. C JLFIZD 3 DQCUU~T N. 83179 AOUT ...
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C JLFIZD 3
DQCUU~T N. 83179
AOUT 1983
Xrr molon Xntmrnatianal mur la* rnmqîro nauvrllam
4.1 rmnowaloblr~ mn hfriqur - Llukur 7-13 Nav.1983
-l-
1 .. INTRODUCTION
Les differcnts travaux r8alises au CNRA de Bambey depuis plu-
sieurs années, soulignent la nécessite des restitutions de matières or-
ganiques dans les systèmes de productions agricoles des zones soudanc-
saheliennes (F. GANRY - 1975). De par leurs propri4tee diverses, l’emploi
des matieree organiques residuelles et leur rastitution aux sols rencontrant
de nombreuses reticencas
en milieu Paysan. NOS travaux SE sont donc orientés
vers le comcostage methanogène, 13 production de b?'egaz constituant une plus-
velue incitatrice ci la bonne conduite du compostage.
L'utilisatirn rationnelle des reseeurces du milieu permettront
le développemont J'un nouveau sySt8me de pr2dUCtiorl JC1 1’QneïQi.e S a r a Stü-
ckée sou3 ferme de Biomasso. L’exploitation do cc potentiel pourrait, en au
outra, amener une solution A la crise du bois de fou et Par la meme oo ;i.sionT
prbbiéme de défcrestaticn des pays an voie Ue deve:Loppement. Cependant, il
convient de clarifier certains peints essentiels en ce qui concerna lioptic
onvisagde et notamment :
- le pctentiel disponible ;
- la nature et l’ampleur des besoins energbtiques ;
- 103 coûts qu'impliquent la dite optiün ;
- la niveau de technologie nécessaire et son rapport avec les
competences locales.
A partir de ces bases, l e s problemes à resoudre -rnt t r a i t à l’ap-
titudo de la biomasse à pourvoir aux besoins énsrg4tiques pour les usages
dtimestiquos et pour l’accroissement
de la productivite
agriccle. Ncs tra-
vaux se sont donc crientos vers 3 thèmes principaux :
- recensement des quantitds de rbsidus de recelte, de leur dispo-
nibilite et des possibilités de valorisaticn Par le compostage methanogéne
(0. SEZE - 1379 - Y. EERTHEAU 1981 - J.J. DREVON l!378) ;
- mise au point et Équipement d'une Unit(; centrale experimenta-
tion au CNRA de Bamboy afin de tester et d’ameliorar les différents types
de fermenteurs ;
- implantation et suivi d'installation E“ milieu oaysan ;
- 6valuation des effets agronomiques à court et moyen terme du
compost produit sur la fertilité du sel (Y. BERTYE#J et &. 1951 - ALLARD
et A. 1951).
L'unit6 centralo d'essai de fermenteurs sst implantée au CNRA de
Bambay depuis environ 2 ans. Les diffGrents essais ont pour but, d'une part
de mettre au ptiint une technclogie adapt9e au mondo rural et d’autre part,
d'evaluer pour chaque type de fermentsur les performances et les paramètres
do gesticn optimales.
2 - PRINCIPES GENERAUX DE LA FERMENTATiOi? METHANIQLJÇ
21 - Donndcs bioloqiques
Lc principe de la fermentation anaérobie peut se resumer en 3
phases successives :
- hydrolyse ou solubilisation : les substrats organiques biudrigrs-
dables compas5s de graisses, protdinos et de sucres sont transformés en mo-
leculus organiquas simples ;
- 2 -
- acidog&n&se : lus Produits de ddgradation sont attaqubs par 15s
populations de bactéries acidifiantes
- mdthanogénbse : 21 la suite de l'aci:!cg4n$sa, le biogaz r;rcvient
d'une part de la synthbse à partir do H2 et CG2 Et d'autre part de la dd-
composition des acides organiques, Par l'action de;; bactCries mÉthanog&nes.
Ces différentes phases se déroulent en &sence totale d’oxyg&ne
(anaerobiose s t r i c t e ) . Certains Paramétras physiquzs et biologiques doi.ver?l,
être contreles et notamment :
- letaux de matiéres sèches et de rnatiBrI-?s organiques du sube-
t r a t ;
- le temps de retention ou temps t?o sejour des rasidus dans l.e
f ermenteur ;
- la temperature
d e fonctiannament.
