Soutenance mémoire
Energies fossiles
Par énergie fossile, on désigne une énergie stockée dans le sous-sol sous forme d‟hydrocarbures. Ceux-ci sont issus de la sédimentation de matière organique et sont enfouis dans le sol depuis 100 à 300 millions d‟années en moyenne. Les ressources fossiles ne sont pas renouvelables à l‟échelle humaine de temps. On distingue trois grandes sources d‟énergie fossile :
– Le pétrole : Issu de la sédimentation en milieu marin de matière organique comme les algues et le plancton. Cette matière se transforme en kérogène au début de son enfouissement, sous l‟effet de bactéries anaérobies (en milieu privé d‟oxygène). Le kérogène se transforme ensuite partiellement en pétrole dès 50°C à 60°C (soit à une profondeur de 1500 à 2000 mètres). C‟est la pyrolyse. Cette forme d‟énergie est utilisée sous forme de carburant liquide ou gazeux par tous les véhicules automobiles. Utilisable pour le chauffage sous la forme de fioul et aussi pour la production d‟électricité de masse dans des centrales thermiques.
– Le gaz naturel : Principalement généré comme le pétrole, par sédimentation de matières organiques en milieu marin et transformation en kérogène, mais à des températures et des pressions plus élevées. Le gaz naturel un gaz hydrocarboné, composé en grande majorité de méthane (CH4). Il libère son énergie par combustion en émettant relativement peu de substances polluantes. Il est utilisé comme chauffage domestique et industriel, pour la production d‟électricité dans des centrales thermiques à gaz.
– Le charbon de terre : Comme le gaz naturel et le pétrole, c‟est aussi une énergie fossile. Il existe plusieurs sortes de charbon fossiles. On les distingue par leur teneur en carbone et leur pouvoir calorifique.
Le biodiesel
Le biodiesel ou biogazole est une alternative au carburant pour moteur diesel classique : gazole. Ce biocarburant est obtenu à partir d‟huile végétale ou animale (y compris huiles de cuisson usagées) transformée par un procédé chimique appelé trans-estérification faisant réagir cette huile avec un alcool (méthanol ou éthanol), afin d‟obtenir du EMHV (Ester Méthylique d‟Huile Végétale) ou du EEHV (Ester Ethylique d‟Huile Végétale). La transestérification est une réaction chimique qui est à l‟origine du diester (diesel et ester). Les molécules plus petites du biodiesel ainsi obtenues peuvent alors être utilisées comme carburant dans les moteurs à allumage par compression (moteur diesel). A Madagascar, plusieurs filières peuvent être classées pour la production de biodiesel comme le jatropha, le coton, le soja et le palmier à huile. Le secteur est dominé par le jatropha puisque c‟est une plante qui se développe naturellement dans plusieurs régions. Vis-à-vis de tout cela, l‟exploitation de biodiesel à Madagascar est encore faible malgré le cout d‟exploitation élevé et la plupart des promoteurs investissent dans des travaux de recherche mais les résultats sont peu connus et confidentiels. Le marché européen, se démarque par la dominance de la filière du biodiesel par rapport à celle de l‟éthanol chacun étant représenté à 80 % et 20 % du marché des biocarburants (OCDE, 2005). L‟autre particularité de ce secteur repose sur le fait que l‟éthanol n‟est pas mélangé directement à l‟essence mais transformé en ETBE, privilégié par les constructeurs automobiles pour sa faible volatilité, pour être finalement mélangé à l‟essence (IFP, 2003). Les principaux producteurs européens sont la France, l‟Espagne, la Suède avec une production qui s‟élève respectivement à 905 000, 176 000 et 50 000 tonnes d‟éthanol. La consommation des biocarburants s‟élève à 0,6 % de la consommation totale d‟essence et de gazole. L‟évolution de la consommation se fait très rapidement dans ce secteur. Les plus gros producteurs de biodiesel sont les Etats-Unis, l‟Allemagne et la France.
Les techniques de plantations de canne à sucre
La production de la canne à sucre se fait généralement, soit en système extensif au niveau des paysan, soit en intensif et motorisé au niveau des investisseurs. Madagascar possède différentes variétés de canne à sucre qui varient suivant les régions et la destination des produits. La majorité des paysans plante directement des têtes de cannes et ne renouvelle presque jamais leur plantation (plus de 50 ans). L‟implantation de nouvelle aire d‟exploitation se pratique en association avec d‟autres cultures. Pour les paysans plus avancés, ils utilisent des fertilisants organiques lors de la mise en place de nouvelles plantations. En cas d‟alignement des plantations, les paysans pratiquent le désherbage, une à trois fois par an
Production d’éthanol à partir de la biomasse
L‟alcool obtenu par ce procédé s‟appelle du bioéthanol. Les matières premières les plus utilisées aujourd‟hui sont les plantes sucrières (betterave, canne à sucre) ou des céréales (maïs, blé). La production d‟éthanol à partir de la biomasse se fait en trois étapes :
L’hydrolyse de la céréale : l’amidon (polymère du glucose) contenu dans les céréales est hydrolysé afin d’obtenir du glucose, contrairement aux plantes sucrières qui donnent directement du sucre. Cette hydrolyse nécessite des enzymes (hydrolyse enzymatique) ou de l’acide (hydrolyse acide, le mélange doit être porté à ébullition).
