Problématiques de l’électricité, du bois et du gaz en milieu rural dans les provinces du Nord du Maroc

Les 13 et 14 avril 2007, 52 associations et sociétés se sont réunies à Chefchaouen, pour débattre des « Problématiques de l’électricité, du bois et du gaz en milieu rural dans les provinces du Nord du Maroc ». Etaient également présents le Haut Commissariat aux Eaux et Forêts et le CDER (Centre de développement des énergies renouvelables de Marrakech).

Article publié sur son site Internet par le journal Libération, à Casablanca, le 18 avril 2007, sous la signature de M. Amel Nejjari.

La rencontre de Chefchaouen

Cette rencontre a été organisée conjointement par le MNED (Maroc Nord Energie Durable), une cellule mise en place à Chaouen par le GERES (Groupe énergies renouvelables et environnement, association française installée à Marseille) et le GERERE (Groupe d’études et de recherche sur les énergies renouvelables et l’environnement), qui regroupe de nombreux universitaires, dans le cadre du programme de micro financement du Fonds pour l’environnement mondial (FEM – PNUD).

La première journée à principalement donné la parole aux associations de terrain, qui ont exposer les différents aspects, dans le milieu rural, liés à la consommation de l’énergie sous forme d’électricité, de bois et de butane. La seconde journée a vu la création d’ateliers de travail autour de deux grandes thématiques : l’électrification rurale et la problématique du bois de feu.

L’électrification rurale

Un constat a été fait de l’effort important mené ces dernières années par le Programme d’électrification rurale globale (PERG) de l’Office national de l’électricité (ONE) qui, lancé en 1995, a notamment permis de couvrir 80% du milieu rural. Cet effort est certes louable, mais les participants observent qu’il n’a pas pleinement réussi à relancer l’économie locale en termes d’emplois générés et de dynamique de développement. Il pourrait même avoir accru l’endettement des foyers ruraux et des collectivités locales qui ont contribué au financement de ces investissements à hauteur de 25% du coût global.

Alors les participants se sont efforcé de formuler des recommandations pour améliorer la situation :

  • Tout d’abord, ils suggèrent de mener des études d’impact, des diagnostics afin de donner une visibilité claire à la situation. Les leçons tirées de ces réalisations permettraient sans aucun doute d’améliorer la qualité des services, la maintenance et de revoir les coûts de branchement ;
  • La priorité de l’électrification devrait être donnée aux infrastructures de services comme les écoles, les dispensaires mais également aux activités génératrices de revenus ;
  • Enfin, la sensibilisation et l’éducation de la population leur apparaît comme une tâche primordiale, en particulier en direction des enfants : inscrire la donne écologique au sein des foyers et de l’école.

Le bois de feu

L’atelier « Bois de feu » a soulevé l’épineux problème de l’exploitation excessive des forêts. La forêt comme régulateur du cycle de l’eau et protecteur des sols joue un rôle primordial contre la désertification à travers la conservation des eaux et des sols pour la régulation du cycle hydrologique, la sauvegarde de la productivité des terres et la protection des barrages et des infrastructures ainsi que par la protection de la biodiversité, source de richesse pour le pays. Le patrimoine forestier national est de 9 millions d’ha : les participants ont noté que le taux de boisement actuel de 8% est très inférieur aux normes internationales qui recommandent un taux de 15% à 20%.

Sur le terrain, la forêt marocaine subit une forte pression qui dégrade cette richesse à cause d’une surexploitation excessive et d’une augmentation de la consommation de cette source d’énergie. Les participants ont recommandé de promouvoir le reboisement sous forme de bosquets, le développement du biogaz lorsque cela est possible par la mise à niveau des technologies mais surtout l’amélioration des revenus dans les zones rurales pour permettre un meilleur accès au gaz.


Site de référence : Libération

René Massé

La Côte d’Ivoire s’engage dans les biocarburants

La Côte d’Ivoire croit aux biocarburants. De nombreuses initiatives privées s’y sont déjà déroulées, à l’échelle expérimentale, pilote, et même de production. Elles concernent l’huile de palme, le maïs et le sucre, le jatropha, les résidus agricoles…

Voici quelques exemples de projets biocarburants conduits en Côte d’Ivoire.