Ces differents pararn5tras variant an fonction de l’objectif
recherchio! et des conditions locales. Dans 10s Fays tropicaux par exemple,
les fermentaürs sont rarement dquipije d'un système de chauffage ; de ce
f a i t , l a temparature
de fonctionnement variera en fsncticn des ccnditi.zns
climatiques.
22 - Donnoes technüloqiques
Quant on Parle de fermentation méthanique des r8s.i jus agricoles,
il faut distinguer 3 principaux systèmes :
- la fermentation anaarobie en discontinu sur d8chets solides ;
- l a f e r m e n t a t i o n anaarobie e n c o n t i n u s u r d é c h e t s s o l i d e s ;
- l a f e r m e n t a t i o n anaerobie e n c o n t i n u s u r dachets l i q u i d e s .
i-es d&chets liquides sent ropr&sentas
par les lisiers r.u effluer.>s
n'exddant pas 10 ? 12 $dde matière st%che
en suspension.
Des nombreux fermenteurs discontinus ont St.6 testds en milieu
trcpical.
De Par
leur technologie tràs rudimentaire, ils sont particu-
librement aJaptBs au milieu bien que dans certains cas les nombreuses ma-
nipulations saiont un facteur limitant +tizr is paysan. !.A fermenteurs “en
continu" Sont assentiellemailt caract6risés
Par le fait que la Cuve n'est
j a m a i s vidÉ?e ; la continuit du processus est assure par un apport journa-
lier de substrat, une quantitd gquivalente d'sfflucnts digerés Btant eva-
cuOe Parallèlement. C’est ce d ernier type do fermenteur qui est test4 sur
l'unit& cantralc d’axp6rimentrtions
t-nt pour les déchets liquides que
solides.
3 - PRESENTATION DE LIUNITE CENTRALE D'EXpERIi"lENTATION - RESULTATS ACTUELS
Compte tanu des résultats des enquates pr&21ables portant sur is
nature et la quantit6 de rosidus agricoles disponibles, nous avons dégags!
Pour chaque rugion du S’nlgal tastde, las cptiuns to.zhnulcgiquos las plus
apPropriees pour le d6veloppement du comFostage m6thanogÈno. Cas psssib.i-
lites sont r6sumBes dans le tableau no 7.
- 3 -
?
!
:Locali- !,Type fermcn- !]Taills
!
!Gaz
-!
,
I
!
,R&sidus isation
; teur
I (m3/j.) i(:mi;og?h4
1
Zone
, (m3)
i
!
!
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!
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-
-
-
p)
!
!
!
!
!
!
, Nord Bassin ,
, Autour
I
!
!
!Continu
!
1 A r a c h i d i e r
;Fumier
; habitat., S u b s t r a t l i - ,
.2-4
; l-l .5
f 0 . 5 - 1 . 0 f
!
!
!
Jquids
!
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I
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I
- v - e - I
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I
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I
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! Sud Bassin !
!
!Continu
!
!
1
!
! A r a c h i d i e r
! P a i l l e
!Champs
!Substrat pa- !
!5-10 I 2 - 4
! 1 . 0 - 2 . 0 !
?
!
!
?teux
!
1
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f
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I
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-!
!Continu CU !
5-l 0 ;2-4
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! Casamance
:Paille ;Champs
!discontinu
.
!
l 1 .o-3.0 ;
! 2Ilo”ocl; B-Y30 !
!
!
1
!Substrat oa-
!
I
!
1
!teux
!
!
I
!
Tab. 1 : Fermentation mdthanogens, üptions technologiques, production de
gaz et de compost. (Allard et &. 1981)
C'est donc 3 partir de ces r8sultats que nous avons dimensionnes
les differents types de fermenteurs équipant l’unit& d’sxperimsntation, ,AC-
tuellement nous disposons de :
- 2 fermenteurs ISRA dérives du farmenteurszaïrcis d'un volume
unitaire de 1000 1 ;
- 1 fermenteur semi-continu de type chincis d'un volume utile
de 5,5 m3 ;
- 1 fermenteur continu sur fumier de type TRANSPAILLE-IRAI d’un
vclume utile de 10 m3.
Parallèlement,
nous avons implantd un fatmenteur ISRA en milieu
paysan à Bambey sdrére et avons assuré le suivi d'un fermenteur de type
indien construit par CARITAS SBnBgal à Ne
-Fissul.
