Fabrication de charbon écologique a forte efficacité énergétique.

République du Bénin
*-*-*-*-*
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche
Scientifique
*-*-*-*-*-*-*-*
Université Nationale des Sciences, Technologies, Ingénieries et Mathématiques D’Abomey
*-*-*-*-*-*-*-*
Institut National Supérieur de Technologie Industrielle (INSTI) de Lokossa
*-*-*-*-*-*-*-*
DÉPARTEMENT DE GÉNIE ÉNERGÉTIQUE
*-*-*-*-*-*-*-*
Option : Énergies Renouvelables et Maintenance des Systèmes Énergétiques
RAPPORT DE FIN DE FORMATION POUR L’OBTENTION DU DIPLÔME DE
LICENCE PROFESSIONNELLE
THÈME
Soutenu publiquement le 2 juillet 2021 par :
AGONMAN D. S. Aimé & GBAGUIDI B. P. Adonaï
Maître de stage
Superviseur
Ing. S. Damien DJIHOUAN
Dr Ing. Farid David ADAMON
Ingénieur spécialiste en économie
d’énergie et Directeur du CEEE
Enseignant chercheur à l’INSTI
2e Promotion
Année Académique : 2020-2021
Étude technico-économique de fabrication des briquettes
de charbon à partir du Typha Australis et des gousses du
Delonix Regia (MaréChars)

i
TABLE DES MATIÈRES ............................................................................................................ i
FICHE DE CERTIFICATION DE L’ORIGINALITÉ DU RAPPORT DE STAGE ................. v
CAHIER DE CHARGE ............................................................................................................. vi
DÉDICACE 1 ........................................................................................................................... vii
DÉDICACE 2 .......................................................................................................................... viii
REMERCIEMENTS .................................................................................................................. ix
RÉSUMÉ ..................................................................................................................................... x
ABSTRACT ................................................................................................................................ x
LISTE DES FIGURES ............................................................................................................... xi
LISTE DES PHOTOS .............................................................................................................. xii
LISTE DES TABLEAUX ....................................................................................................... xiii
LISTE DES SIGLES ET ACRONYMES ................................................................................ xiv
NOMENCLATURE ............................................................................................................... xvii
INTRODUCTION GÉNÉRALE ................................................................................................. 1
Introduction .............................................................................................................................. 4
I. Présentation de l’INSTI Lokossa ......................................................................................... 4
I.1 Situation géographique ................................................................................................. 4
I.2 Historique ...................................................................................................................... 5
I.3 Missions et formation ................................................................................................... 7
I.4 Organisation structurelle ............................................................................................. 10
II. Présentation du Cabinet d’Études des Économies d’Énergie (CEEE) ........................... 10
III. Déroulement du stage ..................................................................................................... 13
III.1 Planning ...................................................................................................................... 13
III.2 Travaux effectués ........................................................................................................ 13
III.3 Difficultés rencontrées et suggestions ........................................................................ 14
Conclusion ............................................................................................................................. 14

ii
Introduction ............................................................................................................................ 16
I. Revue de littérature ............................................................................................................ 17
I.1 Généralités sur la biomasse ......................................................................................... 17
I.1.1 Définition ............................................................................................................. 17
I.1.2 Caractéristiques physico-chimiques de la biomasse ............................................ 17
a. Teneur en humidité.................................................................................................. 18
b. Analyse élémentaire ................................................................................................ 19
c. Analyse immédiate .................................................................................................. 19
d. Teneur en cendres.................................................................................................... 19
e. Pouvoir calorifique .................................................................................................. 20
I.2 Voies de valorisation de la biomasse .......................................................................... 21
I.3 État de la filière biomasse-énergie au Bénin............................................................... 21
I.3.1 Potentiel biomasse-énergie au Bénin ................................................................... 23
I.3.2 Problèmes et contraintes du secteur biomasse-énergie au Bénin ........................ 25
I.3.3 Politique énergétique dans le secteur de la biomasse-énergie. ............................ 26
I.4 Biocombustibles solides ............................................................................................. 27
I.4.1 Charbon vert ........................................................................................................ 27
I.4.2 Briquettes de charbon vert ................................................................................... 27
I.4.3 Briquettes de charbon vert en Afrique ................................................................. 29
I.4.4 Processus de production des briquettes de charbon............................................. 30
a. Carbonisation .......................................................................................................... 30
b. Densification ou compression ................................................................................. 30
II. Matériels et Méthodes .................................................................................................... 32
II.1 Méthodologie de fabrication des briquettes de charbon ............................................. 32
II.2 Présentation des matières premières ........................................................................... 33
II.2.1 Typha Australis ................................................................................................... 33
a. Classification systématique ..................................................................................... 33
b. Description .............................................................................................................. 34

