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UNIVERSITE CHEIKH ANTA DIOP DE DAKAR ********
FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES *******
DEPARTEMENT DE CHIMIE ******
MEMOIREPrésenté parIssa DIAGNE
Maître ès Sciences Pour obtenir le DIPLOME D'ETUDES APPROFONDIES EN
CHIMIEOption: Chimie Physique Appliquée à l’Energie
UTILISATION DE L’ENERGIE DANS LE UTILISATION DE L’ENERGIE DANS LE DEPARTEMENT DE FOUNDIOUGNEDEPARTEMENT DE FOUNDIOUGNE
PLACE DE L’ENERGIE SOLAIREPLACE DE L’ENERGIE SOLAIRE
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I. SITUATION GEOGRAPHIQUE
II. LES DIFFERENTES FORMES D’ENERGIES UTILISEES
III. MODELISATION D’UN BIODIGESTEUR
IV. DIMENSIONNEMENT D’UN BIODIGESTEUR
V. CONCLUSION
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I. SITUATION GEOGRAPHIQUE
Fig.1 Carte administrative du Sénégal
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Fig.2 Carte administrative de la région de Fatick
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II.LES DIFFERENTES FORMES D’ENERGIES UTILISEES
LE BOISLA BIOMASSE LE BIOGAZ L’ENERGIE ELECTRIQUE L’ENERGIE SOLAIRE
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CH2OH
CH2OH
Sorbitol
CH2OH
CH2OH
ManitolPrinitol
LE BOIS * Utilisation * pouvoir calorifique important mangrove rhizophora
Fig. 3
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LA BIOMASSE
utilisation
- Production agricole
- Pharmacopée locale.
Source renouvelable d’énergie : potentiel de régénération maintenu.
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LE BIOGAZ Trois types de production de biogaz en
fonction de la température.
• 15-25°C : psychrophile
• 25-45°C : mésophile
• 45-65°C : thermophile Biodigesteurs mésophiles plus utilisés (à
38°C).
Méthane : gaz à effet de serre
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ENERGIE SOLAIRE IMPORTANCE DUREE DE VIE ET PROBLEMES
RENCONTRES:20 ans en moyenne; batterie est une
exception: environs 8 ans.Parmi les problèmes rencontrés ont peut citer : * le nettoyage des modules solaires, l’ombrage, * la consommation abusive,* la non disponibilité des pièces de rechange * l’utilisation de batteries inadaptées
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Figure .4 : Conversion du rayonnement solaire
DESCRIPTION GENERALE D’UN SYSTEME PHOTOVOLTAÏQUE AUTONOME
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GENERALITES SUR LE SYSTEME PHOTOVOLTAIQUE
Figure .5 : Représentation du système photovoltaïque
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Figure .6 : Association en série et en parallèle de plusieurs modules
LE PANNEAU PHOTOVOLTAIQUE ET LE CHAMP DE MODULES
Tension générée par une cellule au silicium sous éclairement de référence de 1kw.m‾²: 0,55V.
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LA BATTERIE D’ACCUMULATEURS
PLOMB/ ACIDE (Ex. d’accumulateur)
Couplage de deux électrodes : une positive (PbO2 / PbSO4) et une négative (Pb / PbSO4) qui sont plongées dans une solution d’acide sulfurique.
(1)
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QUELQUES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES• CAPACITE exprimée en Ah• TENSION NOMINAL environ 2V• TENSION D’ARRET
Figure .7 : Evolution de la tension durant la décharge d’un élément
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• REGULATION PAR BRANCHEMENT DIRECT (autorégulation du système)
LA REGULATION DE CHARGE
Fig.8
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• LA REGULATION PARALLELE
Fig.9
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LA REGULATION SERIE
Fig.10
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III. MODELISATION DU BIODIGESTEUR PROCESSUS DE METHANISATION
Figure .11 : Principales voies métaboliques et nature des populations microbiennes
intervenant dans la digestion anaérobie.
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Figure .12 : Thermodynamique de la dégradation anaérobie
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Conditions physico-chimiques
• le pH,
• la température • et le potentiel d'oxydoréduction. Besoins nutritionnels des micro-
organismes
apport suffisant de macroéléments (C, N, P, S) et d'oligo-éléments
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LES AVANTAGES DE LA METHANISATION • procédé de dépollution • source d'énergie
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O (2) (1 m3 35,6 MJ) • les quantités de boues obtenues sont faibles
(5 à 10 fois moindre que par voie aérobie),• la biomasse active à des besoins limités • le procédé est énergétiquement sobre.• le bilan carbone est neutre
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PRESSION DU GAZ PAR UNITE DE MASSE DE METHANE
• Nous assimilons le mélange gazeux à un gaz parfait vérifiant la relation :
PV = n RT (3)
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Nous pouvons écrire :
• P1 = x1.P (4)
• P1 (Vo – V’) = n1RT (5)
soit
• P1 = R.T ( 1 - )-1 (6)01
1
.VM
m
oV
V '
•x1.P = R.T ( 1 - )-1 (7)
01
1
.VM
m
oV
V '
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• = α1. T ( 1 - )-1 (8)
• La détermination de la pression minimale pour une alimentation correcte des ménages en gaz permet d’estimer la quantité de gaz nécessaire dans le digesteur pour un fonctionnement optimum.
1m
P
oV
V '
011 VMx
Ravec α1= (9)
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IV. DIMENSIONNEMENT D’UN BIODIGESTEUR
BESOINS ENERGETIQUES DE LA CHARGE
DETERMINATION DE LA MASSE DE METHANE NECESSAIRE
A partir de la relation (7): = α1. T ( 1 - )-1 (9)
1
1P'
moV
V '
•P’1 = Pression minimale nécessaire pour satisfaire la demande de la charge.
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V. CONCLUSION ET PERSPECTIVES L’utilisation des énergies nouvelles et
renouvelables semble être un début de solution au déficit énergétique.
Source de satisfaction de la demande énergétique surtout en zones rurales.
La maitrise de modélisation et de dimensionnement de biodigesteur permettrait une production optimale de biogaz.
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