31 - LT fermenteur ISRA
Les fermenteurs c <nstruits au CNRA de Bainbey sont dérives du
modèle zaïrois (PLUM et MBAAILA - 1979). Construits avec des fûts de 200
litres de récuperaticn des modifications visaient 21 :
- facilitsr 1,
chargement et déchargement du fermenteur ;
- a s s u r e r u n e prefermentation aércbie, exothermique,
élevatrice
du Ptl (avant la phase acidifiante anaérobie) permettant une meilleurs do-
gradation des composes hautement polymerisés ;
- permettre une fixation d'azote dans le compost efflusnt
par des batteries diazctrophes libres (Bei jerinckca, Entarobactor.. .) ;
- permettre l'utiiisaticn de dóchets m8nagers non ConditionnGs
(rbsidus pailleux de ccnstruction.. .).
CE~ f e r m e n t e u r d e 1 0 0 0 litres prQsenta l’avanta,je d’un f a i b l e roût
(25 h 6o.ooc! F CFA selon le prix dos fûts) ot 5’lJnc technoioyie maitrisabio
Par les villagdois (construction et entretien).
-4-
Les principales caracttristiqucs du fermenteur sont donnbes dans
le tableau no 2 (voir Également schema - annexe I:I
!
Volume total : 1 m3
-!
!
!
!
Cuverie - FQts de 200 i soudas
!
!
!
Alimentation : Continue - 1.5 kg m,s/jour ,
!
!
Substrat
: liquide - Fecos (Coque arachitis) !
!
Gaz : 300 :i/‘~jm.Jr
!
!
!
!
Utilisation
: Cui3scn peur 1 carr6
!
!
!
Compost : '1 t m.s/an
!
!
!
Coüt fermenteur : 60.ûOO F ZFA
!
!
f
-
-
Tab. 2 : Dcnndes techniques, fermenteur zaïrois mcdifié ISRA,
Dans un premier temps, une 6tude hydrnulique a 6itQ effectuge
afin d'lvaluor l'influence de la pression du biogaz sur les variations
de vclune utile du fermantaur (J.L. FARINET - '1983) - Parallèlement à
cm ossais nous r*Jons,
Qtant donne la configuration hydrcdynamique de [ce
typs dti f ormenteur,
3.3 pression du biogaz a une influence directe sur .Les
parametres
de fermentation par l’intermddiairo
du volume utile. Pour une
augmentation de pression de quelques millibars, In volume utile peut d'i-
minuer de 15 B 20 $ par rapport au volume initial.
Des Qtudes cnt 8gaiemant et6 menees afin de determiner l'influence
de la tem;erature ambiante sur les pcrfsrmances du fermenteur. Nous avons
pu observer des variations importantes de la production de biogaz, de l'or-
3; de 50 $ pour un ecart de temparature de 0°C (cf. courbes - annexe 2).
De Plus, l e s v a r i a t i o n s brusquss de température jour-nuit sont tres nbfas-
tes au developpement des batteries anaerobics strictes. Afin de remédier 5
cs problème, l'un des fermenteur a bte enterr8 et une étude comparative
est en cours.
Dans l’ensemble, c e f ermontsur s ‘ e s t avé& trQs variabla, s a n s
prcblbmes d? bouchage et pouvant ;:roduirc jusqu'à à 400 litres de biogaz
par jour. il.7,~ t5tur’; à l.C;‘lc +srDlc 17:‘:JC ;> r7;k1;:-
;!Cterminer s a d u r é e de-
:Ii:
vie maximale.
32 - Le fermenteur somi-continu de type chinois
Construit à partir des donnéas du "planus du biogaz chinois"'
(ENfiL! - Gret), le fermenteur est cnnstitué d'une cuve centrale enterrée
surmontée d'un d0me et BquipQe de 2 orifices d'admission et d'extraction
dos matières. Le principe semi-continu consiste dans un premiers temps 3
r e m p l i r l e fermenteur de rssidus divers (pailla, herbes, f$ceSs etc...) ad-
ditionnes d'eau jusqu'à 10 à 15 $ de matiéres sèches. Par la suite, les
apports de matière sont effectues 2 inteiva.lles r6guliers (3 à 15 jours
solon la nature du substrat et 1~s ccnditions clims.ti.quos). Peur chaque
apport,
une même quantite d e mati&re formentor, ser 2 prsalablement
%vac~:de
p a r l ’ o r i f i c e d’extracticn. L a quantitb d e *?latikr3s a(jRt.!rtBe ;jout varier
de 5 à 15 $ r:u volumti u::$tal. L e c o n t e n u d u fer i’;ç.!ntj?ur .;st integralement
remplaC6 tGtJS 1~3 SiY 5 n2Uf m?iS.
