L’Etat du Sénégal, face à la forte demande des populations pour l’accès continu à l’énergie, électrique en particulier, mise sur le mix énergie pour enfin satisfaire les citoyens.
Le bois et ses dérivés
Le bois et ses dérivés constituent la forme d’énergie la plus consommée et la plus accessible aux sénégalais. En milieu rural, cette énergie est souvent gratuite mais elle se raréfie dans beaucoup de localités. Dans les villes, même de taille moyenne, le bois et ses dérivés sont rares et s’achètent.
La consommation de bois et/ou de ces dérivés a entrainé une déforestation généralisée autorisée ou non dans les 14 régions du pays. Avec la complicité notoire de notables et de certaines autorités locaux, des étrangers abattent sauvagement des arbres pour fabriquer du charbon. Au moment où je rédige ce document, des étrangers, originaires d’un pays voisin, sont en train de faire du charbon illégalement dans le département de Birkelane au vu et su de tout le monde. C’est une déforestation scandaleuse face à laquelle les populations locales sont impuissantes.
Pour limiter la consommation nationale de bois et/ou de ses dérivés, cause principale de la déforestation, l’Etat avait initié il y a quelques années, une politique d’encouragement de la consommation de gaz butane par les ménages à la place du bois ou de ses dérivés. Cette politique de substitution du bois par du gaz naturel avait eu beaucoup de succès. Mais la flambée du prix des produits pétroliers et la suppression de la subvention au gaz butane ont entraîné une hausse vertigineuse du prix du combustible. Pour ces raisons, la consommation de bois et/ou de ses dérivés a repris, entraînant, en conséquence, une aggravation de la déforestation.
Face à l’ampleur de la déforestation et du coût élevé de l’énergie fossile, l’Etat a décidé de s’engager dans le mix énergie alliant énergies renouvelables et énergies d’origine fossile.
Dans le lot des énergies renouvelables, les pouvoirs publics ont décidé de promouvoir le biogaz dans le monde rural pour limiter la consommation de bois et/ou de ses dérivés et améliorer les conditions de vie des populations. Dans le cadre de cette nouvelle politique énergétique, un Programme National de Biogaz (PNB) a été mis en place au Ministère de l’énergie. Le PNB a ainsi implanté des bio-digesteurs dans plusieurs villages, dans les 14 régions du pays, mais, malheureusement, souvent sans tenir compte de la disponibilité de la matière première à fermenter.
Rappels sur le biogaz
Le biogaz est un hydrocarbure composé d’un atome de carbone et de 4 atomes d’hydrogène (CH4). C’est un gaz qui a un pouvoir calorique supérieur à celui des autres gaz combustibles (éthane, propane, butane,..). A la décharge de Mbeubeuss, ce sont des milliers d’hectolitres de méthane qui sont perdus annuellement.
Le méthane est produit lors de la fermentation de matière organique au cours de laquelle plusieurs familles de bactéries interviennent en condition anaérobie. Les principaux produits terminaux de cette activité fermentaire sont le CH4 et le CO2. La bio-fermentation est ainsi réalisée par un ensemble de populations bactériennes complexes qui, dans les conditions bien précises, forment des associations interdépendantes stables. Le processus de décomposition de la matière organique en biogaz peut être découpé en 4 étapes :
- Hydrolyse de la matière organique complexe en molécules simples ;
- Fermentation des oligomères en acides gras volatiles (acide acétique, acide propionique, acide butyrique), acides organiques, alcool, hydrogène, gaz carbonique ;
- Acétogénèse à partir des acides gras volatiles et homoacétogénèse (CO2, H2) conduisant à la formation de l’acide acétique ;
- Méthanogénèse à partir de l’acétate, du formiate et du CO2+H2 pour arriver à un produit final principal, le CH4 appelé biogaz.
Chaque étape de la conversion de la matière organique en biogaz implique une population microbienne spécialisée bien identifiée.
Les travaux de recherche sur la production de biogaz au Sénégal
Avec l’IRD (ex ORSTOM) nous avions conduit les premiers travaux de recherche sur la production de biogaz, au Sénégal, à partir de biomasse locale, en 1985. Les essais avaient porté sur des matières organiques abondantes, disponibles et renouvelables. Il s’agissait des contenus de panses de bovins récoltés aux abattoirs de Dakar (SOGERAS ex SERAS), d’Euphorbia tirucalli, d’Eupohorbia balsamifera et de Callotropis procera. Après des travaux menés dans les laboratoires de l’ESP, nous avions eu le privilège de poursuivre nos travaux à l’Ecole Centrale Paris où nous avions bénéficié d’un environnement plus propice à la recherche.