La fermentation du glucose : des levures sont insérées dans un mélange de sucre et d’eau. La fermentation dure quelques semaines. A l’issue de cette étape on obtient un éthanol très dilué, inutilisable pour l’instant.
La distillation : on procède à la distillation fractionnée pour extraire l’éthanol du mélange d’éthanol et d’eau. Le mélange appelé alcoolat est porté à ébullition. Comme la température d’ébullition de l’éthanol est inférieure à celle de l’eau, l’éthanol s’évapore avant que l’eau ne commence à bouillir. En pratique, une certaine proportion d’eau et de produits plus volatiles que l’éthanol entre dans le liquide obtenu après la première distillation, c‟est ce qu’on appelle flegme. La flegmasse étant le résidu de cette distillation. D’autre part, de multiples distillations ne permettent pas d’obtenir un éthanol à plus de 96 % car il forme avec l’eau un azéotrope (96 %, PE:78,17 °C). Pour obtenir de l’éthanol plus pur, il faut déshydrater l’azéotrope, par exemple en le distillant sur l‟oxyde de calcium (CaO). Si le point azéotropique est dépassé, les distillations sont de nouveau opérationnelles.
Impacts positifs en phase d’aménagement et de construction
Les impacts positifs de ce projet en phase d‟aménagement porte essentiellement sur la composante humaine de l‟environnement. Opportunités d‟affaires pour des opérateurs économiques privés Les investissements prévus prennent en compte les achats de matériaux de construction et des équipements à installer ainsi que les opérations d‟aménagement du site, de construction des bâtiments et d‟installation des équipements. Ainsi, le démarrage du projet demeure une opportunité d‟affaires pour les entreprises du BTP, de contrôle technique,…
– Opportunités d‟emplois : Les travaux d‟aménagement du site nécessitent un besoin en personnel. C‟est une opportunité d‟emploi pour la population locale. La construction de cette unité de distillerie de canne à sucre aura un impact socio-économique positif que ce soit au niveau du district ou dans toute la région. Ce projet permettra la création d‟emplois directs et indirects. Ces emplois seront occupés dans la mesure du possible par la main d‟œuvre locale. Pendant la phase de construction, la grande partie de cette main d‟œuvre viendra certainement des environs immédiats. D‟autres viendront des autres communes avoisinantes.
Mesures d’atténuation des impacts liés à la fermeture de l’unité de distillerie de canne à sucre
La planification de la mise hors service et l‟abandon des installations de production sont prévus dans l‟étude technique des installations. Ce plan sera développé conformément à la législation applicable et aux bonnes pratiques de l‟industrie, en concertation avec les autorités nationales. Ce plan comprendra, selon le cas, les procédures pour effectuer les opérations suivantes en toute sécurité :
– la déconnexion des équipements d‟exploitation ;
– la récupération des huiles usagées dans des récipients étanches pour traitement et des produits restants en stock ;
– le démontage des installations (démantèlement) ;
– le retrait ou autre mise au rebut des installations existantes ;
– la collecte et la gestion des déchets dangereux.
En outre, des mesures d‟indemnisation et de reconversion du personnel devront être mises en œuvre.