- 5 -
Suite à de nombrsux problemes techniques lors du démarrage, ce
fermenteur n'a pu être expérimante convenablement.
On retiendra notamment les problhmes liés à 1'6tancheité PrBcaire
du dôme supérieur et à la formation d'une croûte superficielle perturbant
considérablement le dégazage du biogaz.
Des modifications sont actuellement effectuees afin de résoudre
ces diff6rents problémes. Toutefois, les quelques manipulations que nous
avons pu faire montrent que ce type de fermenteur n' jst pas particuli&ra-
ment adapte au milieu rural. La vidange de la cuve nicassite l'emploi d'une
pompe donc une main d’oeuvre aytbrieure. D ’ a u t r e part l ’ e x t r a c t i o n réguliare
d'cffluents f ormentés est particulièrement penible sur ce type d'installa-
tion et nécessiti-, 1 2 2 personnes pendant plusieurs heures. Le stockage du
biogaz sans 1s dôme superieur, comme il est prSconisb dans le manuel du
biogaz chinois, pose par ailleurs un problkw!r d'adequation entre le biogaz
disponible et les besoins bien souvent ponctuf3ls.
33 - Le fermenteur continu de type TRANSPAILLE-IRAT
Ce formenteur fait partie intdgranta d'un module complet biogat
- elevagc - petite irrigation actuellement en construction au CNRA de Bambey.
Le projet d’utilisc tion du biogaz pour la mise en oeuvre d'une petite unité
d ’ i r r i g a t i o n p o r t e s u r :
- 1 hmtôrc! en irrigation de complement (saison des pluies) ;
- 112 l-iactari2
e n i r r i g a t i o n t o t a l e ( s a i s o n séohe),
Le fermenteur
continu sera alimenté à partir des rbsidus de rS-
colte d e 1 loxploitatior~ ot du fumier provenant de l'elevage. La production
de biogaz escoSqItbe est de l’ordre de t3 3. 10 m3/jour. Aliment4 par le biogaz
produit,
un groupe moto-alternateur assurera la mise 317 oeuvre de l'irriga-
tion ainsi que les besoins d'auto-consommation d., I 'installation,
Le dbmarrage est prSvu pour août 1983, 1s phase d’expérimentation
e t dt? mise au point étant Bchelonnee sur environ 'f an.
4 - CONCLUSIONS ET PERPECTIVES
Apràs les enquêtes effectuées en milieu rural, la mise au point
et l*améliorstion des différents types de formenteurs est une phase particu-
librement importante ?Cjur lc d6veloppement et la vulgarisation de la filitrre
biogaz-ccmpost.
Concsrnant les installations de type individuelle (fermen-
teur ISRA 23 chinois), il est inutile, voire nuisible, de davelopper des
fermenteurs dont la technologie n'est pas maitriseble au niveau villageois.
La vulgarisation ne peut reposer que sur la prise ôn charge de l'installation
par le paysan. Les travaux rdalises au niveau de l'unit8 centrale dlexpé::i-
mentation seront donc tourngs vers 2 objectifs principal_rx :
- mise au point et amelioraticn dqs performances des fermenteurs
;
- adaptation de la tcc:inologie au milieu rural.
- 6 -
- BIBLIOGRAPHIE -
-=-=---=-=.s=-
G4NRY (F,) - 1979
"Importance des enfouissements de matiéres organiques dans
l'amélioration des systhws cultcraux pr2,tiquGs au Sdnégal"
ISHA - Dot. rondo CNRA Bambtiy - Div. Bioch. dc2s sols.
03~~01 (J.L)- 19713
Elgments pour une Qtude des aoports de matière organique aux sols
dans le bassin arachidier du Sdnégal.
Doc. rcn6u.
CNRA de Bambey - Div. Bioch. des sols.
SEZE (C.) - 17’79
Enquete sur les disponibilites en r;iati2res organiques et leurs
modes de restitutions aux sols dans la rogion du Sine-Saloum,
ooc, rondo,
CNRA de Bambay - Div. Bioch. des sols,
BERTHEAU (Y.) - IYBO
Disponibilités en matibre organique en Ca.samance.
