Étienne de Flacourt

DEVISES

Fiherena no maha-Toliara : « le (fleuve) Fiherena est l’âme de Toliara »
Toliara tsymiroro : « Toliara ne dort jamais »

LES MARCHES DE LA COMMUNE URBAINE DE TOLIARA

Si aujourd‘hui, la ville de Toliara reçoit le maximum possible de la production paysanne, c‘est grâce à la présence de ses marchés urbains : Bazar-Be, Bazar SCAMA (Figure 3) et Bazar Sans-fil. Ces trois marchés se présentent comme des lieux stratégiques du contact entre consommateurs, vendeurs, paysans producteurs et la municipalité, gestionnaire des marchés. Les responsables se présentent aux marchés pour récupérer les droits. Et en plus, elle place les vendeurs. Le ravitaillement en légumes de la ville est possible aussi grâce aux réseaux de communication qui relient la ville et les zones de productions traditionnelles. Les routes et les moyens de transports ont permis l‘acheminement des produits vers la ville. L‘utilisation de charrettes à bœuf est un moyen même si elles ne peuvent pas transporter une grande quantité de marchandises. Dans les zones éloignées de Toliara, le problème reste l‘insuffisance de moyen de transport qui limite l‘offre et favorise la montée des prix en saison humide. Les différents phénomènes démographiques ont pour résultat l‘augmentation de la population. La forte croissance urbaine est un handicap pour le processus d‘urbanisation, mais elle joue un rôle sur la consommation. Peut-on dire aujourd‘hui que les trois marchés urbains (le Bazar-be, bazar de SCAMA et bazar Sans-fil) remplissent leurs rôles de façon satisfaisante ou doivent-ils être restructurés, réorganisés en vue d‘une amélioration du ravitaillement ? Quels sont les problèmes liés à l‘approvisionnement de légumes ?

LA DECHARGE DE TSONGOBORY

Tsongobory (Figure 4) était la décharge de la ville de Tuléar. Cela faisait en effet plus de 60 ans que la ville de Tuléar et ses environs déversaient leurs déchets sur cette zone basse inondable, située à proximité du Fiherena. Un endroit insalubre et complètement envahi par les déchets, qui se reconnaissait des kilomètres en avance à cause des odeurs qui s‘y échappaient.

LA GENESE DU PROJET PASSAT « PROJET D’ASSAINISSEMENT SOLIDE ET SECURITE ALIMENTAIRE »

Le projet PASSAT étant financé par le Ministère Fédéral de la Coopération économique et du développement d‘Allemagne BMZ et réalisé par la Welthungerhilfe ou Deutsche Welthungerhilfe : Aide contre la faim dans le monde

MINISTERE FEDERAL DE LA COOPERATION ECONOMIQUE ET DU DEVELOPPEMENT  D’ALLEMAGNE (BMZ)

