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Essai d'élaboration et caractérisation d'un biocarburant à  base de manihot esculenta grantz

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par Zacharie Merlin AYISSI
Université de DOUALA - DIPET II (Master II) 2007
  

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    ESSAI D'ELABORATION ET ANALYSE

    CHIMICO-CALORIFIQUE D'UN BIOCARBURANT À

    BASE DE MANIOC

    MINISTÈRE DE L'ENSEIGNEMENT REPUBLIQUE DUCAMEROUN

    SUPERIEUR PAIX-TRAVAIL-PATRIE

    UNIVERSITE DE DOUALA

    UNIVERSITY OF DOUALA

    DIVISION DES TECHNIQUES INDUSTRIELLES
    DEPARTEMENT DE GENIE MECANIQUE
    OPTION: MECANIQUE AUTOMOBILE

    BP 1872 DOUALA Tél. / Fax: 340 42 91 e-mail : enset@ camnet.cm

    ECOLE NORMALE SUPERIEURE D'ENSEIGNEMENT TECHNIQUE

    MEMOIRE DE FIN D'ETUDE PRESENTE EN VUE DE L'OBTENTION
    DU DIPLÔME DE PROFESSEUR D'ENSEIGNEMENT TECHNIQUE
    DE 2ème GRADE (DIPET II)

    Rédigé et présenté par:

    AYISSI Zacharie Merlin

    (DIPET I Technique Automobile)

    Directeur :

    NJEUGNA Ebenezer

    Encadreurs :

    Dr. AZEBAZE Anatole Guy Blaise (HDR-Chargé de Cours à L'ENSET) Dr. DJUINA André

    (Chargé de Cours à L'ENSET)

    M. TIMBA Sadrack

    (Chargé de Cours à L'ENSET)

    Année académique 2006 - 2007

    « Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    UNIVERSITE DE DOUALA

    ECOLE NORMALE SUPERIEURE

    D'ENSEIGNEMENT TECHNIQUE (ENSET)

    Ce mémoire intitulé :

    « ESSAI D'ELABORATION ET ANALYSE CHIMICO-
    CALORIFIQUE D'UN BIOCARBURANT À BASE DE
    MANIOC »

    Présenté par:

    AYISSI Zacharie Merlin

    En vue de l'obtention du diplôme de Professeur d'Enseignement
    Technique de Deuxième Grade (DIPET II)

    A été soutenue le Jeudi 07 Juin 2007

    Devant un Jury constitué de :

    o Pr. NJEUGNA Ebenezer (Président)

    o Dr AZEBAZE Anatole Guy Baise (Rapporteur) o Dr. DJUINA André (Membre)

    o M. NZUSSUO Bernabé (Membre)

    « Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    A mes parents :

    AYISSI NG'AWONA Cyprien et ESSOLA Marie

    « Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    REMERCIEMENTS

    Ce travail a été rendu possible grâce au précieux concours de nos encadreurs qui sont : Pr. NJEUGNA Ebenezer

    Dr. DJUINA AndréDr. AZEBAZE Anatole Guy Blaise

    M. TIMBA Sadrack

    Nous tenons à leur adresser nos sincères remerciements et à leur exprimer notre profonde reconnaissance pour leur disponibilité et leur suivie.

    Nous remercions également le :

    - Personnel et enseignants de l'ENSET pour leur disponibilité.

    - Mlle. Augustine ; le personnel du Lycée Technique de Nkolbison

    Je remercie mes frères et soeurs :

    NGAWONA Julie ; ESSAH Angeline ; ZANG Michel B. et Madame ZANG; NVONDO AYISSI Maurice ; NVONDO AYISSI Maurice ; KOA Reine Marie ; EMBOLO AYISSI Pierrette ; NAMA Marthe M. ; KENENG Augustine ; AYISSI Cyprien Junior ; BALLA Ndzie ; NFOUMOU Delphine ; MENGUE NDZIE ; EYENGA Ndzie ; ZANG Ndzie ; ABENA N...

    Je remercie :

    Monsieur EPEE Jules sa femme ainsi que leurs enfants.

    M. et Mme. POM ; POM Victorien ; POM Alvine.

    Mme MENGUE Jeanne ; BEBENE Lucie.

    M. et Mme ESSAMA NGONO Gérard ; M. NOAH MENOUNGA B. M. AMOUGUI Sylvestre

    M.NKODO ; M. FOUDA ZIBI J. M; M. et Mme NDZIE Joseph

    La Révérende soeur Apolline BIAKOLO AVIDI.

    Mes amis : ETETI Ambassa Olivier ; NGO Minette ; ZE Eric ; MPIANG NJATTOH G. ; EKOMANE ; MANI Barthélemy ; EBOUGA Claude.

    Tous mes camarades de promotion.

    Mon coéquipier PAKA TCHINDA Basile.

    Que tous ceux qui ne trouveront pas leurs noms sur cette page, veuillent croire à ma sympathie et ma reconnaissance.

    « Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    RESUME

    Prix du pétrole, dépendance énergétique, pollution atmosphérique, valorisation des espaces cultivables, les biocarburants apparaissent aujourd'hui comme une réponse crédible face à ces problèmes. En effet, les combustibles fossiles ont démontré leurs limites à travers les problèmes qu'ils ont fait naître jusqu'à présent (menaces sur l'écosystème...)

    Ce travail est destiné à extraire du manioc (Manihot Esculenta Grantz), de l'éthanol et d'en faire un carburant végétal pour moteurs à combustion interne. Considérant que la combustion de l'éthanol en présence du dioxygène est une réaction exothermique, nous avons utilisé cette énergie pour faire fonctionner les moteurs à combustion interne. Pour y parvenir, il a été question tout d'abord, d'extraire l'amidon du manioc. La procédure d'élaboration du biocarburant a consisté à la fermentation de cet amidon suivie d'une distillation primaire (effectuée à AYENE, banlieue de Yaoundé) et d'une distillation fractionnée, réalisée au lycée Technique de Nkolbisson. La deuxième étape du travail a consisté à effectuer les analyses chimico-physiques du bioéthanol élaboré. Par la méthode pycnométrique nous avons déterminé sa masse volumique et en déduit son degré d'alcool. La réfractométrie nous a permis de le caractériser en évaluant son indice de réfraction. Nous avons ensuite effectué des dilutions Ethanol-Essence tout en respectant les coupes en vigueurs. La combustion des différentes coupes de carburant ainsi obtenues dans un calorimètre à la bombe de type PARR, nous a permis de déterminer la chaleur de combustion et le pouvoir calorifique de chaque coupe ici réalisée.

    Les princjaux résultats obtenus au cours de ce travail nous montre que : le bioéthanol a un pouvoir calorifique important bien qu'il soit inférieur à celui de l'essence et qu'il est miscible à l'essence en toute proportion.

    Ces résultats sont d'une importance capitale pour le développement de la science en général et celui de l'industrie de la mécanique automobile en particulier, parce qu'ils montrent que le bioéthanol issus du manioc est capable au même titre que l'essence de faire fonctionner un moteur à combustion interne, et réduire de deux tiers au moins le taux de CO2 à l'échappement. La filière biocarburant peut générer des recettes directes et indirectes. Il peut être source d'emploie dans les régions de production et même <<booster>> l'agriculture camerounaise sur laquelle repose notre économie.

    Le bioéthanol ici élaboré, pourra alimenter les véhicules classiques dilué à hauteur de 05 à 20% dans de l'essence super sans plomb et à 100% dans les moteurs modifiés de type <<flex-fuel >>

    « Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    ABSTRACT

    Price of oil, energizing dependence, air pollution, arable space valorization, biofuels appear today like a believable answer facing these problems. Indeed, the fossil fuels demonstrated their limits through the problems that they made born until now. This work is destined to fetch cassava (Manihot Esculenta Grantz), bioethanol alcohol and make a plant fuel for internal combustion engines (as additive or surrogate gas).

    Considering that the combustion of the ethanol alcohol in presence of the oxygen is an exothermic reaction, we have been brought to use this energy to make operate the internal combustion engines. To arrive there, it was first of all questions, to extract the starch of cassava. The method we used is fermentation of Brazilian arrowroot followed by a primary distillation (done at AYENE, a suburb of Yaoundé) follwed by a fractional distillation, achieved at the Technical high school of Nkolbisson. The second stage of work consisted to do the chemical analyses and calorimetric of the elaborate bioethanol. By the pychnométric method we determined its density and deducted its alcoholic degree. The refractométry permitted us to characterize this bioethanol while valuing its refractive index. We did Ethanol - Gas dilutions then while respecting the cuts in vigor. The combustion of the different cuts of fuel thus gotten in a calorimeter PARR type, permitted us to determine the combustion heat as well as the heating value of every cut here realized.

    The main results gotten during this work shows us that: the bioéthanol has an important heating value well that it is lower than the one of gas and that, it is miscible to gas in all proportion. These results have in general a fundamental importance for the development of the science and the one of the industry of the automotive mechanics in particular, because they show that the bioéthanol descended of cassava is capable for the same reason as gas to make operate an internal combustion engine, and to reduce two third party at least the rate of CO2 the exhaust. Path biofuel can generate some returns direct and indirect through the development economic of our country Cameroon. it can be source of uses in the regions of production and same booster the Cameroonian agriculture on which rests our economy.

    The bioethanol alcohol here made will be able to nourish the vehicles classic to dilute from height of 05 to 15% in the terrific gas without lead and at 100% in the motors modified of «flex - fuel-oil» type.

    « Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    SOMMAIRE

    Résumé..........................................................................................................v Abstract...................................................................................................... ..iv Listedes figures..............................................................................................xii Listedes tableaux...........................................................................................xiv Liste des sigles et abréviations...........................................................................xvi Cahierde charges...........................................................................................xvii Introduction....................................................................................................1

    PARTIE I : LES COMBUSTIBLES AUTOMOBILES ET LEURS

    MATIERESPREMIERES.............................................................................3 CHAPITRE I : GENERALITES SUR LES CARBURANTS.......................................4

    I.1 Définition...................................................................................................4

    I.2 Critères de performance d'un carburant................................................................4

    I.3 Classification des carburants.............................................................................5

    I.4 Etude des carburants fossiles.............................................................................5 I.4.1 Pétrole brut................................................................................................5 I.4.2 Les types de carburants fossiles........................................................................5 I.4.2.1 Le kérosène.............................................................................................5 I.4.2.2 Le gasoil................................................................................................6

    I.4.2.3 Les essences... .........................................................................................6

    I.4.2.3.1 Types d'essence... ..................................................................................7

    I.4.3 Impact environnemental des carburants fossiles.....................................................7 I.4.3.1 Exploitation pétrolière et pollution..................................................................7 I.4.3.2 Les éléments polluants des gaz d'échappement...................................................8 I.4.3.3 Combustion des carburants fossiles et réchauffement climatique..............................9

    I.5 Etude des biocarburants.................................................................................10
    I.5.1 La biomasse.............................................................................................11

    I.5.2 Présentation des biocarburants...... ..................................................................11

    I.5.2.1 Le biodiesel... ........................................................................................12

    I.5.2.1.1 Méthode de production du biodiesel.............................................................13 I.5.2.1.2 Statistique de production du biodiesel dans le monde........................................14 I.5.2.2 Le bioéthanol.........................................................................................14 I.5.2.2.1 Les alcools..........................................................................................15 I.5.2.2.2 Techniques de production de l'éthanol.........................................................16 I.5.2.2.3 Statistiques de production du bioéthanol dans le monde.....................................21 I.5.2.3 Les Estéroles... .......................................................................................21 I.5.3 Valeur énergétique des biocarburants...............................................................22 I.5.4 Les atouts des biocarburants..........................................................................22 CHAPITRE II : GENERALITES SUR LE MANIOC...............................................25

    II.1 Origine et diffusion du manioc........................................................................25

    II.2 Les variétés de manioc.............................................................................. ...25

    II.3 Caractéristiques morphologique du manioc.........................................................26

    II.4 Ecologie du manioc.....................................................................................26

    II.5 Répartition géographique du manioc au Cameroun................................................27

    II.6 Les utilités du manioc...................................................................................28

    II.7 Facteurs non nutritionnels du manioc.................................................................31

    « Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    II.8 La récolte, la post-récolte et la qualité des produits................................................31

    II.9 Etat actuel de production mondiale du manioc......................................................31

    II.10 L'amidon de manioc...................................................................................32

    PARTIE II: ELABORATION ET ANALYSE DU BIOCARBURANT FAIT

    À BASE DE MANIOC................................................................................33 CHAPITRE III : MATERIELS ET METHODES D'ELABORATION DU BIO

    CARBURANT...............................................................................................34 III.1 Présentation des sites de travail.......................................................................34 III.2 Matériels utilisés.......................................................................................35 III.2.1 Matériel végétal......................................................................................35 III.2.2 Matériel et appareillage de production du bio éthanol.........................................35 III.2.2.1 Matériel de récolte et parage du manioc........................................................35 III.2.2.2 Matériel d'extraction et de conditionnement de l'amidon....................................36 III.2.2.3 Matériel de fermentation .........................................................................37 III.2.2.4 Matériel de distillation simple primaire ........................................................37 III.2.2.5 Appareillages de distillation fractionnée........................................................38 III.2.2.6 Appareillage de caractérisation chimico-calorifique..........................................40

    A. Appareil de détermination de la masse volumique.............................................40

    B. Matériel de dilution .................................................................................42

    C. Matériel de réfractomètrie...........................................................................43

    D. Matériel de calorimétrie............................................................................45

    E. Matériel d'étalonnage de la sonde.................................................................46

    F. Matériel de calibrage du calorimètre..............................................................46 III.3 Méthodes opératoires..................................................................................47 III.3.1 Mode opératoire d'élaboration du bioéthanol....................................................47 III.3.1.1 Méthode de récolte et de parage du manioc....................................................47

    III.3.1.2 Méthode d'extraction de l'amidon..............................................................

    .48

    III.3.1.3 Méthode de fermentation du jus d'amidon.....................................................

    50

    III.3.1.4 La distillation simple ou primaire...............................................................

    52

    III.3.1.4.1 Mode opératoire de la distillation simple.....................................................

    53

    III.3.1.5 La rectification par distillation fractionnée.....................................................

    53

    III.3.1.5.1 But de la rectification fractionnée.............................................................

    53

    III.3.1.5.2 Principe de la distillation fractionnée.........................................................

    53

    III.3.1.5.3 Mode opératoire de la distillation fractionnée................................................

    54

    III.3.1.5.4 Autres types de distillations....................................................................

    57

    III.3.2 Mode opératoire de la caractérisation chimico-calorifique de la distillation.................

    57

    III.3.2.1 Présentation du distillat...........................................................................

    57

    III.3.2.2 Détermination de la masse volumique et déduction du degré alcoolique du distillat.....

    57

    III.3.2.2.1 Etalonnage du pycnomètre.....................................................................

    .58

    III.3.2.2.2 Détermination de la masse volumique du bio éthanol......................................

    59

    III.3.2.2.3 Détermination de la composition vraie par interpolation..................................

    .60

    III.3.3 Elaboration des coupes de biocarburants.........................................................

    61

    III.3.3.1 Miscibilité de l'éthanol avec l'essence.........................................................

    .61

    III.3.3.2 Principe de la dilution............................................................................

    .61

    III.3.3.3 Mode opératoire des dilutions...................................................................

    .62

    III.3.3.3.1 Détermination des volumes de carburants dans les coupes................................

    .62

    III.3.4 Etude réfractométrique des coupes...............................................................

    .63

    III.3.4.1 Présentation de la refractomètrie................................................................

    .64

    III.3.4.2 Définition de l'indice de réfraction.............................................................

    .64

    III.3.4.3 Principe de la refractomètrie.....................................................................

    64

    « Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    III.3.4.4 Méthodes de correction de l'indice de réfraction..............................................65 III.3.4.5 Etalonnage du réfractomètre.....................................................................65 III.3.4.6 Exemple de mesure de l'indice de réfraction de la coupe E100 ............................66 III.3.4.6.1 Mode opératoire de la mesure..................................................................66 III.3.5 Détermination des chaleurs de combustion et du pouvoir calorifique des coupes de

    carburants......................................................................................................67 III.3.5.1 Origine de la chaleur de combustion dans les carburants....................................67 III.3.5.2 La calorimétrie.....................................................................................68 III.3.5.3 La chaleur de combustion ou valeur calorifique...............................................68 III.3.5.4 Capacité calorique ou chaleur équivalente.....................................................68 III.3.5.5 Principe de mesure des chaleurs de combustion par calorimètre à la bombe..............69 III.3.5.6 Paramètres de détermination des chaleurs de combustion...................................70 III.3.5.7 Etalonnage de la soude............................................................................71 III.3.5.8 Calibrage du calorimètre..........................................................................73 III.3.5.9 Détermination de la capacité calorifique de la bombe calorimétrique......................76 III.3.5.10 Détermination des chaleurs de combustion des différentes coupes de carburants.......78 III.3.5.10.1 Exemple de calcul de la chaleur de combustion de la coupe E100......................79 III.3.6 Détermination du point éclair du bio éthanol.....................................................82 CHAPITRE IV : PRESENTATION ET INTERPRETATION DES RESULTATS .........83

    IV.1 Résultats de la récolte et du parage..................................................................83 IV-1-2 Interprétation des résultats de la cueillette et du parage du manioc...........................83 IV.1.1 Justification du choix variétal......................................................................83 IV-1-2 Interprétation des résultats de la cueillette et du parage du manioc...........................84

    IV.2 Résultats de la fermentation et de la distillation primaire.........................................84 IV.2-1 Difficultés liées au processus de fermentation..................................................84

    IV.3 Résultats de la distillation fractionnée...............................................................85 IV.3.1 Analyses et commentaires..........................................................................85.

    IV.4 Résultats de la pycnometrie...........................................................................86
    IV.4.1 Analyse des résultats de la pycnometrie..........................................................88

    IV.5 Dilution de l'éthanol (96.33 %vol.)..................................................................88
    IV.5.1 Interprétation des données de dilution des coupes de carburants..............................88

    IV.6 Résultats de la refractromètrie des coupes de biocarburant.......................................89 IV.6.1 Interprétation des résultats de la réfractomètrie..................................................90

    IV.7 Résultats calorimétriques des coupes de carburants..............................................

    .90

    IV.7.1 Analyse des résultats de la calorimétrie à la bombe..........................................

    .107

    IV.8 Point éclair du bioéthanol...........................................................................

    .107

    CHAPITRE V : SUGGESTIONS ET PERSPECTIVES.........................................

    .109

    V.1 Atouts du Cameroun en matière de production des biocarburants..............................

    109

    V.2 Suggestions adressées aux pouvoirs publics......................................................

    .109

    V.3 Impact environnemental des biocarburants au Cameroun.......................................

    110

    V.4 Biocarburant et développement de l'économie du Cameroun..................................

    .110

    V.4.1 Le secteur agricole..................................................................................

    .110

    V.4.2 L'emplois ...........................................................................................

    .111

    V.4.3 Indépendance énergétique.........................................................................

    .111

    V.5 Dilemme énergie contre sécurité alimentaire......................................................

    111

    CONCLUSION GENERALE..........................................................................

    .112

    REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES............................................................

    .113

    ANNEXES.................................................................................................

    .115

    « Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    LISTE DES FIGURES

    - Figure 1-1 : Schéma synoptique de l'effet de serre

    - Figure 1-2 :protocole de production des biocarburants

    - Figure 1-3 : Etapes d'élaboration d'un biodiesel

    - Figure 1-4 : Volume de production d'EMHV dans le monde

    - Figure 1-5 : Structure de la biomasse lignocellulosique

    - Figure 1-6 : Principe d'élaboration du bioéthanol

    - Figure 1-7 : Volume de production des bioéthanol dans le monde

    - Figure 1-8 : Bilan comparatif des émissions de CO2 entre biocarburant et carburant traditionnels

    - Figure 1-9 : Autre recyclage du CO2 par les biocarburant

    - Figure 2-1 : Les tubercules de manioc (Manihot Esculenta Grantz)

    - Figure 2-2 : Tubercule de manioc - Figure 2-3 : Cossette de manioc

    - Figure 2-4 : Fufu

    - Figure 2-5 : Mitumba

    - Figure 2-6 : Water fufu

    - Figure 2-7 : Clips de manioc - Figure 2-8 : Myondo

    - Figure 2-9 : Bobolo

    - Figure 2-10 : Variété culinaire du manioc

    - Figure 3-1 : Une vue du bâtiment administratif du lycée technique de Nkolbisson

    - Figure 3-2 : Tubercule de manioc

    - Figure 3-3 : Dispositif de distillation fractionnée

    - Figure 3-4 : Tour de distillation fractionnée

    - Figure 3-5 : Les pycnomètres

    - Figure 3-6: Balance et hand book - Figure 3-7 : Four électrique

    - Figure 3-8 : La hotte chimique

    - Figure 3-9 : Réfractomètre ABBE ATAGO modèle 302

    - Figure 3-10 : Rouleau de fil d'amorce

    « Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

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    - Figure 3-11 : Calorimètre à la bombe - Figure 3-12 : Récolte de manioc

    - Figure 3-13 : Les grains d'amidon vu au microscope

    - Figure 3-14 : Colonie de levures en microscopie optique

    - Figure 3-15 : Une levure en microscopie électronique à transmission

    - Figure 3-16 : Préparation du mélange et fermentation - Figure 3-17 : Premier passage de distillation

    - Figure 3-18 : Deuxime passage de distillation - Figure 3-19 : Ebullition de flegme

    - Figure 3-20 : La pompe à eau

    - Figure 3-21 : Prélèvement des têtes de distillation - Figure 3-22 : Thermomètre sur colonne

    - Figure 3-23 : Réfraction d'un faisceau lumineux à la surface d'un liquide

    - Figure 3-24 : Champ visuel de l'oculaire pendant une mesure

    - Figure 3-25 : Mesure réfractomètrique - Figure 3-26 : Fixation de fil d'amorce - Figure 3-27 : Porte échantillon

    - Figure 3-28 : Vue de l'intérieur de la bombe - Figure 3-29 : Bombe à oxygène chargé

    - Figure 3-30 : Fermeture du calorimètre

    - Figure 3-31 : Vue de l'intérieur du calorimètre

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    LISTE DES TABLEAUX

    - Tableau 1 - 1 : Taux indicatif des polluants liés à l'exploitation d'une automobile

    - Tableau 1 - 2 : Dilution de quelques alcools dans l'eau - Tableau 2 - 1 : Princjaux produits dérivés du manioc - Tableau 2 - 2 : Princjaux pays producteur de manioc - Tableau 3 - 1 : Ingrédients pour fermentation

    - Tableau 3 - 2 : Résultat de la pycnometrie, étalonnage du pycnomètre

    - Tableau 3 - 3 : Mesure des paramètres initiaux

    - Tableau 3 - 4 : Evolution de la température de combustion de l'acide benzoïque

    - Tableau 3- 5 : Récapitulation des données essentielles à retenir

    - Tableau 3 - 6 : Mesure des paramètres initiaux pour les coupes E100

    - Tableau 3 - 7 : Evolution des températures de la combustion du E100

    - Tableau 4 - 1 : Résultat de l'étalonnage du pycnomètre - Tableau 4 - 2 : Données des résultats pycnomètriques - Tableau 4 - 3: Résultat des dilutions

    - Tableau 4 - 4: Résultat des valeurs des indices de réfraction des coupes de carburants

    - Tableau 4 - 5 : Résultat du dosage de la soude

    - Tableau 4 - 6 : Résultats du calibrage du colorimètre

    - Tableau 4 - 7 : Résultats récapitulatifs ; données essentielles du calibrage du calorimètre

    - Tableau 4 - 8 : Résultat de la combustion de la coupe E10

    - Tableau 4 - 9 : Evolution de la température de la coupe E100 - Tableau 4 - 10 : Résultats

    - Tableau 4 - 11 : Evolution des températures de la combustion du E95

    - Tableau 4 - 12 : Résultat de la combustion du E85

    - Tableau 4 - 13 : Evolution des températures de la combustion du E 85

    - Tableau 4 - 14 : Résultat de la combustion du E20

    - Tableau 4 - 15 : Evolution des températures de la combustion du E20

    - Tableau 4 - 16 : Résultat de la combustion du E15

    - Tableau 4 - 17 : Evolution de la température de la combustion coupe E15

    - Tableau 4 - 18 : Résultat de la combustion du E10

    - Tableau 4 - 19 : Evolution des températures de la combustion de la coupe E10 - Tableau 4 - 20 : Température d'ébullition de quelques carburants

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    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    SIGLES ET ABREVIATIONS

    ETBE: Ethyl Tertio Butyl Ether

    J-C: Jesus Christ

    GIBC: Groupe intergouvernemental sur l'évolution du climat

    Av.: avant

    GES: Gaz à Effet de Serre

    HCN : Acide Cyanhydrique

    HC : Hydrocarbure

    EMHV : Ethyl Méthyl d'Huile Végétale Fac.: Faculté

    ONG : Organisation Non Gouvernementale GIC : groupe d'initiative commune

    ETA: Ecole des Techniques de l'agriculture CRA : Centre de Recherche Agricole

    USA: United State of America

    PNVRA : Programme Nationale de Vulgarisation et de Recherche Agricole

    PNDRT : Programme Nationale de Développement des Racines et Tubercules

    IRAD : Institue de Recherche Agricole et de développement

    Cf.: Confère

    DIPET : Diplôme de Professeur d'Enseignement Technique

    MA : Mécanique Automobile

    C6H5COOH : acide benzoïque

    HNO3: formule chimique de l'acide nitrique L : longueur [m]

    WCAL : capacité calorifique du calorimètre à la bombe avant correction [cal. °C-1]

    m1 : masse d'eau utilisée au calibrage du calorimètre [kg]

    m2 : masse d'eau utilisée pendant la mesure calorifique d'un échantillon [kg]

    W' : capacité calorifique du calorimètre à la bombe après correction [cal. °C-1]

    Técl : température éclaire [°C]

    Ce : chaleur massique de l'eau [Ce = 1J.k-1.kg-1]

    K : constante évaluée à 0.736 (calcul du point éclair d'un carburant)

    nD t : indice de réfraction

    « Essai d'elaboration et analyse chimico-calorifiaue d'un biocarburant a base de manioc » Mémoire DIPET II -- ENSET de Douala 2007

    % : pourcentage

    m :masse [kg]

    t : temps [s]

    V : volume [l]

    °C : degré Celsius

    °K : degré kelvin

    Cal. : Calorimetre

    Kg : kilogramme

    Cm : centimetre

    J : joule

    ml : millilitre

    g : gramme

    s : seconde

    l : litre

    eeb : température d'ébullition [°C]

    Q : chaleur de combustion [kJ] ou [cal]

    P : pouvoir calorifique [kJ.k.kg-1]

    NaOH : formule chimique de la soude

    Tab : température d'ébullition [°C]

    mp, : masse du pycnometre vide [kg]

    Peau: masse volumique de l'eau [kg.l-1]

    AO : différence de température [°C]

    Oi : température initiale [°C]

    Of: température finale [°C]

    ti : temps initial [s]

    tf : temps final [s]

    ft : autre indication de la capacité calorifique du calorimetre E100 : carburant composé de 100% d'éthanol

    E10 : carburant composé de 10% éthanol et 90% d'essence E15 : carburant composé de 15% éthanol et 85% d'essence E20 : carburant composé de 20% éthanol et 80% d'essence E85 : carburant composé de 85% éthanol et 15% d'essence E95 : carburant composé de 95% éthanol et 5% d'essence

    « Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    CAHIER DE CHARGES

    1- DESCRIPTION SOMMAIRE

    1-1 NOM DU PRODUIT : Bioéthanol

    1-2 FONCTION DU PRODUIT : Carburant des moteurs A combustion interne 1-3 ASPECT PHYSIQUE : liquide claire d'odeur piquante.