iii
c. Répartition ............................................................................................................... 34
d. Habitat ..................................................................................................................... 34
e. Développement et croissance .................................................................................. 35
f. Facteurs limitants .................................................................................................... 35
II.2.2 Delonix Regia ...................................................................................................... 36
a. Classification systématique ..................................................................................... 36
b. Description .............................................................................................................. 37
c. Répartition ............................................................................................................... 37
d. Habitat ..................................................................................................................... 38
e. Développement et croissance .................................................................................. 38
f. Facteurs limitants .................................................................................................... 39
II.2.3 Usages concurrentiels des matières premières (voir Annexe I) .......................... 39
II.2.4 Justification des liants utilisés ............................................................................. 39
a. Argile ....................................................................................................................... 39
b. Papier mâché ........................................................................................................... 39
II.3 Matériel et méthode utilisés ........................................................................................ 39
II.4 Cadre d’étude .............................................................................................................. 40
II.4.1 Collecte et prétraitement des matières premières ................................................ 40
II.4.2 Carbonisation ....................................................................................................... 41
II.4.3 Broyage ................................................................................................................ 42
II.4.4 Mélange ............................................................................................................... 42
II.4.5 Compactage et Granulation ................................................................................. 43
II.4.6 Séchage ................................................................................................................ 43
II.5 Tests effectués sur les briquettes fabriquées ............................................................... 43
II.5.1 Test de résistance au choc ................................................................................... 43
II.5.2 Test de résistance à l’effritement ......................................................................... 43
II.5.3 Test de combustion .............................................................................................. 43
II.6 Caractérisation des briquettes fabriquées ................................................................... 44
II.6.1 Détermination du pouvoir calorifique ................................................................. 44
II.6.2 Taux d’humidité .................................................................................................. 44

iv
II.6.3 Taux de cendres ................................................................................................... 45
II.6.4 Taux de carbone fixe ........................................................................................... 45
II.7 Codification des échantillons ...................................................................................... 45
III. Résultats et discussions .................................................................................................. 46
III.1 Résultats des tests réalisés .......................................................................................... 46
III.2 Résultats des caractérisations ...................................................................................... 51
IV. Étude de rentabilité technico-économique ..................................................................... 55
IV.1 Aspect technique ......................................................................................................... 55
IV.2 Aspect économique ..................................................................................................... 56
IV.2.1 Investissement .................................................................................................. 56
IV.2.2 Coût de production par scénario ...................................................................... 57
IV.3 Bénéfice annuel, Seuil de rentabilité et Temps de Retour sur Investissement (TRI) . 59
IV.4 Récapitulatif ................................................................................................................ 60
V. Caractéristiques des MaréChars retenus ......................................................................... 61
VI. Avantages et inconvénients de l’utilisation des MaréChars ........................................... 62
VI.1 Avantages .................................................................................................................... 62
VI.2 Inconvénients .............................................................................................................. 64
VII. Perspectives d’amélioration ............................................................................................ 64
VIII. Difficultés rencontrées ................................................................................................ 65
Conclusion ................................................................................................................................. 65
CONCLUSION GÉNÉRALE ................................................................................................... 66
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES .................................................................................. 68
ANNEXES .................................................................................................................................. I