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
PARTIE I: ETATDES CONNAISSANCES
Chapitre I SITUATION ET PROBLEMATIQUE ENERGETIQUE DANS LE MONDE
I.1 Situation énergétique mondiale
I.1.1 Consommation énergétique mondiale
I.1.2 Ressources énergétiques
I.1.2.1 Les énergies renouvelables
I.1.2.2 Les énergies non renouvelables
I.1.3 Problèmes énergétiques dans le monde
I.1.3.1 Problème sur l‟environnement
I.1.3.2 Problèmes économiques
I.1.3.3 Le COP 21
Chapitre II POLITIQUE ENERGETIQUE A MADAGASCAR
II.1Consommation énergétique à Madagascar
II.2Le taux d‟électrification à Madagascar
II.3Exploitation de potentiel énergétique malagasy
Chapitre III L‟EVOLUTION DE LA FILIERE BIOCARBURANT ET DE L‟ETHANOL COMBUSTIBLE A MADAGASCAR
III.1 L‟éthanol
III.2 Le biocarburant
III.2.1 Le bioéthanol
III.2.2 Le biodiesel
III.3 L‟éthanol combustible à Madagascar
Chapitre IV ZONE D‟ETUDES
IV.1 Monographie
IV.1.1 Origine du nom
IV.1.2 Origine du peuplement
IV.2 Situation géographiques et climatique
IV.2.1 Localisation
IV.2.2 Le climat
IV.3 Situation démographique
IV.4 Contexte énergétique de la Commune
IV.5 Situation environnementale
CONCLUSION PARTIELLE I
PARTIE II MATERIELS, METHODES ET RESULTATS DES ESSAIS DE LABORATOIRE
Chapitre V METHODOLOGIES D‟ETUDE
V.1Etudes bibliographiques
V.1.1 L‟éthanol et le processus de production par la distillation classique
V.1.1.1 Généralités sur l‟éthanol
V.1.1.2 Processus de production d‟éthanol de canne à sucre
V.1.2 Le diagramme binaire
V.1.3 Ethanol combustible et processus de production/rectification par la distillation fractionnée
V.2Les travaux de laboratoire
V.2.1 Essais au laboratoire de production d‟éthanol
V.2.1.1 Extraction du jus de la canne à sucre
V.2.1.2 Fermentation
V.2.1.3 Distillation
V.2.2 Essais de Test d‟Ebullition d‟Eau (TEE) pour l‟évaluation de l‟efficience énergétique et écologique de l‟éthanol combustible en utilisant le foyer à éthanol du Cnrit
V.2.2.1 Procédure de test
V.2.2.2 Le protocole du test
V.2.2.3 Méthode de calcul pour la détermination de la consommation en éthanol, de l‟efficience énergétique et de la puissance du réchaud à éthanol
V.2.3 Méthode de calcul pour la détermination de la consommation en bois énergie (charbon de bois ou bois de chauffe), de l‟efficience énergétique et de la puissance du foyer amélioré utilisé
V.2.3.1 Essais de test d‟ébullition d‟Eau pour l‟évaluation de l‟efficience énergétique et écologique du charbon de bois ou du bois de chauffe
V.2.3.2 Le protocole du test
Chapitre VI MATERIELS DE LABORATOIRE UTILISES
VI.1 Matériels de laboratoire pour les essais de procédé de production d‟éthanol
VI.2 Matériels de laboratoires pour les tests d‟efficience énergétique et écologique de l‟éthanol combustible
VI.2.1 Le foyer à éthanol et ses caractéristiques techniques
VI.2.2 Le foyer à éthanol et l‟analyse de sécurité du foyer
VI.2.3 Une marmite Cocotte N° 34
VI.2.4 Bécher
VI.2.5 Des récipients gradués, fioles jaugées et éprouvettes graduées : pour la volumétrie
VI.2.6 Thermocouple à sonde à affichage électronique
VI.3 Matériels de laboratoires pour les tests d‟efficience énergétique et écologique du bois énergie
VI.3.1 Le foyer Amélioré modèle Cnrit ou « fatanaMitsitsy »
Chapitre VII RESULTATS DES ESSAIS DE LABORATOIRE
VII.1 Résultats des essais de production d‟éthanol
VII.1.1 Rendement d‟alcool obtenu
VII.2 Résultats des tests d‟efficience énergétique et écologique de l‟éthanol combustible
VII.2.1 Détermination de l‟efficience énergétique, de la puissance du réchaud et de l‟efficacité écologique du réchaud à éthanol
VII.2.2 Détermination de l‟efficacité écologique de l‟éthanol au niveau domestique
VII.2.2.1 Impacts sanitaires de l‟utilisation de l‟éthanol par l‟exposition personnelle à la pollution de l‟air de ménages
VII.2.2.2 Impacts de l‟utilisation de l‟éthanol à 94° Alcoolique par l‟utilisation de réchaud à éthanol (CNRIT)
VII.3 Résultats des tests d‟efficience énergétique du bois énergie (charbon de bois et bois de chauffe)
VII.3.1 Détermination de la consommation en charbon de bois du foyer amélioré