    1-4 CARACTERISTIQUE : inflammable

    2- CONTRAINTE D'ELABORATION

    2-1 MATIERE PREMIÈRE : amidon de manioc de type Manihot Esculenta Grantz 2-2 SITES D'ELABORATION : Lycée Technique de Nkolbisson ; Ayene-Yaounde

    3- CONTRAINTE QUANTITATIF : L e bioéthanol produit doit pouvoir être produit A grande échelle.

    4- CONTRAINTES STRUCTURELLES

    o Le degré alcoolique doit être supérieur ou égale A 95%vol. o Le pouvoir calorifique doit avoisiner 21.3 MJ.l-1

    5- CONTRAINTES FONCTIONNELLES

    5-1 COMPATIBILITE AVEC L'ESSENCE : le bioéthanol doit être miscible A l'essence en toute proportion.

    5-2 CRITERES DE PERFORMANCES: la combustion du bioéthanol doit fournir une énergie calorifique susceptible de faire fonctionner un moteur A combustion interne.

    6- UTILISATION :

    o moteur A combustion interne usuelle 5% bioéthanol et 95% essence ;

    o moteurs A combustion interne modifier 100% éthanol.

    7- CONTRAINTE ECONOMIQUE :

    n son prix sur le marché doit être abordable sur le marché des carburants

    n le produit doit être accessible A tous et en toute saison

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    INTRODUCTION

    La consommation des carburants fossile est insupportable : Elle est responsable de l'augmentation rapide du réchauffement climatique planétaire qui a atteint des niveaux extrêmement dangereux et qui sont pratiquement irréversibles. De plus, les pays du sud en général et le Cameroun en particulier se trouvent sous l'emprise des véhicules dits << d'occasion », responsables de l'une des plus grandes pollutions de nos cités. On assiste aujourd'hui dans le monde à une grave crise énergétique responsable de l'instabilité des cours du pétrole et même, << des guerres dites du pétrole ».

    Face à cet état des choses, les Etats Unis d'Amérique ont poursuivi les recherches entamées par J. Ford vers 1900 pour l'utilisation de l'éthanol comme carburant automobile. En rapport avec certains critères climatiques et techniques, le maïs comme matière première a donné des résultats très prometteurs. Les Brésiliens, pour utiliser l'excédent de production de la canne à sucre, en ont produit avec des résultats au dessus des attentes. La France en ce qui la concerne, a opté pour le blé et la betterave sucrière comme matière première, avec des résultats très encourageant. La méthode commune à ces différents pays a été la fermentation puis la distillation des plantes amylacées et sucrières. Dans cette recherche effrénée des sources d'énergie de moins en moins polluantes, plusieurs chercheurs ont mis au point des méthodes de production de l'éthanol, telles que : L'hydratation des alcènes (l'éthène) ; l'estérification de l'éthylène par l'acide sulfurique suivie d'une réaction d'hydrolyse ; l'hydrolyse de la biomasse lignocellulosique suivie par sa distillation fractionnée. La revue de la littérature a ainsi révélé plusieurs auteurs ayant intervenus dans ce domaine : ROBERT [11] ; ROBERTS [12]; ASADJEU [16] ; PROSKOURIAKOU [2]. De tous ces travaux, il ressort que la méthode par estérification de l'éthylène est très corrosive pour l'appareillage d'élaboration. Celle de l'hydratation des alcènes détient le meilleur rendement en matière de quantité produit mais reste étroitement lié au pétrole, donc impropre pour l'environnement. L'hydrolyse et la distillation de la biomasse lignocellulosique quant à elle est une technique complexe qui reste à parfaire. Seule la méthode par fermentation des plantes amylacées et sucrières a donc retenu notre attention. Ne disposant ni de betterave sucrière ni de blé en quantité industrielle au Cameron, nous avons orienté notre choix vers le manioc comme matière première en raison de touts les avantages qu'il offre.

    « Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

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    Nous souhaitons, à travers ce mémoire démontrer que l'éthanol à base d'amidon de manioc, est à même de faire fonctionner un moteur à combustion interne à travers une analyse chimique et calorimétrique. Pour se faire, il nous est demandé l'utilisation d'une méthodologie cohérente.

    Pour mener à bien notre étude, La consultation des personnes ressources telles que les chimistes et les agronomes sera une nécessité. Le rapprochement vers les entreprises telles que : Brasserie du Cameroun ; HYDRAC ; IRAD ; SONARA, aura son importance. La réalisation du bioéthanol se fera au Lycée Technique de Nkolbisson. Les résultats théoriques seront vérifiés pratiquement par l'intermédiaire d'un appareillage moderne et conforme aux normes de contrôle de qualité en vigueur dans les industries pétrochimiques. Ce travail de recherche scientifique est destiné aux chercheurs en pétrochimie et aux thermiciens qui pourront exploiter les résultas obtenus ici comme élément de comparaison. Il est aussi destiné à la communauté Universitaire comme référence bibliographique dans l'étude des biocarburants. En fin il s'adresse aux politiques camerounais pour qu'ils mettent en oeuvre un cadre juridico-économique propice à l'émergence et au développement de la filière biocarburant.

    Pour mieux comprendre cette approche des choses, notre travail consistera d'abord à situer le lecteur dans le contexte des carburants automobile à travers leurs corollaires environnementaux au chapitre 1. Le chapitre 2 présentera les généralités sur la matière première, par nous utilisée. Le chapitre 3 quant à lui présentera le matériel utilisé ainsi que Les méthodes d'élaboration et d'analyse chimico-calorifique du bioéthanol. La présentation et l'interprétation des résultats suivront au chapitre 4. Nous parachèverons notre étude par quelques suggestions utiles au chapitre 5.

    cc Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

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    PARTIE I:

    THEORIE DES CARBURANTS ET LEURS MATIÈRES

    PREMIÈRES

    « Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    CHAPITRE I : GENERALITES SUR LES

    CARBURANTS D'AUTOMOBILES

    INTRODUCTION

    Pour fonctionner le moteur thermique a besoin d'un carburant donc la combustion avec l'air ambiant lui permettra de transformer l'énergie thermique y résultant en énergie mécanique nécessaire au déplacement du véhicule. Hier encore les carburants les plus utilisés étaient ceux dérivés du pétrole brut. Aujourd'hui, il est important de signaler le net essor de la biomasse en générale et des biocarburants en particulier avec les nombreuses applications faites par : le Brésil et la canne à sucre ; les Etats-Unis d'Amérique avec le maïs ; le Canada et l'huile de tournesol ; et la France avec la betterave sucrière. Il sera question dans cette partie de notre étude de faire une étude critique des carburants pétroliers et de ressortir les avantages liés à l'essor des nouvelles sources d'énergie.

    I-1 DEFINITION D'UN CARBURANT

    Un carburant est une substance dont la combustion fournit l'énergie nécessaire au fonctionnement des moteurs thermiques (moteur à allumage commandé, moteur diesel, moteur d'avion)

    I-2 CRITERE DE PERFORMANCE D'UN CARBURANT

    Plusieurs auteurs tels que : TALOR. [1] et PROSKOURIAKOU [2] ont définit les critères de performance des carburants. On peut citer entre autres :

    a) La volatilité ;

    b) Caractéristiques antidétonantes et autoallumage;

    c) La chaleur de combustion par unité de masse et de volume ;

    d) Température d'évaporation ;

    e) Stabilité chimique, neutralité et pureté ;

    f) La sécurité ;

    g) Le coût et l'accessibilité.

    Un autre critère est aujourd'hui d'actualité c'est la propreté du point de vue environnemental. Tous ces critères permettent au carburant de mieux s'adapter à

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    l'environnement rude, rigoureux du moteur thermique pour le quel il est destiné et de mieux
    répondre aux diverses sollicitations de la carburation en ce qui concerne exclusivement l'essence.

    I-3 CLASSIFICATION DES CARBURANTS Il existe deux grandes familles de carburant:

    > Les carburants d'origine fossile qui sont des distillats du pétrole brut (essence, gazole, kérosène) ;

    > Les biocarburants ou carburants d'origine végétale (biodiesel, bioéthanol).

    I-4 ETUDE DES CARBURANTS FOSSILES

    I-4-1 Le pétrole brut

    + Formation : Les carburants les plus connus et les plus utilisés sont ceux qui dérivent du pétrole brut. En effet, celui-ci est un produit du passé géologique d'une région. Il est issu de la succession de trois circonstances plutôt exceptionnelles à savoir : L'accumulation de matières organiques, la maturation de la matière organique et le piégeage des hydrocarbures dans le sous sol.

    + Composition: Un pétrole a une composition qui dépend fortement de la matière organique de départ et donc du brut considéré. Quelque soit sont origine, le pétrole est essentiellement composé des hydrocarbures suivant :

    > Les alcanes : ce sont les produits majoritaires. Ils représentent 50 à 98% d'un pétrole qui en plus peut contenir plusieurs centaines de milliers de molécules différentes ;

    > Les cyclanes ou hydrocarbures cycliques (18 à 54%) ;

    > Les hydrocarbures aromatiques (7 à 55%) ;

    > Les composés soufrés surtout le sulfure d'hydrogène (1 à 5%) ;

    > Les composés oxygénés tels que les acides (1%) ;

    > Les composés azotés.

    I-4-2 Les types de carburants fossiles I-4-2-1 Le Kérosène

    Encore appelé carburéacteur, le kérosène alimente les moteurs à réaction équipant les avions. Il est en particulier caractérisé par sa fluidité aux basses températures (de l'ordre de - 50°C) et sa capacité à conduire à une combustion rayonnante, ce qui permet de limiter les

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    échanges de chaleur. Le kérosène a une densité de l'ordre de 0,8 A 15°C. Il libère des quantités impressionnantes de matières et particules polluantes pour l'atmosphère et la haute atmosphère.

    I-4-2-2 Le Gasoil

    Le gazole est un distillat issu du raffinage du pétrole brut, Il est aussi obtenu par craquage catalytique. Celui ci doit subir plusieurs traitements complémentaires pour être utiliser comme carburant dans les moteurs diesel, tel que l'hydrodésulfuration destinée A le débarrasser du soufre (pas plus de 0.05%). La densité du gazole est supérieure A celle de l'essence : 0,845 contre 0,775. On caractérise et différencie le plus souvent les gazoles par leur indice de cétane et leur tenu A froid. De par leurs spécificités structurelles et fonctionnelles, les moteurs diesel polluent grandement l'atmosphère A travers l'émission A l'échappement des hydrocarbures imbrûlés et du soufre.

    I-4-2-3 Les Essences

    Les essences sont des composés d'hydrocarbures issus de la distillation fractionnée du pétrole brut dans les distilleries. Leurs propriétés physicochimiques siées bien A leurs utilisations comme carburant des moteurs A combustion interne. Dans ces moteurs, l'explosion du mélange, essence et oxygène de l'air dans les cylindres (déclenchée par l'étincelle d'une bougie) produit l'énergie nécessaire au déplacement du véhicule.

    L'essence s'évapore entre la température ambiante et 215°C sous pression atmosphérique. Sa densité (liquide) est d'environ 0,775 soit bien inférieure A celle de l'eau (1,000). La vapeur d'essence est trois fois plus lourde que l'air.

    L'essence est un mélange d'hydrocarbures auxquels sont parfois ajoutés d'autres produits combustibles adjuvants. On y trouve en moyenne :

    - 20 A 30 % d'alcanes, hydrocarbures saturés ;

    - 5 % de cycloalcanes, hydrocarbures saturés cycliques ;

    - 30 A 45 % d'alcènes, hydrocarbures non saturés ;

    - 30 A 45 % d'hydrocarbures aromatiques de la famille du benzène ;

    - Du plomb ou du potassium.

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    On différencie et caractérise le plus souvent les essences par leur volatilité et leur indice d'octane.

    1) La Volatilité

    C'est la capacité qu'a un produit liquide à passer sous forme de vapeur. Un suivi strict de la volatilité de l'essence est essentiel pour garantir un bon fonctionnement du moteur dans toutes les conditions. La volatilité est trop faible, le moteur démarre difficilement par temps froid. Si elle est trop élevée, le moteur peut caler ou présenter des difficultés de redémarrage par temps chaud.

    2) L'Indice d'octane

    L'obtention d'un rendement élevé dépend de son taux de compression : l'essence doit résister aux hautes pressions sans explosés très tôt (avant d'atteindre le point mort haut). Elle doit donc avoir un caractère antidétonant efficace. Le pouvoir antidétonant d'une essence est donc défini par son indice d'octane encore noté I.O. Plus il est élevé, meilleur il est et meilleur est le rendement du moteur ce ci n'était vrai que vers les années 1920 année pendant lesquelles certains additif au plomb [tétra méthyle de plomb Pb (CH3)4 ou le tétra éthyle de plomb Pb (C2 H5)4] ont prouvé leur efficacité. Depuis 1975, ces produits sont très contestés dans la lutte contre la pollution. GROSSETÊTE, [3].

    I-4-2-3-1 Types d'essences

    On distingue les essences en fonction de l'indice d'octane :

    - L'essence sans plomb 95 (indice d'octane 95) ;

    - l'essence sans plomb (indice - L 98) ;

    - le super (indice 98, en voie de disparition). Il ne contient plus de plomb mais du

    potassium.

    I-4-3 Impact environnemental des carburants fossiles I-4-3-1 Exploitation pétrolière et pollution

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    L'extraction pétrolière n'est pas sans impact sur l'écosystème, car elle entraîne des perturbations géophysiques importantes (affaissement des sols eaux extraites du gisement, boues de forage...) ;

    Les fuites du pétrole pendant le transport et le stockage entraînent généralement des catastrophes écologiques irréversibles ;

    certaines opérations de traitement, telles que le raffinage, s'accompagnent du rejet dans l'environnement de composés organiques gazeux et de liquides (phénols, produits ammoniacaux...).

    I-4-3-2 Les éléments polluants des gaz d'échappement

    Les obligations d'améliorer continuellement les performances des moteurs ont incité les constructeurs d'automobiles et les raffineurs de pétrole à rechercher non seulement les solutions mécaniques, mais aussi une formulation optimale des carburants, sous la pression des organisations mondiales antipollution. Malgré tous ces efforts les carburants automobiles d'origine fossile continuent de polluer. En effet, suivant les études menées par : NDJOCK BAYOCK [4] et EBENGUE NDJIMA [5] Il en ressort que les véhicules automobiles sont des engins important de pollution environnementale. Ils identifient dans leurs travaux respectifs les principaux éléments polluants issus des gaz d'échappements tout en précisant leurs incidences environnementales. On peut ainsi citer :

    - Les oxydes d'azote NOx qui peuvent se mettre sous diverses formes dépendant des circonstances dans lesquelles a lieu la combustion. Ils sont la cause de nombreuses maladies, participent à la formation des pluies acides, de l'ozone stratosphérique et ses corollaires sur l'environnement ;

    - Le monoxyde de carbone CO, issus des combustions incomplètes des matières organiques (carburants), il affecte le système nerveux et respiratoire ;

    - Les hydrocarbures imbrûlés HC, provenant des mauvais facteurs de combustion, ils participent à la formation de l'ozone stratosphérique, responsable du réchauffement climatique ;

    - Les métaux toxiques : plomb Pb provenant de la combustion des produits additifs, ceux-ci s'accumulent dans l'organisme et empêche le bon fonctionnement des organes et la mort par intoxication ;

    - Le gaz carbonique CO2. Il est l'un des gaz qui participent le plus à la destruction de la couche d'ozone donc la conséquence est l'intensification de l'effet de serre ayant pour corollaire

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    direct le réchauffement climatique. Le tableau ci-dessous illustre le taux indicatif des divers polluants issus des automobiles.

    Tableau 1-1 : Taux indicatif des polluants liés à l'exploitation d'une automobile [3]

    Eléments polluants

    Valeur à l'échappement (en %)

    dioxydes d'azotes NO2

    40 à 50

    Monoxyde de carbone CO

    60 à 70

    Hydrocarbures imbrûlés HC

    30

    Plomb PB

    90

    Dioxyde de carbone CO2

    15

    Dioxydes de soufre SO2

    5

     

    I-4-3-3 Combustion des carburants fossiles et réchauffement climatique

    Il est prouvé que la combustion des carburants d'origine fossile est responsable de l'émission des gaz à effet de serre source du réchauffement climatique. En effet d'après des études menées par le GIBC (Groupe intergouvernemental sur l'évolution du climat), le secteur des transports automobiles est responsable à 30% des émission de CO2 (principal gaz à effet de serre). Les études paléoclimatologies par lui mener, ont mis en évidence une relation directe entre la teneur en CO2 atmosphérique relevée au cours des 150000 dernières années et les fluctuations climatiques. Il en ressort que le CO2 est responsable à lui tout seul de 55% de l'effet de serre, phénomène illustré par la figure 1-1. Si des mesures drastiques ne sont pas mises en oeuvre, on peut ainsi craindre que la hausse de la teneur en gaz carbonique atmosphérique ne provoque dans les prochaines décennies une augmentation des températures globales, ce qui ne serait pas sans conséquence sur l'épanouissement de la vie sur terre.

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    Figure 1-1 : schéma synoptique de l'effet de serre [13]

    Malgré la bonne gestion et la modernisation des systèmes d'alimentation en essence (injection d'essence); le recyclage des gaz d'échappement et autres... Il n'en demeure pas moins que l'automobile est un pollueur potentiel, bien que ces mesures aient considérablement diminuées son taux de pollution. Pour y remédier, des solutions ont été préconisés telle que l'addition à l'essence du méthyltertiobutyléther, pas forcement exempt d'inconvénients. L'une des solutions aujourd'hui envisagé et qui offre des avantages encourageants est l'addition aux essences de l'éthyltertiobutyléther, un produit dérivé du bioéthanol. Produit qui démontre son efficacité à remédier au déficit d'indice d'octane dans les carburants sans plomb ainsi que la réduction du taux d'émission du CO2. Une fois de plus la solution miracle est venue de la biomasse sous le label des biocarburants.

    I-5 ETUDE DES BIOCARBURANTS

    Face à une prise de conscience devant les dangers que présente les gaz à effet de serre émanant de la combustion des carburants fossiles, eu égard à un prix du pétrole qui ne cesse d'augmenter, avec en ligne de mire l'appauvrissement des réserves, le développement de la

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    filière biocarburant semble prometteur. Plusieurs pays tels que : le Brésil les USA, la France et la Suède s'y sont lancés avec beaucoup de succès, tout simplement en utilisant la « biomasse ».

    I-5-1 La Biomasse

    Ce terme désigne l'ensemble des sources d'énergie renouvelable (biologiques) c'est-à-dire celles dont l'exploitation présentent un risque mineur pour l'environnement (éolienne ; biogaz ; énergie géothermale ; énergie solaire ; biocarburants).

    I-5-2 Présentation des biocarburants

    En lieu et place du terme « biocarburant », on devrait utiliser le terme « carburant d'origine végétale ». En effet les biocarburants sont des carburants obtenus à partir de la biomasse végétale (d'oil leur surnom de carburant vert). Ils possèdent des propriétés proches de celles de certains dérivés du pétrole et peuvent parfois s'employer directement dans des moteurs diesels ou des moteurs à essences. Ils peuvent se substituer partiellement ou totalement aux carburants pétroliers.

    La figure 1-2 nous donne une vue synoptique du protocole de production des biocarburants.

    Il existe aujourd'hui deux grands types de biocarburants :

    - les biodiesels (EMHV)1 destinés au moteur diesel ;

    - les essences biologiques (bioéthanol) destinés au moteur à essence.

    1Ethyl Methyl d'Huile Végétale

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    Figure 1-2 : Protocole de production des biocarburants [19] I-5-2-1 Le Biodiesel

    Destiné au moteur diesel, ce biocarburant est produit à partir des plantes oléagineuses, c'est-à-dire des plantes pouvant fournir de l'huile végétale. (Colza, tournesol, palmier à huile, coton). Cette huile n'est pas utilisée pure car elle n'est pas compatible avec les moteurs diesels actuels. Elle subit donc une transformation chimique (transestérifications) qui permet d'obtenir un ester méthylique ou éthylique d'huile végétale (diester) dont les propriétés sont proches de celles des gazoles. L'EMHV peut être utilisé pur ou en mélange avec le gazole. L'utilisation pure de l'EMHV nécessite des adaptations du véhicule, ce qui limite sa diffusion. Aujourd'hui, l'EMHV est incorporé au gazole dans le moteur diesel à une proportion allant de 5 à 30%.

    Figure 1-3: Etapes d'élaboration d'un biodiesel [26]
    - 26 -

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    I-5-2-1-1 Méthodes de production du biodiesel Deux moyens permettent d'obtenir les biodiesels :

    a) Voie chimique : on obtient les biodiesels en estérifiant doublement les plantes oléagineuses. Le produit final est une huile purifiée Cf. figure 1-3 qu'on nomme Diester. Ses caractéristiques énergétiques sont proches du gasoil, en plus sa combustion est plus propre exemple :

    - Le reformage catalytique : C'est une méthode qui a longuement été étudiée par des chercheurs tels que: BARTHELEMIE [7] et DIKONGUE [8]. Ceux-ci ont étudié la transformation de l'huile de palme ainsi que celle des palmistes comme carburant respectivement par reformage catalytique. Il en ressort de cette étude que les acides gras et les glycérols de ces différentes huiles peuvent être estérifiés produisant ainsi des esters et de l'eau. Ceux ci sont ensuite traités pour devenir des carburants utilisés dans les moteurs diesel.

    b) Voie thermochimique :

    -La Méthode Fischer TROPSCH. C'est la voie chaude, les huiles naturelles sont gazefiées (en les chauffant à 1300 °C) il se dégage alors un « gaz de synthèse » formé de gaz carbonique et de vapeur d'eau, d'oxyde de carbone et d'hydrogène. Ces deux corps sont très réactifs. Par la synthèse contrôlée en présence des catalyseurs bien choisis et en fonction de la température on obtient un carburant liquide sous forme de biodiesel. [6]

    -La méthode thermique : Cette méthode consiste à chauffer les fruits de certaines plantes oléagineuses (soja, palmiste, colza, noix de palme, tournesol...), et d'en extraire l'huile par pressage. L'huile obtenue est ensuite filtrée. Elle peut être utilisée comme carburant des moteurs diesels par addition dans le gasoil ou directement dans les moteurs diesel modifiés (pour l'adaptation).

