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Agou, Togo, 3 mars 2008 Atelier par Laurent Lecesve.
Fabrication dun Biodigesteur familial
Le biogaz reprsente lheure actuelle une solution formidable pour
valoriser les dchets et rpondre localement la demande en nergie
(gaz de cuisson, lectricit, chaleur). Un systme familial a t mis au
point en Inde par lInstitut ARTI (Appropriate Rural Technology
Institute). Une vido dcrit sa fabrication, dont nous nous sommes
inspirs au Togo avec les moyens disponibles localement.
I. Description gnrale
a) Objectifs pour la culture de spiruline
- Produire un fertilisant naturel liquide riche en azote et peu
coteux - Fournir une source de carbone et de soufre (CO2 et H2S
contenus dans le biogaz) - Produire du biogaz, qui peut tre utilis
pour pasteuriser le digestat (effluent) et/ou
pour les besoins de la cuisine.
b) Moyens mis en uvre Cet atelier visait construire un bio
digesteur de type familial lors du colloque et en lancer la
production de gaz pour faire une dmonstration marquante.
c) Description du systme et de son fonctionnement La
fermentation de matire biologique dans une enceinte close
(anarobique ou absence doxygne) entrane une suite de ractions
chimiques, qui produit un gaz, appel biogaz. Cette transformation
des dchets dure de 30 40 jours. Aprs la raction, leffluent liquide
obtenu est un fertilisant naturel, reconnu comme source riche en
azote et trs assimilable (2,5 fois plus riche quun compost
classique). Le systme est conu pour un fonctionnement en continu,
cest--dire quaprs la priode initiale, chaque jour, le digesteur est
aliment de dchets animaux, vgtaux, mnagers avec de leau et lon
obtient ainsi quotidiennement de leffluent et du biogaz. Le biogaz
est un mlange constitu denviron 60-70% de mthane, ainsi que 20% de
CO2, de la vapeur deau, du H2S, etc. Pour bien comprendre comment
fonctionne le biogaz, on peut se rfrer au corps humain. Chaque
jour, nous mangeons et nous buvons. Ces aliments et leau sont digrs
dans le systme digestif une temprature denviron 37C grce des
bactries qui transforment les aliments. Une partie est assimile par
le corps, une partie est rejete sous forme de gaz ( pets ou prout
pour tre clair, pardon) et une autre partie est rejete aux
toilettes, comme les effluents. En gardant bien, cette image en
tte, on peut comprendre facilement le fonctionnement de ce systme,
qui reproduit seulement la Nature.
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II. Fabrication du digesteur familial
a) Schma
b) Matriel Le matriel propos est simple, il doit tre adapt
suivant ce qui est disponible localement :
- Coupe-coupe - Colle - Rpe - Robinet - Marteau - Tuyau PVC (un
petit, un grand) - Pince - Pte poxi ou chambre aire + colle - Tige
en mtal - Couteau - Bote de conserve (mme taille que tuyau) -
Papier de verre - Fts (un grand et un petit renvers, qui sencastre
dans le grand).
Le premier ft (grand) est appel socle. Il est perfor sur le ct,
pour fixer un petit tuyau do les effluents sortiront. Le couvercle
a t retir pour accueillir le deuxime ft. Lidal serait que lespace
entre le grand et le petit ft soit le plus petit possible. Le
deuxime ft (petit) est appel cloche. D un ct, elle est perfore la
taille du tuyau pour fixer le robinet. De lautre ct, le tuyau
ressort, il est soutenu par une partie du fond qui sera dcoup.
Ltanchit est vraiment essentielle au niveau du tuyau et du robinet
log dans la cloche, ft renvers. On a choisi des fts en plastique
pour les travailler facilement laide doutils mtalliques simples
(coupe-coupe, conserve, boulon, clous), chauffs dans le feu.
Biogaz Dchets + Eau
Fertilisant liquide
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c) Montage Premier ft : socle
- Le dessus du ft est au pralable dcoup pour permettre au petit
ft renvers dy rentrer.
- Gratter les parties du tuyau qui vont tre fixes avec la colle
pour une meilleure adhsion.
- A laide dune chambre air (ou de nimporte quelle protection
pour que les doigts ne touchent pas la colle), enduire la colle sur
la partie du tuyau coller.
- Insrer le tuyau dans le trou et maintenir pour quil soit bien
fixer. Ajouter de la colle si ncessaire pour une meilleure
tanchit.
Deuxime ft : cloche
- Les deux extrmits du tonneau sont perfores. Il est extrmement
important de veiller la bonne tanchit des trous. Il faudra bien
penser poser des joints, avec de la colle pour PVC ou de les
verrouiller grce de la silicone
- En haut, on fait un trou de la taille du tuyau (coup
ventuellement avec la bote de conserve du mme diamtre que le tuyau)
dans lequel le tuyau viendra semboter et sera recouvert dun chapeau
quon pourra dvisser. Un deuxime trou accueillera le robinet grce
auquel le dbit de gaz sera rgul.
- En bas, le couvercle est entirement dcoup lexception de la
partie dans laquelle arrivera le tuyau. Le tuyau sera fix dans ce
bout restant pour quil ne puisse plus se mouvoir.
- Le tuyau est donc fix en haut par le trou et par le chapeau et
en bas par le bout de couvercle restant. Les dchets seront
introduits par le tuyau et rempliront par le bas le premier ft.