Depuis 1982, la Deutsche Gesellschaftfür Internationale Zusammenarbeit (GIZ) est active à Madagascar pour le compte du ministère fédéral allemand de la Coopération économique et du Développement (BMZ). La GIZ y emploie actuellement quelque 160 experts nationaux et 45 experts internationaux.
Quatrième plus grande île au monde, Madagascar abrite une faune et une flore uniques et dispose de sols riches et de nombreuses matières premières. Pourtant, Madagascar compte parmi les pays les plus pauvres de la planète. Selon les prévisions, sa population doublera dans les trente prochaines années pour atteindre 50 millions d‘habitants, aggravant encore la pression sur les ressources naturelles. Les institutions démocratiques et la société civile sont encore peu développées dans ce pays.
Madagascar fait partie des pays les plus touchés par les changements climatiques. L‘île est souvent frappée par des cyclones et des sécheresses récurrentes qui endommagent les infrastructures et entraînent des pertes de récoltes de plus en plus fréquentes. L‘expansion incontrôlée de l‘agriculture et de la sylviculture fait peser une menace croissante sur les forêts, les sols et la biodiversité.
À Madagascar, actuellement, la GIZ se concentre sur les domaines suivants :
– Protection et utilisation des ressources naturelles
– Énergies renouvelables
– Adaptation aux conséquences des changements climatiques dans l‗agriculture
– Décentralisation
Fortement menacées, les forêts malgaches perdent sans cesse du terrain. La GIZ aide le gouvernement et les communes à inverser cette tendance. Une nouvelle politique forestière, le programme environnemental national, des plans d‘aménagement des terroirs et le développement de certaines filières – miel ou tourisme par exemple – ont permis d‘améliorer et pérenniser l‘exploitation de quelque 630 000 hectares de forêts et d‘aires protégées.
Actuellement, seule 15 % de la population a accès à l‘électricité et ce taux est bien plus faible encore dans les régions rurales. La GIZ appuie le gouvernement malgache et les acteurs économiques afin que l‘environnement devienne plus favorable aux investissements publics et privés et encourage l‘extension de l‘électrification.
De plus, la GIZ fournit un appui-conseil pour que Madagascar adapte mieux sa production agricole et la transformation dans les filières aux conséquences des changements climatiques. Dans un autre de ses grands axes de travail, la GIZ s‘emploie à promouvoir l‘autonomie de gestion et l‘efficience des communes dans leur rôle de prestataires de services et à assurer leur dotation financière.
La GIZ a pour principaux commettants le ministère fédéral allemand de la Coopération économique et du Développement (BMZ) et l‘Union européenne. Elle travaille aussi en étroite coopération avec le secteur privé pour ouvrir de nouveaux débouchés durables à l‘agriculture sur les marchés internationaux et pour accroître les rendements, ce qui améliorera la situation de la population locale. En collaboration avec Symrise, Unilever et l‘organisation « Save the Children », la GIZ forme des producteurs de vanille à des méthodes culturales efficientes et leur donne une meilleure compétence en gestion d‘entreprise.

WELTHUNGERHILFE (WHH)

La Welthungerhilfe ou Deutsche Welthungerhilfe (que l‘on peut traduire en français par « Aide contre la faim dans le monde ») est une organisation non gouvernementale allemande, laïque et politiquement indépendante, de coopération au développement et d‘aide d‘urgence. Depuis sa fondation en 1962, elle a investi environ 2,84 milliards d‘euros dans un peu plus de 7 733 projets de soutien qui ont été menés dans 70 pays situés en Afrique, en Amérique Latine et en Asie. L‘ONG dont le logo dans la figure 6 porte le sceau d‘approbation de l‘Institut Central Allemand pour les Questions Sociales. En décembre 2014, Welthungerhilfe a été reconnue comme l‘organisation la plus transparente d‘Allemagne, conjointement avec l‘organisation d‘aide humanitaire World Vision.

La technologie de valorisation de déchets ligneux

Les déchets ligneux sont le bois, les déchets de transformation de bois : sciures de bois et copeaux de rabotage, …..etc. Ces déchets ligneux peuvent être transformés sous d‘autres formes de combustibles solides carbonisés se comportant comme charbon de bois ou non carbonisés ayant le même comportement que le bois.

Carbonisation

– La pyrolyse est la transformation thermochimique en absence ou en présence de très peu de gaz oxydant.
– La carbonisation est la pyrolyse en vue de l‘obtention de charbon
– La carbonisation à combustion partielle est la pyrolyse avec une partie de la matière première utilisée comme combustible
– la pyrolyse lente conventionnelle, ou carbonisation, est réalisée à environ 450°C avec des vitesses de montée en température lentes et des longs temps de séjour du solide et des vapeurs. Il y a autant de solide, de gaz et de liquide.
– La pyrolyse rapide ou flash est réalisée à environ 500°C avec des vitesses de montée en température rapides et des temps de séjour des vapeurs courts. Elle permet d’obtenir une grande proportion de liquide, 60 à 70% de liquide sur base anhydre.
– La pyro-gazéification est réalisée à environ 800°C avec des vitesses de montée en température très rapides et des temps de séjour des vapeurs courts. Elle permet d’optimiser la production de gaz et d’obtenir 80% de gaz.