    Critiques

    Ces méthodes de transformations des produits oléagineux en carburant nécessitent un appareillage spécialisé et une technologie très avancée, Par conséquent ils ne peuvent pas être appliquer dans les pays sous développés, sans l'appuis extérieur. Néanmoins il est envisagé, l'utilisation directe des huiles végétales à la place du gasoil, mais il va falloir modifiés les

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    moteurs existants pour permettre leur bon fonctionnement. Ce procédé diminue considérablement le taux de polluant à l'échappement, mais il repend l'odeur de friture dans l'atmosphère. Il reste aussi à maîtriser et à respecter les proportions requises. La filière des esters d'huile végétale (EMHV et EHV) produit à partir des plantes oléagineuses connaît un essor rapide avec une consommation mondiale de 2 millions de m3. Comme l'illustre la figure 1-4.

    I-5-2-1-2 Statistique de production des biodiesel dans le monde

    Figure 1-4: Volume de production d'EMHV dans le monde [27] I-5-2-2 Le bioéthanol

    Le bioéthanol est un biocarburant destiné au moteur à essence. Il est produit à partir de deux grands types de culture : les plantes sucrières (canne à sucre, betterave sucrière...) et des plantes amylacées (blé maïs, pomme de terre, manioc...).On parle généralement de la « filière sucre » pour désigner cette filière. Le bioéthanol peut être incorporé dans l'essence ordinaire sans plomb à hauteur de 5 - 24%. Ce pourcentage peut aller jusqu'à 85% sur les moteurs adaptés appelés « flex fuel ». Cet éthanol d'origine végétale (de formule chimique C2 H5OH), n'est rien d'autre que de l'alcool éthylique, au même titre que celui que l'on trouve dans toutes les boissons alcoolisées.

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    I-5-2-2-1 Les alcools

    Un alcool est un composé organique dans lequel un groupe hydroxyle -OH est fixé sur un atome de carbone tétragonal. DURUPHTY [9]. La formule générale d'un alcool à chaîne saturée est donc : CnH2n+1OH, souvent noté R-OH. Parmi les alcools on peu citer : le méthanol, l'éthanol, le propanol, le butanol, etc.... Les alcools sont certes différents du point de vue structurel, mais tous sont liés par des propriétés spécifiques. Ces propriétés permettent aux alcools d'être utilisés dans bien de domaines.

    Propriétés chimiques des alcools

    1- volatilité : Les alcools passe facilement de l'état liquide à l'état gazeux. Leur volatilité est proportionnelle au nombre d'atome de carbone Cf. annexe 2.

    2- Polarité : Un alcool peut être considéré comme un ensemble de deux charges ponctuelles de signes opposés (-d, +d) non confondues. On dit qu'il constitue un dipôle électrostatique ou plus simplement qu'il est polaire. Cette propriété chimique leur offre une grande solubilité dans l'eau.

    3- solubilité : On appelle solubilité d'un composé dans l'eau, à une température donnée, la quantité minimale que l'on peut en dissoudre pour obtenir 1 litre de solution saturée à cette température. Elle s'exprime en mol.L-1ou en g.L-1 et dépend de la température. Si on mélange de l'éthanol à l'eau dans un tube à essai, après agitation, les deux liquides forme un mélange homogène et ne se sépare plus, quelles que soient les quantités mélangées : l'alcool est miscible à l'eau en toute proportion. Le tableau 1-2 nous donne les indices de solubilité de quelques alcools solubles à l'eau à 25°C.

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    Tableau 1-2 : Solubilité de quelques alcools dans l'eau [9]

    Noms

    Solubilité (g. L-1)

    Méthan-1-ol

    Total

    Ethan-1-ol

    Total

    Propan-1-ol

    Total

    Butan-1-ol

    80

    Pentan-1-ol

    22

    Hexan-1-ol

    7

    Heptan-1-ol

    3

    Octan-1-ol

    1.3

    Ce tableau nous montre que les trois premiers composés ont une miscibilité totale dans l'eau, contrairement aux autres. C'est pourquoi l'on est amené à séparer les alcools de l'eau par distillation. Mais, il n'est pas aisé de les séparer car se sont des azéotropes.

    4- Propriétés azéotropiques

    ROBERT [10], définit l'azéotrope en ces thermes :

    « The vapor boiling from a liquid has the same composition as the liquid. Or, a liquid mixture of two or more components which can be separed by distillation was termed `azoetrope' by SWIETOLAWSKI »

    L'azéotrope est donc un mélange homogène de deux ou plusieurs composés chimiques difficilement séparables même par distillation, par ce que ses vapeurs ont la même composition que le liquide de base. Considérant les propriétés de l'un et de l'autre, l'éthanol et l'eau sont donc des azéotropes.

    Propriétés physiques

    Les alcools sont des molécules saturées, cette caractéristique les prédestine aux réactions de destruction (la combustion) c'est pourquoi ils sont très inflammable. En effet la combustion

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    en présence du dioxygène (comburant), de l'éthanol (carburant), dégage du gaz carbonique, de l'eau et une grande énergie calorifique. Ce phénomène est illustré par l'équation suivante :

    C2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O + 325Kcal

    C'est cette propriété qui fait des alcools en général et l'éthanol en particulier un potentiel combustible.

    I-5-2-2-2 Techniques de production de l'éthanol

    1- Estérification de l'éthylène par l'acide sulfurique

    C'est la première méthode de production de l'éthanol par synthèse. C'est aussi un ancien procédé de production de l'éthanol qui consistait à une réaction d'estérification de l'éthylène (C2H4) par l'acide sulfurique (H2SO4) et une réaction d'hydrolyse. Ces réactions sont les suivantes :

    > CH2 = CH2 + H2SO4 CH3 - CH2 - O - SO3H

    > CH3 - CH2 - O-SO3 H + H2O CH3 - CH2OH + H2SO4

    Critiques

    Cette méthode a été abandonnée du fait de la corrosion des appareillages provoquée par l'acide sulfurique et aussi par la production non négligeable de diéthyléther comme sous produit. ROBERT [11].

    2- Méthode par hydratation de l'éthylène

    C'est le deuxième procédé de production de l'éthanol par synthèse. celui-ci consiste essentiellement à l'addition de l'eau sur l'éthylène en présence d'un catalyseur constitué d'acide orthophosphorique, portée à la température comprise entre 270 et 280 °C sous une pression de l'ordre de 70 bar. L'éthylène utilisé ici provient généralement des gaz de craquages des produits pétroliers. L'équation théorique de production se résume en ces termes :

    CH2 = CH2 + H2O catalyseur CH3 - CH2OH

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    Cette réaction est très exothermique et s'effectue avec diminution de volume. La température élevée à laquelle on opère est nécessaire pour obtenir une vitesse d'hydratation suffisante. Le passage de l'éthanol hydraté à l'éthanol anhydre se fait par distillation azéotropique en présence de benzène ROBERTS [12].

    > Critiques

    Ce procédé donne le meilleur rendement par rapport à tous les autres, mais il reste classé parmi ceux qui présentent le plus de risques pour l'environnement.

    3- Méthode par hydrolyse enzymatique de la biomasse lignocellulosique

    C'est la voie biologique de production du bioéthanol encore appelé écoéthanol. Cette méthode a longtemps été limitée pour des raisons d'ordres techniques. Comment transformer en sucre les résidus d'une tige de maïs ou de manioc par exemple qui sont en général impropre à la consommation et souvent considérés comme déchet.

    Cette technique consiste à produire l'éthanol à partir de « la biomasse lignocellulosique » (bois ; herbe séchée ; tiges de plantes séchées ; résidus de cuisine séchés...). En effet, la matière vivante est essentiellement composée de cellulose, d'hémicellulose et de lignine (la lignine effectue la liaison entre les faisceaux de cellulose et confère à la plante sa structure particulière, elle n'est pas convertie en éthanol).

    La figure 1-5 nous montre une vue synoptique de la structure de la biomasse lignocellulosique. Grâce à une réaction d'hydrolyse, la cellulose et l'hémicellulose donne des monosaccharides qui sont ensuite convertis en éthanol par fermentation. L'éthanol y résultant est alors récupéré par distillation. Les équations théoriques de production sont résumées de manière suivante :

    A titre d'exemple, si un hectare de canne à sucre produit environ 25 tonnes de sucre simple et 8 tonnes de molasse (résidus constitués de tiges pressées et de feuille), il produit 50 à 60 tonnes de biomasse non comestible mais cependant potentiellement convertible en éthanol.

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    Figure 1-5 : structure de la biomasse lignocellulosique [12] > Critiques

    Bien que cette méthode présente quelques avantages tels que :

    - Disponibilité de la matière première et à très bon coilt ;

    - Matière première pas concurrente avec l'alimentation humaine ;

    Il subsiste quant même des inconvénients tels que :

    - Complexité accrue des méthodes de transformation en alcool rendant le transfert des technologies difficiles;

    - Certaines étapes doivent encore être corrigées pour rester conforme aux normes environnementales ;

    - Exige une technologie de pointe pas du tout accessible à tous.

    > Méthode par fermentation

    Historiquement, l'éthanol a été obtenu par fermentation directe de sucre naturel. La fermentation de vin ou de bière est attestée dans l'empire Babylonien, dès 3000 av. J.-C. Les premières obtentions pures sont attribuées aux alchimistes perses qui développèrent l'art de la

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    distillation au VIIIè et IXè siècle de l'ère chrétienne. Ce procédé originel demeure la base des méthodes actuelles.

    a. Cas des plantes sucrières

    En effet, la fermentation des plantes sucrières tels que : betteraves; canne à sucre.. transforme le saccharose en glucose suivant l'équation :

    C6 H12O6 levure 2C2 H5 OH + 2CO2

    La zymase intervient ensuite pour transformer le glucose et la lévulose en alcool suivant l'équation (cas du glucose) :

    C6 H12 O6 2C2 H5 OH + 2CO2

    Cet éthanol sera récupéré par distillation factionnée. b. Cas des plantes amylacées

    L'hydrolyse des plantes amylacées (manioc, patate,..) ou des plantes céréalières (maïs, blé,..), conduit au glucose que l'on fait ensuite fermenté en présence de la levure de bière. La distillation permet de recueillir de l'alcool éthylique sous forme de flegme, qui sera ensuite rectifié par distillation fractionnée. On obtiendra ainsi de l'éthanol hydraté (95% vol). Cf. figure1-6 Le passage à l'alcool anhydre (96% - 100% vol) se fait par distillation fractionnée en présence de benzène.

    Figure 1.6 : Principe d'élaboration du bioéthanol [27]

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    > Critiques

    Cette méthode offre plusieurs avantages tels que :

    - Technologie simple et facilement transférable ;

    - Ne nécessite pas une énergie intermédiaire importante ;

    - Produit des sous-produits utiles pour l'élevage et l'agriculture.

    I-5-2-2-3 Statistique de production du bioéthanol dans le monde

    Le biocarburant dont la production est la plus importante dans le monde est de loin le bioéthanol. Sa production est estimée à 20 millions de m3 en 2004 et la figure 1-7, montre la répartition mondiale.

    Figure 1-7: Volume de production de bioéthanol dans le monde [27] I-5-2-3 Les Estérols

    Il s'agit d'un mélange de bioéthanol et de biodiesel. Ce carburant est prévu pour fonctionner dans les moteurs diesels. Il doit combiner les avantages du bioéthanol et du biodiesel ; moins d'émission, réduction des gaz à effet de serre, meilleur densité énergétique que l'éthanol, pas de modification du moteur. Par ailleurs cette filière devrait permettre de réduire les émissions de manière encore plus sensible en utilisant un catalyseur deux voies. Mais,

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    malheureusement, cette filière est encore en expérimentation aux USA et en Suède ce qui laisse libre place au développement du biodiesel et du bioéthanol. Pour cella il faut maîtriser les techniques de production.

    I-5-3 valeur énergétique des biocarburants

    La valeur énergétique d'un carburant ou d'un biocarburant est mesurée par le pouvoir calorifique (PCI) qui détermine la quantité d'énergie libérée lors de la combustion. Le pouvoir calorifique (PCI) des biocarburants est inférieur à celui des carburants fossiles. Le rapport étant de 0.92 pour les EMHV (diester) par rapport au gasoil et de 0.66 pour l'éthanol par rapport à l'essence. Il faut 1.086 litres de EMHV pour donner l'équivalent énergétique de 1litre de gasoil, et 1.5 litres d'éthanol pour donner celle de 1litre d'essence.

    I-5-4 LES ATOUTS DES BIOCARBURANTS

    I-5-4-1 Aspect environnemental

    + L'utilisation des biocarburants contribue grandement à la réduction des GES. En effet, selon l'ONG française UNIVERS NATURE, l'utilisation de l'huile de colza ou de tournesol à la place du gazole permet une réduction de trois quarts des GES émis pendant l'ensemble du cycle de vie du carburant (de sa production à sa combustion, pour un même contenu énergétique). L'utilisation de l'éthanol pur à la place de l'essence permet quant à elle une réduction de 75% des GES. La figure 1-8 illustre un bilan comparatif entre les émissions de CO2 des biocarburants et celles des carburants traditionnels

    Figure 1-8 : Bilan comparatif des émissions de CO2 entre biocarburant et les carburants
    traditionnels
    [3]

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    + Par opposition aux rejets massifs des énergies d'origines fossiles que rien ne compense et qui sont libérés lors de la combustion de l'essence ou du gazole, le CO2 émis par les biocarburants durant leur combustion est compensé par le carbone absorbé par les plantes (phénomène de photosynthèse) durant leur phase de végétation. C'est ce rapport entre le CO2 retenu par les végétaux et le CO2 émis lors de la combustion qui explique la réduction des émissions des gaz à effet de serre comme l'illustre la Figure 1-9. De plus, durant la combustion, ces carburants verts ne dégagent ni métaux toxique (plomb, zinc...) ni soufre.

    Figure 1-9 : Auto-récyclage du CO2 par les biocarburants [13]

    + Les biocarburants sont produits directement sur les territoires nationaux, il n y a donc pas d'importation, ce qui limite les transports et la pollution qu'entraîne ce secteur. De plus, que ce soit lors de la récolte, du stockage, de la livraison ou de l'utilisation des biocarburants, les risques de pollution sont limités.

    + La combustion de ces carburants verts ne dégage ni métaux lourd, ni soufre.

    I-5-4-2 Indépendance énergétique

    Au-delà de l'aspect environnemental, les biocarburants contribuent également à la réduction de la dépendance énergétique vis-à-vis des pays producteurs de pétrole.

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    I-5-4-3 Aspect économique

    La production de biocarburant permet de créer et de maintenir des emplois en milieu rural ce qui aurait une influence certaine sur l'exode rural et par voie de conséquence sur l'économie nationale. Le développement des filières biocarburant dans le monde et en particulier en Afrique revêt une grande importance. Il constitue une voie d'avenir crédible riche en retombés Technologiques et financiers surtout dans le secteur agricole.

    CONCLUSION

    Le pétrole a fait son temps, il faut le reconnaître sans être nostalgique. Même son poids économique ne milite plus en sa faveur. Menace sur l'écosystème et sur la biodiversité, pollution pendant sa combustion, sont quelques griefs qui lui sont adressées. Dès lors, de plus en plus des recherches sont engagées dans l'optique de le remplacer par une autre source d'énergie qui soit, non seulement plus propre, mais aussi économiquement rentable : Il s'agit ici des biocarburants. En se réfèrent aux pays ayant réussi dans la filière biocarburant, le constat que l'on fait est que, ceux-ci on développé les plantes locales avant de chercher à importer d'autres variétés. Le Brésil a utilisé la canne à sucre, les USA le maïs et la France la betterave sucrière. Compte tenu des conditions agro-climatiques favorables et de la disponibilité des terres arables au Cameroun, nous avons porté notre choix sur le manioc comme matière première dans l'élaboration du bioéthanol. Pour se faire, il est important de mieux connaître cette plante.

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    CHAPITRE II: GENERALITES SUR LE

    MANIOC

    INTRODUCTION

    Le développement de l'automobile passe par des coupes de plus en plus harmonieuses, l'optimisation de la performance et la sécurité. Mais, au-delà de ses critères classiques, les manufacturiers s'intéressent aujourd'hui à des matières premières nouvelles très souvent issu de la biomasse végétales afin de pallier aux inconvénients inhérentes à l'utilisation des dérivés du pétrole brut comme carburant automobile. Les solutions les plus novatrices concernent les plantes amylacés à l'instar du manioc donc les caractéristiques biochimiques prédisposent à être une source potentielle de matière première dans l'élaboration d'un biocarburant. C'est eu égard à ses considérations que nous nous proposons dans ce chapitre de présenter les vertus de cette plantes, plus connue du domaine culinaire.

    II-1 ORIGINE ET DIFUSION DU MANIOC

    A l'instar du maïs, de la tomate, de la pomme de terre, des haricots et du tournesol, le manioc de nom d'origine latine Manihot Esculenta est un des dons de l'Amérique précolombienne à l'agriculture mondiale. Originaire du Nord est du Brésil, il s'est rependu dans les zones tropicales et subtropicales d'Afrique, d'Asie, et des Caraïbe, grâce aux navigateurs portugais. C'est une plante classée C4 c'est-à-dire parmi les plantes à taux de production élevé. Il est planté dans la plus part des pays africain et au Cameroun en particulier sous forme traditionnelle. Le manihot esculenta Grantz provient de l'hybridation successive entre plusieurs espèces sauvages tels que le manihot glaziovü qui lui a transmit ses gènes de résistance aux maladies et a augmenté sa productivité de près de 18 fois. Selon les études menées par Dr. MBIAPO, CABURET et al [14]. Les espèces sauvages telles que le Manihot esculenta Subsp. Flabellifolia et le Manihot esculenta Subsp Peruviana ont grandement contribué à son hybridation.

    II-2 LES VARIETES DE MANIOC

    On peut grouper les nombreuses variétés de manioc en deux catégories principales :

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    - Le manioc doux ou non vénéneux (Manihot dulcis) cultivé pour la consommation locale de ses tubercules.

    - Le manioc amer ou vénéneux (Manihot esculenta) utilisé principalement pour la préparation de fécule et autres dérivés.

    II-3 CARACTERISTIQUE MORPHOLOGIQUE DU MANIOC

    Le manioc est une plante arbustive pérenne de un à quatre mètre de hauteur au feuillage palmé. Son mode de propagation en culture est la bouture de tige. Une bouture émet des racines au niveau du noeud en contact avec le sol humide (racines nodales) et à la base (racines basales, plus nombreuses) Cf. figure 2-1. Chaque racine primaire est un cite potentiel de stockage des réserves amylacés et commence à accumuler l'amidon sur un secteur dès les première semaines. Il faut noter que le pouvoir germinatif des graines de manioc est très faible (environ 20%) et reste du ressort des programmes de recherche. Le manioc pour son épanouissement entier, demande certaines spécificités climatiques. CABURET et al [14]. Il est particulièrement remarquable pour sa capacité à avoir de bon rendement sur des sols peu fertiles, et il pousse souvent là où d'autres cultures ont échouées.

    II-4 ECOLOGIE DU MANIOC

    Le mode de culture du manioc est le bouturage enfoncé au trois quart et planté à l'horizontale, à la verticale ou à l'oblique en fonction du type de sol (argileux ou sableux) en respectant la polarité haut /bas. Il est cultivé dans toutes les zones inters tropicaux avec des régimes pluviométriques à une ou deux saisons de pluie et de pluviosité annuelle variant de 600 mm de pluie à plus de 4000 mm. La température minimale est de 12 °C et le taux maximum de croissance se situe entre 25 et 29°C. (Cf. Annexe 1) Pour arriver à maturité, il nécessite un développement de 6 à 36 mois selon les variétés et le milieu.

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    Figure 2-1 Tubercules de manioc (Manihot Esculenta Grantz)

    II-5 REPARTITION GEOGRAPHIQUES DE LA CULTURE DE MANIOC AU

    CAMEROUN

    Le manihot dulcis espèce douce, réputer pour la consommation de ses tubercules se trouve beaucoup plus dans les provinces du centre, du sud, de l'est et du littoral.

    Le manihot esculenta espèce amère utilisée principalement pour l'extraction des fécules et la préparation d'autres produits dérivés tels que : le gari, fufu...On la retrouve au Cameroun beaucoup plus dans les provinces de l'ouest, du nord ouest et dans le littoral avec une prédominance dans le département du mungo.

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    II-6LES UTILISATIONS DU MANIOC

    Les racines de manioc sont riches en énergie et contiennent principalement de l'amidon et des glucides solubles bien qu'elles soient pauvres en protéine et en lipide La totalité de la plante est parfois utilisée (tige ; feuilles ; tubercules). Le tableau 2-9 nous présente les différents produits dérivés du manioc

    TABLEAU 2-9 Principaux produits dérivés du manioc

    Noms des produits

    Caractéristiques

    Lieux de production

    Utilisation

    Manioc (fig. 2-2.) Gari

    Attiéké

    Chikwangue

    Myondo, mangbele (fig. 2-8) Mnitumba (fig. 2-5)

    Foufou (fig. 2-10) Fufu (fig. 2 - 4.) Farinha de mandioca Kokonte

    Cassave chips

    Lafun / makopa (fig. 2-4) Tapioca (fig. 2-10.)

    Bobolo (fig. 2-9)

    Frais, épluché

    Produit sec (conservation plusieurs mois) Produit humide (conservation quelques jours) Produit humide (conservation quelques jours)

    Pâte cuite à l'huile de palme (conservation plusieurs joPâte à consommation immédiate

    Produit sec (conservation plusieurs mois) Produit sec (conservation plusieurs mois) Produit sec (conservation plusieurs mois) Produit sec (conservation plusieurs jours)

    Farine de manioc fermenté, conservation plusieurs mo Grains secs, longue conservation

    Pâte cuite (conservation plusieurs jours)

    Afrique et Amérique Afrique de l'Ouest Côte d'Ivoire

    Afrique Centrale

    rs) Afrique centrale Afrique de l'Ouest Afrique Centrale Brésil

    Ghana

    Caraïbes

    Nigeria, Tanzanie Tous pays

    Cameroun

    Alimentation humaine

    Cossettes / granulés (fig. 2-3)

    Feuilles (junes pousses)

    Produits secs, longue conservation

    Fraîches ou en poudre

    Tous pays

    Afrique, Brésil (poudre)

    Alimentation humaine
    et animale

    Fécule et amidon

    Produits secs, longue conservation

    Tous pays

    Industrie (colles, éthanol, etc..) et aliments

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    Figure 2-2 :Le tubercule de manioc Figure 2-3 : cossette de manioc

    Figure 2-4 :Le Fufu Figure2-5 : Le Mintumba

    Figure 2-6 : Le Water fufu Figure 2-7 : Chips de manioc

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    Figure 2-8 : Miyondo Figure 2-9 : Bobolo

    Figure 2-10 : Diversités culinaires du manioc

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    II-7 FACTEURS NON NUTRITIONNELS DU MANIOC

    Le manioc frais contient de l'acide cyanhydrique (surtout dans la variété amère) qui est une substance toxique : c'est un poison de l'hémoglobine des globules rouges. De plus, il provoque des troubles de thyroïdes en empêchant l'iode de s'y fixer : c'est ce qui est à l'origine des goitres et autre ralentissement de la croissance chez l'enfant. C'est la raison pour laquelle il est déconseillé de consommer excessivement du manioc cru (7 kg ou plus de racine fraîche par jour sur une longue période). Ce poison est facilement éliminé par cuisson, séchage au soleil, fermentation. Il est en quantité plus importante dans l'écorce que l'on élimine lors de la préparation. Par conséquent, lorsque le manioc est bien préparé, il ne renferme plus de trace d'acide cyanhydrique.

    II-8 LA RECOLTE, LA POST RECOLTE ET LA QUALITE DES PRODUITS

    La récolte du manioc comprend généralement la coupe des aériens (des tige saines et vigoureuse sont retenues pour les boutures du cycle suivant) et l'arrachage des tubercules. Ce travail est plus pénible en saison sèche mais c'est à cette période que la teneur en matière sèche est la plus élevée. Les racines irrémédiablement se détériorent au delà de trois jours. La blessure de la tubercule entraîne généralement la formation de l'acide cyanhydrique (HCN) due à la décomposition enzymatique par la linamarase et deux glucosides (linamarine -90%, lotaustraline -10%).Ceci peut porter préjudice sur la qualité de l'amidon si on n'y prend pas garde.

