Par Alexandre Mwabi Ngama
Chercheur au Centre Energie de l’I.R.S.T.

P.O. 227 Butare - Rwanda





Les énergies nouvelles et renouvelables constituent une alternative au bois de chauffage. Il s’agit de l’énergie solaire, du biogaz, de l’énergie éolienne et de l’énergie hydraulique.

Des recherches sont menées depuis quelques années par le Centre Energie de l’Institut de Recherche Scientifique et Technologique sur les voies et moyens de résoudre le problème d’énergie au Rwanda. De toutes les formes d’énergie épinglées ci-haut, celles développées par le Centre Energie est le biogaz. Les techniques en biogaz de ce Centre construisent des digesteurs qui produisent du biogaz servant à la cuisson des aliments dans des milieux ruraux après des essais sur la biodégradabilité des substrats utilisés qu’effectuent les chercheurs de ce Centre au laboratoire de biomasse.

Il importe de signaler en outre que ce biogaz n’est pas seulement utilisé en milieu rural. Il trouve également son application dans des milieux comme écoles, hôpitaux, prisons,… où on trouve une disponibilité et une permanence des excréments humains.




 

 

Objectifs

Test de combustion du biogaz
au laboratoire de biomasse
du Centre Energie de l’I.R.S.T.

• Objectif global :
• Produire du biogaz, à partir de la bouse de vache ou d’excréments humains, servant à la cuisson des aliments.

• Objectifs spécifiques :
• Produire un amendement organique azoté pour bonification du sol au Rwanda.
• Assainissement de certains milieux dans lesquels les habitants vivent en agglomération.

Méthode de travail
Notre méthode de travail consiste à procéder d’abord à des essais de fermentation anaréobi des déchets au niveau du laboratoire de biomasse du Centre Energie avant de passer à la vulgarisation des résultats de recherche.
Si ces essais conduisent à des résultats satisfaisants, alors nous envoyons nos techniciens sur terrain pour des études prospectives auprès de la population bénéficiaire qui signe un protocole d’accord avec l’Institut de Recherche Scientifique et Technologique avant l’établissement d’un devis estimatif du coût total de construction d’un digesteur méthanique.
Le marché une fois conclu, le bénéficiaire de l’installation verse une avance sur le montant du coût global à la caisse de l’Institut.
Enfin, les autorités de l’Institut autorisent les techniciens à aller débuter les travaux de construction. Le montant qui reste sur le coût global est versé après que tous les travaux de construction soient achevés.

Test de combustion du biogaz
au laboratoire de biomasse
du Centre Energie de l’I.R.S.T.

Résultats
Les résultats ci-dessous concernent les essais que nous avons effectués au laboratoire de biomasse de Centre Energie de l’Institut de Recherche Scientifique et Technologique.
Ces essais ont porté sur la fermentation anaérobie de trois échantillons suivant : 10 kg de bouse de vache fraîche, 10 kg d’excréments humains pré-fermentés aérobiquement et 10 kg d’un mélange constitué par 5 kg de chacun de ces échantillons.
Pour chaque préparation, nous avons mélangé les 10 kg de la matière fraîche avec 40 litres d’eau de marais. La fermentation de chaque échantillon était effectuée à 27°C et avait duré soixante jours.

Conclusion et Vulgarisation
Les résultats de cette étude montrent que la bouse de vache et les excréments humains sont exploitables à grande échelle pour la production du biogaz au Rwanda. Une association de 50% bouse de vache, 50% excréments humains, améliore le rendement en biogaz ainsi que le pourcentage en méthane.
Dans le cadre de la vulgarisation de nos résultats de recherche, les digesteurs suivants ont été construits. Il s’agit de :
• Un digesteur d’un volume de 8m3 alimenté en bouse de vache dont le coût total est estimé à 400.000 Francs Rwandais est installé au marché central de Butare. Le biogaz produit est utilisé pour la cuisson des aliments d’un restaurant de la place.
• Un digesteur d’un volume de 10m3 alimenté en bouse de vache dont la construction a coûté 500.000 Francs Rwandais, est installé au centre pharmacopée de l’Institut de Recherche Scientifique et Technologique. Le biogaz produit est utilisé pour le chauffage de certaines solutions au laboratoire de ce centre en cas de coupure du courant électrique.

A - Fermentation anaérobie de la bouse de vache

Période : 10 jours Volume de CH4 en ml Volume de CO2 en ml
06/09/1999 au 15/09/1999 2150 4850
16/09/1999 au 25/09/1999 4830 5162
26/09/1999 au 05/10/1999 5176 5238
06/10/1999 au 15/10/1999 6213 4156
16/10/1999 au 25/10/1999 5852 2378
26/10/1999 au 04/11/1999 2250 1780
Volume total en ml de chaque
constituant dans le biogaz
26.471 23.564
Pourcentage de chaque
constituant dans le biogaz
52,9% 47,1%
Volume total du biogaz en ml 50.035

B - Fermentation anaérobie des excréments humains

Période : 10 jours Volume de CH4 en ml Volume de CO2 en ml
06/09/1999 au 15/09/1999 9150 2850
16/09/1999 au 25/09/1999 14.860 5805
26/09/1999 au 05/10/1999 9430 4570
06/10/1999 au 15/10/1999 8200 3520
16/10/1999 au 25/10/1999 5150 2850
26/10/1999 au 04/11/1999 4185 1656
Volume total en ml de chaque
constituant dans le biogaz
50.975 21.251
Pourcentage de chaque
constituant dans le biogaz
70,6% 29,4%
Volume total du biogaz en ml 72.226

C - Fermentation anaérobie du mélange : 5kg bouse de vache + 5kg excréments humains

Période : 10 jours Volume de CH4 en ml Volume de CO2 en ml
06/09/1999 au 15/09/1999 9000 5530
16/09/1999 au 25/09/1999 16.780 7050
26/09/1999 au 05/10/1999 20.800 7350
06/10/1999 au 15/10/1999 11.093 2600
16/10/1999 au 25/10/1999 9350 2650
26/10/1999 au 04/11/1999 7900 1770
Volume total en ml de chaque
constituant dans le biogaz
74.923 26.950
Pourcentage de chaque
constituant dans le biogaz
73,5% 26,5%
Volume total du biogaz en ml 101.873

• Un digesteur d’un volume de 100m3 dont la construction a coûté 5.000.000 Francs Rwandais est alimenté en excréments humains et est installé à la prison de la commune rurale de Mbazi. Le biogaz produit sert à la cuisson des aliments des prisonniers.
• Un autre digesteur d’un volume de 30m3 alimenté en excréments humains et en bouse de vache qui a coûté 1.500.000 Francs Rwandais, est installé dans le campus de l’Ecole Secondaire de Kibeho. Le biogaz produit sert à la cuisson des aliments des élèves internes de cette école.
Après érection de ces quatre digesteurs, le centre Energie de l’Institut de Recherche Scientifique et Technologique ne cesse d’être sollicité pour la technologie des autres digesteurs dans des milieux ruraux et dans des milieux comme : écoles, prisons, marchés…
L’autre volet de ce projet en l’occurrence la valorisation agronomique des effluents du digesteur à méthode, fera l’objet de nos investigations.