Différence entre combustible et carburant
Le terme combustible désigne, au sens strict, toute substance destinée à être brulée pour produire de l’énergie. La chaleur provient du processus de la combustion, au cours de laquelle le carbone et l’hydrogène contenus dans le combustible réagissent avec l’oxygène.
Cette combustion peut rejeter dans l’air des émissions nocives (monoxyde de carbone CO, particules fines, oxyde d’azote NO, …). Ainsi que divers gaz à effet de serre (dioxyde de carbone CO2, Méthane CH4…..).
On distingue toutefois deux types de substance : D’abord les combustibles, qui servent essentiellement à apporter de la chaleur dans les locaux ou alors des processus industriels. Pour ce qui est des carburants, ce sont des combustibles qui permettent d’alimenter un moteur thermique transformant l’énergie chimique en énergie mécanique. On distingue aussi deux types de carburants, selon qu’ils soient d’origine géologique (carburants fossiles) ou qu’ils soient renouvelables au rythme de l’exploitation actuelle : les biocarburants .
Production de l’huile végétale
Les méthodes les plus utilisées pour l’obtention de l’huile sont : soit par pressage mécanique, Soit par extraction à l’aide d’un solvant.
Extraction par presse mécanique : Toutes les presses sont équipées d’une vis, mais selon la cage de presse et la forme de la vis.
On distingue : Les presses à barreaux, Les presses à vis.
En ce qui concerne les presses à barreaux, l’huile passe à travers des barreaux ou des anneaux dont l’espacement peut être réglé suivant le type de graines à presser. Les tourteaux sortent sous la forme de plaquettes ou écailles. La vitesse de pressage est de 40 kg/h à plus de 2 000 kg/h pour les grandes productions d’huiles végétales brutes.
Pour ce qui est de la presse à vis, le corps de la presse est percé pour permettre l’écoulement de l’huile au fur et à mesure du pressage. La vis présente un diamètre croissant pour augmenter la pression en fin de parcours des graines. Les tourteaux passent dans des buses interchangeables dont ils épousent la forme. Les tourteaux sortent sous forme de granulés. La vitesse de pressage est de (< 50 kg/h) pour les faibles productions d’huiles .
Extraction par solvant : L’extraction par solvant a été développée pour le traitement des graines oléagineuses à faible teneur en huile. Aujourd’hui, la combinaison d’une presse à vis et de l’extraction par solvant est la technique industrielle développée même pour les graines riches en huile. Les propriétés recherchées pour les solvants sont une forte solubilité de l’huile, une faible solubilité de l’eau, une absence de toxicité pour les applications alimentaires. Actuellement, la majorité des procédés d’extraction utilise l’hexane comme solvant. Elle présente un bon rendement d’extraction mais elle est coûteuse .
Utilisation de l’huile végétale
De nos jours l’huile végétale est utilisée à des fins alimentaires mais aussi pour la production de biocarburants. Pour la production de biocarburants il existe trois possibilités :
La production du biodiésel issue de la transestérification, l’utilisation des mélanges huile/gazole, et l’utilisation des huiles végétales comme carburants.
Production de biodiesel : C’est un procédé permettant de modifier les propriétés physiques d’une huile végétale afin de le rapprocher le plus de celui d’un combustible diesel. Il consiste à modifier sa composition chimique pour la transformer en ester. Cette réaction est appelée transestérification. Elle consiste à faire réagir l’huile avec un alcool en présence de catalyseur. L’objectif d’une telle étude est l’utilisation des esters obtenus comme carburant diesel. Ce dernier est plus connu sous le nom de biodiesel. Ainsi lors de cette transformation on assistera à l’élimination de la glycérine, à la diminution du point d’ébullition de d’huile, de celle du point éclair. La glycérine sera utilisée dans l’industrie chimique, et les sous-produits dans l’industrie du savon et des détergents. Le biodiesel obtenue est directement utilisable sur le moteur et contrairement au gazole, il ne présente aucun danger pour l’environnement Cependant ce procédé coûte cher et nécessite une technologie importante .
Mélange huile-gazole : Les propriétés physiques des huiles végétales peuvent être améliorées quand les huiles sont mélangées avec le carburant diesel. La dissolution doit être complète afin qu’il n’y ait de séparation de phases. Les propriétés des mélanges sont généralement intermédiaires entre celles du gazole et des huiles végétales. L’adjonction du gazole assure la fluidité du carburant mais aussi le rinçage régulier du système d’injection.
C’est un moyen de réduction de la consommation en gazole mais la dépendance énergétique demeure. A cela s’ajoute les conséquences environnementales avec l’utilisation du gazole dans le mélange même en faible quantité.
Paramètres physico-chimiques d’analyse des huiles
Paramètres chimiques : Indice de saponification : C’est la quantité en milligrammes de KOH nécessaire à la saponification des glycérides et à la neutralisation des acides gras libres présents dans 1 gramme de matière grasse.
Une valeur élevée peut orienter cette huile vers la fabrication du savon. C’est aussi un moyen d’évaluer la longueur des chaînes grasses d’une huile et d’évaluer la masse molaire .