VII.3.2 Détermination de l‟efficience énergétique, de la puissance et de l‟efficacité écologique du foyer amélioré par l‟utilisation du charbon de bois comme combustible
VII.3.3 Détermination de l‟efficacité écologique du charbon de bois comme combustible
VII.3.4 Détermination de la consommation en bois de chauffe avec du foyer amélioré
VII.3.5 Détermination de l‟efficience énergétique, de la puissance et de l‟émission de CO2 du foyer amélioré par l‟utilisation du bois de chauffe comme combustible
VII.3.6 Détermination de l‟efficacité écologique du bois de chauffe comme combustible
VII.4 Etude comparative de l‟efficacité énergétique et écologique de l‟éthanol, du charbon de bois et du bois de chauffe
VII.4.1 Etude comparative de l‟efficacité énergétique de l‟éthanol, du charbon de bois et du bois de chauffe
VII.4.2 Etude comparative de l‟efficacité écologique de l‟éthanol combustible, du charbon de bois et du bois de chauffe
VII.5 Résultats des études de rentabilité financière du projet
CONCLUSION PARTIELLE II
PARTIE III. ETUDE DE PREFAISABILITEECONOMIQUE ET RENTABILITE FINANCIERE DU PROJET DE MISE EN PLACE D‟UNITE DE DISTELLERIE DE CANNE A SUCRE
Chapitre VIII ETUDE DE PREFAISABILITE DU PROJET
VIII.1 Situation du projet
VIII.1.1 Description du projet
VIII.2 Evolution des ressources en éthanol et éthanol combustible pour les dix années à venir
VIII.3 Evolution des ressources en éthanol pour les dix années à venir
VIII.3.1 Evolution des ressources en Ethanol combustible
VIII.4 Objectifs des études de préfaisabilité économique et financière
VIII.4.1 Mise en œuvre de la possibilité de concrétisation du projet
VIII.4.2 Constitution de la viabilité et de la pérennisation du projet
VIII.4.3 La méthodologie des évaluations
VIII.4.3.1 Méthode d‟études de l‟opportunité économique du projet
VIII.4.3.2 Système comptable de mesure de performance de rentabilité
VIII.4.3.3 Définition des éléments d‟évaluation financière du projet
VIII.4.4 Hypothèses de calcul
Chapitre IX ETUDE DE RENTABILITE FINANCIERE DU PROJET
IX.1 Calcul économique pour la production d‟éthanol combustible
IX.1.1 Capital investi
IX.1.1.1 Amortissement des immobilisations
IX.1.2 Charges salariales
IX.1.3 Charges d‟exploitation
IX.1.3.1 Fonds de Roulement Initial
IX.1.3.2 Investissement Io
IX.1.4 Plan de financement
IX.1.4.1 Remboursement d‟emprunt
IX.1.5 Chiffre d‟affaires prévisionnelles
IX.1.6 Compte des résultats
IX.1.7 Budget de trésorerie
IX.2 Les indicateurs de rentabilité
IX.2.1 Le flux net de trésorerie ou Cash-flow (en Ariary)
IX.2.2 Le cash-flow actualisé
IX.2.3 Analyse de rentabilité
IX.2.3.1 Taux moyen de rendement (TMR)
IX.2.3.2 Le Délai de Récupération du Capital Investi (DRCI)
IX.2.3.3 La Valeur Actualisée Nette (VAN)
IX.2.3.4 Le taux de rentabilité interne (TRI)
IX.2.3.5 L‟Indice de profitabilité (Ip)
CONCLUSION PARTIELLE III
PARTIE IV: DISCUSSION ET ETUDE D‟IMPACT ENVIRONNEMENTAL
Chapitre X DISCUSSION
X.1Discussion de l‟efficience, l‟efficacité énergétique et écologique de l‟éthanol par rapport aux bois énergies
X.2Discussion de l‟étude de préfaisabilité et de rentabilité économique du projet
Chapitre XI ETUDE D‟IMPACT ENVIRONNEMENTAL
XI.1 Identification et analyse des impacts potentiels du projet
XI.1.1 Démarche méthodologique
XI.1.1.1 Identification et analyse des impacts environnementaux
XI.1.1.2 Présentation des impacts environnementaux et analyse
XI.2 Evaluation de l‟importance des impacts
XI.2.1 L‟intensité
XI.2.2 La portée/l‟étendue
XI.2.3 La durée
XI.2.4 Evaluation
XI.3 Mesure d‟atténuation de l‟impact.
XI.3.1 Mesure d‟atténuation des impacts liés à l‟aménagement et à la construction
XI.3.1.1 Protection de l‟air
XI.3.1.2 Atténuation du bruit et des vibrations
XI.3.1.3 Protection des eaux
XI.3.1.4 Atténuation des impacts sur le sol
XI.3.2 Mesure d‟atténuations liées au risque d‟accident de travail
XI.3.3 Mesures d‟atténuation des impacts liés à la fermeture de l‟unité de distillerie de canne à sucre
CONCLUSION PARTIELLE IV
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE ET WEBOGRAPHIE
ANNEXES
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