Assurer une pression :
- Des poids peuvent tre prpar part. On enroule des trois pierres
avec de la corde, que lon reliera ensemble par une autre corde ou
grce une chambre air. Ce cordage sera pos sur la cloche du
biodigesteur pour empcher le tonneau de slever trop facilement par
laction de laccumulation du gaz et afin dexercer une pression de
gaz suffisante pour le transport du gaz jusquau brleur et une bonne
cuisson.
Montage final :
- Le deuxime ft est retourn et pos dans le premier ft, le ct du
robinet est vers le haut. On laisse le robinet ouvert lors de
lintroduction des premiers dchets.
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d) Dmarrage
- Le premier ft est rempli de fientes danimaux (bouses de vaches
de prfrence) et deau. Les proportions dpendent de la contenance des
fts. Ces matires fcales sont ncessaires au moins pour la premire
utilisation et il est recommand den ajouter si une baisse de
production du gaz est remarque. Elles contiennent les bactries
vivantes, qui transforment et nettoient les dchets vgtaux et
produisent du biogaz. On ajoute aussi 15 20 L deau en mlangeant la
bouse de vache (surtout si elle est sche).
- Brancher un tuyau flexible du robinet jusquau brleur gaz o
vous cuisinerez. Parfois, il est ncessaire dagrandir larrive de gaz
au niveau du brleur, afin davoir plus de gaz. En effet, le biogaz
contient moins de mthane (50-60% de mthane) que les bouteilles de
gaz vendues dans le commerce (mthane pur).
Voil ! Il ne vous reste plus qu patienter environ une semaine,
le temps que le gaz soit form. Vous saurez que le gaz est produit
car la cloche se soulvera.
e) Utilisation quotidienne Le principe de ce biodigesteur est
bas sur une utilisation en continu, cest dire que chaque jour, on
alimente le digesteur et on obtient de leffluent liquide dun cot et
du biogaz de lautre. Les proportions sont adapter suivant le ft, la
frquence dalimentation et la production de biogaz, qui dpend
beaucoup de la temprature et des intrants. Temprature :
- La temprature est la composante clef pour la production de
biogaz. On essaie de maintenir le milieu autour de 40C et surtout
dempcher une temprature suprieure 44C. Au-dessus de cette
temprature limite, les bactries se transforment et la raction nest
pas stable jusqu une temprature minimale de 55C (raction
thermophile au lieu de msophile). La temprature intermdiaire
provoque une instabilit, peu de production, une temprature
suprieure 44C est viter absolument !
- Si la temprature varie trop entre le jour et la nuit, on peut
mettre le socle dans la terre pour limiter les variations de
temprature
Alimentation :
- On peut alimenter le digesteur de nombreux intrants : dchets
vgtaux mnagers tels que les pelures et peaux des fruits ou lgumes,
les aliments prims ou qui moisissent dj, les sous-produits des
transformations agro-alimentaire (production dhuiles, dalcools, de
farines).
- Il est important de piler les dchets ou encore mieux de les
mixer afin den faciliter lassimilation par les bactries (comme la
mastication favorise la digestion).
- On ajoute environ 5 litres deau pour maintenir le milieu bien
liquide et assurer ltanchit. La quantit deau journalire jouter se
calcule en fonction de la contenance et du temps de digestion et
sadapte ensuite en fonction de lvaporation et de lhumidit des
intrants. Par exemple, pour un socle (premier ft) de 200 litres,
dont 180 litres sont utiliss, si on compte un temps de rtention de
35 jours, 5 litres deau seront verss chaque jour et environ 4 5
litres deffluent seront rcuprs (une partie de leau sest vapore)
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III. Rsultats et dveloppement futur
a) Rsultat de latelier Le digesteur ralis est tanche, il a cot
35 000 F CFA, soit environ 50 euros. Nous lavons nourri pendant la
dure du colloque et nous avons pu remarquer que la cloche se
soulevait et quun gaz sen chappait lorsquon ouvrait le robinet.
Ainsi, tous les participants ont pu entendre et voir concrtement
quun gaz tait produit. Ce simple fait a suscit un enthousiasme
important pour le biogaz et pour sa combinaison la culture de
Spiruline. Malheureusement, nous avons essay de lenflammer sans
succs. Le dlai avant la fin du colloque tait trop court pour mettre
des conclusions plus pousses sur la qualit du biogaz pour la
cuisine et de leffluent pour nourrir la spiruline. Le digesteur
reste chez Tona Agbeko, cultivateur qui organisait et accueillait
le colloque. Toutefois, il na pas assez de temps consacrer aux
essais. Stphane Gourin, ingnieur est motiv pour le soutenir dans
ces dmarches et partirait lt 2008.
b) Systme intgr Il reste de nombreux tests sur le biogaz,
leffluent, la sparation du gaz carbonique (CO2) du mthane, expliqu
par M. Ripley Fox1. Ce dernier est dailleurs venu avec sa thse
traduite en franais propos de leur systme intgr. Une photocopie
tait disponible aux participants lors du colloque. Il y explique
comment le CO2 peut servir nourrir la spiruline en complment de
leffluent liquide riche en azote. Ce systme intgr est vraiment
intressant, car tous les sous-produits de la mthanisation
reprsentent les besoins de la spiruline. Personnellement, nous
dveloppons un projet en France dans la ligne de ce systme intgr,
mais nous sommes encore aux premiers pas Partage dexpriences au
Burkina en 2010 !
1 Algoculture: la spirulina, un espoir pour le monde de la faim,
Ripley D. Fox
Culture de la Spiruline
Bouses de vaches, dchets vgtaux,
huiles uses
Biogaz, effluent liquide
Chaleur
Fertilisant naturel + CO2 Vente
dElectricit
Nourriture Riche
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