Soutenance mémoire
La protection de l’environnement et la maîtrise de l’énergie constituent des enjeux pour le présent et l’avenir de l’homme et de la planète. Les grandes usines des pays industrialisés, l’utilisation des sources d’énergie non renouvelables, les voitures mais aussi les feux de brousse des pays sous-développés sont les principales causes de l’émission des gaz à effet de serre (GES) dans notre atmosphère. D’ailleurs, 12 à 15% des émissions de CO2 sont liées à la déforestation et à la dégradation de forêt, [11]. La destruction des forêts par les feux de brousse et l’exploitation abusive de forêt sans reboisement touchent, en particulier, les pays pauvres dont le nôtre. De nos jours, on estime que Madagascar n’a que 9 à 10 millions d’hectares de couverture forestière, soit environ 17% de sa surface, [8]. Avec une diminution de forêt de 1,39% par an, notre pays doit mettre en priorité une politique de protection de l’environnement. La population malgache utilise, pour la plupart, du bois de chauffe ou du charbon de bois comme énergie domestique. Le gaz ou l’électricité est trop onéreux pour la majorité de la population. Or l’utilisation du bois de chauffe et du charbon de bois détruit la forêt surtout quand il n’y a pas de reboisement, 10kg de bois étant nécessaires pour fabriquer 1kg de charbon. C’est le cas du district de Maroantsetra qui se trouve au Nord Est de Madagascar, là où la forêt naturelle est la plus abondante sur l’Ile, mais cette forêt est actuellement menacée. A ce titre, une enquête au bureau de l’eau et de la foret nous a confirmé qu’il n’y a pas de suivi sur la fabrication de charbon de bois et les charbonniers sont libres de couper autant d’arbres qu’ils veulent sans participer au reboisement. Par ailleurs, la pratique du tavy existe depuis des années. Du fait de l’augmentation de la population, il y a ainsi une diminution rapide de la forêt. Une des solutions pratiques et écologiques est de fabriquer un complément ajout des bois de chauffe et charbon de bois. Le charbon vert fait à partir des déchets agricoles ou industriels constitue une des alternatives pour réduire, à la fois, la dégradationde la forêt et le prix de l’énergie domestique qui est trop élevé à Maroantsetra. Effectivement, dans le district, il y a une fabrication de l’alcool de canne à sucre (betsabetsa) et il existe 24ha de plantation de canne à sucre. Les bagasses, après l’extraction de jus sont jetées aux alentours de la fabrication de betsabetsa et même près des rivières. Les bagasses contiennent entre 43 à 49% de carbone donc peuvent être utilisées comme combustibles, d’où l’idée de fabrication de briquettes de charbon de bagasse de canne à sucre à Maroantsetra.
PRESENTATION DU CENTRE NATIONAL DE RECHERCHE INDUSTRIELLE ET TECHNOLOGIQUE
Fiche d’identification
La fiche d’identification du Centre National de Recherche Industrielle et Technologique (CNRIT) est donnée par l’ensemble des informations suivantes :
➤ Nom : CNRIT ;
➤ Statut juridique : EPIC ;
➤ Adresse : 38, rue Rasamimanana Fiadanana, Antananarivo 101 ;
➤ Téléphone fixe : 020 22 635.20 ; Mobile: 032 04 452 39 (Direction) ;
➤ E-mail : [email protected] ;
➤ Année de création : 1987.
Historique
Le Centre National de Recherche Industrielle et Technologique (CNRIT), sis au 38, rue Rasamimanana, FiadananaTsimbazaza 101 Antanarivo, est un Établissement Public à Caractère Industriel et Commercial (EPIC) à vocation scientifique, technique et économique. Il a été créé suivant le décret nº 87 – 288 du 28 juillet 1987, réorganisé par le décret nº92-469 du 22 avril 1992 et placé sous la tutelle technique du Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique (MESupRES) et sous la tutelle financière du Ministère de l’Économie, des Finances et du Budget (MEFB) qui assure son financement.
Missions
Les missions du CNRIT consistent essentiellement à remplir les activités suivantes :
➤ Participation à l’élaboration et à la mise en œuvre de la politique nationale de Recherches Technologiques. Dans cette optique, les actions suivantes sont entreprises:
– Recherche et innovation ;
– Valorisation des matières premières et des ressources locales ;
– Développement des technologies endogènes ;
– Absorption et adaptation des technologies étrangères.
