Soutenance mémoire
L’accomplissement de diverses activités de l’homme nécessite en permanence de l’énergie. 80% de l’énergie la plus utilisée au monde est l’énergie fossile d’après International Energie Agency (IEA). Or, ce type d’énergie n’est pas renouvelable, il est épuisable. Ce type d’énergie est l’une des principales causes des problèmes environnementaux de nos jours comme le réchauffement de la planète, destruction de la couche d’ozone et l’augmentation de l’effet de serre. La recherche d’une énergie alternative non polluante est donc incontournable pour réduire l’utilisation de ce type d’énergie. Pour faire face justement à ce problème d’énergie, de nombreuses recherches sur l’utilisation de la biomasse comme source d’énergie sont menées. En effet, la biomasse présente des intérêts importants : la première, elle fait partie des sources d’énergie renouvelables ; la seconde, sa valorisation énergétique n’aura d’impact négatif sur l’environnement car elle est non polluante et dégage des carbones zéro lors de sa combustion. A Madagascar, la biomasse est utilisée comme source d’énergie. La majorité des ménages malgaches a choisi le bois comme premier choix en matière de combustible. Les perspectives de substitution du bois par diverses autres sources d’énergie comme le gaz, le pétrole, l’énergie solaire, etc. restent seulement une énergie de secours pour la plupart de la population. Il est à noter que les combustibles ligneux fournissent 86% de l’énergie totale du pays et sont consommés, aux trois quart, par les ménages, principalement, sous forme de bois énergie : bois de feu, charbon de bois (Ministère de l’énergie et des Mines). Celui-ci est pourtant utilisé d’une manière encore très primitive, ce qui ne permet pas de profiter les innombrables potentiels qu’elle peut offrir. La problématique se pose sur la manière dont il faut exploiter la biomasse afin de rentabiliser son utilisation le plus possible au maximum.
GENERALITES SUR LA BIOMASSE
APERCU SUR LA BIOMASSE
DEFINITION
De nombreux définitions de la biomasse sont avancées à travers le monde, mais on peut les résumer par celle utilisée par l’United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC, 2OO5). «Ce sont des Matières organiques biodégradables et non fossilisées provenant des plantes, des animaux et des microorganismes. Elle inclut aussi les produits, les sous-produits, les résidus et les déchets de l’agriculture, de la sylviculture et des industries connexes ainsi que les fractions organiques non fossilisées et biodégradables des déchets industriels et municipaux » La biomasse comprend uniquement les espèces biologiques vivantes ou récemment mortes qui peuvent être utilisées comme combustibles ou dans la production de certains produits chimiques. Elle ne comprend pas des matières organiques qui ont été transformées par des processus géologiques pendant plusieurs millions d’années en substances telles que le charbon ou le pétrole. Ce dernier provient des fossilisations des roches. La biomasse est un composé organique essentiellement constitué environ 50% de carbone (C), 6% d’hydrogène (H), 40% d’oxygène (O), 0,4% à 1,2% d’azote (N) et des matières minérales (MM).
FORMATION DE LA BIOMASSE
Il est vraiment important de connaître la formation de la biomasse et leurs origines. La biomasse botanique provient de la conversion des molécules simples telles que le dioxyde de carbone CO2 et l’eau H2O en glucose par l’énergie solaire en présence de la chlorophylle. Par le processus appelé « Photosynthèse », les plantes absorbent l’énergie solaire. En présence des rayonnements du soleil de longueur d’onde particulière, les plantes chlorophylliennes décomposent l’eau pour obtenir des électrons et des protons et les utilisent pour transformer le CO2 en glucose, libérant du dioxygène O2 comme sous-produit. Avec le glucose, les plantes vont :
● Nourrir les cellules
● Stocker de l’énergie
● Synthétiser d’autres molécules organiques .
Les ingrédients importants pour la croissance de la biomasse sont :
➤ La plante vivante
➤ Le spectre visible de la radiation solaire
➤ Le dioxyde de carbone
➤ La chlorophylle (agissant comme catalyseur)
➤ L’eau .
