Le biogaz, un sous-produit du traitement des déchets des cours de ferme, a émergé comme une bénédiction pour des pays du Tiers Monde, apportant, nous rappelle ici le Docteur Mae-Wan Ho , des avantages importants en matière de santé, au plan social et pour l'environnement ainsi que des bénéfices financiers.
Le texte original en anglais et les références sont accessibles sur le web par : https://www.i-sis.org.uk/BiogasBonanza.php
Le rapport du Programme des Nations Unies pour le Développement (le PNUD), « L'é nergie après Rio: Les perspectives et les défis », publié en 1997 [ 1 ] avait identifié les usines de biogaz des communautés rurales comme l'une des sources décentralisées les plus utiles pour l'approvisionnement en énergie.
À la différence des technologies centralisées d'approvisionnement en énergie, telles que les centrales basées sur l'hydroélectricité, le charbon, le pétrole ou le gaz naturel, qui ont été jusqu'ici les seuls choix offerts aux communautés rurales, les usines de biogaz n'exigent pas de capitaux importants pour leur installation et elles ne posent pas de problèmes écologiques qui excitent l'opposition publique. Au lieu de cela, dans la plupart des cas, elles offrent des solutions aux problèmes écologiques existants et, en outre, beaucoup d'avantages inattendus.
Les matériaux organiques requis pour produire des biogaz dans un digesteur anaérobie sont aisément disponibles dans les pays en voie de développement. Ceux-ci incluent le bois de chauffage, les déchets des cultures agricoles ainsi que ceux des animaux d'élevage.
Beaucoup de pays ont de grands troupeaux de bétail et de buffles qui produisent des tonnes de fumier. Traditionnellement, ces déchets sont soigneusement collectés en Inde pour y être utilisés comme fumures, mais la pénurie croissante du bois de chauffage a forcé beaucoup de villageois à brûler les déjections animales pour faire cuire leur nourriture.
Comme les usines de biogaz produisent des boues de bonne qualité utilisables comme fertilisants, les dérivés du biogaz - combustible et/ou électricité-, constituent une bonification supplémentaire. Et ceci a été à l'origine des grands programmes d'installations de biogaz dans un certain nombre de pays en voie de développement, en commençant par la Chine.
La Chine a commencé l'adoption massive du biogaz dans les années 1975 sous le slogan 'du biogaz pour chaque ménage'. Dans les premières années, 1,6 millions de digesteurs ont été construits annuellement, mais ceux-ci étaient de mauvaise qualité. Autour des années 1980, la moitié de tous les digesteurs n'étaient pas en service et le taux d'adoption s'était ralenti. Vers 1992, seulement 5 millions d'installations de taille familiale étaient toujours en fonctionnement, et bon nombre d'entre elles avaient été remaniées pour éviter les fuites [ 2 ].
En Inde, comme en Chine, une politique trop rapide de mise en place, au début des années 90, a excédé la capacité des organismes indiens de recherches et de développement, pour proposer des conceptions fiables et d'optimiser l'efficacité des digesteurs. La situation s'est améliorée depuis, particulièrement avec l'introduction d'un digesteur tubulaire en polyéthylène , peu coûteux. Maintenant, en Inde, chacune des personnes installant une usine de biogaz ont droit à une allocation versée par le gouvernement central [ 3 ].
Dans un rapport, ' Biogaz en Inde : Une histoire à succès d'énergie soutenable [ou durable ] ' [4], les auteurs ont identifié les femmes et les enfants comme étant les bénéficiaires principaux du biogaz en Inde, où, chaque année, 200.000 familles se détournent de la cheminée traditionnelle ou du foyer de cuisson ; elles font installer une usine de biogaz pour fournir l'énergie destinée à la cuisson et à l'éclairage. En l'année 2000, plus de 2 millions d'usines de biogaz avaient été construites en Inde et près de 200.000 emplois permanents avaient été créés.