Suivant les recommandations d’un atelier de UEMOA qui s’est tenu au Sénégal à la fin 2006, le ministère des Mines et de l’Energie, et celui de l’Agriculture ont conjointement introduit une communication auprès du gouvernent pour sensibiliser les plus hautes autorités sur l’importance du biocarburant. Elle propose également de mettre en place une stratégie nationale de développement des biocarburants à travers une approche multisectorielle, afin de minimiser les risques d’échecs. Un cadre institutionnel et réglementaire devrait se mettre en place prochainement.

Voici quelques initiatives (liste non exhaustive) en cours dans le domaine des biocarburants.

Projet pilote de production de biocarburant à base d’huile de copra pour tracteurs agricoles.

  • Objectifs : réduire la dépendance vis à vis des combustibles fossiles et réduire les dépenses en combustibles
  • Ressource végétale utilisée : l’huile de copra
  • Utilisations actuelles de l’huile en question : huile de table et intrants produits cosmétiques
  • Les intervenants :
    Opérateur privé Mr Zaroukian
    15 BP 553 Abidjan 15 Côte d’Ivoire

    Tél :(25) 22 00 12 73- Cél : (225) 07 07 55 11 /07 92 12 27

  • Etat d’avancement : expérimentations achevées. Le Promoteur recherche des appuis pour étendre ses acquis sur des superficies plus importantes cette fois ci avec le jatropha (pourguère).
  • Le financement : Autofinancement, d’un montant de 60 000 $ US
  • Le secteur visé par le projet : les tracteurs agricoles

Autoproduction de biocarburant à base d’huile de palme

  • Objectifs : réduire la dépendance vis à vis des combustibles fossiles et réduire les dépenses en combustibles
  • Ressource végétale utilisée : l’huile de palme
  • Utilisations actuelles de l’huile en question : huile de table et intrants pour les produits cosmétiques
  • Les intervenants : opérateur privé la SOGB
  • Etat d’avancement : en usage depuis quelques années
  • Le financement : Autofinancement
  • Les secteurs visés par le projet : les industriels, pour le fonctionnement des moteurs

Production à grande échelle d’éthanol à base de canne à sucre et de maïs pour la substitution des combustibles fossiles

  • Objectifs
    • Réduire la dépendance de la fluctuation des cours des combustibles fossiles
    • Implanter une raffinerie capable de produire 3,5 milliards de litres d’éthanol par an
    • Créer plus de 10 milles emplois directs et indirects
    • Réduire les émissions de gaz à effets de serre
  • Ressources végétales utilisées : la canne à sucre et le maïs
  • Utilisations actuelles de l’huile en question : production de sucre pour consommation, consommation directe du maïs et utilisation du maïs dans l’industrie alimentaire et pharmaceutique
  • Les intervenants :Société privée américaine 21 st Century Energy
  • Etat d’avancement : au tout début, en phase de négociations
  • Le financement : Privé, d’un montant de 1,3 milliards de $ US sur 5 ans
  • Le secteur visé par le projet : les transports

Production à grande échelle d’éthanol à base de vin de palme

  • Objectifs : valoriser les résidus agricoles pour créer une valeur ajoutée plus grande en termes de revenus et de création d’emplois. La mise au point d’équipements utilisant ces différents substrats permettra une production d’alcool à 45° GL par des privées (groupements ou individus) qui l’achemineront à une usine de plus grande taille pour la production de l’éthanol.
  • Ressource végétale utilisée : palmier à huile
  • Utilisations actuelles de l’huile en question : le vin de palme est utilisé pour la consommation
  • Les intervenants : l’Institut de Technologie Tropical (I2T)
  • Etat d’avancement : prototype
  • Le financement : Privé
  • Le secteur visé par le projet : les transports

Production de biogaz à partir d’épluchures de manioc

  • Objectifs : valoriser les résidus agricoles pour créer une valeur ajoutée plus grande en termes de revenus et de création d’emplois.
  • Ressources végétales utilisées : épluchures de manioc
    (1400 m3/jour après 40 jours de rétention)
  • Utilisations actuelles de l’huile en question : nourriture des animaux et résidus
  • Les intervenants : l’Institut de Technologie Tropical (I2T)
  • Etat d’avancement : projet pilote achevé
  • Le financement : Privé
  • Le secteur visé par le projet : les transports