    II-9 ETAT ACTUEL DE LA PRODUCTION MONDIALE DE MANIOC

    Le manioc est la septième culture mondiale en surface cultivé. Le tableau ci-dessus classe les princjaux pays producteurs de manioc IL faut noter avec satisfaction que la part de l'Afrique est en nette augmentation ces dernières années. A regret, le Cameroun n'en fait pas partie, d'où la nécessité de lancer la filière.

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    Tableau 2-2 : Principaux pays producteurs de manioc [13]

    Pays

    Production mondiale en (%)

    Brésil

    25%

    Indonésie

    12%

    Nigeria

    10.30%

    RD du Congo

    09.40%

    Thaïlande

    07.50%

    II-10L'AMIDON DE MANIOC

    En tant que source d'amidon le manioc (variété amère) est hautement compétitif. La racine contient plus d'amidon, en poids sec, que presque toutes les autres cultures vivrières. De même, des technologies simples permettent son extraction avec plus ou moins de succès.

    L'amidon est un hydrate de carbone sous la forme d'un polyoside de formule brute (C6H10O5)n. Celui ci est formé de molécule de glucose associé en longue chaîne linéaire (amylose) ou ramifié (amylopeptine) reliées par des liaisons osidiques (pont oxygène) produit lors de la synthèse chlorophyllienne, dans les feuilles. Ils constituent la principale réserve glucidique des graines (céréales ; haricot, etc....) et des tubercules (pomme de terre ; manioc ; etc....). Il est utilisé dans l'industrie pour la préparation du glucose par hydrolyse, l'encollage et l'apprêt des tissus mais surtout comme matière première dans l'élaboration du bioéthanol.

    CONCLUSION

    Au delà du domaine culinaire traditionnel pour lequel il a toujours été destiné et du domaine industriel où il a fait ses preuves, le manioc se propose d'entrer dans le domaine privilégié des matières premières destinées à l'industrie pétrochimique. Celui-ci possède des arguments solides à cet effet. Il serait intéressant comme cela a été le cas avec la canne à sucre au Brésil, la bétérave sucrière en France et le maïs au USA, de démontrer que le manioc tirer des plantations camerounaises est à même d'être une source de matière première pour l'élaboration d'un bioéthanol. Pour se faire, il est important de maîtriser le mode opératoire de l'élaboration ainsi que l'appareillage y afférent.

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    PARTIE II: ELABORATION ET ANALYSE DU
    BIOCARBURANT FAIT À BASE DE MANIOC

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    CHAPITRE III : MATERIELS ET METHODES D'ELABORATION

    DU BIOETHANOL

    INTRODUCTION

    Le matériel que nous allons vous présenter est celui qui nous a permis d'élaborer et d'analyser notre biocarburant. En fonction des opportunités qu'ils nous offraient, Trois sites ont été sollicités pour la concrétisation de ce projet.

    III-1 PRESENTATION DES SITES DE TRAVAIL

    A. Le village Ongot

    Ongot est un petit village de la banlieue de Yaoundé, situé à 10 km sur l'ancien axe lourd Douala Yaoundé. Réputé pour leur sens de l'hospitalité, mais surtout pour leur ardeur au travail, les habitants du village ongot sont principalement des agriculteurs. Sous l'assistance Technique des

    agronomes du Programme Nationale de Vulgarisation et de Recherche Agricole PNVRA (programme agricole
    mis sur pied par le ministère de l'agriculture au Cameroun), ceux-ci cultivent du manioc de type manihot

    esculenta Grantz. Le matériel végétal en occurrence le manioc, nous vient de ce village.

    B. Le village Ayene

    C'est une bourgade située 1 km après Nkolbisson sur l'ancienne route Douala Yaoundé aux encablures de la station de réserve d'eau de Nkolmefou. C'est dans ce village que s'est déroulé la distillation primaire, par l'intermédiaire des dispositifs de distillation du « whisky traditionnel », quotidiennement élaboré par les femmes du dit village.

    C. Lycée Technique Canadien de Nkolbisson

    Le lycée technique de Nkolbisson est un établissement public construit avec l'aide de la coopération Canadienne, destiné à former les jeunes camerounais et étrangers aux techniques Industrielles modernes. Il est situé dans le département du MFOUNDI, arrondissement de Yaoundé II au lieu-dit centre agronomique, à 7km du centre administratif. Sa superficie est de trois hectares environ. Il a pour Proviseur actuel Monsieur ENGONGODO Dominique.

    Le personnel est Camerounais à 100% et sa capacité d'accueil est de 960 élèves pour trois niveaux : 2nd, 1ère et Tle, dans 16 spécialités regroupées dans les quatre génies ci-après :

    Génie Civil ; Génie Electrique ; Génie Mécanique ; Génie Chimique.

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    C'est dans le département de Génie Chimique, précisément au laboratoire de Chimie Industrielle CI que nous avons effectué la distillation fractionnée du flegme issue de la distillation simple.

    Figure 3-1 : une vue du bâtiment administratif du Lycée Technique de Nkolbisson

    III-2 MATERIELS UTILISES

    III-2-1 Matériel végétal

    Le matériel végétal désigne ici la matière première ayant servie pour l'élaboration du bioéthanol. Le manioc a été récolté frais directement des plantations à ONGOT Cette récolte a eu lieu le 25

    Janvier 2007 à 09 heures.Ce même jour, les opérations de parage des tubercules et de décantation nous ont permit d'obtenir de l'amidon. Celui-ci a été fermenté puis a subit une distillation simple pour donner en fin le flegme, matière semi-finie pour l'élaboration finai du bioéthanol.

    III-2-2 Matériel et appareillage de production du bioéthanol III-2-2-1 Matériels de récolte et de parage du manioc

    Nous avons utilisé deux machettes, une hotte en raphia et la force de nos bras pour la récolte de manioc, élément de base dans l'élaboration de notre bioéthanol. Tout de suite nous avons procédé au parage des tubercules (préparation des tubercules de manioc pour leurs utilisations) en utilisant le matériei suivant :

    - une bassine

    - deux couteaux

    - 20 litres d'eau

    - Un moulin à écraser

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    III-2-2-2 Matériel d'extraction et conditionnement de l'amidon

    L'extraction de l'amidon a eu lieu juste après le parage du manioc pour éviter sa dégradation et par voie de conséquence, la diminution du rendement de production. Pour le faire, nous avons usé du matériel cidessous :

    - une grande cuve

    - du soleil (source de chaleur)

    - un moulin à écraser

    - du manioc de type manihot esculenta grantz (figure 3-2)

    Figure 3-2 : Tubercules de manioc (Manihot esculenta Grantz)

    III-2-2-3 Matériel de fermentation

    Le tableau 3-1 récapitule les ingrédients utilisés pour la préparation du mélange. La fermentation proprement dite a eu lieu à Ayene, le 02 février 2007 à 08 heures. Le matériel ci-dessous a été nécessaire :

    - Un grand seau étanche en plastique

    - Une spatule

    Les ingrédients utilisés sont présentés dans Le tableau ci-dessous.

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    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007 Tableau 3-1 : Ingrédients pour fermentation

    Eléments

    Quantités

    Unités

    Amidon de manioc

    4

    kg

    Levure de bière

    200

    g

    Eau

    40

    l

     

    III-2-2-4 Matériel de distillation simple ou primaire

    La distillation simple s'est déroulée A Ayene de même que la fermentation.Ce site a été choisi parce que les femmes de cette zone ont pour habitude de fermenter de la farine de maïs pour en faire du whisky traditionnel, d'appellation locale « odontol ». C'est le matériel traditionnel utilisé par celles-ci qui nous a permit de réaliser la distillation simple de notre amidon fermenté. Celui-ci se résume en :

    - un fût vide ;

    - un demi fût vide ;

    - deux tuyaux en aluminium ;

    - 20 litres d'eau (réfrigération) ;

    - un bidon (réservoir) ;

    - Manioc râpé (pour étanchéité).

    III-2-2-5 Appareillages de distillation fractionnée

    Au laboratoire de Chimie Industrielle (CI) nous avons effectué la distillation fractionnée du flegme issue de la distillation primaire. C'est un laboratoire équipé d'appareils modernes à l'exemple de la tour de distillation fractionnée présenté par la Figure 3-4. La figure 3-3 quand à elle montre une vue schématisée du même dispositif.

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    Figure 3-3 Dispositif de distillation fractionnée [17]

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    Figure 3-4 : Tour de distillation fractionnée

    Légende

    1. Rhéostat

    2. Calotte chauffante

    3. Pierre à ébullition

    4. Ballon à fond rond

    5. Colonne à distillation de type Vigreux

    6. Pics de verre

    7. Adaptateur

    8. gaine

    9. Thermomètre

    10. Réfrigérant

    11. Cylindre gradué

    Description

    1. Le chauffe ballon : Posé sur un support à hauteur variable, il sert à apporter l'énergie calorifique nécessaire à la production des vapeurs.

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    2. Le ballon : Il est posé directement sur le chauffe ballon et contient le flegme dans lequel on peut apercevoir des fragments de porcelaine nécessaire à la production des bulles (ils empêchent aussi la formation des points chauds).

    3. La colonne de Vigreux: C'est un long tube de verre possédant un ensemble de plateaux théoriques donc le rôle est de sélectionner par condensation les composants du liquide contenu dans le ballon. La partie inférieur de la colonne communique avec le ballon tant dis que le haut, donne d'une part à la tulipe via un tube en verre donc les parois sont réfrigérées et d'autre part, communique avec une gaine thermométrique dans laquelle loge le thermomètre.

    4. Le thermomètre : Son extrémité se trouve en contact ave les vapeurs issues du ballon. Son rôle est d'indiquer la température d'ébullition.

    5. Les réfrigérants : Se sont des tubes de verre étanches. Une de leur extrémités communique avec la sortie d'eau glacée de la pompe à eau, tant dis que l'autre communique avec la sortie de la dite pompe. Le rôle des réfrigérants est de refroidir les vapeurs issues de la colonne de Vigreux.

    III-2-2-6 appareillages de caractérisation chimico-calorifique A. Matériel de détermination de la masse volumique

    La détermination de la masse volumique permettant la déduction du degré d'alcool, s'est faite, au laboratoire de chimie du Lycée Technique de Nkolbisson le 16 Février 2007 à l'aide :

    - Des pycnomètres représentés par la figure 3-5. - Une balance Figure 3-6 ;

    - Un hands book of chemistry and physics Figure 3-6; - Un four électrique Figure 3-7

    - Une prince

    - De l'eau distillée pour étalonnage du pycnomètre

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    Figure 3-5 Les pycnomètres Figure 3-6 balance et hand book

    Figure 3-7 Le four électrique

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    1. Le Pycnomètre : Le pycnomètre se présente sous la forme d'un petit ballon à goulot étiré donc le volume est préalablement normalisé par le constructeur (Vp =10.00 ml).Celui ci permet de déterminer la masse volumique des composés liquides.

    2. La balance : La balance utilisée ici est du type électronique, avec lecture au 100ème.

    3. Le hand book : C'est le livre de bord des laboratoires de chimie. Il contient les
    valeurs de référence des éléments chimiques. C'est lui qui confirme les résultats d'une expérience.

    B. Matériel de dilution

    La réglementation en matière de carburant autorise les mélanges entre le bioéthanol et l'essence en des proportions biens définies et homologuées appelés coupe. On les désigne par la lettre E, suivie du pourcentage d'éthanol dans le mélange. Exemple : la coupe E85. Elle représente un carburant contenant, 85% d'éthanol et 15% d'essence. Dans cette nomenclature, la coupe E100 désigne l'éthanol pur, utilisé à 100 % dans le moteur sans mélange avec l'essence. On trouve ainsi : du E5 ; E10 ; E15 ; E20 ; E85 ; E95 ; E100. Ce ci en fonction du pays dans lequel on se trouve et de l'utilisation que l'on désire en faire. C'est donc eu égard à ces considérations que nous avons réalisé les différentes coupes. Le matériel suivant nous a permis d'effectuer cette partie de notre travail:

    h) Une hotte chimique figure 3-8;

    i) Deux pipettes graduées ;

    j) Deux Becher ;

    k) Du bioéthanol ;

    l) De l'essence super;

    m) Deux fioles jaugées avec bouchons ;

    n) Deux entonnoirs à liquide

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    Figure 3-8 Vue partielle de la hotte chimique C. Matériel de réfractomètrie

    Au laboratoire de chimie industrielle du Lycée Technique de Nkolbisson les échantillons de coupe de carburant réalisés ont été soumis à la réfractométrie dans le but de caractériser chacun d'eux. Le matériel ci-dessous donc l'élément principal est le réfractomètre Figure 3-9 nous a permis d'y parvenir.

    Réfractomètre ABBE Atago modèle 302 ;

    Six bocaux contenant les différentes coupes de combustible ; Deux compte-gouttes propres et secs.

    Une bouteille de méthanol;

    Un papier mouchoir.

    Un verre étalon d'un indice : n D t = 1.5162 à 20°C

    Du monobromonaphtalène

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    Figure 3-9: le réfractomètre ABBE Atago modèle 302 > Légende

    1. Oculaire

    2. Source lumineuse pour le spécimen

    3. Vis d'ouverture du prisme

    4. Prisme collatéral

    5. Prisme principal sur lequel on dépose le liquide à étudier

    6. Thermomètre utilisé pour indiquer la température autour du spécimen

    7. Transformateur, l'intensité lumineuse pouvant être ajustée à 2 positions (Hi - Lo)

    8. Roulette d'ajustement N°1

    9. Roulette d'ajustement N°2

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    D. Matériel de calorimétrie

    Dans le laboratoire de chimie du Lycée Technique de Nkolbisson, du 20 février au 10 mars 2007 Les différentes coupes réalisées ont été passées à un test de combustion. Le matériel suivant a été utilisé :

    D-1 Appareillage et support d'exécution

    o) Le calorimètre utilisé ici est un calorimètre de type PARR (figure 3-11) fabriquer à Imoline (USA) en 1996 par la firme PARR INSTRUMENT COMPANY.

    p) Rouleau de fil d'amorce (figure 3-10)

    q) Une bouteille d'oxygène

    r) Deux pipetes graduées

    s) Un agitateur en verre

    t) Deux béchers

    u) Deux erlenmeyers

    v) Une balance électronique (Lecture au 100ème)

    w) Une règle graduée

    D-2 Substances chimiques

    x) De la poudre de PAK (pour le titrage de la soude)

    y) Une pastille d'acide benzoïque (calibrage du calorimètre)

    z) De la phénophtaléine

    aa) De la soude (étalonnée)

    bb) 20 litres d'eau distillée

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    Figure 3-10: rouleau de fil d'amorce Figure 3-11: Calorimètre à la bombe

    E. Matériel d'étalonnage de la soude

    L'étalonnage de la soude consiste à déterminer la concentration réelle de la soude. Elle se fait à l'aide du matériel suivant :

    cc) Da la poudre de PAK ; dd)Une balance ;

    ee) Une burette ;

    ff) Un erlenmeyer ;

    gg)De la soude à étalonner.

    F. Matériel de calibrage du calorimètre a la bombe

    Il consiste à déterminer la valeur en eau du calorimètre à la bombe à partir de la combustion d'une pastille d'acide benzoïque de chaleur de combustion connue :

    QC6H5COOH= 6318.3 cal.g-1

    1. Un calorimètre à la bombe de type PARR.

    2. Un rouleau de fil d'amorce, Cf. figure 3-10 ;

    3. 2 litres d'eau distillée (pour le seau) ;

    4. Une pastille d'acide benzoïque (combustible) ;

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    5. De la soude étalonnée de concentration CNaOH= 0.0939M ;

    6. Une bouteille d'oxygène (comburant)

    7. 1 ml d'eau distillée (pour la bombe).

    III-3 METHODES OPERATOIRES

    Après la présentation du matériel, nous allons passer à la phase explicative des étapes ayants ponctuées notre travail.

    III-3-1 Mode opératoire de l'élaboration du bioéthanol

    Les méthodes ici présentées sont celles qui nous ont permis de réaliser notre bioéthanol, de le caractériser et d'évaluer le pouvoir calorifique des coupes issues des différentes dilutions effectuées. Il est évoqué dans cette étude, quant cella est possible d'autres méthodes en usages.

    III-3-1-1 Méthode de récolte et de parage du manioc 1) La récolte du manioc

    Nous avons opté pour la méthode traditionnellement de récolte, consistant à arracher les boutures de manioc après avoir préalablement coupé les tiges à l'aide d'une machette figure 3- 12.

    Figure 3-12 : Récolte du manioc (Paka Tchinda Basile)

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    2) Le Parage des racines

    Le parage consiste à préparer le manioc pour son utilisation. Ces principales étapes sont : L'épluchage: Il est effectué au couteau à large lame; après tronçonnage de la racine, la lame est glissée sous l'écorce. Celle-ci est séparée du corps de la racine.

    L'équeutage : Il consiste à sectionner les bouts et rejets.

    Le lavage : Consiste à nettoyer les morceaux de manioc avec de l'eau.

    Broyage : Il est réalisé mécaniquement par l'intermédiaire des moulins à écraser modernes équipés d'un moteur asynchrone triphasé. On obtient un résultat sensiblement identique grâce au râpage, en utilisant des râpes de construction locale dont le rotor est garni soit de scies, soit d'une enveloppe en fer blanc perforé. Cette étape a pour but d'écraser les racines et de les mettre sous la forme d'une pulpe.

    C'est la pulpe issue du broyage des morceaux de manioc qui servira de base pour l'extraction de l'amidon.

    III-3-1-2 Méthode d'extraction de l'amidon L'amidon de manioc

    L'amidon est un polyoside de formule brute (C6H10O5)n, formé de molécule de glucose associées en longue chaîne linéaire (amylose) ou ramifié (amylopeptine) par des liaisons osidiques (pont oxygène) produit lors de la synthèse chlorophyllienne, dans les feuilles. Il constitue la principale réserve glucidique des graines (céréales ; haricot, etc...) et des tubercules (pomme de terre ; manioc ; etc...) il est utilisé dans l'industrie pour la préparation du glucose par hydrolyse, l'encollage des tissus, et l'apprêt des tissus, c'est surtout la matière première dans l'élaboration du bioéthanol.

    Plusieurs procédés permettent l'extraction de l'amidon et tous partent d'un même principe, celui de pouvoir recueillir les particules en suspension dans le jus de manioc soumis aux mouvements de tumulte ou de rotation. On distingue ainsi :

    1) La méthode traditionnelle

    Traditionnellement, la transformation du manioc en amidon aigre passe par les opérations suivantes :

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    a. La décantation

    Elle est réalisée dans une grande cuve. Son but est d'extraire de l'amidon par centrifugation. Verser le manioc broyé dans la cuve accompagné d'eau. Itemuer la cuve en faisant des mouvements circulaires. Verser toutes les particules en suspensions dans l'eau dans une autre cuve (c'est de l'amidon). Dans les amidonneries industrielles on utilise des centrifugeuses pour la décantation, avec de grand rendement à la fin.

    b. Le séchage et conditionnement

    Il permet d'ôter l'humidité dans l'amidon et de mieux le conserver. Le séchage de l'amidon extrait se fait au soleil.

    c. Le broyage

    Il a pour but de réduire l'amidon en poudre pour faciliter les traitements futurs. Celui-ci peu se faire à travers les moulins usuels. La poudre d'amidon obtenue sera par la suite hydratée puis fermentée. Le séchage se fait au soleil, mais la chaîne de fabrication peut être améliorée surtout l'étape de la décantation.

    2) La méthode par décantation par les canaux

    La recherche propose un autre système, inspiré de celui utilisé au Brésil et à Madagascar ainsi que dans les féculeries européennes de pomme de terre : la décantation en canaux. Les canaux serpentent avec une pente calculée de telle sorte que l'eau circule à une vitesse de quatre à dix mètres par minute, condition d'une bonne décantation. L'investissement est comparable à celui nécessaire à la réalisation d'un bac. Le séchage continue à se faire au soleil sur des claies.

    3) La méthode industrielle

    Les racines, hautement périssables une fois récoltées, sont livrées à l'usine de transformation dans les 48 heures. Une fois lavées et pelées, les racines sont écrasées ou râpées pour libérer les grains de fécule Cf. figure 3-13 Le "lait féculent"-amidon, en suspension dans l'eau est alors séparé de la pulpe, et les grains séparés de l'eau par l'utilisation de deux méthodes : sédimentation ou centrifugation .Cette technique permet la séparation, sous l'action de la force centrifuge, des partiules inégalement dense en suspension dans le liquide. A ce stade, l'amidon est mis à sécher au soleil ou par méthodes artificielles pour en absorber l'humidité, avant d'être broyé, tamisé et ensaché.

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    Figure 3-13 : Grains d'amidon de manioc vus au microscope

    Tous ces systèmes d'extractions produisent une énorme quantité de résidus utiles : Les écorces des racines peuvent être recyclées comme engrais et aliments pour ès animaux ; une fois séchées, ès fibres écartées peuvent être vendues comme agent floculant à l'industrie d'extraction minière ; tandis que l'amidon à faible densité perdu durant la sédimentation sert däliment pour les porcs.

    III-3-1-3 Méthode de fermentation du jus d'amidon

    C'est une des étapes importantes dans lëlaboration du bioéthanol. Elle permet de changer la structure biochimique de l'amidon et en faire d'autres éléments suivant un processus irréversible.

    a) Principe de la fermentation

    Selon ès études menées par ASADJEU et al [16], l'incorporation de la èvure de bière à une solution aqueuse de glucose maintenue tide (environs 37°C) conduit à observer au bout d'un temps plus ou moins long d'un ènt dégagement de dioxyde de carbone (CO2) qui s'accélère peu à peu. Simultanément, è glucose disparaît de la solution et l'alcool éthylique y apparaît. La transformation du glucose en alcool dont le rendement peut atteindre 95% s'effectue par une suie de réactions chimiques complètes catalysées par la diastase et la zymase secrétées par la levure en milieu légèrement acide.

    b) Généralité sur la levure (figures 3-14 et 3-15)

    La levure est un champignon unicellulaire qui forme des colonies et possède toutes les propriétés des êtres vivants et en particulier la capacité de reproduction sexuée ou végétative. Dans un milieu propice, elle se multiñie abondamment par bourgeonnement. Son activité dépend largement des conditions du milieu. Elle a une capacité très caractéristique : elle produit son énergie soit par respiration, ou par fermentation. Elle respire lorsque l'oxygène du milieu est abondant, ou fermente quand l'aération est insuffisante, comme c'est le cas dans l'enceinte de fermentation de notre amidon.

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    Figure 3-14: Colonies
    de levures en
    microscopie optique.
    [24]

    Figure 3-15 : Une
    levure en
    microscopie
    électronique à
    transmission. [24]

    Les levures sont des champignons ascomycètes. La levure la plus utilisée en industrie agroalimentaire est la levure de bière ou Saccharomyces cerevisiae (étymologiquement : champignon à sucre de cervoise, la bière des Gaulois), utilisée notamment en panification. C'est Pasteur qui a élucidé cette double vie de la levure qui, pour produire son énergie vitale, peut oxyder les sucres en les décomposant complètement :

    Respiration :

    sucre + oxygène -------> eau + gaz carbonique

    Ou les dégrader partiellement en produisant de l'alcool et du gaz carbonique si elle ne dispose pas d'oxygène :

    Fermentation :

    sucre --------> alcool éthylique + gaz carbonique

    c) Préparation du mélange (figure 3-16)

    Etape 1 : conditionnement de l'amidon

    Faire chauffer 20 litres d'eau dans une grande marmite à une température de 40°C. Dès que cette eau est prête, enlever la marmite du feu et transvaser la dans un récipient étanche. Verser y les 4 kg d'amidon, tous en remuant à l'aide d'une spatule pour éviter la formation des grumeaux. Arrêter dès obtention d'un liquide plus ou moins visqueux. Laisser refroidir.

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    Etape 2 : Ajout du ferment

    Ajouter la levure de bière, et un peu d'eau tiède si c'est nécessaire. Fermé hermétiquement le récipient et placer le à un endroit où la température peut être maintenue à environ 33°C. Laisser reposer pendant 4 jours. La préparation du mélange est terminée.

    L'amidon est un hydrate de carbone (plus complexe que les sucre) et l'agencement compliqué des molécules d'oxygène et d'hydrogène qui la compose empêche la levure de le fermenter directement. Ces molécules doivent d'abord être scindé par procédé biochimique en sucre simple. Pour cette raison, la poudre d'amidon écrasée est hydrolysée (décomposé par fixation d'eau) à l'aide d'enzymes. A ce moment, le produit obtenu peut être couvert pour que la levure agisse figure 3-16. Le temps de la fermentation, nous passerons à la Distillation simple.