Les difficultés antérieures et les succès récents de l'Inde se sont reproduits dans des pays tels que le Népal [ 5 ], le Sri Lanka [ 6 ] et le Vietnam [ 2 ].
Au Vietnam, comme dans d'autres pays en voie de développement - Colombie, Ethiopie, Tanzanie, Cambodge et Bangladesh - le digesteur tubulaire de polyéthylène a été favorisé pour réduire le coût de production, en employant des matériaux locaux et en simplifiant l'installation et le fonctionnement. Le digesteur bon marché qui en est résulté a été bien reçu par les agriculteurs pauvres, particulièrement quand ceux-ci participent entièrement au travail d'entretien nécessaire et aux réparations. Dans un délai de dix ans, plus de 20.000 digesteurs de polyéthylène ont été installés et principalement payés par les agriculteurs eux-mêmes.
Cependant, les digesteurs ne sont pas toujours entièrement intégrés dans le système d'exploitation agricole, et il n'y a jusque là qu'une utilisation limitée des effluents comme éléments nutritifs pour des poissons et d'autres cultures (voir l'article ' Dream Farms ', accessibles sur le site suivant : www.i-sis.org.uk/DreamFarm.php ). Il y a également des potentiels pour améliorer le digesteur pour une plus grande efficacité, pour un entretien plus facile et pour une plus grande longévité. Davantage de coopération entre les scientifiques et les agriculteurs, d'une part, et des systèmes de crédit pour que les plus pauvres des agriculteurs, d'autre part, devraient aussi augmenter le taux d'adoption des digesteurs.
Au Sri Lanka, la biomasse représente 45% des besoins énergétiques du pays, le pétrole et l'hydroélectricité fournissant respectivement 41% et 14% [ 7 ]. L'économie de Sri Lanka est encore en grande partie basée sur l'agriculture. Une contrainte importante de la production agricole réside dans le coût croissant des fertilisants, alors que les déchets solides, principalement organiques, sont collectés et rassemblés sur un grand nombre d'emplacements non protégés, ce qui affecte la santé des plus pauvres.
Bien que des digesteurs de biogaz aient été présents au Sri Lanka depuis les années 70, une conception rudimentaire, un manque de capacités pour la maintenance et une aptitude insuffisante à traiter les problèmes ont abouti au fait que seulement un tiers des 5.000 unités installées ont fonctionné correctement [ 6 ]. Le Groupe de Développement des Technologies Intermédiaires (ITDG) a lancé un projet en 1996 afin d'améliorer le taux de succès des équipements à un niveau national, en installant des unités de démonstration destinées à diffuser l'information, à reconstruire les unités abandonnées et former les usagers pour le fonctionnement et la maintenance. En outre, les agriculteurs individuels obtiennent de l'aide pour installer des unités de biogaz sur leurs fermes afin d'utiliser les déjections de leurs animaux.
M. Ratnayake est l'un de ces fermiers chanceux. Avec simplement du fumier de vache, il a maintenant assez de puissance pour l'utiliser à la cuisson, pour repasser le linge et pour fournir la chaleur et la lumière pour sa maison, sans employer un seul morceau de bois. Tout ce qu'il doit faire, c'est de ramasser le fumier de ses vaches dans un hangar particulièrement adapté où le bétail s'alimente, mélanger celui-ci avec de l'eau et le laisser à fermenter dans un grand réservoir en béton ou dans une fosse. Le gaz produit est récupéré dans un simple réservoir de stockage, d'où il est envoyé vers la maison pour son utilisation.
Les femmes et les enfants, libérés du ramassage de bois de chauffage, du nettoyage des ustensiles noircis par la fumée et de l'élimination des déchets des animaux, gagnent environ deux heures par jour pour d'autres activités. Environ 80% d'entre eux passent maintenant ce temps à gagner un revenu supplémentaire qui représente actuellement approximativement 24% du revenu mensuel de la famille. Un autre avantage d'employer le biogaz résulte du fait qu'il y a très peu de déchets avec ce procédé et qu'il est respectueux de l'environnement.