Moussa KONE, René Massé

Gazéification de charbon de bois à la vapeur d’eau : de la particule isolée au lit fixe continu

Face à la croissance de la demande énergétique mondiale et la récente prise de conscience des problèmes d’augmentation de l’effet de serre et d’épuisement des ressources fossiles, les énergies renouvelables suscitent aujourd’hui un intérêt sans égal. Dans ce contexte, la biomasse présente un potentiel important, et des technologies de valorisation efficaces, comme la gazéification, émergent et encouragent le développement de cette filière.

Thèse soutenue par Mlle. Floriane de Mermoud, Laboratoire Biomasse énergie du Cirad, 2006.

Introduction : la gazéification, principe et historique

La gazéification est un traitement thermochimique qui convertit un solide carboné en un gaz combustible chargé en hydrogène et en monoxyde de carbone. La valorisation de ce gaz se fait aujourd’hui principalement dans des unités de cogénération, mais les possibilités de couplage avec les piles à combustibles ou les réacteurs de synthèse de biocarburants liquides laissent envisager un bel avenir à cette filière.

La gazéification a été développée significativement depuis l’entre deux guerres, avec une puissance mondiale installée de 45 GWth en 2004. Cependant, les installations existantes fonctionnent essentiellement au charbon minéral : l’application à la biomasse se heurte à certains verrous technologiques. Le manque de démonstrations dans le domaine de la gazéification de biomasse aboutit à une stagnation de la filière.

C’est dans ce contexte que l’Union européenne, dans le cadre du 5ème Programme cadre de recherche et développement technologique, a décidé de soutenir la recherche dans ce domaine au travers du projet Lift off. L’objectif du projet est la conception et la réalisation au Danemark d’une installation de démonstration en lit fixe de 2 MWth, permettant la cogénération d’électricité et de chaleur à partir de bois.

Objectif de la thèse

Cette thèse s’inscrit dans une démarche d’appui à la conception et à l’optimisation des procédés de gazéification en lit fixe continu. En effet, si la gazéification de bois est étudiée depuis de nombreuses années en laboratoire ou sur des installations pilotes, le passage à l’échelle industrielle rencontre des difficultés technologiques.

Lorsque la taille du lit fixe augmente, la perte de charge à travers le lit, engendrée par le tassement des cendres, devient trop importante et des passages préférentiels pour les gaz se créent au sein du lit. Ces phénomènes entraînent une limitation de la réaction et donc une chute du rendement de l’installation.

L’objectif de ce travail est d’atteindre une compréhension plus fine du comportement du lit fixe continu pendant la gazéification, nécessaire pour dépasser les difficultés évoquées ci-dessus.

Contenu

Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse se décompose en cinq parties :

Le chapitre I décrit les enjeux de la gazéification de la biomasse : tout d’abord sur le plan environnemental, avec les engagements de réduction des émissions de gaz à effets de serre ; puis, sur le plan énergétique, avec l’importance et la variété du gisement disponible ; sur le plan économique ensuite, avec les opportunités de développement rural et d’indépendance énergétique ; enfin, sur le plan industriel, avec le développement de nouvelles technologies énergétiquement performantes.

Le chapitre II est consacré à une étude bibliographique des phénomènes mis en jeu lors de la gazéification d’une particule de charbon de bois à la vapeur d’eau. Les caractéristiques du bois ainsi que le déroulement de la phase de pyrolyse sont tout d’abord décrits. La gazéification à la vapeur d’eau est ensuite spécifiquement étudiée. Les différents phénomènes de cinétique chimique, de transferts thermiques et massiques et d’adsorption des réactifs à la surface des pores sont détaillés.

Le chapitre III présente une étude expérimentale sur la gazéification d’une particule de charbon à la vapeur d’eau. L’influence de la vitesse de chauffe pendant la pyrolyse sur les propriétés du charbon est tout d’abord mise en évidence. Une étude paramétrique a ensuite été réalisée sur un dispositif expérimental de type « macro-TG ». L’influence
de paramètres tels que la température (830-1030°C), la pression partielle de vapeur d’eau (0,1-0,4 atm), la taille des particules (10-30 mm), ou la vitesse de chauffe pendant la pyrolyse est soulignée. La recherche d’un critère de surface réactive est également entreprise.