L’énergie chimique emmagasinée dans les plantes est alors transmise aux animaux qui se nourrissent de ces derniers.
LES DIFFERENTS TYPES DE BIOMASSE
Biomasse lignocellulosique
La grande majorité de la biomasse est composée de lignocellulose qui elle est constituée de la cellulose, de l’hémicellulose et de la lignine.
La cellulose
La cellulose, qui est la plus abondante des substances organiques naturelles, est la composante structurale primaire de la paroi cellulaire dans la biomasse. Sa quantité varie de 33% à 90% en masse.
Avec une formule générale (C6H10O5)n , la cellulose est un polymère à longue chaine avec un degré de polymérisation élevé ( ∼10 000) et de masse moléculaire très grande ( ∼ 500 000). Elle a une structure cristalline, et par conséquent une grande résistance permettant de fournir la structure squelettique de la biomasse terrestre. La cellulose est hautement insoluble dans les solvants organiques et l’eau. Elle n’est pas non plus digestible par l’être humain.
L’hémicellulose
L’hémicellulose est un autre constituant de la paroi cellulaire de la plante. Alors que la cellulose possède une structure cristalline, l’hémicellulose est amorphe et moins résistante. Il s’agit d’un groupe de polysaccharides à chaines ramifiées avec un degré de polymérisation faible ( ∼100 – 200). Elle assure le rôle de pontage entre les fibres de cellulose, mais aussi avec d’autres composés matriciels.
La lignine
La lignine est une partie intégrante des parois cellulaires secondaires des plantes. Elle agit comme un agent de collage des faisceaux de fibres de cellulose. Elle est formée par un polymère ramifié très complexe de phénylpropane.
Biomasse à glucide
La biomasse à glucide riche en substances glucidiques, contrairement à la biomasse lignocellulosique, est facilement hydrolysable. Il est relativement simple d’obtenir des combustibles liquides par fermentation de cette dernière. Pour cette raison, la plupart des usines d’éthanol utilise la biomasse à glucide comme matière première.
A titre d’exemple de biomasse à glucide, on peut citer :
1. Les céréales ;
2. Les betteraves sucrières ;
3. Les cannes à sucre .
Comme elle sert aussi à l’alimentation humaine, leur utilisation dans la production de produits chimiques ou d’énergie doit être soigneusement pesée car elle pourrait affecter les approvisionnements alimentaires.
Biomasse Oléagineux
Ce troisième type de biomasse est riche en liquides fournissant une bonne source d’huile végétale : palmier à huile, coco, tournesol, colza, jatropha, etc. La biomasse oléagineuse est principalement destinée à des fins alimentaires ou à servir de biocarburants après réaction de transestérification.
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIER PARTIE : LES GENERALITES SUR LA BIOMASSE
Chapitre I : Aperçu sur la Biomasse
Chapitre II : Place et valeur de la biomasse
Chapitre III : Les différentes voies de conversions de la Biomasse
Chapitre IV : Combustion de la biomasse
DEUXIEME PARTIE : LA MOTIVATION DU MEMOIRE
Chapitre V : Situation énergétique mondiale
Chapitre VI : Situation globale de l’offre et de la demande du secteur énergie à Madagascar
Chapitre VII : Facteur de diminution de ressources en biomasse à Madagascar
TROIXIEME PARTIE : LA CONCEPTION ET LA REALISATION D’UN FOYER DOMESTIQUE ALIMENTE PAR DES BIOMASSES
Chapitre VIII : Conception et réalisation d’un foyer pour une cuisson domestique
Chapitre IX : Essai et résultats expérimentaux
Chapitre X : Evaluation Financière
Chapitre XI : Evaluation Socio-économique et Environnementale du foyer à flamme inversée et les foyers traditionnels utilisé à Madagascar
CONCLUSION GENERALE