Les résidus secs, qui résultent de la transformation des déchets en biogaz, sont plus riches que les fumiers ordinaires et ils constituent un engrais organique fantastique pour les cultures de M. Ratnayake, dont il peut vendre les produits, issus de ce mode d'agriculture biologique, à un prix plus élevé.
Les nombreux avantages du biogaz sont maintenant généralement reconnus. Il a eu comme conséquence l'absence de fumées et de cendres dans les cuisines ; ainsi les femmes et leurs enfants ne sont plus enclins aux infections respiratoires et ils peuvent avoir la perspective d'une vie saine et plus longue. Cela épargne aux femmes le fardeau de ramasser le bois de chauffage, une charge de 27 à 36 kg par semaine, ce qui peut prendre un jour par semaine. Cela, joint à la pratique qui consiste à contenir le bétail pour la collecte des déjections, au lieu de le laisser paître dans la forêt, contribue à protéger les forêts restantes et à permettre aux massifs boisés de se régénérer.
Les boues restant après la fermentation sont plus riches en éléments nutritifs que les fumiers d'animaux ; elles fournissent aux légumes, aux fruits et aux céréales, un engrais de qualité supérieure qui garantit de meilleures récoltes.
Dans les secteurs ruraux où il n'y a aucun autre approvisionnement en électricité, le biogaz a permis à des femmes de s'engager dans des soirées d'étude, dans des classes d'alphabétisation et dans d'autres activités domestiques ou sociales.
Le fumier du bétail n'est plus stocké sur les lieux d'habitation, mais il est dirigé directement au digesteur de biogaz avec les eaux usées des toilettes. Le procédé de digestion anaérobie détruit également des microbes pathogènes. En conséquence, l'hygiène s'est considérablement améliorée.
Il y a d'autres avantages pour les pays qui décident d'adopter le biogaz. La Convention Cadre des Nations Unies sur le Changement Climatique a installé des Fonds de Développement Propre et la Banque Mondiale a monté une Unité Financière du Carbone pour permettre aux pays riches, qui rejettent plus de carbone dans l'atmosphère qu'il n'est permis selon le Protocole de Kyoto , de verser, pour leurs émissions, un montant qui va alimenter les pays pauvres, soucieux de la conservation des forêts ou qui favorisent les énergies renouvelables.
Un article paru dans le Nepali Times [ 8 ] a précisé que le programme réussi du biogaz au Népal, a non seulement apporté aux agriculteurs un carburant non polluant, mais qu'il a aidé a conserver les forêts et à fournir un engrais de haute qualité pour les cultures; il en résulte, au niveau mondial, un reversement, pour éviter que l'on ne brûle du bois de chauffage qui libère de l' anhydride carbonique CO2 [un gaz à effet de serre] dans l'atmosphère.
Environ 85% du carburant utilisé au Népal provient des sources de biomasse comme le bois de chauffage, les fumiers d'animaux et les résidus de l'agriculture. Les gaz de pétrole liquéfiés, le gasoil et le kérosène fournissent le reste. Le programme népalais de biogaz n'aurait pas été possible si les utilisateurs n'avaient pas reçu de subventions. Chaque unité de biogaz coûte 300 $ états-uniens pour son installation, mais le gouvernement paye un tiers de ce montant.
Le programme du biogaz du Népal est internationalement considéré comme un modèle pour un usage réussi d'une énergie alternative pour le tiers monde rural. Le Népal a maintenant rattrapé la Chine et l'Inde dans le nombre d'usines de biogaz par habitant. Chacun de ses 125.000 digesteurs empêche la libération de l'équivalent de cinq tonnes d'anhydride carbonique dans l'atmosphère chaque année.