Doc. rcnLSo. CNRA de Bambey - Div. Bioch. Yes sols.
BERTHEAU (Y.), SEZE (G.), DREVON (J.J.) st ~npJi-7~ (L) - 1981
Biogaz au S6negal - Bilan ak persgectives de développement -
II&me Colloqua International de technologie de 1'AUFELF - Lomg
Ih - 2C janvier 1981.
ALLAr?D (J.L.), BEHTHEAU (Y.), SEZE (O.), DREVON (J.J.) et GANRY (F.) - 1981
Essais de compostage methanogène en milieu villageois au Senegal.
IVàme conf6rence annuelle de 1'AAASA - La Caire 23-30 octobre 1981.
PLUM (F,), MBARILA (N.) - 197?
iJn digestsur h flux continu. UniversitQ N tionale du Zaïre.
Centra ds ;ielllE:rLlldS Unii,‘Grsi.tj.cdL
i3~ &ivu (CERUKI) no 3.
FARINE-T (3.L.) - 1983
Fonctionnement hydraulique du f ermenteur ISHA.
Dot. ron&o - CNHA de Bambey - Div. Bioch. des sols.
Manuel du Eiogaz chinois - ENDA-GRET à partir i,ie la version anglaise
oubli& par Inter:rGdiatz Tzchnolcgy Publication Ltd.
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C JLFIZD 3
DQCUU~T N. 83179
AOUT 1983
Xrr molon Xntmrnatianal mur la* rnmqîro nauvrllam
4.1 rmnowaloblr~ mn hfriqur - Llukur 7-13 Nav.1983
-l-
1 .. INTRODUCTION
Les differcnts travaux r8alises au CNRA de Bambey depuis plu-
sieurs années, soulignent la nécessite des restitutions de matières or-
ganiques dans les systèmes de productions agricoles des zones soudanc-
saheliennes (F. GANRY - 1975). De par leurs propri4tee diverses, l’emploi
des matieree organiques residuelles et leur rastitution aux sols rencontrant
de nombreuses reticencas
en milieu Paysan. NOS travaux SE sont donc orientés
vers le comcostage methanogène, 13 production de b?'egaz constituant une plus-
velue incitatrice ci la bonne conduite du compostage.
L'utilisatirn rationnelle des reseeurces du milieu permettront
le développemont J'un nouveau sySt8me de pr2dUCtiorl JC1 1’QneïQi.e S a r a Stü-
ckée sou3 ferme de Biomasso. L’exploitation do cc potentiel pourrait, en au
outra, amener une solution A la crise du bois de fou et Par la meme oo ;i.sionT
prbbiéme de défcrestaticn des pays an voie Ue deve:Loppement. Cependant, il
convient de clarifier certains peints essentiels en ce qui concerna lioptic
onvisagde et notamment :
- le pctentiel disponible ;
- la nature et l’ampleur des besoins energbtiques ;
- 103 coûts qu'impliquent la dite optiün ;
- la niveau de technologie nécessaire et son rapport avec les
competences locales.
A partir de ces bases, l e s problemes à resoudre -rnt t r a i t à l’ap-
titudo de la biomasse à pourvoir aux besoins énsrg4tiques pour les usages
dtimestiquos et pour l’accroissement
de la productivite
agriccle. Ncs tra-
vaux se sont donc crientos vers 3 thèmes principaux :
- recensement des quantitds de rbsidus de recelte, de leur dispo-
nibilite et des possibilités de valorisaticn Par le compostage methanogéne
(0. SEZE - 1379 - Y. EERTHEAU 1981 - J.J. DREVON l!378) ;
- mise au point et Équipement d'une Unit(; centrale experimenta-
tion au CNRA de Bamboy afin de tester et d’ameliorar les différents types
de fermenteurs ;
- implantation et suivi d'installation E“ milieu oaysan ;
- 6valuation des effets agronomiques à court et moyen terme du
compost produit sur la fertilité du sel (Y. BERTYE#J et &. 1951 - ALLARD
et A. 1951).
L'unit6 centralo d'essai de fermenteurs sst implantée au CNRA de
Bambay depuis environ 2 ans. Les diffGrents essais ont pour but, d'une part
de mettre au ptiint une technclogie adapt9e au mondo rural et d’autre part,
d'evaluer pour chaque type de fermentsur les performances et les paramètres
do gesticn optimales.