Compactage des briquettes

Les briquettes sont des matières en vrac compactés servant à économiser de l‘énergie, ou utiliser comme étant des combustibles.

Rappel théorique sur la biométhanisation

Afin d‘appréhender la faisabilité d‘utiliser les résidus agropastoraux et les ordures ménagers dans la production du biogaz, il est nécessaire de connaître les principes généraux de la méthanisation.

Définition de la méthanisation

La méthanisation encore appelée digestion anaérobie ou fermentation méthanique est un processus biologique basé sur la dégradation par des micro-organismes de la matière organique, en conditions contrôlés et en l‘absence d‘oxygène (réaction en milieu anaérobie). Cette digestion se déroule dans un réacteur ou enceinte close dénommée digesteur ou cytoculteur et aboutit à la production :
– du biogaz, mélange gazeux saturé en eau à la sortie du digesteur et composé d‘environ 50% à 70% de méthane (CH4), de 20% à 50% de gaz carbonique (CO2) et de quelques gaz traces (NH3, N2, H2S).
– du digestat, produit humide riche en matière organique partiellement stabilisé et utilisé comme fertilisant.
Il s‘agit d‘un processus complexe assuré grâce à l‘action concertée de microorganismes appartenant à différentes populations microbiennes qui se déroule généralement en 4 étapes (Figure 7 : l‘hydrolyse, l‘acidogénèse, l‘acétogenèse et la méthanogenèse); les deux premières sont souvent regroupées car effectuées par les mêmes populations de microorganismes.

Les étapes de la digestion anaérobie

– Hydrolyse et Acidogénèse
Cette première étape est effectuée par un ensemble varié de microorganismes, la plupart anaérobies strictes. Généralement, l‘hydrolyse est le fait d‘enzymes extra- cellulaires (cellulases, hydrolases, amylases, protéases, lipases etc.) qui libèrent des produits de poids moléculaire plus faible (monomères) qui vont pénétrer dans la cellule où ils seront dégradés selon les voies classiques du catabolisme. Ces monomères sont transformés en acides organiques et alcools avec libération d‘ammonium (NH4+); de dioxyde de carbone (CO2) et d’hydrogène (H2): Acidogénèse.
– Acétogénèse
C‘est pendant cette phase que sont produits, à partir des étapes précédentes, les principaux substrats de la méthanogénèse : acide acétique (CH3COOH), CO2 et H2. L‘acide acétique est un intermédiaire clé de la transformation de la matière organique dans l‘environnement. De nombreuses bactéries sont capables de faire de l‘acétate par fermentation et sont souvent qualifiés «d‘acétogènes ».
– Méthanogénèse
C‘est l‘étape finale et spécifique de la fermentation méthanique. Elle conduit à la réduction du carbone en méthane et elle est réalisée par des microorganismes très spécialisés, anaérobies strictes, qui se subdivisent en méthanobactériales, méthanococcales et méthanomicrobiales.
Il existe deux grandes voies de formation du méthane:
– La voie acétoclastique où l‘acide est transformé en méthane: CH3COOH → CH4 + CO2
– La voie hydrogénophile où c‘est le mélange CO2/H2 qui est utilisé: 2H2 + CO2 → CH4 + O2
D‘autres réactions existent à partir de différents composés comme le méthanol, l‘acide formique, la méthylamine ou encore le diméthylsulfure.

Potentiel méthanogène des substrats

Tous les substrats ne disposant pas du même potentiel méthanogène (Figure 7). Le choix de la matière organique à méthaniser est donc fondamental. En effet, toute matière organique fraîche et non lignifiée (bois et branchages) peut être méthanisée. Les matières organiques favorables au développement de la méthanisation se retrouvent principalement dans les quatre secteurs d‘activités suivants: secteur agropastoral (déjections animales, résidus de culture), secteur ménager (déchets ménagers), secteur industriel (déchets d‘industrie agro-alimentaire) et le secteur urbain (déchets de collectivités, boues urbains de station d‘épuration). Une autre solution fonctionnelle consiste à associer des effluents d’élevage (faible potentiel méthanogène mais pouvoir tampon et apportant des bactéries) et des résidus de cultures ou d’industries agro-alimentaires (bon potentiel méthanogène).

