Soutenance mémoire
QUANTIFICATION DES DECHETS
Les déchets mesurés sont les déchets solides et liquides c’est à dire les effluents et les bouses de vaches. Comme il a été mentionné précédemment, le débit des eaux entrant dans la ferme est mesuré à l’aide du compteur. La mesure par le compteur a fait constater que la totalité des quantités des eaux utilisées dans la ferme, c’est-à dire l’eau de lavages des étables et l’eau consommée par les vaches, sont de 16 m3 par jour. La quantité des effluents sortant de la ferme, mesurée par le bac de stockage gradué, est de 10 m3 /jour. Il a été constaté que les 6 m3 sont les eaux consommées par les vaches. Le résultat de mesure de bouses des vaches est de 36 brouettes par jour. Or une brouette est équivalente à 50 kg. D’où, la quantité journalière de bouses de vaches est de 1900 kg
TRAITEMENT DES BOUSES DE VACHE
Il existe un procédé qui permet de réduire en grande partie, ou même totalement, l’impact environnemental dû au déversement des bouses de vache. Il s’agit de la production de biogaz par la technologie de fermentation anaérobie ou biométhanisation, moyennant un réacteur dénommé « biodigesteur ». Le biogaz est une énergie renouvelable produite par la digestion anaérobie de matières organiques biodégradables de différentes catégories tel que déchets verts, déchets ménagers fermentescibles, des boues de stations, des effluents d’élevage (Saber, 2013). La production de biogaz dans cette ferme permet de tirer profit et de valoriser les bouses de vache, sachant que d’autre traitement par d’autre système a toujours été difficile et couteux pour produire une excellente ressource énergétique propre (le biogaz). Mais avant d’installer ce système de biodigesteur, des critères doivent être prises en compte. Le type du biodigesteur dépend de la nappe. Si la profondeur de la nappe n’est pas élevée, l’unité biodigesteur devrait être enterrée. C’est dans cette forme qu’il serait plus en sécurité. Mais au cas contraire, c’est-à-dire que la nappe est élevée, l’unité doit être en haut pour qu’il y ait de la poussée d’Archimède. Pour cette étude, le type de nappe est l’aquifère de sable de plage. Le sol doit être meuble mais pas trop argileux : une teneur élevée en argile risque de fissurer la cuve par tassement différentiel (gonflement et séchage). Le fond de la cuve ne doit pas atteindre la nappe phréatique : sinon, cela peut causer des problèmes de pertes thermiques, infiltration, pollution et sous-pression. Le soleil est un facteur qui active les bactéries ou les germes pathogènes. Par conséquent, il faut choisir de préférence un site ensoleillé et à l’abri du vent pour maintenir une température adéquate à l’intérieur du digesteur. Surtout dans le cas de biodigesteur en cloche, il est obligatoire que la cloche soit à l’abri de l’air. Le moyen de mettre le biodigesteur à l’ abri de vent, mais exposé au soleil, est de le placer entre deux ouvrages. Quant à l’emprise foncière, une norme de dimensionnement du terrain n’existe pas. Normalement, les volumes des éléments dans une station sont en fonction de la dimension du terrain : terrain large ou terrain étroite. (CNRIT, 2012) Le digesteur détruit les germes pathogènes et élimine les odeurs par la stabilisation de la matière organique. Parmi les digesteurs possibles, les trois digesteurs les plus utilisé à Madagascar sont les digesteurs à dômes fixes, le plug flow, et le digesteur à cloche flottante (CNRIT, 2012). Le système de biodigesteur comprend : la Fosse de mélange, le digesteur et le bac de sortie. Les bouses de vaches, une fois sorties de l’étable, passent respectivement dans le dessableur, pour éliminer le sable, puis dans le bac de stockage composé de six compartiments. Les bouses de vaches sont ensuite envoyées vers la fosse de mélange pour être mélangées avec l’eau (mélange volume à volume) afin d’avoir un mélange homogène qui sera ensuite déversé dans le digesteur. Le mélangeur utilisé est de type multi-pâle pour activer le mélange des deux composantes. Le mélange se fait manuellement par un ouvrier jusqu’à ce que cela devienne homogène. Le digesteur est une cuve hermétique dans laquelle les bactéries naturellement présentes dans les déjections du bétail dégradent la matière organique en transformant, par un processus anaérobie, le carbone qu’elle contient en méthane (un gaz qui peut servir de combustible). Le digesteur est donc un dispositif technique utilisé pour la production du biogaz, un mélange de gaz constitué principalement de méthane. Le digesteur n’est donc rien d’autre qu’un réacteur biologique. Ainsi, le biogaz s’obtient lorsqu’on soumet le fumier, ou n’importe quel type de déchet organique à l’action des bactéries anaérobiques selon un procédé appelé biodigestion ou biométhanisation. Ce processus biologique s’effectue dans le biodigesteur, avec le mélange de la matière organique avec de l’eau, à une température optimale oscillant entre 30°C à 45°C. C’est là où se produisent les différentes réactions biologique pour la production de méthane, de gaz carbonique et d’eau formant ce que l’on appelle le biogaz. C’est le même processus qui se produit naturellement au fond des étangs et des marais et qui provoque l’apparition des gaz des marais ou méthane (Bates, 2007). D’après le tableau 3, le type de digesteur approprié est le digesteur à cloche flottante. Le principe de fonctionnement du digesteur est le suivant : les matières fraiches sont mélangées avec de l’eau dans la fosse de mélange ; après un bon malaxage, le mélange sera déversé directement dans le digesteur par le tuyau d’entrée débouchant dans le premier compartiment puis dans un deuxième compartiment selon le Temps de Rétention hydraulique (TRH). Le gaz produit est stocké dans la cloche gazométrique qui occasionne un déplacement vertical : vers le haut ou vers le bas selon la production et la consommation de gaz. Ainsi, la pression de gaz reste constante. Ainsi, le dimensionnement du digesteur sera connu en multipliant le temps de rétention hydraulique TRH, qui est de 24 jours, avec la quantité de substrat disponible chaque jour au niveau de la ferme ; qui est de 1800 kg (cas de 120 têtes de bétail). Ainsi, le volume du Digesteur = TRH x charge journalière= 24×1800=43200l soit 43,2 m3 Donc, à la partie supérieure du digesteur de la cloche gazométrique, le biogaz s’évacue. La production de biogaz journalière est de 43 m3. Le biogaz est composé en pourcentages variables de méthane entre 50% et 70% (GOURDON, 2007), de dioxyde de carbone CO2 (entre 30% et 60%), de l’eau (H2O) (environ 1%) et de sulfure d’hydrogène H2S à l’état de trace.