Des résultats satisfaisants montrant que les biomasses testées étaient fermentescibles et produisaient suffisamment de méthane pour envisager leurs valorisation par voix fermentaires avaient été obtenus. Ces travaux avaient permis la soutenance de plusieurs DEA et Doctorats. Des posters et communications avaient été tirés des travaux de recherches et partagés dans plusieurs congrès à travers le monde : Royaume Uni, Italie, Burkina Faso, France, Autriche, Allemagne. Les communications lors de ces congrès étaient publiées par l’Editeur ELSEVIER APPLIED SCIENCE. Les documents sont consultables à l’ESP-UCAD. Des articles avaient été également publiés dans différentes revues scientifiques indexées consultables par le net et surplace à l’ESP-UCAD.
Les travaux de recherche sur la production de biogaz ont repris depuis que les autorités ont manifesté de l’intérêt pour cette énergie renouvelable. Les travaux sont coorganisés par l’Ecole Supérieure Polytechnique, l’Institut des Sciences de l’Environnement et l’Agence Nationale des Eco Villages dans le cadre d’un protocole signé en 2014. Un master sur la valorisation de Typha par la fermentation méthanique a été soutenu à l’ISE. Une thèse et un projet d’implantation de digesteur à Typha sont en préparation pour 2016.
Application des résultats
Les résultats obtenus lors de la digestion des matières stercoraires des bovins avaient permis d’installer un bio-digesteur de plusieurs mètres cubes aux abattoirs de Thiès. Ce bio-digesteur produisait du biogaz destiné à la chambre froide et à la production d’eau chaude.
Un autre bio-digesteur a été installé à Thidème, village situé dans le département de Rufisque. La matière première utilisée pour ce digesteur était E tirucalli, une biomasse végétale très abondante dans la localité. Le biogaz produit servait de combustibles pour la cuisine et les machines frigorifiques de la chambre froide de l’exploitation (maraichage et laitières). Le bio-digesteur était associé à l’énergie solaire dans un projet de Maitrisard financé par l’ex SONAGA.
Les résidus de fermentation de E tirucalli avaient été testés positivement comme aliments du bétail à l’Ecole vétérinaire de Dakar.
La recherche sur le biogaz et les différentes applications étaient financées par la Coopération Française.
Avec la chute du prix du baril de pétrole les années 90, les autorités de l’époque n’accordaient aucun intérêt à la recherche sur biogaz, encore moins sur sa valorisation. Nous avions alors rangé nos résultats dans les tiroirs pour réorienter nos travaux de recherches universitaires vers l’agroalimentaire et le froid appliqué.
Suite à la flambée du prix du baril de pétrole et la crise de l’énergie au Sénégal, le biogaz est devenu intéressant pour les autorités actuelles. Le bio-méthane occupe ainsi une place de choix dans le mix énergie initié par les autorités pour régler le déficit d’énergie au Sénégal.
Conditions de production durable de biogaz
Comme souvent c’est le cas, les autorités, appuyées par leurs conseillers, ont lancé un programme national pour la promotion du biogaz tout en ignorant les travaux et les applications antérieurs. L’Etat finance encore à perte et c’est le contribuable et la nation qui vont perdre.
Notre expérience dans le domaine du biogaz nous autorise à donner les recommandations suivantes pour une production durable de biogaz au Sénégal :
- Obtenir l’engagement et la motivation du ou des bénéficiaire(s) ;
- Disposer de matières premières fermentescibles, abondantes, renouvelables et disponibles ;
- Mettre en place un dispositif d’encadrement permanent des bénéficiaires et de surveillance des digesteurs.
Au Sénégal, il y a peu de biomasse fermentescible, abondante, renouvelable et disponible. C’est pour cette raison que beaucoup de bio-digesteurs installés dans plusieurs villages ne fonctionnent plus. C’est de l’argent perdu. Si les installateurs de bio-digesteurs ne tiennent pas compte des 3 conditions de production durable de biogaz, la promotion du bio méthane se soldera toujours par un échec comme c'est le cas dans beaucoup de villages. L’expérience a montré aussi qu’un digesteur ne se partage et compte en doit être tenu.
Les animateurs du PNB oublient que le Sénégal est un pays pauvre en biomasse fermentescible, abondante, renouvelable et disponible.
A ma connaissance, il n'y a que trois biomasses utilisables pour produire du méthane en continu au Sénégal :
- Matières stercoraires des abattoirs ;
- Bouses de vaches dans les fermes pilotes ;
- Bouses de vaches dans les villages d'éleveurs (tenir compte de la transhumance) ;
- Euphorbe tirucalli dans la région de Dakar en général ;
- Typha dans beaucoup de localités au Sénégal.
Une politique efficace de promotion du biogaz dans le cadre du mix énergie doit être fondée sur une étude préalable de la disponibilité de la biomasse dans les zones ciblées avant toute implantation de bio-digesteur.