Ces gaz à effet de serre 'épargnés' représentent ce que les pays riches dépensent pour compenser leurs propres émissions, soit 5 millions de dollars états-uniens. Cet argent peut être investi à nouveau dans l'énergie propre, ce qui rend le Népal bénéficiaire dans le cadre du marché du carbone , en compensation des surplus de carbone émis par les riches pollueurs riches.
' Nous avons un premier accord avec la Banque Mondiale ,' dit Sundar Bajgain, directeur exécutif du Projet d'encouragement du Biogaz, qui a joué un rôle important en installant des usines de biogaz dans des maisons privées dans 66 zones à travers le pays. Le modèle du biogaz peut être appliqué à d'autres sources d'énergies renouvelables telles que l'hydro-électricité (en dessous de 15MW, comme il est recommandé par la Commission Internationale pour le Changement Climatique) et l'énergie solaire, afin d'engranger des récompenses supplémentaires dans le cadre du commerce de carbone.
Évidemment, les aides accordées aux pays pauvres pour leur éviter de brûler du bois de chauffage, est une mesure mal perçue par les pays riches comme les Etats-Unis, qui représentent 4,6 pour cent de la population du monde, et un taux de croissance du même ordre, sont responsables de 25 pour cent d'émissions globales de gaz à effet de serre dues aux activités humaines [ 9 ].
Il semblerait bien plus raisonnable que les pays développés encaissent eux-mêmes les avantages du biogaz (voir l'article ' Bug Power ', accessible sur le site suivant : www.i-sis.org.uk/BugPower.php ), d'autant plus que ces pays disposent d'une grande capacité de recherche et de développement pour optimiser la production et l'utilisation du biogaz.
Anhydride carbonique CO2 ou gaz carbonique ou dioxyde de carbone : c'est un composé chimique composé d'un atome de carbone et de deux atomes d' oxygène , de formule brute CO 2 . Dans les conditions normales de température et de pression , le CO2 est un gaz incolore. Il est présent dans l'atmosphère dans une proportion approximativement égale à 0,035 % en volume. Il est produit dans la nature lors de la fermentation aérobie ou lors de la combustion de composés organiques . Il est également produit dans les organismes vivants lors de la respiration , par le métabolisme , principalement lors des décarboxylations. Il est ensuite transporté dans le sang sous forme de gaz dissous, d'ion bicarbonate ou lié à l' hémoglobine se trouvant dans les érythrocytes . Il est expiré par les poumons. Chez les végétaux chlorophylliens, la photosynthèse piège beaucoup plus de CO 2 que ce que la respiration n'en produit. Pour en savoir plus sur la photosynthèse, l'on peut se reporter notamment au site : http://www2.unil.ch/lpc/images/docu04/illustr_carbfix.htm
Le CO2 est un gaz à effet de serre . Une présentation simple du sujet est donnée sur le site de Météo France : http://www.meteofrance.com/FR/glossaire/designation/975_curieux_view.jsp ; une autre source plus détaillée est fournie par Wikipédia sur : http://fr.wikipedia.org/wiki/Gaz_carbonique
Biogaz : c'est gaz produit par la fermentation de matières organiques animales ou végétales en l'absence d' oxygène (anaérobiose). Cette fermentation se produit naturellement (dans les marais) ou spontanément dans les décharges contenant des déchets organiques, mais on peut aussi la provoquer artificiellement dans des digesteurs (pour traiter des boues d' épuration , des déchets organiques industriels ou agricoles , etc.). Le biogaz est un mélange composé essentiellement de méthane et de gaz carbonique , avec des quantités variables d' eau , d'hydrogène sulfuré (H 2 S) et d' oxygène . Il y a trois types de production de biogaz en fonction de la température : 15-25°C = psychrophile, 25-45°C = mésophile et 45-65°C = thermophile. Ce sont les digesteurs mésophiles qui sont les plus utilisés (à 38°C). La récupération du biogaz produit par les décharges est d'autant plus intéressante que le méthane est un gaz à effet de serre bien plus puissant que le dioxyde de carbone (CO2) produit par sa combustion. Information empruntée à : http://fr.wikipedia.org/wiki/Biogaz . Pour des informations plus détaillées, l'on peut consulter l'excellent site de l' ADEME : http://www.ademe.fr/midi-pyrenees/a_2_18.html