➤ Valorisations et applications des résultats de recherche pour un développement durable (économique, social, environnemental). Ces activités consistent à :
– Encadrer, assister et appuyer les opérateurs de développement ;
– Renforcer les capacités et les compétences régionales par la maîtrise des technologies propres ;
– Gérer et protéger l’environnement (industriel, physique et social etc.) .
Organigramme du Centre National de Recherche Industrielle et Technologique
Le Conseil d’Administration (CA) est chargé de présenter les programmes de recherche technologique et les conventions en matière de Recherche Scientifique et Technique auprès des instances hiérarchiques supérieures. C’est à lui qu’incombent les tâches relatives aux états financiers du Centre et la décision de la mise en œuvre de ses projets. Suivant sa structure organisationnelle (voir annexe 7), le Centre comporte, en plus de son CA, le Conseil Scientifiques d’Orientation (CSO), la Direction et les Départements Techniques :
➤ Le Conseil scientifique d’orientation assiste le Conseil d’Administration suivant les instructions techniques des délibérations.
➤ La Direction a pour tâches d’appliquer les décisions et programmes validés par le Conseil d’Administration. Elle a pour rôle de coordonner les activités des différents Départements techniques avec leur structure d’appui.
➤ Les Départements Techniques avec :
– Le Département Administration et Financier qui assure les gestions administratives et financières du Centre. Il gère aussi la logistique, la documentation et les questions juridiques.
– Le département Chimie assume les trois fonctions suivantes :
• Connaissance et valorisation de matières premières locales ;
• Production d’intrants pour industrie ou artisanat ;
• Valorisation des résidus agricoles ou industriels.
– Le Département Énergétique qui assure les missions suivantes :
• Maîtrise des Énergies Nouvelles et Renouvelables et surtout de leur usage ;
• Formation et encadrement en Énergies Nouvelles et Renouvelables(ENR) ;
• Assistance et maintenance en matière d’ENR.
– Le Département Métallurgie et Géologie entreprend les fonctions suivantes :
• Recherche technologique des métaux ferreux et non ferreux ;
• Recherche sur la technologie des matériaux réfractaires ;
• Amélioration des techniques de prospection minière ;
• Traitement des pierres industrielles et pierres fines ;
• Recherche sur les pâtes à grès.
– Le Département Informatique s’occupe principalement des :
• Conception des systèmes d’informatique ;
• Élaboration des logiciels de gestion scientifique et technique ;
• Conception et réalisation des outils et méthodes de développement en informatique;
• Maintenance et réalisation d’appareils divers comme l’onduleur, interface, capteur etc.
– Le Département Matériaux et Génie Civil s’occupe des activités suivantes :
• Transfert de technologie (formation, assistance, technique, etc.) ;
• Études, recherches, conceptions et évaluation des technologies de matériaux de construction ;
• Études, recherches, conception et évaluation du bâtiment économique et écologique.
La Direction est assistée par une structure d’appui composée de :
➤ Division Documentation. Cette division met à la disposition du CNRIT le mécanisme d’information capable de gérer les résultats d’étude et de recherche appelés système d’information documentaire.
➤ Groupe Marketing et Étude. Le groupe marketing et étude a pour tâches de :
– Valoriser les résultats de recherche ;
– Vendre des brevets ;
– Créer des PME /PMI (petites et moyennes entreprises et petites et moyennes industries) ;
– Rechercher des partenaires ;
– Analyser les besoins ;
– Faire des études de marché ;
– Orienter la recherche.
➤ Contrôle de Gestion. Essentiellement, cette entité assiste la Direction en matière de contrôle et de gestion.
GENERALITES SUR LA BIOMASSE ET SES TRAITEMENTS
État de la forêt à Madagascar
Madagascar, la 4ème grande île du monde compte 587 000 km² de superficie. Selon les estimations basées sur les anciennes photographies aériennes de 1950, les forêts et les bois couvraient l’Ile de 14 à 16 millions d’hectares, représentant ainsi 24 à 28% du territoire national, [8]. Récemment, on compte 12 millions d’hectares de forêt, soit 21% du territoire, [8]. Et aujourd’hui la forêt est réduite à 9 à 10 millions d’hectares, soit environ 17% de l’Ile. La diminution de la forêt est estimée à 1.39% par an. La pratique du tavy et des feux de brousse détruisent la forêt naturelle et laissent derrière elle une formation de forêt secondaire (savoka, savane, steppe).
L’exploitation de forêt à Madagascar se présente comme suit :
➤ Exportation : bois semi-travaillés ou finis et plantes médicinales ;
➤ Déforestation ou défrichement causé par la culture sur brûlis ou tavy ayant pour conséquences :
– Chute de productivité au bout de 1 ou 2 ans ;
– Les paysans abandonnent et refont le tavy dans d’autres parcelles de forêt ;
– Apparition de nouveau type de forêt savoka.