    Figure 3-16 préparation du mélange et fermentation

    III-3-1-4 La distillation simple ou primaire

    Procédé de séparation de substance sous forme liquide. Elle consiste à porter le mélange à ébullition età récolter une fraction légère appelée distillat et une fraction lourde appelée résidu. Elle a été étudiée par Rayleigh au début du XXe siècle. La technique de l'alambic2 a été développée par l'alchimiste Jabir ibn hayyan vers l'an 800. Celui-ci a développé plusieurs autres appareils donc certains sont encore utilisés en chimie. Nous avons utilisé les principes de cette technique pour distiller notre jus d'amidon fermenté

    III-3-1-4-1 Mode opératoire de la distillation simple

    Etape 1 : Répartition des composants

    Verser l'amidon fermenté dans le fût principal et verser de l'eau dans le demie fût, celle-ci va jouer le rôle du réfrigérant. Positionner le bidon à la sortie des tuyaux.

    Etape 2 : Préparation du matériel de distillation.

    2 Appareil de distillation composé d'une chaudière à Laquelle est relié un tube à plusieurs coudes.

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    Poser le manioc râper entre le couvercle et le fût pour assurer l'étanchéité de la « marmite ». Allumer le feu sous le fût principal et laisser bouillir.

    Etape 3 : Sortie du flegme

    Veillez à la quantité et à la température de l'eau de refroidissement de la tuyauterie, la remplacée dès quelle est très chaude. Environs 10 minutes après les première ébullitions, on observe les premières gouttes de d'alcool éthylique qui sortent de la tuyauterie ; c'est le flegme. Surveillé sa sortie et remplacez le bidon quant il est plein. On appelle flegme le produit issu de la première distillation. Selon ASADJEU [16], celui-ci est un conglomérat azéotropique constitué de : méthanol 2 à 5% ; d'éthanol 80% ; de propanol ; de butanol ; des éthers léger ; du glycérol résiduel ainsi que de l'eau. Tous ces produits seront séparés de l'éthanol par distillation fractionnée.

    III-3-1-5 Rectification par distillation fractionnée du flegme III-3-1-5-1 But de la rectification

    La distillation fractionnée permet de séparer les constituants d'un mélange de liquide qui ont des températures d'ébullition différentes. CHRISTIAN et al [3]. Elle permet d'obtenir un bioéthanol présentant un degré d'alcool élevé en diminuant le pourcentage d'eau présent dans le flegme. C'est la méthode idoine de déshydratation du flegme que nous venons d'obtenir par distillation simple.

    III-3-1-5-2 Principe de la distillation fractionnée

    La distillation fractionnée consiste à faire plusieurs vaporisations et condensations successives à l'intérieur d'une colonne à fractionnement de type vigreux. À chaque étape, la vapeur qui monte dans la colonne s'enrichit de plus en plus de la substance la plus volatile.

    La colonne vigreux sert à séparer un mélange de liquides ayant des températures d'ébullition différentes.

    III-3-1-5-3 Mode opératoire de la distillation fractionnée

    CHRISTIAN et al [3] décrit le procédé de distillation fractionnée des alcools en ces termes : Le flegme est introduit dans un ballon et porté à ébullition. Les vapeurs s'élèvent, la

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    température d'ébullition de l'éthanol étant de 78.5°C à 1 atm. (Cas de la distillation de l'éthanol), on remarque tout de suite que les vapeurs, au contact des plateaux, se condensent et retombent dans le ballon : c'est le reflux. De cette manière, les vapeurs les moins volatiles n'atteignent pas le haut de la colonne, seul les vapeurs les plus volatils parviennent à la tulipe sous forme de distillat.

    Dans le cadre de cette étude, nous tirons profit de cette technique pour réaliser la distillation fractionnée de notre flegme. Le mode opératoire se résume comme suite :

    1. Faire le montage de la tour de distillation.

    2. Verser le flegme alcoolique dans la bouilloire (ballon) et ajouter deux ou trois grains de porcelaine poreuse. Les morceaux de porcelaine empêchent la formation d'un trop grand bouillonnement à l'intérieur du ballon. La figure 2-19 illustre le premier passage du flegme à la tour de distillation.

    3. Mettre la pompe à eau en marche figure 3-20.

    4. À l'aide du transformateur à voltage variable (rhéostat), régler le chauffage de la calotte chauffante de façon à ce que le distillat s'écoule à la vitesse d'environ une goutte par seconde.

    5. Maintenez le chauffage pendant le passage des vapeurs issues du flegme chauffé.

    6. Recueillez le liquide dans un cylindre gradué, propre et sec.

    7. Enlever les têtes de distillation (premières gouttes qui tombent dans le cylindre) figure 3-31.

    8. Noter la température d'ébullition. (voir thermomètre figure 2-2) à tous les 2 mL; noter également la pression atmosphérique, consigné les résultats. La température d'ébullition reste constante durant toute la première partie de cette distillation, c'est-à-dire pendant le passage du « coeur de distillation » (des vapeurs d'éthanol).

    9. Lorsque le cylindre est plein, continuer à recueillir ce liquide à l'aide d'un 2e cylindre gradué propre et sec.

    10. Continuer à observer la température à laquelle s'effectue la distillation.

    Lorsque l'éthanol a été entièrement distillé, on observe une augmentation de la température dans la colonne, le flegme contenu dans le ballon devient légèrement trouble, se sont les « résidus ».

    11. Arrêter la distillation, mettre le rhéostat en position `off ', arrêter la pompe à eau.

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    12. A la fin du travail, sécher le montage. Ne pas rincer avec de l'eau.

    Le produit recueilli au niveau de la tulipe a pour nom, « le distillat » figure 3-17. Celui-ci est en vérité de l'éthanol hydraté constitué d'un mélange azéotropique d'éthanol et d'eau. Cet azéotrope sera passer de nouveau dans la colonne de distillation fractionnée dans le but de le purifier d'avantage Figure 3-18.

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    Figure 3-17 : 1er passage de distillation Figure 3-18 : 2ème passage de distillation

    - 70 -

    Figure 3-21 Prélèvement des têtes de distillation

    Figure 3-22 : Thermomètre sur colonne

    Figure 3-19 : Ebullitions du flegme Figure 3-20 : La pompe à eau

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    III-3-1-5-4 Autres méthodes de distillation

    En dehors de la distillation fractionnée qui est un processus consistant en plusieurs étapes de raffinement successif d'une solution de produits multiples ayant des températures d'ébullition rapprochées. Il existe d'autres types de distillation :

    1 Distillation sous vide: Ces techniques de distillation visent à abaisser les

    températures d'ébullition des différents constituants du mélange à distiller, et donc permettent ainsi d'éviter (ou de réduire) les risques de dégradation thermique.

    2 Distillations sous pression : Des distillations peuvent être effectuées sous pression

    afin de permettre la séparation des composés très volatils.

    3 Distillation continue: Elle consiste à introduire une partie du distillat en tête de

    colonne afin d'améliorer la pureté de la phase vapeur. [17]

     

    Le distillat résultant de cette étape, va constituer l'essentiel de notre
    bioéthanol. La détermination du degré d'alcool de celui-ci constituera la
    prochaine étape de notre travail. Elle sera faite par la méthode pycnométrique.

    III-3-2 Mode opératoire de caractérisation chimico-physique du distillat III-3-2-1 Présentation Du Distillat

    Le distillat est le produit obtenu après la distillation fractionnée. Celui-ci se présente sous la forme d'un liquide clair, incolore, d'odeur enivrante, caractéristique aux alcools. Son arôme de banane est lié d'une part à la matière première et d'autres part aux circonstances particulière de la fermentation. C'est du bioéthanol hydraté.

    III-3-2-2 Détermination de la masse volumique et déduction du degré alcoolique du bioéthanol

    Il existe une relation étroite entre la masse volumique et le degré d'alcool. Le HAND BOOK OF CHIMISTRY AND PHYSICS Cf. annexe 3 offre le tableau déductif du degré d'alcool de l'éthanol en fonction de sa masse volumique. Nous allons l'exploiter après avoir préalablement déterminé la masse volumique de notre bioéthanol par la méthode pycnométrique.

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    La picnométrie

    La pynomètrie est une technique ayant pour but la détermination de la masse volumique d'un composé liquide donné, par l'intermédiaire de l'utilisation d'un pycnomètre.

    Remarque : Avant toute intervention, sur un pycnometre il est necessaire de l'etalonner pour obtenir des donnees credibles.

    III-3-2-2-1 Etalonnage du pycnomitre

    Comme le confirme les travaux de NJANA [18], pour étalonner un pycnomètre, celui-ci est préalablement nettoyé à de l'éthanol et séché dans un four à 120°C puis il est pesé à sec. Sa masse à vide mpv est notée. C'est ainsi qu'il est rempli d'eau distillée jusqu'au couvercle. Après cette pesée, la masse de l'eau distillée est obtenue en faisant la différence entre les deux masses pesée. La masse volumique de l'eau est obtenue et calculée à l'aide de la formule suivante :

    Peau = m / v

    peau = masse volumique de l'eau en (g.ml-1)

    meau = masse de l'eau en (g)

    Vp = volume du pycnomètre en (ml)

    Formules de calcul

    meau = masse du pycnomitre plein d'eau -- masse du pycnomitre a vide

    o Vp = masse de l'eau /masse volumique de l'eau ; o peau = masse de l'eau /masse volumique de l'eau.

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    Tableau 3-2 : Résultats de la pycnomètrie, étalonnage du pycnomètre

    Intitulée

    Valeurs
    (essai1)

    Valeurs (essai 2)

    Unites

    Masse

    du pycnomètre
    vide mpv

    14.59

    14.59

    g

    Masse

    du pycnomètre
    plein d'eau
    distillée mp+eau

    24.59

    24.58

    g

    Masse

    de l'eau m1

    10

    10.1

    g

    Masse

    volumique de

    l'eau Peau

    0.99707

    0.99707

    g/ml

    Volume exact du pycnomètre

    10.02

    10.01

    ml

    Volume moyen du pycnomètre

    10.01

    10.01

    ml

    III-3-2-2-2 Détermination de la masse volumique du bioéthanol

    Le pycnomètre est lavé et séché dans un four à 120 °C, ensuite il est pesé à vide puis rempli de bioéthanol et pesé de nouveau. On obtient les calculs suivants, cas de l'essai 1 :

    Masse du pycnomètre vide mpv = 14.57g

    Masse du pycnomètre + bioéthanol mpv+eth = 22.56g Masse de l'éthanol meth = mpv+eth - mpv

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    meth = 22.56 -- 14.57

    meth = 7.99g

    Masse volumique de l'éthanol :OEeau= meth / Vp avec Vp = volume du pycnomètre "eau = 7.99 / 10 = 0.799 g.ml-1

    Le pourcentage massique du bioéthanol nous est donné par le tableau Annexe 3. ROBERT [19]. C'est-à-dire que le degré d'alcool est (%A) correspondant à une masse volumique peau = 0.799g.ml-1. Cette valeur est comprise entre : 96.00g et 98.00 %vol. Il va falloir déterminer la masse volumique réelle par interpolation.

    III-3-2-2-3 Détermination de la composition vraie par interpolation

    A l'exemple des travaux menés par ASADJEU [16], la composition vraie du bio éthanol se détermine de la manière suivante : le tableau Annexe 3 montre que le degré alcoolique correspondant à de l'éthanol de masse volumique 0.798 g.ml-1 est compris entre 96.00 et 98.00 %vol. Nous posons comme exemple du premier essai.

    96.00

    0.8013

    x

    0.799

    98.00

    0.7954

    x étant le degré d'alcool (%A) recherché.

    x - 96 / 98-x = 0.799-0.8013 /0.7954-0.799 = -0.0023 / -0.0036 = 6.38.10-1 x -96 = 6.38.10-1(98-x)

    = 6.38.10-1 (98-6. 6.38.10-1x)

    = 6.26.101

    > x + 6.38.10 -1+ 6.38.10-1x = 158.61

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    > 1.638x = 157.972

    > X = 96.77966% vol

    Ainsi pour cette distillation, la composition vrai en bioéthanol au premier essai est de %A = 96.77 %vol. Après le deuxième essai on procède au calcul de la moyenne. Les résultats y afférents peuvent être consultés dans le chapitre réservé à ce sujet.

    III-3-3 Elaboration des coupes de biocarburant

    La réglementation en matière de carburant autorise les mélanges entre le bioéthanol et l'essence à des proportions biens définies et homologuées appelés coupes. On les désigne par la lettre E, suivie du pourcentage d'éthanol dans le mélange. Exemple : la coupe E85. Elle représente un carburant contenant, 85% d'éthanol et 15% d'essence. Dans cette nomenclature, la coupe E100 désigne l'éthanol pur, utilisé à 100 % dans le moteur sans mélange avec l'essence. On trouve ainsi : du E5 ; E10 ; E15 ; E20 ; E85 ; E95 ; E100. Ce ci en fonction du pays dans lequel on se trouve et de l'utilisation que l'on désire en faire. L'élaboration des coupes n'est possible que par ce que, l'éthanol et l'essence sont miscibles.

    III-3-3-1 Miscibilité de l'éthanol avec l'essence

    Si on verse environs 5 ml d'éthanol hydraté à 90 %vol. dans un tube à essai contenant 5 ml d'essence, les deux liquides crées une zone de séparation, l'éthanol se place au dessus et l'essence en dessous. Si nous agitons le tube à essai, les deux liquides ne formeront plus qu'un mélange homogène, la zone de séparation ayant disparue. Même en variant les proportions des deux liquides, la même observation demeure. Cette expérience montre que l'éthanol et l'essence sont miscibles en toute proportion, à condition que le degré d'alcool de l'éthanol considéré ne soit pas inférieur à 80%vol. Ce ci confirme les travaux menés par: ROBERT [11] ; ROBERT [9] et [16].

    Les dilutions ici réalisées nous permettrons d'élaborer des coupes de carburant dont la combustion sera étudiée au prochain chapitre.

    III-3-3-2 Principe de la dilution

    La dilution est une opération qui consiste à effectuer le mélange de deux liquides miscibles à des proportions bien définies.

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    III-3-3-3 Mode opératoire des dilutions

    Nous effectuons la dilution entre le bioéthanol et l'essence dans une hotte chimique, pour permettre l'évacuation des vapeurs. Les deux pipettes gradées sont installées sur des supports, on procède de la manière suivante :

    1 Remplir la pipette N° 1 d'éthanol à l'aide d'un entonnoir ;

    2 Poser un Becher vide sous cette pipette ;

    3 Ouvrir légèrement le robinet et laissé couler le liquide dans le Becher ;

    4 Fermé le robinet dès obtention de la quantité de produit souhaitée ;

    5 Remplir la pipette N° 2 d'essence à l'aide d'un entonnoir ;

    6 Positionner un Becher sous la pipette contenant de l'essence ;

    7 Répéter les mêmes opérations que pour l'éthanol ;

    8 Verser le Becher N° 2 dans le Becher N° 1 ;

    9 A l'aide d'un agitateur en verre, remué le contenu du Becher ;

    10 Conserver le mélange ainsi obtenu dans un bocal étiqueté, sec et propre. Les coupes réalisées dans le cadre de cette étude sont les suivants : E10 ; E15 ; E20 ; E85 ; E95 ; E100.

    11 Remplir la pipette N° 1 d'éthanol à l'aide d'un entonnoir ;

    III-3-3-3-1 Détermination des volumes de carburant dans les coupes Le volume total de chaque coupe est arrêté à 50ml.

    Exemple de calcul : dilution de la coupe E10

    E10 désigne : un mélange composé de ; 10% d'éthanol et 90% d'essence. C'est-à-dire :

    -Pour un volume d'éthanol V1 = x (inconnu) nous avons ;

    Une concentration d'éthanol C1 = 96.33 mol l-1

    Pour un volume total de solution V2 = 50ml nous avons :

    Une concentration de C2 = 10%

    Dans ces conditions, on applique la formule des dilutions :

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    C1 V1 = C2 V2

    a) Cherchons le volume d'éthanol à pipeter pour une dilution totale de 50ml. Soit V1 le volume d'éthanol rechercher.

    C1 V1 = C2 V2 V1 = C2 V2 / C1

    Or C1 = 96.33 mol l-1 (concentration de l'éthanol)

    C2 = 10 %

    V2 = 50 ml

    b) Déterminons le volume d'essence à pipeter pour un volume totale de 50ml. V2 = 50 ml (volume total de la coupe)

    V1 = 5.19ml volume de bioéthanol dans la coupe:

    Vessence = V2 - V1

    An. Vessence = 50 - 5.19 = 44.80ml

    Le volume d'éthanol et d'essence devant entré dans l'élaboration des autres coupes de carburant se détermine suivant la même méthodologie. Les données finales se trouvent dans le chapitre des résultats.

    III-3-4 ETUDE REFRACTROMETRIQUE DES COUPES III-3-4-1 Présentation de La réfractométrie

    La réfractomètrie est une technique qui permet de déterminer l'indice de réfraction d'un composé solide ou liquide. L'indice de réfraction caractérise un milieu et constitue un élément d'identification d'un carburant ainsi qu'un déterminant fiable lors du contrôle qualité. L'appareil qui sert à mesurer l'indice de réfraction s'appelle le réfractomètre.

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    Dans le cadre de notre étude, l'indice de réfraction nous permettra de caractériser nos différentes coupes de carburants tout en leur attribuant un code réfractomètrie d'identification.

    III-3-4-2 Définition de l'indice de réfraction

    L'indice de réfraction d'un milieu est le rapport de la vitesse de la lumière dans le vide à sa vitesse dans un milieu considéré. C'est un nombre sans unité. Loi de SNELL-Descartes. Pour un liquide il dépend de la température et varie avec la longueur d'onde de la lumière incidente. GROSSETÊTE et al [3].

    III-3-4-3 Principe de la réfractométrie

    L'indice de réfraction d'un liquide pur (noté nDt ou `t` représente la valeur de la température ambiante au moment de la lecture), est une caractéristique de celui-ci qui est facilement mesurable par des méthodes optiques. Quand un faisceau lumineux arrive à la surface d'un liquide avec un angle d'incidence "i" à l'intérieur du liquide, cet angle devient plus petit << r », à cause de la réfraction causée par le liquide. Figure 3-23

    Rayon incident rayon réfléchi

    La normale au plan r Rayon réfracté

    Figure 3-23 : Réfraction d'un faisceau lumineux à la surface d'un liquide. [17] III-3-4-4 Méthode de correction de l'indice par rapport à la température

    Les valeurs de référence des indices de réfraction des liquides sont données dans les <<Hand book» à une température de 20°C. Pour les composés organiques, on a trouvé que, lorsque la température augmente de 1°C, l'indice de réfraction diminue de 0,0004. C'est pourquoi il faut toujours ramener les calculs à la température de 20°C.

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    Exemple : si à 22°C, l'indice de réfraction est 1,3603, alors à 20°C l'indice de réfraction sera de 1.3595. En utilisant la formule suivante : nD 20 = nD 20 + 0.0004 (20-t)

    Oü nDt = Indice de réfraction d'un milieu à 20°C ;

    nDt = Indice de réfraction d'un milieu à une température « t » quelconque (sans unité) t = température ambiante en (°C).

    Vous devrez donc noter la température à laquelle vous avez mesuré l'indice de réfraction pour faire la correction plus tard. [1]

    III-3-4-5 Etalonnage du réfractomètre (Abbe Atago modèle 302) Mode opératoire de l'étalonnage

    L'étalonnage du réfractomètre nous garanti des lectures précises. Elle se fait avec un verre d'indice connu : nDt =1.5162 à 20°C.

    - Déposer le verre étalon sur l'objectif de l'appareil ; - Déposer une goutte de monobromonaphtalène ;

    - Tourner la vis de réglage sous la Roulette d'ajustement N°1, (Cf. page 44) à l'aide d'une clé spéciale.

    - Arrêter de tourner dès obtention de la valeur souhaitée (indice marquée sur le verre). L'étalonnage est terminé. On nettoie l'objectif au méthanol après chaque essaie.

    III-3-4-6 Exemple de mesure de l'indice de réfraction de la coupe E100 III-3-4-6-1 Mode opératoire de la mesure (figure 3-25)

    Placer l'appareil avec la poignée devant soi. Brancher le transformateur (7) à la prise de courant.

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    Appuyer sur le bouton << On » du transformateur (7) sur le modèle illustré, il est situé à l'arrière et sur le bouton << High ».

    Ouvrir les prismes avec la vis (3), les nettoyer avec le méthanol et un tissu doux (papier mouchoir), puis les sécher.

    Placer quelques gouttes (3 à 5) de bioéthanol (E100) sur le prisme principal (5) à l'aide d'un compte-gouttes (sans toucher au prisme) et fermer les prismes avec la vis (3). Voir le schéma de l'appareil.

    Avec la roulette d'ajustement (9), déplacer l'échelle graduée, que l'on voit dans l'oculaire aux alentours de la valeur attendue. À ce moment, on voit apparaître les couleurs de l'arc-en-ciel dans le carré au-dessus de l'échelle. Voir figure 3-24.

    Avec la roulette d'ajustement (8), faire un ajustement fin jusqu'à ce que la démarcation entre l'ombre et la clarté soit nette. Finir cet ajustement avec l'oculaire (1).

    Avec la roulette d'ajustement (9), ajuster cette ligne horizontale au centre de la croix

    Figure 3-24 : Champ visuel de l'oculaire pendant une mesure.

    Figure 3-25 : Mesures réfractométriques

     
     
     

    Prendre la lecture. La quatrième décimale sera approximative; la lecture. (Serait ici 1,3848 dans le cas de cette figure qui ne représente pas l'indice de réfaction de notre bioéthanol qui est de 1.3590 à 32°C).

    Noter la température.

    Ouvrir les prismes, les nettoyer avec du méthanol et les essuyer avec un tissu doux.

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    Fermer les prismes.

    Effectuer cette mesure assez rapidement car l'éthanol est volatil.

    L'opération est terminée.

    Correction du résultat

    Données :

    nD 32 = 1.3590 (indice de réfraction du bioéthanol à t = 32°C)

    nD 20 = ?

    La formule de correction nous donne :

    nD20 = nDt + 0.0004 (20-t)

    An.: nD 20 = 1.3590 + 0.0004 (20-32)

    =1.3542 donc l'indice de réfraction de réfraction de la coupe E100 est de :

    nD20 = 1.3542

    III-3-5 DETERMINATION DE LA CHALEUR DE COMBUSTION ET DU POUVOIR CALORIFIQUE DES COUPES DE CARBURANTS

    III-3-5-1 Origine de la chaleur de combustion dans les carburants

    Lors de la combustion d'un carburant (exemple le bioéthanol), les liaisons C-H et O=O des réactifs sont rompus et les liaisons C=O et O-H se forment. La rupture des liaisons C-H et O=O nécessite un apport d'énergie: Elle est endothermique3. Inversement, la formation des liaisons

    3 Réaction chimique absorbant la chaleur

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    C=O et O-H libère de l'énergie : Elle est exothermique4. La chaleur de combustion est donc le bilan de ces deux étapes.

    DURUPTHY et al [9] définit la chaleur de combustion comme résultant d'une variation de l'énergie « chimique » du système, énergie stockée dans les liaisons intramoléculaires des réactifs et des produits.

    Dans notre étude nous avons opté pour l'utilisation du calorimètre à bombe d'oxygène pour sa précision ainsi que parce qu'il est à même de répondre aux problèmes qui concernent notre étude. Pour cela, il est important de maîtriser cette technique.

    III-3-5-2 La Calorimètrie

    La calorimétrie est la technique de la mesure des quantités de chaleur. L'appareil utilisé pour la mesure des quantités de chaleurs dégagées ou absorbées pendant une combustion s'appelle le calorimètre. La bombe calorimétrique a été mise au point par Pierre-Eugène Marcellin Berthelot en 1879 alors qu'il étudiait les phénomènes de combustion à volume constant. Ainsi on a :

    -Le calorimètre à bombe d'oxygène pour mesurer les chaleurs de combustion ;

    -Le microcalorimètre à la bombe pour mesurer les chaleurs dégagées au cours des réactions chimiques.

    III-3-5-3 La Chaleur de combustion ou valeur calorifique

    C'est le nombre d'unité de chaleur libérée par une unité de masse d'un échantillon brûlé avec l'oxygène dans un milieu fermé à volume constant. Pour bien quantifier cette valeur il est bien de maîtriser la notion de capacité calorifique.