Biomasse : désigne au sens large l'ensemble de la matière vivante. Depuis le premier choc pétrolier, ce concept s'applique aux produits organiques végétaux et animaux utilisés à des fins énergétiques ou agronomiques. La biomasse (ensemble de la matière végétale) est une véritable réserve d'énergie, captée à partir du soleil grâce à la photosynthèse . La biomasse peut produire de l'énergie par combustion dans une chaudière. Elle peut aussi en produire par méthanisation du biogaz , qui sera converti en énergie. Des procédés permettent aussi la production de biocarburants à partir de colza ou de betteraves (diester, méthanol…)
Digesteur en anaérobiose : c'est un réacteur constitué d'une cuve, dans laquelle la matière organique à traiter pour produire du méthane ou du biogaz, est introduite de manière continue ou discontinue, et en absence d'air, donc d'oxygène. L'installation comprend en outre une régulation de la température et un dispositif de stockage du gaz produit. L'ensemble du processus de méthanisation est notamment bien décrit sur le site suivant : http://www.methanisation.info/processus_bio_methanisation.htm
Durable ou soutenable : se réfère à un mode de développement dont la définition a été formulée à la conférence de Rio de Janeiro en 1992 et qui s'exprime ainsi : « Le développement durable répond aux besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre à leurs propres besoins ». La notion de développement durable ( ' sustainable development ' en anglais) a été préalablement définie par l'ONU en 1987 (r apport Brundtland ). Le terme ' sustainable ' peut être traduit par l'adjectif durable dans la mesure où le mot soutenable , en français, n'implique aucune dimension temporelle. Le concept de développement durable cherche un équilibre entre l'éthique et l'utilitaire. Ce concept est ambigu, il n'y a pas de consensus autour de lui, ni sur ce qu'il recouvre, et donc pas de consensus sur sa mise en oeuvre. Il s'agit de tenter de concilier les impératifs du développement, plus particulièrement pour les pays du Sud, technologiquement et économiquement en retard, avec les contraintes environnementales au Nord comme au Sud. La problématique du développement durable est articulée autour du triptyque de la durabilité écologique, de la viabilité économique et de l'équité sociale, que l'on a coutume de représenter ainsi :
Gaz à effet de serre : gaz dont les propriétés physiques sont telles que leur présence dans l' atmosphère terrestre contribue à l' effet de serre (réchauffement) à la surface de la planète. Les principaux gaz à effet de serre sont la vapeur d' eau H2O, le dioxyde de carbone CO2, le méthane CH4, le protoxyde d'azote N2O et l' ozone stratosphérique O3. Les gaz à effet de serre sont générés par les activités humaines industrielles et elles incluent en plus des halocarbones lourds ( fluorocarbones chlorés ou CFC), des halocarbures particuliers : perfluorocarbures CnF2n+2 et hydrofluorocarbures CnHmFp, ainsi que l'hexafluorure de soufre SF6, tous visés par le protocole de Kyoto . Les problèmes liés aux gaz à effet de serre sont particulièrement bien traités par Jean-Marc Jancovici sur le site http://www.manicore.com/documentation/serre/gaz.html , sur le site de l'association SAGES : http://sages.free.fr/sages.htm ainsi que dans l'encyclopédie Wikipedia accessible sur le site : http://fr.wikipedia.org/wiki/Gaz_%C3%A0_effet_de_serre
