Etude et dimensionnement d’une serre tropicale chauffée à l’aide d’un système de biogaz produit par digestion anaérobie de déchets organiques

Abstract

Ce mémoire porte sur l'étude et le dimensionnement d'une serre tropicale chauffée par un système biogaz issu de la digestion anaérobie de déchets organiques, en l'occurrence des épluchures de pomme de terre associées à du fumier de vache comme inoculum. Sur le plan expérimental, la production de biogaz a été réalisée dans un réacteur discontinu en verre, à un ratio substrat/inoculum de 1 :1, avec une température oscillante entre le régime thermophile (50 °C) le jour et mésophile (25 °C) la nuit. Le suivi du pH sur 30 jours a mis en évidence une acidification initiale corrigée par ajout de bicarbonate de sodium, permettant une stabilisation autour de 7,9. La production cumulée de biogaz a atteint 870 ml, avec un pic majeur au jour 25 consécutif à une agitation manuelle. L'évaluation énergétique a montré que le pouvoir calorifique inférieur du biogaz évolue entre 4,97 et 7,95 kWh/m³ pour des teneurs en méthane comprises entre 50 et 80 %, correspondant à un potentiel énergétique de 0,0043 à 0,0069 kWh à l'échelle du laboratoire. La modélisation thermique simplifiée de la serre, basée sur le coefficient de transfert thermique U, a permis d'estimer les besoins en chauffage entre 0,0855 kWh (acrylique avec billes de polystyrène) et 1,02 kWh (polycarbonate ondulé simple). La confrontation de ces résultats révèle un déficit énergétique à l'échelle du laboratoire. Néanmoins, à plus grande échelle, le biogaz issu de la valorisation de déchets organiques représente une source d'énergie renouvelable pertinente pour le chauffage des serres agricoles en Algérie.