2 - PRINCIPES GENERAUX DE LA FERMENTATiOi? METHANIQLJÇ
21 - Donndcs bioloqiques
Lc principe de la fermentation anaérobie peut se resumer en 3
phases successives :
- hydrolyse ou solubilisation : les substrats organiques biudrigrs-
dables compas5s de graisses, protdinos et de sucres sont transformés en mo-
leculus organiquas simples ;
- 2 -
- acidog&n&se : lus Produits de ddgradation sont attaqubs par 15s
populations de bactéries acidifiantes
- mdthanogénbse : 21 la suite de l'aci:!cg4n$sa, le biogaz r;rcvient
d'une part de la synthbse à partir do H2 et CG2 Et d'autre part de la dd-
composition des acides organiques, Par l'action de;; bactCries mÉthanog&nes.
Ces différentes phases se déroulent en &sence totale d’oxyg&ne
(anaerobiose s t r i c t e ) . Certains Paramétras physiquzs et biologiques doi.ver?l,
être contreles et notamment :
- letaux de matiéres sèches et de rnatiBrI-?s organiques du sube-
t r a t ;
- le temps de retention ou temps t?o sejour des rasidus dans l.e
f ermenteur ;
- la temperature
d e fonctiannament.
Ces differents pararn5tras variant an fonction de l’objectif
recherchio! et des conditions locales. Dans 10s Fays tropicaux par exemple,
les fermentaürs sont rarement dquipije d'un système de chauffage ; de ce
f a i t , l a temparature
de fonctionnement variera en fsncticn des ccnditi.zns
climatiques.
22 - Donnoes technüloqiques
Quant on Parle de fermentation méthanique des r8s.i jus agricoles,
il faut distinguer 3 principaux systèmes :
- la fermentation anaarobie en discontinu sur d8chets solides ;
- l a f e r m e n t a t i o n anaarobie e n c o n t i n u s u r d é c h e t s s o l i d e s ;
- l a f e r m e n t a t i o n anaerobie e n c o n t i n u s u r dachets l i q u i d e s .
i-es d&chets liquides sent ropr&sentas
par les lisiers r.u effluer.>s
n'exddant pas 10 ? 12 $dde matière st%che
en suspension.
Des nombreux fermenteurs discontinus ont St.6 testds en milieu
trcpical.
De Par
leur technologie tràs rudimentaire, ils sont particu-
librement aJaptBs au milieu bien que dans certains cas les nombreuses ma-
nipulations saiont un facteur limitant +tizr is paysan. !.A fermenteurs “en
continu" Sont assentiellemailt caract6risés
Par le fait que la Cuve n'est
j a m a i s vidÉ?e ; la continuit du processus est assure par un apport journa-
lier de substrat, une quantitd gquivalente d'sfflucnts digerés Btant eva-
cuOe Parallèlement. C’est ce d ernier type do fermenteur qui est test4 sur
l'unit& cantralc d’axp6rimentrtions
t-nt pour les déchets liquides que
solides.
3 - PRESENTATION DE LIUNITE CENTRALE D'EXpERIi"lENTATION - RESULTATS ACTUELS
Compte tanu des résultats des enquates pr&21ables portant sur is
nature et la quantit6 de rosidus agricoles disponibles, nous avons dégags!
Pour chaque rugion du S’nlgal tastde, las cptiuns to.zhnulcgiquos las plus
apPropriees pour le d6veloppement du comFostage m6thanogÈno. Cas psssib.i-
lites sont r6sumBes dans le tableau no 7.
- 3 -
?
!
:Locali- !,Type fermcn- !]Taills
!
!Gaz
-!
,
I
!
,R&sidus isation
; teur
I (m3/j.) i(:mi;og?h4
1
Zone
, (m3)
i
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p)
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, Nord Bassin ,
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1 A r a c h i d i e r
;Fumier
; habitat., S u b s t r a t l i - ,
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:Paille ;Champs
!discontinu
.
!
l 1 .o-3.0 ;
! 2Ilo”ocl; B-Y30 !
!
!
1
!Substrat oa-
!
I
!
1
!teux
!
!
I
!