    III-3-5-4 Capacité calorifique ou chaleur équivalente

    Sellons DURUPTHY et al [4], pour toute manipulation utilisant un calorimètre, il est nécessaire de connaître sa capacité calorifique ou thermique u, c'est-à-dire la chaleur qu'il faut lui fournir pour lever sa température de 1°C. C'est aussi la quantité de chaleur qu'un corps absorbe pour s'échauffer de 1°C ou qu'il cède pour se refroidir de 1°C. Cette notion est très

    4 Réaction chimique dégageant de la chaleur

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    importante car elle garantie l'exactitude des résultats en tenant compte des pertes énergétiques liées à la fiabilité de l'appareil utilisé.

    III-3-5-5 Principe de mesure des chaleurs de combustion par le calorimètre à la bombe

    Pour mesurer le pouvoir calorifique d'une substance, il faut déterminer la chaleur dégagée par cette substance lors d'une réaction de combustion complète, rapide et unique. Complète pour éviter les corrections difficiles à calculer si une partie de la substance ne s'est pas consumée, rapide pour éviter les déperditions de chaleur inévitables même si le système est isolé et unique pour que des réactions secondaires ne viennent perturber la mesure.

    Le principe de fonctionnement de la bombe calorimétrique remplit ces trois conditions. Il s'agit d'un cylindre en acier, bon conducteur de la chaleur et très résistant à la pression qui peut atteindre instantanément après la réaction, plusieurs centaines de bar. On dispose au fond de ce cylindre un creuset dans lequel sera déposée la substance à étudier. Le cylindre est alors rempli de comburant (dioxygène à une pression de 20 à 30 bar pour être sûr qu'il sera en excès afin d'assurer une combustion complète). Le dispositif de mise à feu est constitué d'un fil métallique au contact de la substance, qui sera traversé par un courant de forte intensité pour déclencher la combustion. La bombe est placée dans un calorimètre comprenant une grande quantité d'eau distillée, muni d'un dispositif d'agitation et d'un thermomètre de précision. La quantité d'eau est importante pour que l'élévation de température ne dépasse pas quelques degrés.

    Après avoir mesuré la température initiale, on déclenche la mise à feu puis on mesure la température de la fin de la combustion lorsque l'équilibre thermique du calorimètre est atteint (moment oil la courbe de température redescend). Connaissant la capacité thermique du calorimètre, il est alors facile de déterminer la quantité de chaleur produite par la combustion en la corrigeant de la chaleur apportée par le système de mise à feu.

    La substance (talon

    L'étalonnage nécessite une substance étalon ayant une chaleur de combustion prédéfinie, elle servira de référence pour la manipulation. Dans le cadre de cette étude nous avons utilisés de l'acide benzoïque (C6H5COOH) donc la chaleur de combustion est de : QC6H5COOH = 6318.3 cal.g-1. L'étalonnage va permettre de déterminer la capacité thermique du calorimètre.

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    Précaution: Une bombe calorimétrique peut contenir des gaz à fortes pressions. Il est donc nécessaire d'effectuer des contrôles de qualité pour éviter tout risque de fuite, voire d'explosion.

    III-3-5-6 Paramètre de détermination des chaleurs de combustion

    A) Paramètres principaux

    Pour déterminer la chaleur de combustion dans un calorimètre à la bombe, il faut tenir compte de :

    1. La chaleur correspondant à la longueur du fil d'amorce brûlé évalué de manière suivante : 1cm de fil brûlé dégage 2.3 cal, comme le spécifie le constructeur de l'appareil. (PARR INSTRUMENT COMPANY) [21].

    2. Le volume de soude NaOH ayant permit de titrer5 les acides formés après la combustion. La correction thermochimique stipule que : 1cm3 de base (NaOH) dans le titrage des acides formés équivaut à 1.0 cal, avec (1cm3 = 1ml). Les acides formés sont essentiellement l'acide nitrique (HNO3) et sulfurique (H2SO4).

    B) Autres paramètres

    > La masse d'eau au dessus ou en dessous de 2kg ;

    > La masse de l'échantillon en dehors de celle exigée ;
    > La valeur de montée de la température incorrecte.

    Remarque1 : seul les chaleurs dissipées à la formation des acides et à la combustion du filament seront prise en compte dans le cas des mesures effectuées dans un calorimètre de type «PARR », de même, la plus part des échantillons ayant moins de 0.1% de soufre, on négligera la quantité de chaleur dissipée lors de la formation de l'acide sulfurique.

    Remarque 2 Il est recommandé de calibrer la soude utilisée pour le titrage ainsi que le calorimètre dans le but d'obtenir les résultats les plus précis possibles.

    5 Déterminer la quantité de corps dissous dans une solution

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    III-3-5-7 Etalonnage de la soude

    Cette soude nous servira pendant la manipulation, il va falloir l'étalonner. L'étalonnage de la soude consiste à déterminer la concentration réelle de la soude. Elle se fait en faisant réagir une substance étalon appelée PAK de masse molaire connue : Mpak= 204.22 g/mol avec de la soude à étalonner.

    1. Mode opératoire de l'étalonnage de la soude Au laboratoire, nous disposons d'une soude de concentration théorique : CNaOH = 0.11M

    En incorporant trois gouttes de phénophtaléine dans un élermeyer contenant de la poudre de PAK préalablement diluée dans un peu d'eau distillée, en y ajoutant progressivement de la soude, on observe alors un changement de couleur de la solution qui part de l'incolore au rouge : c'est le virage. Dans la zone de virage, le nombre de mole de la soude : nNaOH est égale à celui du PAK : nPAK.

    La formule : nNaOH = nPAK nous permettra de déterminer la concentration réelle de notre soude.

    2. Détermination de la concentration réelle de la soude

    > CNaOH = 0.11M (concentration théorique de la soude disponible au laboratoire) > MPAK= 204.22g/mol (masse molaire du PAK)

    > V= 10.00ml (volume de chute de burette pour le titrage de la soude)

    3. Calcul de la masse de PAK (mPAK)

    La masse de PAK (mPAK) nous permettra de déterminer le point de virage. Elle est tirée de la formule suivante, Cf. DURUPTHY et al [9].

    nPAK = mPAK/ Mpak et nNaOH =CNaOH XV

    mPAK = masse de PAK en (g)

    Donc : mPAK/ MPAK = CNaOH X VNaOH

    V= Volume de chute de burette de la soude en ml CPAK= Concentration du PAK en M

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    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007 CNaOH = concentration de la soude en M

    On obtient donc : mPAK= CNaOH .V . Mpak

    AN. mPAK= 0.11 x 10.10-3 × 204.22= 0.22 g

    Donc, le titrage nécessite une masse de PAK : mPAK= 0.22g

    4. Détermination de la concentration exacte de la soude

    > Pesons une masse de poudre de PAK, mPAK= 0.22g ;

    > La faire dissoudre dans un peu d'eau distillée ;

    > Y incorporer trois gouttes de phénophtaléine ;

    > Progressivement, à l'aide d'une burette graduée, ajouter de la soude étalonnée tout en

    contrôlant l'écoulement, jusqu'au point de virage (rouge);

    Relevé le volume de soude VNaOH correspondant. L'essai 1 nous donne : VNaOH = 11.70 ml.

    Nous savons que, au point équivalent, nPAK = nNaOH

    Donc : nNaOH = mPAK /Mpak

    AN. nNaOH = 0.22 / 204.22 = 1.08 x10-3 mol

    CNaOH = nNaOH / mPAK

    AN. CNaOH = 1.08x10-3/11.7x10-3= 0.0923mol.l-1

    CNaOH = 0.0923mol.l-1 est la concentration moyenne de la soude.

    Cette manipulation se fait à travers deux essais à l'exemple du mode opératoire ci-dessus relaté. La concentration obtenue lors des deux essais nous permettra de déterminer la concentration moyenne. Les différents résultats de cette manipulation sont regroupés dans le tableau des résultats du dosage de la soude.

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    III-3-5-8 Calibrage du calorimètre a la bombe Etape 1 : Pesage de l'acide benzoïque

    b) Peser et noter la masse de la pastille d'acide benzoïque ;

    c) Déposer la sur le porte-échantillon.

    Etape 2 : Fixation du fil d'amorce

    d) Couper 10cm de fil d'amorce et noter la longueur exacte du fil coupé ;

    e) Fixer le fil d'amorce sur les électrodes de la tête de la bombe avec un dépassement de 3 à 4 mm de chaque côté figure 3-26.

    f) placer le porte-échantillon (figure 3-27) et faire passé le fil sur la pastille. Etape 3 : fermeture de la bombe

    g) Introduire 1ml d'eau distillée dans le cylindre de la bombe ;

    h) Poser le couvercle et visser solidement ;

    i) Fermer les valves de sortie d'air.

    Etape 3 : Remplissage en oxygène de la bombe

    j) fixer le tube en caoutchouc de la bouteille d'oxygène sur celle de la bombe ;

    k) Tourner la valve principale sur la bouteille d'oxygène d'un déplacement de 1/4 maximums ;

    l) Ouvrir la valve de contrôle jusqu'à 25 atm sur le cadran (ne pas excédé 30 atm), fermer immédiatement les valves ;

    m) Descendez la valve de relaxation pour faire baisser la pression dans la tuyauterie ;

    n) Déconnecter le tube en caoutchouc de la bouteille d'oxygène.

    o) Fermer la valve de la bouteille d'oxygène et ouvrir les valves de contrôle pour évacuer le reste d'oxygène jusqu'à ce que le cadran indique (o).La bombe est pleine d'oxygène figure 3-29

    Etape 4 : Montage du calorimètre

    p) introduire 2 litres d'eau environs préalablement pesée dans le seau approprié ;

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    q) Introduire la bombe de moitié dans le seau d'eau, puis fixer les câbles externes du calorimètre sur les terminaux externes de la bombe ;

    r) Laisser reposer la bombe au fond du seau et l'introduire dans le calorimètre (fig. 3-28) Note : Utiliser des pinces appropriées pour la manutention de la bombe.

    a. Fermer le couvercle du calorimètre (figure 3-30)

    b. Enclencher le système d'agitation ;

    c. Laisser tourner pendant 5 minutes pour obtenir l'équilibre thermique du système ;

    d. Relever la température initiale avant le déclenchement de la mise à feu.

    e. Déclencher le système de mise à feu.

    Etape 5 : Lecture de la montée de température

    f. Lire le thermomètre et relever la montée de la température après chaque 15 secondes ;

    g. Arrêter la levée de la température dès qu'elle devient constante ;

    h. Ouvrir la valve d'air et laisser échapper les gaz ;

    i. Prélever l'eau issue du fond de la bombe pour analyse, tout en nettoyant
    minutieusement ses parois avec de l'eau distillée.

    Etape 6 : Titrage de la solution

    Elle permet de déterminer le volume de NaOH ayant permit de titrer les acides (acide nitrique HNO3 particulièrement, car l'acide sulfurique est en très faible quantité).

    j. Introduire trois gouttes de phénophtaléine dans l'eau issue du fond de la bombe, puis,
    à l'aide d'un compte gouttes, titrer la solution et prélever le volume de NaOH au point de virage (précjité rouge).

    k. Effectuer les calculs y afférents.

    Etape 7 : Mesure de la longueur du fil brûlée

    Identifier les morceaux de fil non brûlé ;

    l. A l'aide d'une règle graduée, mesurer la longueur des morceaux de fil d'amorce restant après
    combustion ;

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    m. Sachant que on a utilisé 10cm de fil au départ, soustraire et obtenez la longueur de fil brûlé.

     
     

    Figure 3-27 : porte échantillon

    Figure 3-26 : Fixation du fil d'amorce

     
     

    Figure 3-29: Bombe à oxygène chargée

    Figure 3-28 : l'intérieur de la bombe

    Figure 3-31 : Vue de

    Figure 3-30 Fermeture du calorimètre l'intérieur du calorimètre

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    Le tableau 3-3 récapitule les paramètres de bases obtenus avant le debut du calibrage. Tableau 3-3 : Mesure des paramètres initiaux

    Paramètres

    Valeurs

    Unités

    Masse de l'acide benzoIque (ma)

    0.96

    g

    Masse de l'eau (m1)

    1998.9

    g

    Volume de soude initial (VNaOH)

    0.00

    ml

    Longueur initiale du fil mesuré

    10

    cm

    Temperature initiale (Oi)

    28.8

    °C

    III-3-5-9 Détermination de la capacité calorifique de la bombe calorimétrique type PARR

    Tableau 3-4 : Evolution de la température de combustion de l'acide benzoïque

    Temps en seconde (s)

    Température en (°C)

    Observation

    i

    28.8

    Précombustion

    30

    29.1

    Combustion

    60

    30.2

    90

    30.8

    120

    31.1

    150

    31.2

    180

    31.3

    Of

    31.4

    240

    31.4

    Post combustion

    270

    31.4

    300

    31.4

    330

    31.4

     

    Avec Oi = temperature initiale Of = temperature finale.

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    a) Détermination de la variation de température AO = Of - Oi

    ==> AO =31,4 -- 28,8 = 2,6°C donc AO = 2,6 °C

    b) determination de la longueur du fil brülé.

    L fil brülé = L fil initiale - L fil non brulé ; or L fil non brülé = 4.2 cm

    L fil initiale = 10cm

    L fil bràle = 10 - 4.2 = 5.8 cm

    c) Détermination de la quantité de chaleur (QT) fournie pendant la combustion Elle est fonction de trois facteurs :

    QT = Q1 + Q2 + Q3

    Q1 = Chaleur ayant brülé le fil;

    Q2 = Chaleur ayant produit la formation du HNO3 ;
    Q = Chaleur de combustion de l'acide benzoIque ;

    · Sachant que : 1cm de fil brülé ==> 2.3cal. [18] On a : Q1 = L fil brûlé X 2.3

    AN. : Q1 = 5.8 x 2.5 = 13.34 cal.

    · Sachant que : 1ml de NaOH ==> 1cal [18] Q2 =5.3 x 1 = 5.3 cal

    Q3 = Chaleur massique de C6H5COOH x masse d'une pastille de C6H5COOH

    Q = 6318.3calIg x 0.96 g = 6065.56 cal

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    QT = 13.34 + 5.3 + 6065.56 = 6084.2 cal

    QT = 6084.2 cal

    d) Determination de la capacité calorifique de la bombe calorimetrique

    QT = Wcal x AO ==> Wcal = QT/AO

    Oü on a : QT = Quantité de chaleur fournie pendant la combustion de l'acide benzoIque. Wcal = Capacité calorifique de la bombe.

    AO = Difference de temperature.

    Wcal = 6084.2cal /26°C = 2340.07cal OC-1

    Wcal = 2340.076cal. °C-1

    Tableau 3-5 : Récapitulatif des données essentielles a retenir

    Données

    Valeurs

    Unites

    Masse (réelle) d'eau m1

    19998.9

    g

    Capacité calorifique du calorimètre (Wcal)

    2340.076

    cal0C-1

     

    III-3-5-10 Détermination des chaleurs de combustions des différentes coupes de carburants

    Pouvoir calorifique P >> d'un carburant

    Le pouvoir calorifique P d'un carburant est la chaleur obtenue par la combustion complete d'un kilogramme de ce carburant. Il s'exprime KJ.Kg-1 et est compté positivement. DURUPHTY et al [9]. Sa formule est :

    P = Q/m

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    Oü P = Pouvoir calorifique en KJ.Kg-1

    m = masse du carburant utilisée en kg

    Q = Quantite de chaleur fournie en KJ

    La determination de la chaleur de combustion de notre bioéthanol nous permettra d'en déduire son pouvoir calorifique ainsi que celui des coupes issues des précédentes dilutions. Nous pourrons établir des comparaisons et tirer des conclusions utiles.

    III-3-5-10-1 Exemple de calcul de la Chaleur de combustion de la coupe E100 Tableau 3-6 : Mesure des paramètres initiaux pour la coupes E100

    Paramètres

    Valeurs

    Unités

    Masse du E100

    1.16

    g

    Masse d'eau (m2)

    1997.86

    g

    Volume de NaOH initial

    0.00

    ml

    Temperature initiale (ei)

    30.9

    °C

    Longueur L de fil brülé

    4.3

    cm

     

    La manipulation de la combustion des coupes de carburant se fait de manière identique a l'etalonnage de la bombe calorimetrique, a la seule difference que la pastille d'acide benzoIque est remplacée par la coupe de carburant considérée.

    Avant d'effectuer tout calcul après avoir étalonné la bombe calorimetrique de type PARR, il est recommandé de corriger d'abord la capacité calorifique de ce calorimètre.

    a) La formule générale de correction

    Les formules ci-dessous nous permettent de corriger la capacité calorifique Wcal du calorimètre a la bombe, Comme le recommande PARR INSTRUMENT COMPANY [21].

    > m1 = masse de l'eau au calibrage ;

    > m2 = masse de l'eau pendant la manipulation de détermination de la quantité de chaleur `Q `dégagée par un combustible.

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    > Wcal = capacité calorifique de la bombe calorimétrique avant correction. > W'cal = capacité calorifique de la bombe calorimétrique après correction.

    · Si m2 > m1 ==> W'cal = Wcal + (m2 - m1) Ce

    · Si m2 < m1 ==> W'cal = Wcal - (m1 - m2) Ce

    Avec Ce = Chaleur massique de l'eau : Ce = 1 J. k-1. kg-1

    b) Application au calcul

    En ce qui concerne la combustion de la coupe E100, la formule de correction sera: m2 < m1 ==> W'cal = Wcal - (m1 - m2) Ce avec Ce = 11 J. k-1. kg-1

    W'cal = 2340.076 - (1998.9 - 197.89) x 1

    W'cal = 2339.066 cal

    Tableau 3-7 : Evolution des températures de la combustion de la coupe E100

    Temps

    Température en (°C)

    Observation

    ti

    (Oi) 30.9

    Précombustion

    60

    31.7

    Combustion

    90

    32.7

    105

    33.1

    120

    33.3

    135

    33.4

    150

    33.5

    (tf) 165

    (Of) 33.6

    180

    33.6

    Fin combustion

    195

    33.6

    Post combustion

    210

    33.6

     

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    c) Calcul de la difference de temperature AU.

    AU = Uf -- Ui AU = 2.7°C

    AN. AO = 33.6 - 30.9 = 2.7°C

    d) Determination de la chaleur de combustion (QE100) de la coupe E100

    Q1 = Qfil brule = 4.3 x 2.3 = 9.89 cal

    Q2 = QNaOH = 5.8 cal (chaleur de formation des acides, titré par un volume VNaOH de soude)

    Q3 = QE100 = ?

    On sait que : QT = Q1 + Q2 + Q3 et que QT = W'cal X AO

    ==> Q1 + Q2 + Q3 = W'cal X AO

    Q3 = W'cal %o AO - (Q1 + Q2)

    AN. Q3 = 2340.076 x 2.7 - (5.8 + 9.89) ==> QE100 = 6302.5152 cal Sachant que 1cal ==> 4.18 J on a :

    Note: nous avons utilisé pour brüler les autres coupes de carburant une masse de combustible égale a 2.36. Ramenons le calcul de Q a cette quantité pour mieux effectuer l'étude comparative plus tard.

    1.16g ==> 6302.5152 cal

    2.36g ==> x cal

    x cal = 2.36 x 6302.5152 / 1.16

    QE100 = 12822.3585 cal ou QE100 = 53597.4595 J

    QE100 = 53597.4595 J

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    e) Détermination du pouvoir calorifique (PE100) de la coupe E100

    Sachant que : QE100 = mE100 × PE100 ==> PE100 = Q3 / mE100 or 1cal ==> 4.18 J AN. PE100 = 1822.3585 / 2.36 = 5433.2027 cal/g

    PE100 = 22710.7875 J/g

    PE100 = 22710.7875 kJ.kg-1

    III-3-6 Détermination du point éclair du bioéthanol

    PROSKOURIAKOU [2], définit le point éclair d'un carburant comme étant la température minimale à laquelle les vapeurs du combustible forme avec l'air un mélange susceptible de donner une flamme de courte durée sous l'effet d'une cause extérieur (étincelle électrique). L'éclair est une faible explosion qui est possible dans le mélange d'hydrocarbures et l'air dans les limites strictement définies de concentration. Il va plus loin et propose une formule à cet égard.

    Formule de calcul

    La détermination du point éclair peut être obtenu de manière théorique par la formule suivante :

    Tecl = K Teb

    Où :

    Tecl = Température éclaire ;

    K = 0.736 constante homologuée ; Teb = Température d'ébullition.

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    CHAPITRE IV : PRESENTATIONS ET

    INTERPRETATION DES RESULTATS

    INTRODUCTION

    Après avoir élaboré un biocarburant et effectué sa caractérisation chimico-phisique ainsi que l'évaluation de ses performances calorifiques, voici venu le temps des moissons. Cette partie de notre travail est réservée à la présentation des divers résultats obtenus pendants les manipulations. La présentation par le système de tableaux nous semble la mieux adapté à notre étude. Ces résultats concernent aussi bien l'élaboration que la caractérisation chimicocalorifique.

    IV-1 RESULTATS DE LA RECOLTE ET DU PARAGE

    Nous avons récolté 14.74 kg de tubercules de manioc. Les étapes de parage et d'équeutage ont fournie 1.333kg de déchet et 13.41kg, soit une perte évaluée à 10% environs. Les opération de broyage, de séchage, de décantation et de mise en poudre on livrées finalement 4kg d'amidon, soit un rendement en amidon évalué à 30% environs.

    IV-1-1 JUSTIFICATION DU CHOIX VARIETAL

    Le choix à été porté sur le manioc de type Manihot Esculenta Grantz du fait de :

    > Sa capacité à avoir un bon rendement même sur des sols peu fertiles. > Sa résistance aux attaques phytosanitaires.

    > Son rendement à l'hectare appréciable.

    > Sa teneur élevée en amidon

    Toute fois, il faut préciser qu'un chercheur camerounais, en occurrence le Dr AGUIGNIA, chef de station de l'Institut de recherche agricole pour le développement (IRAD) de Dschang, vient de mettre au point une variété améliorée de manioc dont le nom de code est 80/61. Fruit de quinze années de recherches et d'expérimentations, cette nouvelle variété présente de nombreux avantages. Notamment son rendement : 30 tonnes à l'hectare, contre 7 ou 9 tonnes pour la variété actuelle. En outre, le 80/61 est prêt à la consommation après seulement 8 à 12 mois, alors qu'avant, le cycle durait 36 mois. Cette recherche est déjà entrée en phase de vulgarisation, dans

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    la plaine de Mbo, près de Dschang. Compte tenu de ses nombreux atouts, cette nouvelle variété de manioc devrait supplanter le manihot esculenta Grantz classique. La demande en amidon de manioc pourrait ainsi être satisfaite et le Cameroun devenir exportateur de cet amidon suffisamment demandé sur le marché international. 224 hectares de 80/61 suffiraient pour relever ce défi. Nous pensons que ce défi peut enfin être relevé, à condition, que nous trouvions un financement pour couvrir les charges de production et que nous modernisions nos conditions techniques d'extraction et de séchage de l'amidon.

    IV-1-2 Interprétation des résultats de la cueillette et du parage du manioc

    Compte tenu de la quantité de tubercules désirée (environs 15kg) nous avons opté pour la méthode traditionnelle de récolte. S'il est vrai que cette méthode est laborieuse, il n'en demeure pas moins vrai qu'elle présente l'avantage d'avoir moins de pertes pendant la récolte contrairement à la méthode mécanisée qui certes est moins pénible, mais présente l'inconvénient de générer plus de pertes pendant la récolte.

    IV-2 RESULTATS DE LA FERMENTATION ET DE LA DISTILLATION

    PRIMAIRE

    Les mélanges inhérents à la préparation de l'amidon devant servir pour la fermentation ont donné environs 100 litres de jus. La distillation primaire effectuée nous a livré 10 litres de flegme après 5 heures de distillation. Il faut préciser qu'il était encore possible d'en recueillir 5 litres supplémentaire, mais avec une teneur en éthanol très médiocre due à la présence d'une quantité importante d'eau dans les queues de distillation.

    Ce résultat aurait pu être améliorer n'eu été la précarité du matériel utilisé. Dans la même logique la température de distillation oscillante due à la nature de la source de chaleur (feu de bois) a entraîné des sur-ébullitions. La réfrigération approximative a été à l'origine des pertes de vapeurs d'éthanol.

    IV-2-1 difficultés liées au processus de Fermentation

    Certains facteurs ont eu une influence sur le processus de fermentation diminuant ainsi le rendement escompté. On peut citer entre autre :

    > la fermentation à ciel ouvert à une température non maîtrisée ;

    <c Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifiaue d'un biocarburant a base de manioc>

    Mémoire DIPET II -- ENSET de Douala 2007

    > l'utilisation d'un matériel précaire ;

    > une étanchéité approximative des l'ustensiles de fermentation

    IV-3 RESULTATS DE LA DISTILLATION FRACTIONNEE

    La distillation fractionnée donc le but était la rectification du flegme, nous a livré un produit appelé distillat. Le distillat se présente sous la forme d'un liquide clair, incolore, d'odeur enivrante, caractéristique aux alcools. Son arôme de banane est lié d'une part à la matière première et d'autres part aux circonstances particulière de la fermentation. C'est du bioéthanol hydraté. A l'issu de cette distillation nous avons obtenu 3,73 litres de bioéthanol.