Pr Demba Sow
Ecole Supérieure Polytechnique de l’UCAD
Le bois et ses dérivés
Le bois et ses dérivés constituent la forme d’énergie la plus consommée et la plus accessible aux sénégalais. En milieu rural, cette énergie est souvent gratuite mais elle se raréfie dans beaucoup de localités. Dans les villes, même de taille moyenne, le bois et ses dérivés sont rares et s’achètent.
La consommation de bois et/ou de ces dérivés a entrainé une déforestation généralisée autorisée ou non dans les 14 régions du pays. Avec la complicité notoire de notables et de certaines autorités locaux, des étrangers abattent sauvagement des arbres pour fabriquer du charbon. Au moment où je rédige ce document, des étrangers, originaires d’un pays voisin, sont en train de faire du charbon illégalement dans le département de Birkelane au vu et su de tout le monde. C’est une déforestation scandaleuse face à laquelle les populations locales sont impuissantes.
Pour limiter la consommation nationale de bois et/ou de ses dérivés, cause principale de la déforestation, l’Etat avait initié il y a quelques années, une politique d’encouragement de la consommation de gaz butane par les ménages à la place du bois ou de ses dérivés. Cette politique de substitution du bois par du gaz naturel avait eu beaucoup de succès. Mais la flambée du prix des produits pétroliers et la suppression de la subvention au gaz butane ont entraîné une hausse vertigineuse du prix du combustible. Pour ces raisons, la consommation de bois et/ou de ses dérivés a repris, entraînant, en conséquence, une aggravation de la déforestation.
Face à l’ampleur de la déforestation et du coût élevé de l’énergie fossile, l’Etat a décidé de s’engager dans le mix énergie alliant énergies renouvelables et énergies d’origine fossile.
Dans le lot des énergies renouvelables, les pouvoirs publics ont décidé de promouvoir le biogaz dans le monde rural pour limiter la consommation de bois et/ou de ses dérivés et améliorer les conditions de vie des populations. Dans le cadre de cette nouvelle politique énergétique, un Programme National de Biogaz (PNB) a été mis en place au Ministère de l’énergie. Le PNB a ainsi implanté des bio-digesteurs dans plusieurs villages, dans les 14 régions du pays, mais, malheureusement, souvent sans tenir compte de la disponibilité de la matière première à fermenter.
Rappels sur le biogaz
Le biogaz est un hydrocarbure composé d’un atome de carbone et de 4 atomes d’hydrogène (CH4). C’est un gaz qui a un pouvoir calorique supérieur à celui des autres gaz combustibles (éthane, propane, butane,..). A la décharge de Mbeubeuss, ce sont des milliers d’hectolitres de méthane qui sont perdus annuellement.
Le méthane est produit lors de la fermentation de matière organique au cours de laquelle plusieurs familles de bactéries interviennent en condition anaérobie. Les principaux produits terminaux de cette activité fermentaire sont le CH4 et le CO2. La bio-fermentation est ainsi réalisée par un ensemble de populations bactériennes complexes qui, dans les conditions bien précises, forment des associations interdépendantes stables. Le processus de décomposition de la matière organique en biogaz peut être découpé en 4 étapes :
- Hydrolyse de la matière organique complexe en molécules simples ;
- Fermentation des oligomères en acides gras volatiles (acide acétique, acide propionique, acide butyrique), acides organiques, alcool, hydrogène, gaz carbonique ;
- Acétogénèse à partir des acides gras volatiles et homoacétogénèse (CO2, H2) conduisant à la formation de l’acide acétique ;
- Méthanogénèse à partir de l’acétate, du formiate et du CO2+H2 pour arriver à un produit final principal, le CH4 appelé biogaz.
Chaque étape de la conversion de la matière organique en biogaz implique une population microbienne spécialisée bien identifiée.
Les travaux de recherche sur la production de biogaz au Sénégal
Avec l’IRD (ex ORSTOM) nous avions conduit les premiers travaux de recherche sur la production de biogaz, au Sénégal, à partir de biomasse locale, en 1985. Les essais avaient porté sur des matières organiques abondantes, disponibles et renouvelables. Il s’agissait des contenus de panses de bovins récoltés aux abattoirs de Dakar (SOGERAS ex SERAS), d’Euphorbia tirucalli, d’Eupohorbia balsamifera et de Callotropis procera. Après des travaux menés dans les laboratoires de l’ESP, nous avions eu le privilège de poursuivre nos travaux à l’Ecole Centrale Paris où nous avions bénéficié d’un environnement plus propice à la recherche.