Tab. 1 : Fermentation mdthanogens, üptions technologiques, production de
gaz et de compost. (Allard et &. 1981)
C'est donc 3 partir de ces r8sultats que nous avons dimensionnes
les differents types de fermenteurs équipant l’unit& d’sxperimsntation, ,AC-
tuellement nous disposons de :
- 2 fermenteurs ISRA dérives du farmenteurszaïrcis d'un volume
unitaire de 1000 1 ;
- 1 fermenteur semi-continu de type chincis d'un volume utile
de 5,5 m3 ;
- 1 fermenteur continu sur fumier de type TRANSPAILLE-IRAI d’un
vclume utile de 10 m3.
Parallèlement,
nous avons implantd un fatmenteur ISRA en milieu
paysan à Bambey sdrére et avons assuré le suivi d'un fermenteur de type
indien construit par CARITAS SBnBgal à Ne
-Fissul.
31 - LT fermenteur ISRA
Les fermenteurs c <nstruits au CNRA de Bainbey sont dérives du
modèle zaïrois (PLUM et MBAAILA - 1979). Construits avec des fûts de 200
litres de récuperaticn des modifications visaient 21 :
- facilitsr 1,
chargement et déchargement du fermenteur ;
- a s s u r e r u n e prefermentation aércbie, exothermique,
élevatrice
du Ptl (avant la phase acidifiante anaérobie) permettant une meilleurs do-
gradation des composes hautement polymerisés ;
- permettre une fixation d'azote dans le compost efflusnt
par des batteries diazctrophes libres (Bei jerinckca, Entarobactor.. .) ;
- permettre l'utiiisaticn de dóchets m8nagers non ConditionnGs
(rbsidus pailleux de ccnstruction.. .).
CE~ f e r m e n t e u r d e 1 0 0 0 litres prQsenta l’avanta,je d’un f a i b l e roût
(25 h 6o.ooc! F CFA selon le prix dos fûts) ot 5’lJnc technoioyie maitrisabio
Par les villagdois (construction et entretien).
-4-
Les principales caracttristiqucs du fermenteur sont donnbes dans
le tableau no 2 (voir Également schema - annexe I:I
!
Volume total : 1 m3
-!
!
!
!
Cuverie - FQts de 200 i soudas
!
!
!
Alimentation : Continue - 1.5 kg m,s/jour ,
!
!
Substrat
: liquide - Fecos (Coque arachitis) !
!
Gaz : 300 :i/‘~jm.Jr
!
!
!
!
Utilisation
: Cui3scn peur 1 carr6
!
!
!
Compost : '1 t m.s/an
!
!
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Coüt fermenteur : 60.ûOO F ZFA
!
!
f
-
-
Tab. 2 : Dcnndes techniques, fermenteur zaïrois mcdifié ISRA,
Dans un premier temps, une 6tude hydrnulique a 6itQ effectuge
afin d'lvaluor l'influence de la pression du biogaz sur les variations
de vclune utile du fermantaur (J.L. FARINET - '1983) - Parallèlement à
cm ossais nous r*Jons,
Qtant donne la configuration hydrcdynamique de [ce
typs dti f ormenteur,
3.3 pression du biogaz a une influence directe sur .Les
parametres
de fermentation par l’intermddiairo
du volume utile. Pour une
augmentation de pression de quelques millibars, In volume utile peut d'i-
minuer de 15 B 20 $ par rapport au volume initial.
Des Qtudes cnt 8gaiemant et6 menees afin de determiner l'influence
de la tem;erature ambiante sur les pcrfsrmances du fermenteur. Nous avons
pu observer des variations importantes de la production de biogaz, de l'or-
3; de 50 $ pour un ecart de temparature de 0°C (cf. courbes - annexe 2).
De Plus, l e s v a r i a t i o n s brusquss de température jour-nuit sont tres nbfas-
tes au developpement des batteries anaerobics strictes. Afin de remédier 5
cs problème, l'un des fermenteur a bte enterr8 et une étude comparative
est en cours.
Dans l’ensemble, c e f ermontsur s ‘ e s t avé& trQs variabla, s a n s
prcblbmes d? bouchage et pouvant ;:roduirc jusqu'à à 400 litres de biogaz
par jour. il.7,~ t5tur’; à l.C;‘lc +srDlc 17:‘:JC ;> r7;k1;:-
;!Cterminer s a d u r é e de-
:Ii:
vie maximale.