IMPORTANCE DES CALCULS FINANCIERS
Il est important de faire les calculs financiers parce que l’objectif est la détermination et/ou la mise en œuvre de la possibilité de réalisation effective du projet ainsi que la viabilité de son fonctionnement dans le temps, à l’issu de son instauration.
a- Mise en œuvre de la possibilité de concrétisation du projet : La concrétisation du projet requiert que deux conditions soient satisfaites, ce sont la rentabilité économique du point de vue de l’investisseur ; ensuite, il faut que le projet apporte des intérêts à la collectivité. L’étude de rentabilité financière d’un projet de production commence par l’évaluation du point de vue de l’entrepreneur, qui définit le choix de l’investissement en incitant celui-ci dans la décision d’investir ou non.
b- Constitution de la viabilité et de la pérennisation du projet : La mise en œuvre de la viabilité de fonctionnement du projet dans le temps, après son instauration, implique une mise en place d’un plan de gestion rationnelle fiable afin de pouvoir extraire des décisions arbitraires et mieux s’adapter aux conditions futures.
CONCLUSION
Les étapes qui ont été effectuées pour la concrétisation de ce mémoire sont l’étude bibliographique, les travaux de terrains tels que la consommation d’eau dans la ferme, les mesures de la quantité des déchets liquides et solides et les impacts environnementales, les analyses des effluents et des eaux de puits dans les laboratoires. Ces travaux permettent d’affirmer que la mise en place d’une unité de traitement des déchets solides et liquides dans la ferme Mamy est indispensable. La mise en place de l’unité de traitement des eaux usées va permettre de faire disparaitre toute les matières polluantes et les nuisances générées par les effluents de la ferme. En plus, cette unité prévoit la possibilité de réutiliser les eaux usées après les avoir traité dans la ferme. La technologie appropriée pour la valorisation énergétique des déchets solides de ferme est la biométhanisation. Cette technologie permettra d’obtenir de l’énergie qui est le biogaz et du sous-produit pouvant être utilisé comme engrais biologique ou un fertilisant agricole. L’étude de préfaisabilité technique et de rentabilité financière de la mise en place de l’unité de traitement des eaux usées et de valorisation des déchets solides de ferme a montré que le projet est techniquement faisable et financièrement rentable. A part la mise en place des systèmes de traitements, le bon fonctionnement de la ferme exige une création d’emploi pour les habitants résidant dans le quartier. De plus, le propriétaire de la ferme doit aider les voisins en trouvant des fournisseurs pour leurs activités. La possibilité de fournir des gaz aux habitants doit être prise en compte par la ferme si possible. Cette méthode permet d’éviter les conflits et les plaintes des habitants du quartier. Comme les demandes des engrais biologiques sont supérieures par rapport aux offres à Madagascar, la production des engrais pourrait être une large opportunité pour la ferme Mamy. Cette dernière pourra être parmi les grands fournisseurs d’engrais. Enfin, à Madagascar, la limitation des activités d’une ferme d’élevage doit être mise en question pour ne pas perturber les activités des autres habitants, comme dans des autres pays émergents, pour éviter tous types de problèmes.
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Table des matières
REMERCIEMENTS
LISTE DES ABREVIATIONS
LISTE DES ILLUSTRATIONS
INTRODUCTION
CHAPITRE 1. CONTEXTE GENERAL DE LA ZONE D’ETUDE
1.1. MILIEU PHYSIQUE
1.2. MILIEU HUMAIN
1.3. ENJEUX DES RESSOURCES EN EAU
CHAPITRE 2. METHODOLOGIE DE TRAVAIL
2.1. ÉTUDE BIBLIOGRAPHIQUE
2.2. TRAVAUX DE TERRAIN
2.3. TRAVAUX DE LABORATOIRE
CHAPITRE 3. RESULTATS ET INTERPRETATIONS
3.1. QUANTIFICATION DES DECHETS
3.2. RESULTATS DES ANALYSES
3.3. IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX
3.4. TYPES DE TRAITEMENS PROPOSES
CHAPITRE 4. DISCUSSION ET FAISABILITE DES SYSTEMES DE TRAITEMENTS
4.1. ATOUT MAJEUR DE L’ENSEMBLE DE SYSTEME
4.2. FAISABILITE FINANCIERE DES SYSTEMES DE TRAITEMENTS
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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