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La protection de l’environnement est une préoccupation d’une importance capitale, partout dans le monde. Madagascar n’y est pas en reste et l’Etat Malagasy s’y engage. Pour notre pays l’une des causes la plus violente de la détérioration de l’environnement est due aux effets néfastes conjoints de la pratique de la culture sur brûlis et aux usages excessifs du bois énergie. L’énergie joue un rôle important pour le développement économique d’un pays en développement comme Madagascar. Actuellement, notre pays se trouve face à des problèmes énergétiques graves, notamment en énergie électrique et surtout en milieu rural.
L’une des solutions étant de faire recours aux potentiels en énergies renouvelables que notre pays dispose en quantité considérable. La promotion de leur exploitation pourrait générer des perspectives intéressantes en milieu rural dans la mesure où elle privilégie le développement local par l’utilisation de ressources endogènes. Ce qui impose la recherche de technologies visant la valorisation des sous- produits et déchets agricoles comme source d’énergie, telles que les technologies innovantes de fabrication de l’éthanol à partir des déchets de fruits, des racines et tubercules de certains végétaux.
APERÇU GENERAL SUR L’ALCOOL ET LA FERMENTATION
L’alcool
En chimie organique, un alcool est un composé organique dont l’un des carbones lié à un groupe hydroxyle (-OH). L’éthanol (ou alcool éthylique) entrant dans la composition des boissons alcoolisées est un cas particulier d’alcool, mais tous les alcools ne sont pas propres à la consommation. En particulier, le méthanol est toxique et mortel à haute dose. Il existe plusieurs types d’alcool :
– alcool méthylique = méthanol
– alcool éthylique = éthanol
– alcool butylique = butanol
– alcool propylique = propanol 1
– alcool isopropylique = propanol 2 .
Matières premières pour la production d’alcool
Matières riches en polysaccharides
Actuellement, il y a une légère prédominance de la production de bioéthanol, à base de matériaux amylacés (53% du total), comme le maïs, le blé et d´autres céréales et grains. Dans ces cas, la technologie de conversion commence généralement par la séparation, le nettoyage et la mouture du grain. Ensuite, l’amidon est converti typiquement en sucres au moyen d´un processus enzymatique à haute température. Les sucres libérés seront alors, fermentés par des levures et le liquide résultant sera distillé pour la séparation du bioéthanol.
Matières riches en sucres simples
La canne et la betterave, sont des végétaux qui englobent énormément de sucre simples. Ils sont obtenus par un processus se basant sur l´extraction au moyen de la mouture ou de la diffusion, et qui pourront être soumis directement à une fermentation. Après la fermentation, le liquide est distillé. Il est à noter que le bioéthanol dit « de première génération » est issu de la fermentation des matières premières qui peuvent être utilisées dans une chaîne alimentaire animale ou humaine. En revanche, l’éthanol issu de la fermentation des matières cellulosiques telles que le bois, les feuilles et les tiges des plantes ou celles issues des déchets sont qualifiés de la deuxième génération.
L’éthanol
Présentation de la molécule d’éthanol
L’éthanol, l’alcool ou encore l’alcool éthylique sont toutes le trois des appellations qui désignent la même molécule qui est composée de deux atomes de carbone (C), six atomes d’hydrogène (H) et d’un atome d’oxygène (O). Les formules brutes et semi-développées de la molécule d’éthanol sont respectivement le C2H6O, le C2H5OH et le CH3-CH2-OH.
Utilisations industrielles de l’éthanol
L’éthanol occupe une place importante dans les procédés industriels. Outre le fait que l’éthanol sert à l’éclairage et au chauffage, il constitue le principe actif de base des boissons alcoolisées, il entre dans la synthèse de produits chimiques tels que les peintures, les vernis, les encres, les matières plastiques, les adhésifs, les cosmétiques et les produits pharmaceutiques. Réputé pour ses qualités de solvant, il est également utilisé dans l’industrie de nettoyage contre les graisses et les matières plastiques. Les applications industrielles de l’éthanol se sont étendues à l’industrie des carburants au point de vouloir en faire.
Filière biocarburant
Présentation du biocarburant
Un biocarburant est un carburant liquide ou gazeux créé à partir de la transformation de matériaux organiques non fossiles issus de la biomasse, par exemple des matières végétales produites par l’agriculture. Les biocarburants sont assimilés à une source d’énergie renouvelable. Leur combustion ne produit que du CO2 et de la vapeur d’eau et pas ou peu d’oxydes azotés et soufrés (NOx, SOx).
Mélanges éthanol-essence
Le mélange éthanol-essence existe sur le marché depuis les années 1970 aux Etats-Unis. La mention de la lettre E pour l’éthanol est souvent d’un indice qui renseigne sur la fraction d’éthanol ajoutée à l’essence. Ainsi ; l’E5 appelé également gazohol est un carburant contenant un volume de 5% d’éthanol et 95% d’essence. Les teneurs d’alcool dans l’essence varient énormément entre les pays. Au Brésil, pays le plus avancé en matière d’utilisation de l’éthanol, on distribue des carburants au teneur très élevée de l’ordre de 85% (E85) pouvant aller jusqu’à 100% d’alcool (E100). Il est à noter que la majeure partie des pays utilise encore de faibles teneurs de l’ordre de 4%, 5%,10% voire même de 15%. Les carburants à très fort taux d’éthanol nécessitent des véhicules bien adaptés. Toutefois, pour des concentrations allant jusqu’à 10% d’alcool, aucune adaptation du moteur n’est requise.
Effet de l’éthanol sur la volatilité des carburants
La volatilité est une caractéristique extrêmement importante de l’essence qui influe sur de nombreux paramètres de rendement du moteur. Le comportement du carburant varie en fonction des saisons. En effet, des problèmes de démarrage peuvent subvenir en période hivernale par manque de volatilité du carburant et par opposition, un carburant trop volatil en été aurait pour conséquence un rendement inférieur du moteur parce que le carburant n’arrive pas en quantité suffisamment importante. L’ajout de l’éthanol dans le carburant confère à ce dernier une volatilité constante assurant de ce fait un meilleur rendement du moteur.
Effet de l’éthanol sur la consommation de carburant
Il est entendu que l’apport d’oxygène à travers la molécule d’éthanol améliore considérablement la combustion du carburant. En matière de consommation, les moteurs alimentés par un mélange éthanol-essence sont plus gourmands du fait de leur faible pouvoir calorifique par rapport à celui conféré par l’essence pure. La consommation est 2% voire 3% supérieure dans le cas des moteurs alimentés au mélange éthanol-essence.
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