Des résultats satisfaisants montrant que les biomasses testées étaient fermentescibles et produisaient suffisamment de méthane pour envisager leurs valorisation par voix fermentaires avaient été obtenus. Ces travaux avaient permis la soutenance de plusieurs DEA et Doctorats. Des posters et communications avaient été tirés des travaux de recherches et partagés dans plusieurs congrès à travers le monde : Royaume Uni, Italie, Burkina Faso, France, Autriche, Allemagne. Les communications lors de ces congrès étaient publiées par l’Editeur ELSEVIER APPLIED SCIENCE. Les documents sont consultables à l’ESP-UCAD. Des articles avaient été également publiés dans différentes revues scientifiques indexées consultables par le net et surplace à l’ESP-UCAD.
Les travaux de recherche sur la production de biogaz ont repris depuis que les autorités ont manifesté de l’intérêt pour cette énergie renouvelable. Les travaux sont coorganisés par l’Ecole Supérieure Polytechnique, l’Institut des Sciences de l’Environnement et l’Agence Nationale des Eco Villages dans le cadre d’un protocole signé en 2014. Un master sur la valorisation de Typha par la fermentation méthanique a été soutenu à l’ISE. Une thèse et un projet d’implantation de digesteur à Typha sont en préparation pour 2016.
Application des résultats
Les résultats obtenus lors de la digestion des matières stercoraires des bovins avaient permis d’installer un bio-digesteur de plusieurs mètres cubes aux abattoirs de Thiès. Ce bio-digesteur produisait du biogaz destiné à la chambre froide et à la production d’eau chaude.
Un autre bio-digesteur a été installé à Thidème, village situé dans le département de Rufisque. La matière première utilisée pour ce digesteur était E tirucalli, une biomasse végétale très abondante dans la localité. Le biogaz produit servait de combustibles pour la cuisine et les machines frigorifiques de la chambre froide de l’exploitation (maraichage et laitières). Le bio-digesteur était associé à l’énergie solaire dans un projet de Maitrisard financé par l’ex SONAGA.
Les résidus de fermentation de E tirucalli avaient été testés positivement comme aliments du bétail à l’Ecole vétérinaire de Dakar.
La recherche sur le biogaz et les différentes applications étaient financées par la Coopération Française.
Avec la chute du prix du baril de pétrole les années 90, les autorités de l’époque n’accordaient aucun intérêt à la recherche sur biogaz, encore moins sur sa valorisation. Nous avions alors rangé nos résultats dans les tiroirs pour réorienter nos travaux de recherches universitaires vers l’agroalimentaire et le froid appliqué.
Suite à la flambée du prix du baril de pétrole et la crise de l’énergie au Sénégal, le biogaz est devenu intéressant pour les autorités actuelles. Le bio-méthane occupe ainsi une place de choix dans le mix énergie initié par les autorités pour régler le déficit d’énergie au Sénégal.
Conditions de production durable de biogaz
Comme souvent c’est le cas, les autorités, appuyées par leurs conseillers, ont lancé un programme national pour la promotion du biogaz tout en ignorant les travaux et les applications antérieurs. L’Etat finance encore à perte et c’est le contribuable et la nation qui vont perdre.
Notre expérience dans le domaine du biogaz nous autorise à donner les recommandations suivantes pour une production durable de biogaz au Sénégal :
- Obtenir l’engagement et la motivation du ou des bénéficiaire(s) ;
- Disposer de matières premières fermentescibles, abondantes, renouvelables et disponibles ;
- Mettre en place un dispositif d’encadrement permanent des bénéficiaires et de surveillance des digesteurs.
Au Sénégal, il y a peu de biomasse fermentescible, abondante, renouvelable et disponible. C’est pour cette raison que beaucoup de bio-digesteurs installés dans plusieurs villages ne fonctionnent plus. C’est de l’argent perdu. Si les installateurs de bio-digesteurs ne tiennent pas compte des 3 conditions de production durable de biogaz, la promotion du bio méthane se soldera toujours par un échec comme c'est le cas dans beaucoup de villages. L’expérience a montré aussi qu’un digesteur ne se partage et compte en doit être tenu.
Les animateurs du PNB oublient que le Sénégal est un pays pauvre en biomasse fermentescible, abondante, renouvelable et disponible.
A ma connaissance, il n'y a que trois biomasses utilisables pour produire du méthane en continu au Sénégal :
- Matières stercoraires des abattoirs ;
- Bouses de vaches dans les fermes pilotes ;
- Bouses de vaches dans les villages d'éleveurs (tenir compte de la transhumance) ;
- Euphorbe tirucalli dans la région de Dakar en général ;
- Typha dans beaucoup de localités au Sénégal.
Une politique efficace de promotion du biogaz dans le cadre du mix énergie doit être fondée sur une étude préalable de la disponibilité de la biomasse dans les zones ciblées avant toute implantation de bio-digesteur.
Pr Demba Sow
Ecole Supérieure Polytechnique de l’UCAD
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