32 - Le fermenteur somi-continu de type chinois
Construit à partir des donnéas du "planus du biogaz chinois"'
(ENfiL! - Gret), le fermenteur est cnnstitué d'une cuve centrale enterrée
surmontée d'un d0me et BquipQe de 2 orifices d'admission et d'extraction
dos matières. Le principe semi-continu consiste dans un premiers temps 3
r e m p l i r l e fermenteur de rssidus divers (pailla, herbes, f$ceSs etc...) ad-
ditionnes d'eau jusqu'à 10 à 15 $ de matiéres sèches. Par la suite, les
apports de matière sont effectues 2 inteiva.lles r6guliers (3 à 15 jours
solon la nature du substrat et 1~s ccnditions clims.ti.quos). Peur chaque
apport,
une même quantite d e mati&re formentor, ser 2 prsalablement
%vac~:de
p a r l ’ o r i f i c e d’extracticn. L a quantitb d e *?latikr3s a(jRt.!rtBe ;jout varier
de 5 à 15 $ r:u volumti u::$tal. L e c o n t e n u d u fer i’;ç.!ntj?ur .;st integralement
remplaC6 tGtJS 1~3 SiY 5 n2Uf m?iS.
- 5 -
Suite à de nombrsux problemes techniques lors du démarrage, ce
fermenteur n'a pu être expérimante convenablement.
On retiendra notamment les problhmes liés à 1'6tancheité PrBcaire
du dôme supérieur et à la formation d'une croûte superficielle perturbant
considérablement le dégazage du biogaz.
Des modifications sont actuellement effectuees afin de résoudre
ces diff6rents problémes. Toutefois, les quelques manipulations que nous
avons pu faire montrent que ce type de fermenteur n' jst pas particuli&ra-
ment adapte au milieu rural. La vidange de la cuve nicassite l'emploi d'une
pompe donc une main d’oeuvre aytbrieure. D ’ a u t r e part l ’ e x t r a c t i o n réguliare
d'cffluents f ormentés est particulièrement penible sur ce type d'installa-
tion et nécessiti-, 1 2 2 personnes pendant plusieurs heures. Le stockage du
biogaz sans 1s dôme superieur, comme il est prSconisb dans le manuel du
biogaz chinois, pose par ailleurs un problkw!r d'adequation entre le biogaz
disponible et les besoins bien souvent ponctuf3ls.
33 - Le fermenteur continu de type TRANSPAILLE-IRAT
Ce formenteur fait partie intdgranta d'un module complet biogat
- elevagc - petite irrigation actuellement en construction au CNRA de Bambey.
Le projet d’utilisc tion du biogaz pour la mise en oeuvre d'une petite unité
d ’ i r r i g a t i o n p o r t e s u r :
- 1 hmtôrc! en irrigation de complement (saison des pluies) ;
- 112 l-iactari2
e n i r r i g a t i o n t o t a l e ( s a i s o n séohe),
Le fermenteur
continu sera alimenté à partir des rbsidus de rS-
colte d e 1 loxploitatior~ ot du fumier provenant de l'elevage. La production
de biogaz escoSqItbe est de l’ordre de t3 3. 10 m3/jour. Aliment4 par le biogaz
produit,
un groupe moto-alternateur assurera la mise 317 oeuvre de l'irriga-
tion ainsi que les besoins d'auto-consommation d., I 'installation,
Le dbmarrage est prSvu pour août 1983, 1s phase d’expérimentation
e t dt? mise au point étant Bchelonnee sur environ 'f an.
4 - CONCLUSIONS ET PERPECTIVES
Apràs les enquêtes effectuées en milieu rural, la mise au point
et l*améliorstion des différents types de formenteurs est une phase particu-
librement importante ?Cjur lc d6veloppement et la vulgarisation de la filitrre
biogaz-ccmpost.
Concsrnant les installations de type individuelle (fermen-
teur ISRA 23 chinois), il est inutile, voire nuisible, de davelopper des
fermenteurs dont la technologie n'est pas maitriseble au niveau villageois.
La vulgarisation ne peut reposer que sur la prise ôn charge de l'installation
par le paysan. Les travaux rdalises au niveau de l'unit8 centrale dlexpé::i-
mentation seront donc tourngs vers 2 objectifs principal_rx :
- mise au point et amelioraticn dqs performances des fermenteurs
;
- adaptation de la tcc:inologie au milieu rural.
- 6 -
- BIBLIOGRAPHIE -
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