    IV-3-1 Analyses et commentaires

    La distillation fractionnée ayant pour but la rectification du flegme, nous a permis d'obtenir 3.73 litres de bioéthanol. Avec un rythme d'écoulement de 40 gouttes par seconde, pour un volume de 0.0425ml par goutte. Le temps de distillation peut être évalué à une demie journée pour 1000 ml de produit à rectifier. La distillation fractionnée nous a donné entière satisfaction. Toute fois, pendant la distillation du bioéthanol, la température d'ébullition (Oeb) est restée constante à 77°C sous une pression Pat évaluée à 0.98089 atm, Comme l'indique les lois de l'ébulliométrie qui stipulent que, pendant la distillation d'un corps pur, la température d'ébullition reste constante. GROSETETE [3]. Au delà de cette considération, il existe d'autres types de distillation permettant d'améliorer la qualité du distillat, on peut citer entre autres :

    a) La distillation sous vide: Ces techniques de distillation visent à abaisser les températures d'ébullition des différents constituants du mélange à distiller, et donc permettent ainsi d'éviter (ou de réduire) les risques de dégradation thermique.

    b) La distillations sous pression : Des distillations peuvent être effectuées sous pression afin de permettre la séparation des composés très volatils.

    c) La distillation continue: Elle consiste à introduire une partie du distillat en tête de colonne afin d'améliorer la pureté de la phase vapeur. [17]

    Il faut noter que la distillation de l'éthanol hydraté en présence du benzène permet de purifier encore plus l'éthanol. Ne disposant pas de matériel adéquat ainsi que les proportions des produits à utiliser. Nous nous sommes trouvé dans l'impossibilité d'hydrater d'avantage le bioéthanol.

    « Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    IV-4 RESULTATS DE LA PYCNOMETRIE

    La pycnometrie consistait à déterminer la masse volumique Cà l'aide d'un pycnomtitre) du bioéthanol élaboré pour nous permettre de déterminer son degré alcoolique.

    Tableau 4-1: Résultats de l'étalonnage du pycnomètre

    Intitulée

    Valeur (Essai 1)

    Valeur (Essai 2)

    Unités

    Masse du pycnomtitre vide mpv

    14.59

    14.59

    g

    Masse du

    pycnomtitre plein

    d'eau distillée mp+eau

    24.59

    24.58

    g

    Masse de l'eau me

    10

    10.1

    g

    Masse volumique de l'eau f eau

    0.99707

    0.99707

    g/ml

    Volume exact du pycnomtitre

    10.02

    10.01

    ml

    Volume moyen du pycnomtitre

    10.01

    ml

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    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    Tableau 4-2 : Données et résultats pycnométriques

    Intitulé

    Essai 1

    Essai 2

    Unités

    Masse du

    pycnomtitre vide mpv

    14.57

    14.57

    g

    Masse du

    pycnomtitre

    vide + éthanol

    mpv+eth

    22.58

    22.56

    g

    Masse de l'éthanol meth

    08.01

    7.99

    g

    Volume du pycnomtitre vide Vpv

    10

    10

    m l

    Masse

    volumique de l'eau f eth

    0.801

    0.799

    g .m l-1

    Composition vraie

    96.00

    96.77

    %vol

    Masse

    volumique

    m oyenne du bioéthanol

    0.8

    g .m l-1

    Composition vraie

    m oyenne du bioéthanol

    (%A)

    96.33 9

    % vol

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    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    IV-4-1 Analyse des résultats de la pycnométrie

    Le degré d'alcool évalué à 96.33% vol par la méthode pycnométrique vient confirmer la satisfaction à nous donner par l'étape de la distillation fractionnée. Quand on sait que les valeurs limites de distillation d'un flegme se situes à 96% vol. On peu considérer que ce résultat aux dessus des attentes est dû :

    > au matériel de distillation fractionnée ultra moderne utilisé ;

    > aux nombres de passages du flegme à la tour de distillation fractionnée (3 passages).

    IV-5 DILUTION DE L'ETHANOL (96.33%VOL.) Tableau 4-3 : Résultats des dilutions

    Coupes

    Volume
    d'éthanol (ml)

    Volume
    d'essence
    (ml)

    Volume total du
    mélange (ml)

    E10

    5.19

    44.80

    50

    E15

    7.78

    42.21

    50

    E20

    10.38

    39.61

    50

    E85

    44.11

    5.88

    50

    E95

    49.30

    0.69

    50

    E100

    50

    -

    50

    IV-5-1 Interprétation des données de dilution des coupes de carburants

    Nous avons tenu à rester conforme aux dilutions pratiquées dans le secteur pétrolier. Pour cela nous avons élaboré différentes coupes de carburant. La conformité de ces coupes peut être vérifié par l'intermédiaire d'un dosage de chaque coupe à l'aide d'une solution acidifié de permanganate de potassium.

    Il ressort de cette étude que, l'incorporation de l'éthanol à l'essence pose certaines difficultés techniques tel que :

    « Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    a) La séparation de phases: Elle se produit quant il y a de l'eau dans l'essence à laquelle on ajoute l'alcool. Les alcools se mélange à l'essence mais il se mélange encore plus facilement avec l'eau. Si il y'a de l'eau dans l'essence, une partie de l`alcool se mélangera avec l'eau plutôt qu'avec l'essence. On obtient alors un carburant divisé en deux phases : alcool-essence et alcool-eau. Ce phénomène peut accroître les problèmes de corrosion et nuire par conséquent au bon fonctionnement du moteur. pour résorber ce problème il est important d'assécher les cuves pour éliminer toute présence d'eau dans l'essence. Une solution à ce problème consiste à transformer le bioéthanol en ETBE.

    b) Les vaporlocks ou percolations: Le mélange éthanol/essence (5-10%), a une pression de vapeur (volatilité) plus élevée et tolère mal les traces d'eau. Les conséquences en sont une augmentation des émissions par évaporation et un risque de formation des bouchons de vapeurs par temps très chaud et en haute altitude (vaporlock).

    IV-6 RESULTATS DE LA REFRACTROMÈTRIE DES COUPES DE BIOCARBURANT

    Tableau 4-4 : Résultats des valeurs des indices de réfraction des coupes de
    carburant

    Coupes

    Indice de réfraction à la
    température (t)

    Température (t) en (°C)

    Indice de réfraction corrigée pour

    (t=20°C)

    E100

    1.3590

    32

    1.3542

    E10

    1.4233

    31.9

    1.4281

    E15

    1.4382

    31.8

    1.4334

    E20

    1.4350

    31.8

    1.4302

    E85

    1.3695

    28.00

    1.3663

    E95

    1.364

    27.9

    1.3613

    « Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    IV-6-1 Interprétation des résultats de la réfractomètrie

    La réfractomètrie est un élément important voir même capitale dans le contrôle de qualité d'un carburant, car celui ci permet de caractériser un carburant en lui attribuant un indice d'identification appelé indice de réfraction. Le constat global que l'on peut faire dans cette étape de notre étude est que, l'ajout de l'essence dans de l'éthanol contribue à l'augmentation de son indice de réfraction. Ce ci peut très bien se justifier par le fait que l'essence est une substance composée d'une kyrielle de produits.

    IV-7 RESULTATS CALORIMETRIQUES DES COUPES DE CARBURANTS

    Ces résultats se regroupent en trois grands groupes non distincts : l'étalonnage de la soude utilisé pendant les titrages ; l'étalonnage du calorimètre à la bombe ; et la détermination des quantités de chaleur et du pouvoir calorifique de chaque coupe de carburants.

    > m1 est la masse d'eau utilisée au calibrage du calorimètre.

    > m2 représente la masse d'eau utilisée pendant la mesure du pouvoir calorifique d'un échantillon donnée.

    Tableau 4-5 : Résultat du dosage de la soude

    Intitulés

    Essai N°1

    Essai N°2

    Unités

    mPAK

    0.22

    0.23

    g

    VNaOH

    11.7

    11.3

    ml

    CNaOH

    (exacte)

    0.0923

    0.0955

    mol/l

    CNaOH(moyen)

    0.0939

    mol/l

    <c Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifiaue d'un biocarburant a base de manioc>

    Mémoire DIPET II -- ENSET de Douala 2007

    Tableau 4-6 : Résultat du calibrage du calorimètre

    Paramètres

    Valeurs

    Unites

    Longueur di fil brülé (L fil brüle)

    5.8

    cm

    Volume de soude final:

    5.3

    ml

    Difference de temperature (AO)

    2.6

    °C

    Tableau 4-7 : Récapitulatif des données essentielles a retenir lors du calibrage du calorimètre

    Données

    Valeurs

    Unites

    Masse (réelle utilisée) d'eau m1

    19998.9

    g

    Capacité calorifique du

    calorimètre (Wcal)

    2340.076

    cal°C-1

    Tableau 4-8 : Résultats de la combustion de la coupes E100

    Paramètres

    Valeurs

    Unites

    0i

    30.90

    °C

    Of

    33.60

    °C

    AU

    2.7

    °C

    VNaOH

    5.80

    ml

    Lfil bràle

    4.3

    cm

    mE100

    1.16

    g

    m2

    1997.86

    g

    QE100

    53597.4595

    kJ

    PE100

    22710.7875

    kJ.kg-1

    « Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    0

     

    10m m =1*c

     
     

    33.6(21)

     
     

    33.4

     
     
     
     
     

    33.5

    33.3

    33.1

    32.7

    31.7

     

    12mm=15s

    30.9

    t (s)

    60 90 105 120 135 150 165 180 195 210

    tf

    Tableau 4-9: Evolution des températures (combustion de la coupe E100)

    < Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifiaue d'un biocarburant a base de manioc>>

    Mémoire DIPET II -- ENSET de Douala 2007

    Tableau 4-9 : Evolution des temperatures (combustion de la coupe E100)

    Temps

    Temperature en (°C)

    Observation

    ti

    (Oi) 30.9

    Précombustion

    60

    31.7

    Combustion

    90

    32.7

    105

    33.1

    120

    33.3

    135

    33.4

    150

    33.5

    (tf) 165

    (Of) 33.6

    180

    33.6

    Fin combustion

    195

    33.6

    Post combustion

    Tableau 4-10 : Résultats de la combustion du E95

    Paramètres

    Valeurs

    Unites

    0i

    28.24

    °C

    Of

    34.5

    °C

    AU

    6.10

    °C

    VNaOH

    13.7

    ml

    Lfil bràle

    7.3

    cm

    mE95

    2.36

    g

    m2

    1998.30

    g

    QE95

    5952.4510

    kJ

    PE95

    25222.250

    kJ.kg-1

    < Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifiaue d'un biocarburant a base de manioc>>

    Mémoire DIPET II -- ENSET de Douala 2007

    Tableau 4-11 : Evolutions des temperatures (combustion coupe E95)

    Temps

    Temperature

    s

    Observations

    ti

    (Oi) 28.40

    Precombustio

    n

    15

    32.10

    Debut combustion

    30

    32.55

    Combustion

    45

    33.0

    60

    33.5

    75

    33.8

    90

    34.0

    105

    34.1

    120

    34.2

    135

    34.3

    150

    34.4

    165

    34.4

    180

    34.4

    (ti) 195

    (Of) 34.5

    Fin combustion

    210

    34.5

    Post combustion

    10m m =rc

    32.10

    28.40

    « Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    0

    .5

    34.2 34.3

    34.0

    34.434

    34.1

    33.8

    33.5

    33.0

    32.55

    12mm=15s

    15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 t (s)

    Tableau 4-11: Evolution des températures (combustion de la coupe E95)

    <c Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifiaue d'un biocarburant a base de manioc>

    Mémoire DIPET II -- ENSET de Douala 2007

    Tableau 4-12 : Résultats de la combustion du E85

    Paramètres

    Valeurs

    Unites

    0i

    28.20

    °C

    Of

    38.10

    °C

    AU

    9.9

    °C

    VNaOH

    12.70

    ml

    Lfil brûlé

    6.10

    cm

    mE85

    2.36

    g

    m2

    1998.41

    g

    QE85

    96.8055

    kJ

    PE85

    410193.1131

    kJ.kg-1

    cc Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    Tableau 4-13 : Evolutions des températures (combustion coupe E85)

    Temps

    Température

    s

    Observations

    ti

    (Oi) 28.20

    Precombustio

    n

    15

    29.70

    Debut combustion

    30

    32.7

    Combustion

    45

    33.50

    60

    34.30

    75

    35.10

    90

    36.0

    105

    36.50

    120

    37.0

    135

    37.3

    150

    37.7

    165

    37.8

    180

    38.0

    (ti) 195

    (0f) 38.1

    Fin

    combustion

    210

    38.1

    Post combustion

    «Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Tableau 4-13: Evolution des températures (combustion coupe E85)

    12mm=15s

    36.00

    38.0 38.1

    37.7 3708

    15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300

    t (s)

    0

    10m m =rc

    37.3

    37.0

    36.50

    36.00

    35.10

    34.30

    33.50

    32.70

    29.70

    28.20

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    < Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifiaue d'un biocarburant a base de manioc>

    Mémoire DIPET II -- ENSET de Douala 2007 4-14 : Tableau Résultats de la combustion du E20

    Paramètres

    Valeurs

    Unites

    0i

    28.60

    °C

    Of

    39.70

    °C

    A0

    11.10

    °C

    VNaOH

    4.70

    ml

    Lfil bràle

    7.50

    cm

    mE20

    2.36

    g

    m2

    1999.08

    g

    QE20

    108.49144

    kJ

    PE20

    45970.9520

    kJ.kg-1

    Tableau 4-15 : Evolutions des temperatures (combustion coupe E20)

    Temps

    Temperatures

    Observations

    ti

    (Oi) 28.20

    Precombustion

    15

    29.70

    Debut combustion

    30

    32.7

    Combustion

    45

    33.50

    60

    34.30

    75

    35.10

    90

    36.0

    105

    36.50

    120

    37.0

    135

    37.3

    150

    37.7

    165

    37.8

    180

    38.0

    (ti) 195

    (Of) 38.1

    Fin combustion

    210

    38.1

    Post combustion

    «Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    36.00

    0

    10m m =1:c

    38.1

    3708

    12mm=15S

    38.0

    37.7

    37.3

    37.0

    36.50

    36.00

    35.10

    34.30

    33.50

    32.70

    29.70

    28.20

    15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 t (s)

    Tableau 4-15: Evolution des températures (combustion coupe E20)

    <c Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifiaue d'un biocarburant a base de manioc>

    Mémoire DIPET II -- ENSET de Douala 2007

    Tableau 4-16 : Résultats de la combustion du E15

    Paramètres

    Valeurs

    Unites

    Of

    41.40

    °C

    AU

    14.80

    °C

    VNaOH

    10.40

    ml

    Lfil brûlé

    8.90

    cm

    mE15

    2.36

    g

    m2

    1998.96

    g

    QE15

    144.6411

    kJ

    PE15

    61288.6173

    kJ.kg-1

    cc Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    Tableau 17 : Evolutions des températures (combustion coupe E15)

    Temps

    Température

    s

    Observations

    ti

    (Oi) 26.30

    Precombustio

    n

    15

    27.70

    Debut combustion

    30

    30.40

    Combustion

    45

    33.10

    60

    35.0

    75

    36.40

    90

    37.80

    105

    38.60

    120

    39.10

    135

    39.70

    150

    40.20

    165

    40.50

    180

    40.60

    195

    40.90

    210

    41.00

    (ti) 225

    (Or) 41.10

    Fin combustion

    240

    41.10

    Post combustion

    255

    41.10

    270

    41.10

     

    «Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    0

    41.00

    41.10
    40.90

    40.50 40.60

    40.20

    10m m =1:c

    39.70

    39.10

    38.60
    37.80

    36.40 35.0 33.10 30.40

    27.70

     
     
     
     

    12mm=15S

    26.30

     
     

    15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 t (s)

    Tableau 17: Evolution des températures (combustions coupe E15)

    <c Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifiaue d'un biocarburant a base de manioc>

    Mémoire DIPET II -- ENSET de Douala 2007

    Tableau 4-18 : résultats de la combustion du E10

    Paramètres

    Valeurs

    Unites

    0i

    28.60

    °C

    Of

    43.60

    °C

    AU

    15.00

    °C

    VNaOH

    16.10

    ml

    Lfil brûlé

    9.40

    cm

    mE10

    2.36

    g

    m2

    1998.25

    g

    QE10

    146.5224

    kJ

    PE10

    62085.77

    kJ.kg-1

    cc Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    Tableau 4-19 : Evolutions des températures (combustion de la coupe E10)

    Temps

    Températures

    Observations

    ti

    (Oi) 31.40

    Precombustion

    15

    35.80

    Debut combustion

    30

    37.30

    Combustion

    45

    38.90

    60

    39.90

    75

    41.50

    90

    42.00

    105

    42.40

    120

    42.70

    135

    42.09

    150

    43.0

    165

    43.20

    180

    43.30

    195

    43.40

    210

    43.50

    225

    43.50

    240

    43.50

    255

    43.50

    (ti) 270

    (0f) 43.60

    Fin combustion

    285

    43.60

    Post combustion

    300

    43.60

     

    « Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    O

    12mm=15S

    10m m =Vc

    43.50 .4 43.30 43.20 43.0

    42.09
    42.70
    42.40

    42.00

    41.50

    39.90

    38.90

    37.30

    35.80

    31.40

    t (S)

    15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300

    Tableau 4-19: Evolution des températures (combustion de la coupe E10)

    « Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    IV-7-1 Analyse des résultats de la calorimétrie à la bombe

    Sachant que le pouvoir calorifique de l'éthanol anhydre est de 21300 kJ.kg-1 on voit bien que notre bioéthanol (22710,785kJ.kg-1), a un pouvoir calorifique légèrement supérieur à celui de l'éthanol anhydre. Ce ci peu s'expliquer par la présence d'eau donc l'énergie calorifique s'est ajouté à celle de notre bioéthanol.

    Ce ci confirme les travaux menés par : ASADJEU et al [16], qui a montré que la présence d'eau en des proportions bien définie peu contribuer à l'augmentation le pouvoir calorifique : l'éthanol. L'essence ayant un pouvoir calorifique de 42500 kJ/kg selon les études menées par DURUPHY et al [9], on remarque tout de suite que notre bioéthanol de pouvoir calorifique de 22710.7875 kJ.kg-1 est inférieur à celui de l'essence. Ceci confirme une fois de plus les travaux menés par GNANSOUMOU et DAURIAT. [13] sur les potentialités calorifiques du bioéthanol. Avec un tel pouvoir calorifique il est important d'augmenter le taux de compression des véhicules classiques si l'on veut utiliser l'éthanol pur dans les moteurs à combustion interne. Un taux de compression de 15 suffirait à satisfaire un tel moteur.

    IV-9 POINT ECLAIR DU BIOETHANOL

    Le calcul du point éclair de notre bioéthanol nous a donné : Tecl = 56.672 °C. Suivant les travaux menés par BIOLO BESSALA et al [29], il ressort que les températures d'ébullitions des carburants varient en fonction de la qualité du carburant le tableau ci-dessous nous donne les températures d'ébullitions des carburants issue respectivement de la SONARA ; MOBILE OIL. TOTAL CAMEROUN.

    Tableaux 4 - 20 Température d'ébullition de quelques carburant locaux

    Origine du carburant

    Températures d'ébullitions

    Unité

    Carburant SONARA

    41

    oC

    Carburant MOBILE

    29

    oC

    Carburant TOTAL

    30

    oC

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    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    A partir des températures d'ébullitions des différents carburants inscrits dans le tableau ci-dessus on peut en déduire leurs différents points éclair PROSKOURIAKOU [2].

    - Carburant SONARA : Tecl = 30.176°C ; - Carburant MOBILE : Tecl = 21.344°C ; - Carburant TOTAL : Tecl = 22.08°C.

    Il s'avère que le point éclair de notre éthanol est largement supérieur à celui de ces carburants. Ce ci prédispose notre éthanol à un indice d'octane élevé et voudrait dire qu'il ne présente pas de problème d'auto inflammation ni d'ajout d'aditif comme l'exige les essences ordinaires. De part la valeur de son point éclair élevé, l'éthanol est moins volatil que les essences à basse température. C'est pourquoi les véhicules fonctionnant à l'éthanol pur auront un démarrage à froid difficile.

    Ce problème peut être endigué en installant un dispositif de pulvérisation d'essence ou un système de préchauffage des vapeurs d'éthanol au démarrage.

    CONCLUSION

    Eu égard aux résultats obtenus après élaboration et analyse, on peut affirmer sans ambages que le bioéthanol, par nous produit, respecte les normes liées à la production d'un biocarburant et peut par conséquent être utilisé dans les moteurs à allumage commandé comme additif (E5) ou substitue à l'essence (dans ce cas le moteur nécessite des modifications).

    CHAPITREV: SUGGESTIONS ET PERSPECTIVES

    Le développement de la filière bio carburant a fait ses preuves ailleurs, notamment au Brésil, aux Etats-Unis et en Indonésie. Compte tenu de ses nombreux atouts, le Cameroun gagnerait à suivre l'exemple de ces pays sus cités pour faire de la filière sucre le fer de lance de son économie.

    V-1 ATOUTS DU CAMEROUN EN MATIERE DE PRODUCTION DE BIOCARBURANTS

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    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    Le Cameroun est un pays qui possède d'énorme potentialité agro climatique de part sa situation géographique au dessus de l'équateur. Il possède également de vastes étendues de forêts encore inexploitées pouvant permettre le développement d'une agriculture intensive. De grande écoles et organisme de recherche ont été crée pour promouvoir le développement des techniques agricoles (CRA, ETA, IRAD...).Toutes ses potentialités peuvent contribuer au développement de la filière des biocarburant au Cameroun à travers la production de masse des cultures traditionnelles à l'instar du manioc.

    V-2 SUGGESTIONS ADRESSEES AUX POUVOIRS PUBLICS

    La réussite de la filière biocarburant au Cameroun passe par le développement des nouvelles cultures de rente à l'instar du maïs et du manioc. C'est pour quoi les pouvoirs publics devraient revoir leur stratégie en matière de politique agricole.

    En effet, jusqu'à une date récente, l'aide à la recherche et l'assistance financière au Cameroun ont longtemps été dirigées vers le secteur des cultures d'exportation (café, cacao) au dépend de la production vivrière. La chute des cours des matières premières sur les marchés mondiaux a porté préjudice à l'économie nationale et au secteur agricole en particulier. Eu égard à cela, et compte tenu des enjeux actuels liés à la production de biocarburant à base des végétaux, la politique agricole du Cameroun devrait se tourner désormais vers un accroissement de la production vivrière à l'instar du manioc ou du maïs destinés à la fois à l'alimentation et à la transformation énergétique. Le Cameroun devrait donc :

    + Mettre à la disposition des agriculteurs des semences, bouture et plantes améliorer en vue de relever considérablement le niveau de production ;

    + Encourager la population des zones rurales à exploiter les terres agricoles et celles mise en jachère au profit des plantes destinées à la transformation énergétique, à travers des campagnes de sensibilisation ;

    + Subventionner la culture des plantes destinées à la production des biocarburants et

    aussi mettre à la disposition des agriculteurs, des experts et des organismes spécialisés

    dans l'étude des plantes à l'instar du PNDRT, de l'IRAD ou du PNVRA ;

    + Susciter l'intérêt des grands groupe internationaux à travers l'organisation des

    séminaires et des rencontres pour favoriser une éventuelle délocalisation des

    entreprises productrices de biocarburant.

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    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    + Faire connaître au agriculteurs le bien fonder des biocarburant en leurs faisant par exemples conduire des véhicules consommant du bioéthanol.

    + Faire intervenir les medias de masse dans la vulgarisation et la promotion des biocarburants

    Toutes ces dispositions prises par les pouvoirs publics Camerounais auront pour conséquence de réduire l'exode rural, la création d'emplois qui par voie de conséquence contribuerons à « booster » l'économie nationale.

    V-3 IMPACT ENVIRONNEMENTAL DES BIOCARBURANTS AU CAMEROUN

    Le secteur des transports en particulier celui du Cameroun où les deux tiers du parc automobile sont constitués de véhicule d'occasion est celui dont la contribution à l'augmentation des émissions de GES est le plus rapide. Les biocarburants contribueront à réduire ces GES.