Par ailleurs, les paysans pratiquent le feu de brousse pour maintenir des zones de pâturage de bétails à l’état savane herbeuse. Cette pratique entraîne les :
– Formation de savane et de steppe ;
– Disparition des portions de forêt ;
– Érosion intense du sol ;
– Perte de diverses plantes endémiques ;
– Diminution de bois de chauffe.
A Madagascar, le bois-énergie couvre plus de 80% de la consommation d’énergie domestique destinée essentiellement à la cuisson des aliments, et ceci en raison de son faible coût par rapport à ceux d’autres sources d’énergie. Il est aussi la pratique la plus adaptée chez une population très pauvre. Dans les Hautes Terres, les charbonniers font un peu de reboisement des eucalyptus et/ou pins, mais sur les côtes, ils abattent des arbres sans faire le reboisement, ce qui entraîne une disparition de la couverture forestière.
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE I: PRESENTATION DU CENTRE NATIONAL DE RECHERCHE INDUSTRIELLE ET TECHNOLOGIQUE
I-1 Fiche d’identification
I-2 Historique
I-3 Missions
I-4 Organigramme du Centre National de Recherche Industrielle et Technologique (annexe 8)
CHAPITRE II : GENERALITES SUR LA BIOMASSE ET SES TRAITEMENTS
II-1 État de la forêt à Madagascar
II-2 Études bibliographiques sur la combustion de biomasse
II-2-1 Caractéristiques chimiques de la biomasse
II-2-2Caractéristiques physiques de la biomasse,
II-3 Carbonisation du bois
II-3-1 Définition
II-3-2 Étapes de la carbonisation
II-3-3 Procédés de carbonisation
II-3-4 Rendement de la carbonisation
II-3-5 Principaux paramètres agissant sur la carbonisation
CHAPITRE III: MILIEU D’ETUDE : MAROANTSETRA
III-1 Situation géographique
III-2 Population
III-3 Énergie
III-4 Source de matière première de charbon vert
III-5 Différents types d’énergie domestique à Maroantsetra
III-5-1 Bois de chauffe
III-5-2 Charbon de bois
III-5-3 Sciure
III-5-4 Gaz
CHAPITRE IV: MATERIELS ET METHODES
IV-1 Fabrication de charbon vert
IV-1-1 Types de carbonisateur utilisables
IV-1-2 Presse briquette
IV-1-3 Procédure de fabrication de charbon vert à base de bagasse de canne à sucre
IV-2 Procédure de la détermination des taux d’humidité, de cendres, de matières volatiles et de carbone fixe du charbon de bois selon la norme: NF B 55 – 101
IV-2-1 Détermination du taux de l’humidité d’un charbon
IV-2-2 Détermination du taux de cendres dans le charbon
IV-2-3 Détermination de l’indice de matières volatiles dans le charbon de bois
CHAPITRE V: RESULTATS ET INTERPRETATION
V-1 Caractéristique de la bagasse de canne à sucre
V-1-1 Caractéristiques chimiques de la bagasse
V-1-2 Caractéristiques physiques de la bagasse
V-2 Caractéristiques de la matière obtenue après carbonisation de la bagasse
V-3 Caractérisation du charbon vert obtenu
V-3-1 Premier essai
V-3-2 Deuxième essai
V-3-3 Troisième essai
V-3-4 Test de vaporisation d’eau
CHAPITRE VI : ETUDE ECONOMIQUE DES BRIQUETTES DE CHARBON DE BAGASSE
VI-1 Étude des besoins et du marché
VI-1-1Population cible
VI-1-2 Concurrences du marché de briquettes de charbon
VI-2 Origine des matières premières (Voir Annexe 10)
VI-3 Coût de production
VI-3-1 Unité de production
VI-3-2 Évaluation des coûts
VI-3-3 Coût de fonctionnement
VI-3-4 Frais de l’administration
VI-3-5 Frais d’amortissement (MGA)
VI-3-6 Coût de production par unité de produit
VI-4 Fond de roulement initial (premier mois)
VI-5 Financement
VI-5-1 Besoins en financement
VI-5-2 Plan de financement de l’entreprise
VI-6 DISCUSSIONS
VI-6-1 Briquettes de charbon de bagasse de canne à sucre
VI-6-2 Impact environnemental du projet
VI-6-3 Démarche à suivre pour la vente des briquettes de charbon
CONCLUSION
REFERENCES
ANNEXES