Le chapitre IV expose un modèle numérique de gazéification d’une particule de charbon de bois. La confrontation avec les résultats expérimentaux permet de déterminer les paramètres cinétiques de la réaction de gazéification à la vapeur d’eau. L’interprétation des résultats a amené l’auteur à conclure quant à la situation thermochimique de la particule au cours de sa gazéification. Ce modèle sera à la base d’un modèle de lit fixe.

Le chapitre V décrit le réacteur pilote conçu et réalisé dans le cadre de ce travail. Il s’agit d’un réacteur en lit fixe continu reproduisant la seule phase de gazéification d’un procédé complet. Les résultats des premiers tests de gazéification en lit fixe continu sont rapportés et permettent de valider la pertinence et l’intérêt d’un tel dispositif.


L’intégralité de la thèse est à télécharger ici

Jérome Levet, René Massé

Biogaz et compatibilité avec les moteurs de cogénération

Extrait du rapport d’une recherche réalisée à l’unité de thermodynamique de l’Université catholique de Louvain sous la responsabilité du Professeur Martin dans le cadre du projet BIOCOGEN financé par la Région Wallonne (appel PIMENT) de Belgique. Février 2007.

Ce document traite essentiellement de l’évaluation de la compatibilité du biogaz obtenu en laboratoire avec les exigences des groupes de cogénération disponibles sur le marché.

Le biogaz constitue une alternative au fuel lourd ou au gasoil pour la production d’électricité et éventuellement d’eau chaude. Le biogaz peut être issu de la digestion anaérobie de la fraction organique des déchets ménagers, de la récupération du méthane dans les décharges publiques des mégapoles africaines, de la valorisation énergétique des effluents des industries agroalimentaires et des abattoirs.

Son utilisation dans les moteurs disponibles sur le marché est conditionné par les exigences des équipementiers aussi bien pour la garantie de compatibilité que pour assurer un fonctionnement optimal des installations et par ricochet une meilleure rentabilité du projet.

Ce document est structuré en deux parties :

  • L’analyse de la littérature et des pratiques industrielles sur la caractérisation des combustibles gazeux et les méthodes d’épuration du biogaz ;
  • La présentation de quelques résultats de l’enquête menée auprès des motoristes et packagers concernant les exigences sur la qualité du combustible gazeux et les conditions de maintien de la garantie.

Pépin Tchouate

La biométhanisation de la biomasse humide

« Vade mecum technique de la biométhanisation de biomasse humide pour les installations de puissance inférieure à 10 MWth ». Document rédigé par le Bureau d’études IRCO Sprl, adapté par DEECC Consulting Sprl, Belgique. 19 pages.

Ce document décrit les aspects techniques de la biométhanisation qui est de plus en plus fréquemment mise en œuvre pour la valorisation des déchets domestiques et dont l’application dans les exploitations agro-industrielles pourrait contribuer au développement durable du secteur électrique dans beaucoup de pays africains.

La biométhanisation consiste en la dégradation de matière organique en absence d’oxygène (digestion anaérobie) et à l’abri de la lumière, par l’action combinée de plusieurs communautés de micro-organismes. C’est un processus qui conduit à la production d’un mélange gazeux appelé biogaz (dont le gaz principal est le méthane – CH4) et d’un digestat. Le biogaz peut être utilisé comme combustible et le digestat, recyclé comme amendement agricole.

Au sommaire :

I. Principes généraux de la biométhanisation

  • Les phases de la digestion anaérobie
  • Conditions optimales pour la digestion anaérobie

II. Types de digesteurs

  • Paramètres techniques des digesteurs, encore appelés fermenteurs
  • Classification sur base des charges acceptées
  • Classification sur base du principe de fonctionnement

III. Dimensionnement des digesteurs

IV. Cas spécifique des unités de biométhanisation de petite taille en agriculture

V. Production de biogaz et bilan énergétique

VI. Pourquoi construire une installation de production de biogaz ?

VII. Conditions nécessaires pour envisager la mise en œuvre d’une installation de biométhanisation

Pépin Tchouate