    V-4 BIOCARBURANTS ET DEVELOPPEMENT DE L'ECONOMIE DU CAMEROUN

    V-4-1 Le Secteur agricole

    Le développement de la production des biocarburants constitue une alternative intéressante pour l'agriculture, car ; elle offre des opportunités de mises en culture de nouvelles terres. Mais, il n'aura d'impact réel surtout dans la lutte contre la pauvreté que si les programmes de production des cultures de rentes sont conduits par les producteurs ruraux. Il est vrai que l'Etat camerounais s'est engagé depuis déjà plusieurs années à faire de l'agriculture le fer de lance du développement économique du Cameroun à travers des projets tels que : le PNVRA ; les comis agro-pastoraux et autres. Mais très souvent ces projets ne sont toujours pas suivis jusqu'à la base c'est-à-dire jusqu'aux GIC et agriculteurs.

    V-4-2 L'emploi

    Le développement de la production des biocarburants pourra générer des emplois et des revenus soutenus en milieux rurals, ce qui aura un impact certain sur l'exode rural et sur l'économie.

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    V-4-3 Indépendance énergétique

    Avec les biocarburants produits à partir des plantes, une contribution importante peut être attendue dans le but de réduire notre dépendance énergétique vis à vis des pays producteur de pétrole et résorber le déficit énergétique observé ces dernières années.

    V-5 DILEMME ENERGIE CONTRE SECURITE ALIMENTAIRE

    L'inquiétude des populations quant à l'utilisation des plantes alimentaires à l'usage énergétiques peut être fondé. En effet on est confronté à un problème majeur : ce sont les mêmes plantes qui alimentent les hommes leurs bêtes et les moteurs de leurs machines. On n'assiste à une espèce de compétition entre les sources de biocarburants et les sources d'alimentation. Ceci pose le dilemme énergie contre sécurité alimentaire qui peut conduire à surclasser les productions alimentaire au profit de l'énergie. La conséquence immédiate pourra être la compromission de l'autosuffisance alimentaire si importante pour notre pays.

    Il convient donc de veiller très sérieusement à cette question en mettant en place une politique et un cadre réglementaire adéquat.

    CONCLUSION

    Compte tenu des potentialités de l'agriculture camerounaise, il y a lieu de s'attendre à un essor de la filière biocarburant, ce qui ne serait pas sans conséquences positives sur le développement de l'économie nationale. Mais, il serait judicieux de s'intéresser à de nouvelles voies de production de biocarburant à base de plantes non comestibles tels que : le jatropha, les algues marines (à l'exemple des expérimentations faites en Australie), afin d'éviter un éventuel conflit entre les plantes alimentaires et les plantes à destination énergétique.

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    CONCLUSION GENERALE

    Le développement de la filière biocarburant au Cameroun revêt une grande actualité, dans le contexte actuel de la flambé des prix du pétrole, l'augmentation des effets néfastes du réchauffement climatique lié à l'utilisation des carburants fossiles et la non valorisation des terres cultivables. Il constitue aussi une voie d'avenir crédible, riche en retombés technologiques et financières surtout dans le domaine agricole.

    Notre étude axée sur l'élaboration d'un biocarburant à base de manioc avait pour principal objectif, la transformation de l'amidon de manioc en éthanol, destiné à être utilisé dans les moteurs à combustion interne, comme carburant. Au sortir de cette étude, corroboré par les analyses chimico-calorifiques, on peut affirmer que cet objectif a été atteint.

    L'essentiel de notre travail a consisté à extraire l'amidon du manioc, le fermenter, puis le distiller et rectifier. Les analyses chimico-calorifiques effectuées nous ont permis de caractériser et de vérifier les performances calorifiques de ce bioéthanol.

    L'atteinte des objectifs par nous fixer ne s'est pas faites sans contraintes : L'identification du manioc de type Manihot Esculenta Grantz s'est avérée difficile. Il a fallu l'expertise des Ingénieurs agronomes de l'IRAD et du PNDRT. Par manque de matériel adéquat, la distillation primaire, étape importante de l'élaboration du bioéthanol s'est faite de manière artisanale à AYENE à quelques encablures de Yaoundé, influençant sur le rendement en terme de quantité et de qualité. De même, la détermination du pouvoir calorifique des différentes coupes de carburant a été laborieuse, du fait des exigences de précision et méthodologique de la manipulation.

    Nous avons ainsi obtenue un bioéthanol hydraté à 96.33%vol. Nous aurions souhaité obtenir un bioéthanol anhydre à 100%vol. Mais, faute de matériel approprié pour une distillation en présence de Benzène, ce résultat escompté n'a pas été atteint. Nous aurions également souhaité effectuer les mesures du pH et de viscosité du bioéthanol par nous réaliser.

    C'est ainsi que nous lançons un vibrant appel à tous ceux qui, de par leur expertise, pourrons contribuer à combler ce manquement. Aussi, les critiques et les suggestions pouvant contribuer à l'amélioration de ce travail seront reçus avec grand intérêt.

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    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

    [1] TALOR, C.F. The internal combustion engine in the theory and practice, CRC press, Tome 2, Colombia 1998

    [2] PROSKOURIAKOU, V. Chimie du pétrole et des gaz, Edition Mir. Moscou, 1983

    [3] GROSSETETE, C. ; GENEVIEVE, B. et GUY, B. Physiques Chimie 2e, Edition Belin, Paris 1996

    [4] NDJOCK BAYOCK, F.M. Vulgarisation des méthodes de réduction des émission de NOx, CO, HC imbrûlés et proposition d'une corrélation analico-empirique entre les NOx, et CO dans les chambres de combustion des turbines à gaz Mémoire de fin de second cycle, ENSET de Douala, GME5, juin 2006

    [5] EBENGUE NDJIMA, A. et al. Réhabilitation des détecteurs de fumée de l'atelier de mécanique automobile de l'ENSET et analyse des gaz d'échappement des moteurs à combustion interne, Mémoire de fin de second cycle, ENSET de Douala, juin 2005

    [6] File//f : bio carburant.html, mise à jour 10 Avril 2007.

    [7] BARTHELEMIE DE TEUX : Utilisation de l'huile de palme comme combustible dans le moteur Diesel, INC Paris, 2003-2004

    [8] DIKONGUE, C.B. Transformation de l'huile de palmiste en carburant par reformage catalytique, Mémoire de maîtrise en physiques, Faculté des sciences de l'université de Douala, 2005-2006

    [9] DURUPHTY, A.; DURUPHTY, O. et GIACINO, M. Chimie 1re S, Edition Hachette Education, Paris 1994

    [10] ROBERT, C. Chimistry and physics CRC press. Inc., 7th Edition, page D1, Bocaranton Florida, 1989-1990.

    [11] ROBERT, P. Chimie industrielle, Madison, 2ème édition Paris 1997.

    [12] ROBERTS, J.D. Chimie organique moderne. Belin, paris, 2001

    [13] WWW.Eners.ch, mise à jour le 2 mars 2007.

    [14] CABURET, A ; LEBOT, V. et RAFAILLAC, J.P. Mémento de l'agronome Hachette, Paris 2002.

    [15]TONNEAU, J. Un mémento pour le laboratoire, Edition universitaire. Paris 2002

    «Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    [16] ASADJEU, L. ;ENNYEGUE ONDOBO, S. et TEDJO, J.S. Préparation d'un combustible économique à base d'alcool éthylique, Projet de fin de cycle secondaires en Chimie Industrielle, Lycée Technique de Nkolbisson, Mai 2003.

    [17] http://fr.Wikipedia.org/wiki/Distillation, date de mise à jour 2 Mars 2007 à 14h58

    [18] NDJANA, M. et MEBENGA,D., Analyse de la bière de maïs traditionnelle Projet de fin de cycle secondaires en Chimie Industrielle, Lycée Technique de Nkolbisson, Mai 2000, p 7.

    [19] ROBERT, C.W. Hand book of chemistry and physics, CRC press, Inc, 7th edition, Bocaranton Florida, 1989-1990.

    [20] http://réa.decclic.qc.ca/dec_virtuel chimie/202-NYA05/Chimie_générale/Laboratoire/Distillation_fractionnée/prelabo.htm date de mise à jour 4 avril 2007.

    [21] PARR INSTRUMENT COMPANY, Bomb calorimetric System bulletin 1200/1-87, IMOLINE USA. 1987.

    [22] http:/ fr.Wikipédia.org/wiki/€ éthanol, mise à jour 01 avril 2007

    [23] http://fr.Wikipédia.org/wiki/polycarburant, mise à jour 29 avril 2007

    [24] www.La farine, la levée, la fermentation.htm, mise à jour 15 mai 2007

    [25] http ://fr.PhotoTP.grain d'amidon de manioc.htm, mise à jour 2 avril 2007

    [26] Le jatropha, arbre à pétrole, journal libération N° 6061 du 07et08 avril 2007 France.

    [27] WWW.IFP.fr, mise à jour le 04 mars 2007

    [28] www.Cedcameroun.Org date de mise à jour 06 avril 2007-06-2007

    [29] BIOLO BESSALA, M. J. et BISSECK THAKOUNTE, M. R. Analyse comparative des carburants « super » Projet de fin de cycle secondaires en Chimie Industrielle, Lycée Technique de Nkolbisson, Mai 2005, p 27.

    cc Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

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    ANNEXES

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    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    ANNEXE I: PROBLEMES ECOLOGIQUES ET PHYTOSANITAIRES DU MANIOC A- Principaux problèmes phytosanitaires du manioc [14]

    Principaux problèmes phytosanitaires

    Lieux

    Note(1 )

    Mosaïque africaine du manioc
    (gémini-virus transmis par la mouche blanche
    Bemisia tabaci)

    Afrique

    ***

    Bactériose vasculaire (Xanthomonas campestris pv.
    Manihotis, ou X. axonopodis en Amérique Latine)

    Afrique, Amérique latine

    ***

    Bactériose de tiges (Erwinia carotovora)

    Amérique latine

    *

    Anthracnose (Colletrotrichum glocosporiodes f.Sp
    manihotis Henn.)

    Zones humides

    *

    Superélongation (Sphaceloma manihoticola)

    Amérique latine

    *
    *

    Cercosporioses (Cercospora henningsii, C. caribaea)

    Inde, Afrique

    Pouriture des tiges et des racines (Sclerotium,
    Fusarium, Phytophtora, Collectotrichum

    Zones humides, Afrique,
    Amérique latine

    *

    Cochenille farineuse du manioc (Phenacoccus
    manihoti Mat-Ferr. Ou Ph. Herren en Amerique
    Latine)

    Afrique Amérique latine

    ***

    Acariens verts (Mononychellus tanajoa ou M.
    progresivus, oligonichus gossypii)

    Afrique, Amérique latine

    **

    Mouches blanches (Aleurotrachelus sociali,
    Trialeurodes variabillis)

    Amérique latine

    *

    Criquets (zonocerus variegatus L)

    Afrique

    *
    *

    Termites

    Afrique Amérique latine

    (1) Importance: * = faible, ** = moyenne, *** = forte

    A- Effet des facteurs du milieu sur la production du manioc[14]

    Facteurs

    Effets

    conséquences

    Rayonnement faible

    Diminution du nombre de tiges
    et de racines par plant

    Faible couverture du sol

    Sol caillouteux

    Enracinement sinueux

    Tubercules irréguliers et fragiles

    Sol pauvre chimiquement

    Racine tubérisées plus longues et
    plus fines

    Repousse des aériennes pertes de
    poids et de qualité (faible % MS)

    Vent fort

    Verse des tiges

    Pertes limitées à l'arrachage,
    temps des travaux diminués,
    mauvaise qualité de la
    production (faible % MS)

    Forte pluviométrie avant
    arrachage

    Reprise de croissance et
    réhydratation des racines

    Mauvaise qualité de la
    production

    « Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007

    ANNEXE 2 : COMPARAISON DES CHANGEMENTS D'ETAT DES SUBSTANCES [9]

    A- Propriétés physiques des alcools et hydrocarbures correspondants

    Alcools

    Hydrocarbures
    (HC)

    Masse molaire
    (M)

    Température
    d'ébullition en
    °C

    Température de
    fusion en °C

    CH3 OH

     

    32

    65

    - 98

     

    CH3 CH3

    30

    - 89

    - 172

    CH3CH2OH

     

    46

    78.5

    - 117.3

     

    CH3 CH2 CH3

    44

    - 42.2

    -189.9

    CH3 CH2 CH2 OH

     

    60

    97.2

    - 127

     

    CH3 CH2 CH2CH3

    58

    - 0.6

    - 135

    CH3 (CH2)3 CH3 OH

     

    88

    138

    - 79

     

    CH3 (CH2)4CH3

    86

    69

    - 95

    CH3 (CH2)8 CH2 OH

     

    158

    228

    6

     

    CH3 (CH2)9CH3

    156

    196

    - 26

    B- Chaleur molaire latente des changements d'états de quelques corps purs

    Composé

    tfus

    Qfus
    (KJ.mol -1)

    Téb

    (°C)

    Qéb

    -1)

    (KJ.mol

    Eau

    0.0

    6.0

    100.0

    41.0

    Hexane

    - 95.3

    13.0

    68.7

    31.5

    Heptane

    - 90.6

    14.0

    98.4

    36.6

    Cyclohexane

    6.5

    2.7

    80.7

    33.1

    Benzène

    5.5

    9.8

    80.1

    33.8

    Méthanol

    - 97.7

    3.2

    64.5

    37.4

    Ethanol

    - 117

    5.0

    78.5

    42.6

    acétone

    - 95.4

    5.7

    56.2

    30.8

    Chaleur molaire latente des changements d'états correspondantes sous 1.013 bars

    < Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant a base de manioc>>

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007
    ANNEXE 3 : Valeurs de Référence et déductives des propriétés physico-chimique de l'éthanol [ ]

    Molecular weight = 46.07 0.00% by wt. data are the same for all coumpounds.

    Relative specific Refractivity = 1.363 For values of 0.000 wt. % solution see Table 1. Acetic Acid

    A% By wt.

    r

    D20

    4

    D20

    20

    Cs

    g / l

    M g.mol/l

    Cw
    g/l

    (Co - Cw) g/l

    (n - no) x 104

    n

    A °C

    O Os/kg

    S g.mol/l

    ii / io

    il / à cS

    ' rhe

    0.50

    0.9973

    0.9991

    5.0

    0.108

    992.3

    5.9

    3

    1.3333

    0.20

    0.11

    0.057

    1.021

    1.026

    9671

    1.00

    0.9963

    0.9981

    10.0

    0.216

    986.4

    11.8

    6

    1.3336

    0.40

    0.22

    0.116

    1.044

    1.050

    95.59

    1.50

    0.9954

    0.9972

    14.9

    0.324

    980.5

    17.8

    9

    1.3339

    0.60

    0.32

    0.175

    1.068

    1.075

    93.42

    2.00

    0.9945

    0.9962

    19.9

    0.432

    974.6

    23.6

    12

    1.3342

    0.81

    0.44

    0.236

    1.093

    1.101

    91.31

    2.50

    0.9936

    0.9953

    24.8

    0.539

    968.7

    29.5

    15

    1.3345

    1.02

    0.55

    0.297

    1.116

    1.126

    89.42

    3.00

    0.9927

    0.9945

    29.8

    0.646

    962.9

    35.3

    18

    1.3348

    1.23

    0.66

    0.359

    1.138

    1.149

    87.70

    3.50

    0.9918

    0.9936

    34.7

    0.754

    957.1

    41.1

    21

    1.3351

    1.44

    0.77

    0.421

    1.159

    1.171

    86.08

    4.00

    0.9910

    0.9927

    39.6

    0.860

    951.4

    46.9

    24

    1.3354

    1.65

    0.89

    0.484

    1.181

    1.194

    84.52

    4.50

    0.9902

    0.9919

    44.6

    0.967

    945.6

    52.6

    27

    1.3357

    1.87

    1.01

    0.547

    1.203

    1.217

    82.98

    5.00

    0.9893

    0.9911

    49.5

    1.074

    936.9

    58.4

    31

    1.3360

    2.09

    1.12

    0.611

    1.226

    1.242

    81.40

    5.50

    0.9885

    0.9903

    54.4

    1.180

    934.2

    64.1

    34

    1.3364

    231

    1.24

    0.675

    1.250

    1.267

    79.81

    6.00

    0.9878

    0.9895

    59.3

    1.286

    928.5

    69.7

    37

    1.3367

    2.54

    1.36

    0.739

    1.276

    1.294

    78.24

    6.50

    0.9870

    0.9887

    64.2

    1.393

    922.8

    75.4

    41

    1.3370

    2.76

    1.49

    0.804

    1.301

    1.321

    76.69

    7.00

    0.9862

    0.9880

    69.0

    1.498

    917.2

    81.0

    44

    1.3374

    2.99

    1.61

    0.870

    1.328

    1.349

    75.16

    7.50

    0.9855

    0.9872

    73.9

    1.604

    911.6

    86.7

    48

    1.3377

    3.23

    1.74

    0.936

    1.355

    1.378

    73.66

    8.00

    0.9847

    0.9865

    78.8

    1.710

    906.4

    92.3

    51

    1.3381

    3.47

    1.86

    1.003

    1.382

    1.407

    72.19

    8.50

    0.9840

    0.9857

    83.6

    1.816

    900.4

    97.9

    55

    1.3384

    3.71

    2.00

    1.071

    1.411

    1.436

    70.75

    9.00

    0.9833

    0.9850

    88.5

    1.921

    894.8

    103.4

    58

    1.3388

    3.96

    2.13

    1.140

    1.439

    1.467

    69.34

    9.50

    0.9826

    0.9843

    93.3

    2.026

    889.2

    109.0

    62

    1.3392

    4.21

    2.27

    1.210

    1.468

    1.497

    67.97

    10.00

    0.9819

    0.9836

    98.2

    2.131

    883.7

    114.5

    65

    1.3395

    4.47

    2.40

    1.282

    1.498

    1.529

    66.62

    11.00

    0.9805

    0.9822

    107.9

    2.341

    872.6

    125.6

    73

    1.3403

    5.00

    2.69

    1.426

    1.560

    1.594

    63.99

    12.00

    0.9792

    0.9809

    117.5

    2.550

    861.7

    136.6

    80

    1.3410

    5.56

    2.99

    1.572

    1.624

    1.662

    61.44

    13.00

    0.9778

    0.9796

    127.1

    2.759

    850.7

    147.5

    87

    1.3417

    6.13

    3.30

    1.722

    1.691

    1.732

    59.03

    14.00

    0.9765

    0.97.82

    136.7

    2.967

    839.8

    158.4

    95

    1.3425

    6.73

    3.62

    1.874

    1.757

    1.803

    56.80

    15.00

    0.9752

    0.9769

    146.3

    3.175

    828.9

    169.3

    102

    1.3432

    17.36

    3.96

    2.030

    1.822

    1.872

    54.78

    16.00

    0.9739

    0.9756

    155.8

    3.382

    818.1

    180.2

    110

    1.34.47

    8.69

    4.67

    2.351

    1.951

    2.010

    51.16

    17.00

    0.9726

    0.9743

    165.3

    3.589

    807.3

    191.0

    117

    1.3447

    8.69

    4.67

    2.351

    1.951

    2.010

    51.16

    18.00

    0.9713

    0.9730

    174.8

    3.795

    796.5

    201.8

    125

    1.3455

    9.40

    5.05

    2.516

    2.015

    2.078

    49.54

    19.00

    0.9700

    0.9717

    184.3

    4.000

    785.7

    212.5

    132

    1.3462

    10.14

    5.45

    2.683

    2.077

    2.146

    48.03

    20.00

    0.9687

    0.9704

    193.7

    4.205

    774.9

    223.3

    140

    1.3469

    10.92

    5.87

    2.853

    2.138

    2.212

    46.68

    22.00

    0.9660

    0.9677

    212.5

    4.613

    753.5

    244.8

    154

    1..3484

    12.60

    6.78

    3.203

    2.254

    2.338

    44.27

    24.00

    0.9632

    0.9649

    231.2

    5.018

    732.0

    266.2

    168

    1.3498

    14.47

    7.78

    3.568

    2.365

    2.460

    42.20

    26.00

    0.9602

    0.9619

    249.7

    5.419

    710.6

    287.7

    181

    1.3511

    16.41

    8.82

    3.920

    2.471

    2.579

    40.39

    28.00

    0.9571

    0.9588

    268.0

    5.817

    689.1

    309.1

    194

    1.35.24

    18.43

    9.91

    4.262

    2.576

    2.696

    38.75

    30.00

    0.9539

    0.9556

    286.2

    6.211

    667.7

    330.5

    205

    1.3535

    20.47

    11.01

    4.583

    2.662

    2.796

    37.49

    32.00

    0.9504

    0.9521

    304.1

    6.601

    646.3

    352.0

    216

    1.3546

    22.44

    12.07

     

    2.721

    2.869

    36.68

    34.00

    0.9468

    0.9485

    321.9

    6.988

    624.9

    373.3

    227

    1.3557

    24.27

    13.05

     

    2.762

    2.923

    36.13

    36.00

    0.9331

    0.9447

    339.5

    7.369

    603.6

    394.7

    236

    1.3566

    25.98

    13.97

     

    2.797

    2.971

    35.69

    38.00

    0.9392

    0.9408

    356.9

    7.747

    582.3

    415.9

    245

    1.3575

    27.62

    14.85

     

    2.823

    3.012

    35.35

    40.00

    0.9352

    0.9369

    374.1

    8.120

    561.1

    437.1

    253

    1.3583

    29.26

    15.73

     

    2.840

    3.043

    35.14

    42.00

    0.9311

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    458.2

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    2.846

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    2.826

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    0.9139

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    9.919

    457.0

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    2.807

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    2.542

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    2.474

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    1.3644

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    0.8771

    0.8786

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    12.565

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    700.0

    317

    1.3647

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    2.342

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    42.61

    68.00

    0.8724

    0.8739

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    719.1

    320

    1.3650

    49.52

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    2.276

    2.614

    43.85

    70.00

    0.8676

    0.8692

    607.3

    13.183

    260.3

    737.9

    322

    1.3652

     
     
     

    2.210

    2.552

    45.17

    72.00

    0.8629

    0.8644

    621.3

    13.486

    241.6

    756.6

    324

    1.3654

     
     
     

    2.144

    2.490

    46.55

    74.00

    0.8581

    0.8596

    635.0

    13.784

    223.1

    775.1

    325

    1.3655

     
     
     

    2.078

    2.426

    48.03

    76.00

    0.8533

    0.8549

    648.5

    14.077

    204.8

    793.4

    327

    1.3657

     
     
     

    2.011

    2.361

    49.63

    78.00

    0.8485

    0.8500

    661.8

    14.366

    186.7

    811.6

    327

    1.3657

     
     
     

    1.944

    2.296

    51.33

    80.00

    0.8436

    0.8451

    674.9

    14.650

    168.7

    829.5

    328

    1.3658

     
     
     

    1.877

    2.229

    53.15

    82.00

    0.8387

    0.8401

    687.7

    14.927

    151.0

    847.3

    328

    1.3657

     
     
     

    1.804

    2.155

    55.31

    84.00

    0.8335

    0.8350

    700.2

    15.198

    133.4

    864.9

    326

    1.3656

     
     
     

    1.738

    2.089

    57.42

    86.00

    0.8284

    0.8299

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    15.464

    116.0

    882.3

    325

    1.3655

     
     
     

    1.671

    2.021

    59.74

    88.00

    0.8232

    0.8247

    124.4

    15.725

    98.8

    899.4

    323

    1.3653

     
     
     

    1.603

    1.951

    62.26

    90.00

    0.8180

    0.8194

    736.2

    15.979

    81.8

    916.4

    320

    1.3650

     
     
     

    1.539

    1.885

    64.85

    92.00

    0.8125

    0.8140

    747.5

    16.226

    65.0

    933.2

    316

    1.3646

     
     
     

    1.472

    1.815

    67.80

    94.00

    0.8070

    0.8084

    758.6

    16.466

    48.4

    949.8

    312

    1.3642

     
     
     

    1.404

    1.743

    71.07

    96.00

    0.8013

    0.8027

    769.2

    16.697

    32.1

    966.2

    306

    1.3636

     
     
     

    1.339

    1.674

    74.53

    98.00

    0.7954

    0.7968

    779.5

    16.920

    15.9

    982.3

    300

    1.3630

     
     
     

    1.270

    1.600

    78.59

    100.00

    0.7893

    0.7907

    789.3

    17.133

    0.0

    998.2

    284

    1.3614

     
     
     

    1.201

    1.525

    8310

    « Essai d'élaboration et analyse chimico-calorifique d'un biocarburant à base de manioc »

    Mémoire DIPET II - ENSET de Douala 2007






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"Et il n'est rien de plus beau que l'instant qui précède le voyage, l'instant ou l'horizon de demain vient nous rendre visite et nous dire ses promesses"   Milan Kundera