STAGE AU CNRIT

Le stage effectué au département énergétique du CNRIT a été focalisé sur deux technologies de valorisation des déchets différentes :
– La technologie de valorisation des déchets ligneux : utilisant la carbonisation et le compactage ;
– La technologie de valorisation des déchets biodégradables ou fermentescibles utilisant le procédé de biométhanisation

Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : CADRE D’ETUDE
CHAPITRE I: ZONE D’ETUDES : COMMUNE URBAINE DE TOLIARA
I.1. LOCALISATION GEOGRAPHIQUE DE LA VILLE DE TULEAR
I.2. GEOGRAPHIE ET CLIMAT
I.3. POPULATION
I.4. ÉCONOMIE ET PRODUCTIONS
I.5. DEVISES
I.6. LES MARCHES DE LA COMMUNE URBAINE DE TOLIARA
I.7. LA DECHARGE DE TSONGOBORY
CHAPITRE II: LA GENESE DU PROJET PASSAT « PROJET D’ASSAINISSEMENT SOLIDE ET SECURITE ALIMENTAIRE »
II.1. MINISTERE FEDERAL DE LA COOPERATION ECONOMIQUE ET DU DEVELOPPEMENT D’ALLEMAGNE (BMZ)
II.2. WELTHUNGERHILFE (WHH)
DEUXIEME PARTIE: METHODES – MATERIELS D’ETUDES- RESULTATS
CHAPITRE III: METHODOLOGIE ET MATERIELS ADOPTES
III.1. CAPITALISATION DES DONNEES
III.1.1. Les déchets dans la Commune Urbaine de Toliara (CUT)
III.1.2. Les énergies domestiques dans la Commune Urbaine de Toliara (CUT)
III.1.3. La technologie de valorisation de déchets ligneux
III.2. STAGE AU CNRIT
III.2.1. Carbonisation
III.2.2. Etude de l‘efficacité d‘une briquette
III.2.3. Conception d‘un biodigesteur
III.3. LE PROJET D’ASSAINISSEMENT SOLIDE ET SECURITE ALIMENTAIRE : « PASSAT »
III.3.1. Description du Projet PASSAT
III.3.2. La valorisation des déchets dans le Bazar SCAMA
III.3.3. La nouvelle décharge à Aboriha Belalanda
CHAPITRE IV: RESULTATS
IV.1. CARBONISATION
IV.2. TEST SUR LES BRIQUETTES:
IV.3. Production de biogaz
IV.3.1. Evolution de la température sur une journée
IV.3.2. Evolution du taux de méthane
IV.3.3. Taux de biogaz produit par jour
IV.3.4. Digestats
IV.4. ANALYSE FFOM (FORCE, FAIBLESSE, OPPORTUNITE, MENACE) DU PROJET PASSAT
IV.4.1. Force
IV.4.2. Faiblesse
IV.4.3. Opportunité
IV.4.4. Menaces
TROISIEME PARTIE : DISCUSSIONS- STRATEGIES AMELIOREES
CHAPITRE V: DISCUSSIONS
CHAPITRE VI: STRATEGIES AMELIOREES
VI.1. PAR L’UTILISATION DE LA BIOMETHANISATION
VI.1.1. Mise en équation
VI.1.2. Equivalence énergétique du pouvoir calorifique du méthane
VI.2. VALORISATION ENERGETIQUE DES DECHETS PLASTIQUES PRODUITS PAR JOUR VI.2.1. Les pouvoirs calorifiques inférieurs
VI.2.2. Equivalence énergétique des plastiques jetés par jour
VI.2.3. Utilité de la valorisation énergétique du plastique
VI.3. Autres stratégies
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
REFERENCES WEBOGRAPIQUES

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