Marché du carbone : u ne procédure de « financiarisation » de la pollution, inédite et complexe, qui, pour la France, est très bien présentée par Véronique Smée de Novéthic dans son étude du 20 janvier 2005, accessible par le site suivant : http://www.gauches.net/article1939.html
Par ailleurs, une Analyse Economique du Marché du Carbone, de Gilles Grandjean, Mars 2004, peut être consultée par : users.skynet.be/idd/documents/MDP/MDPn027.pdf
Polyéthylène : un type de matière plastique, l'un des polymères les plus simples, les moins chers et le plus employé ; il est translucide, inerte, facile à manier, résistant au froid et thermoplastique . C'est une manière plastique inerte. Son nom vient du fait qu'il est obtenu par la polymérisation des monomères d' éthylène ( CH 2 = CH 2 ) en une structure complexe de formule générique : ? ( CH 2 ? CH 2 ) n ? . Les polyéthylènes sont classés en fonction de leur densité qui dépend du nombre et de la longueur des ramifications présentes dans le matériau. Le polyéthylène basse densité PEBD a été inventé en 1933 par E.W Fawcett et R.O Gibson ; ses applications courantes sont les sacs, films, sachets, sacs poubelle, récipients souples. Le polyéthylène haute densité PEHD fut synthétisé en 1953 par le chimiste allemand Karl Ziegler ; ses applications principales sont des produits rigides, des flacons pour les détergents , les cosmétiques , des bouteilles , des ' tupperwares ' et des 'jerricans'. C'est la matière plastique la plus employée. Elle compose notamment la moitié des emballages plastiques. Source : http://www.manucorp.com/encyclopedie/Poly%C3%A9thyl%C3%A8ne
Protocole de Kyoto : accord international qui a été établi en décembre 1997 par les négociateurs des 180 Etats adhérents à la CCCC (Convention Cadre sur le Changement Climatique, proposée par les Nations Unies au sommet de Rio en 1992). Il prévoit de réduire les émissions de gaz à effet de serre à 94,8% des niveaux enregistrés en 1990 grâce à des engagements juridiquement contraignants en terme de droit international. Le protocole de Kyoto fixe des objectifs spécifiques aux pays industrialisés qui sont les plus gros émetteurs de gaz à effet de serre. La période d'engagement s'étale entre 2008 et 2012 en application des réductions certifiées obtenues entre 2000 et 2007. Chaque pays s'est vu fixer des cibles maximales individuelles ou ' quantité attribuée '. Ces différenciations ont été négociées par chacun des pays. Elles ne reposent pas sur des critères objectifs tels que le nombre de la population ou les émissions anthropiques de gaz à effet de serre de chacun de ses pays. Pour entrer en vigueur, le protocole doit être ratifié par 55 pays représentant ensemble au moins 55 % des émissions de gaz. Les Etats-Unis mettent son application en danger puisqu'ils ont abandonné l'idée de ratifier le protocole. Or, ils sont à l'origine de plus d'un quart des émissions mondiales de gaz à effet de serre tout en représentant moins de 5 % de la population. La mise en oeuvre du protocole de Kyoto n'a vraiment été décidée qu'à la conférence de Bonn en juillet 2001. C'est un sujet de désaccord constant entre l'Europe et les Etats-Unis. Source émanant du glossaire de Novéthic , un centre français de ressources et d'expertise sur la responsabilité sociétale des entreprises et l'investissement socialement responsable. Créée en avril 2001, Novethic est une filiale de la Caisse des Dépôts et Consignations, France. Pour plus d'information, consulter son site accessible par : http://www.novethic.fr/novethic/site/novethic/nov_presentation.jsp
Traduction, définitions et compléments d'information :
Jacques Hallard, Ing. CNAM, consultant indépendant
Adresse : 19 chemin du Malpas 13940 Mollégès France
Courriel : jacques.hallard@wanadoo.fr
Fichier : Energie I-SIS Biogaz Bonanza for Third World Developement french.5
Article first published 20/06/05
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