Indice d’iode : C’est la quantité en grammes d’iode fixée par addition par 100 g de matière grasse. L’indice d’iode fournit un moyen pour mesurer le degré d’insaturation de la matière grasse. C’est une évaluation de sa facilité à rancir puisque plus il contiendra d’insaturations, plus il sera sensible à l’oxygène. L’iode joue le rôle de l’oxygène lors du rancissement. La connaissance de l’indice d’iode (quantité d’iode susceptible de réagir sur les doubles liaisons des acides gras) permet de porter un premier jugement sur l’aptitude à la combustion de l’huile : plus l’indice est élevé plus la combustion peut poser problème.
Paramètres physiques
Indice de cétane : c’est l’un des principaux indicateurs de qualité du carburant diesel. L’indice de cétane évalue la capacité d’un carburant à s’enflammer sur une échelle de 0 à 100. Il est particulièrement important pour les moteurs diesel où le carburant doit s’auto-enflammer sous l’effet de la compression. Un carburant à haut indice de cétane est caractérisé par sa facilité à s’auto-allumer. Plus l’indice de cétane est grand, plus le temps d’allumage est court .
Densité : par définition à une température donnée, on désigne la densité absolue qui est égale au rapport de la masse d’un volume d’huile sur la masse d’un égal volume d’eau .
Indice de réfraction : L’indice de réfraction est le rapport du sinus de l’angle d’incidence au sinus de l’angle de réfraction de la lumière d’une longueur d’onde donnée .
Description des oléagineux sélectionnés pour l’étude
Adansonia digitata : Appelé baobab en français, c’est un arbre mythique issu de la famille des Bombacacées. Son nom provient de l’arabe « bu hibab » qui signifie fruit à nombreuses graines. Il est le symbole du Sénégal. Le baobab est très réputé pour sa longévité (estimée à 3 000 ans) et par la largeur de son tronc, lequel peut atteindre 7 m de diamètre. Il se distingue par son exceptionnelle résistance à la sécheresse. Le baobab est originaire d’Afrique et de Madagascar, dans les climats tropicaux, spécialement dans les régions sub-humides et semi-aride au sud du Sahara. Il ne pousse pas en forêt tropicale humide.
Le fruit, appelé pain de singe, est une capsule indéhiscente ressemblant à une cabosse ligneuse, pubescente, vert bronze à brun, ovoïde à subsphérique, de 20-40 x 8-15 cm, pouvant persister pendant longtemps sur l’arbre. A maturité, elle contient de nombreuses graines noires noyées dans une pulpe farineuse blanche mêlée de fibres rougeâtres. Les graines renferment une amande oléagineuse à partir de laquelle est produite l’huile végétale .
Balanites aegyptiaca : Appelé dattier du désert en français, c’est un arbre issu de la famille des Balanitacées, à cime sphérique, aplatie ou irrégulière atteignant 8-9 m de haut. Les branches sont retombantes souples, armées de longues épines alternes ou disposées plus ou moins en spirale. Le dattier du désert est très répandu au Sahel en raison de sa résistance à la sécheresse et au surpâturage. Il est peu exigeant quant au sol, plutôt sur sols sableux, pierreux ou lourds. Les fruits sont des drupes ellipsoïdes de 5 x 2,5 cm, vertes et pubescentes, devenant jaunes et plus ou moins glabres à maturité. Une peau mince enveloppe une pulpe comestible autour d’un noyau dur, ovoïde et pointu. Ils renferment une amande oléagineuse à partir de laquelle est produite l’huile végétale .
Néocarya macrophyla : Appelé pommier de cayor en français, c’est un arbuste ou petit arbre issu de la famille des Chrysobalanacées, de 6-10 m de haut, à fût généralement court, à branches tortueuses et à cime ouverte. Il est très répandu en Afrique plus particulièrement dans les savanes côtières du Sénégal au Libéria, savanes boisées au sud du Mali et du Niger, et au nord du Nigéria, habitant dans les lisières et galeries forestières et bas-fonds soudaniens et guinéens, sur les sols sableux. Les fruits sont des drupes ellipsoïdes, glabres, bruns jaunâtres, à surface verruqueuse grise, de 4-5 x 2,5-3,5 cm, à pulpe épaisse contenant un noyau dur qui renferment l’amande à partir de laquelle est produite l’huile végétale .
Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE Ι: REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
Ι-Généralités sur les biocarburants
I-1-Enjeux énergétiques en Afrique et dans le monde
I-2-Différence entre combustible et carburant
ΙΙ-Généralités sur les huiles végétales pures carburant
ΙΙ-1-Composition chimique des huiles végétales
ΙΙ-1-1-Triglycérides
II-1-2-Nomenclature des acides gras
ΙΙ-1-2-Acides gras libres
ΙΙ-1-3-Insaponifiables
II-2-Production de l’huile végétale
II-2-1-Extraction par presse mécanique
II-2-2-Extraction par solvant
III-Utilisation de l’huile végétale
III-1-Production de biodiesel
III-2-Mélange huile-gazole
III-4-Contraintes de qualité sur les huiles
IV-Paramètres physico-chimiques d’analyse des huiles
IV-1-Paramètres chimiques
IV-2-Paramètres physiques
V-Critères de spécification d’huiles végétales comme carburant
VI-Description des oléagineux sélectionnés pour l’étude
CHAPITRE II: MATERIEL ET METHODES
I-Cadre d’étude
II-Matériel
II-1-Matériel végétal
II-2-Matériel expérimental
II-3-Les réactifs
III-Méthodes d’étude
III-1-Extraction
III-2-Méthodes d’analyse
III-2-1-Indice de saponification [AFNOR NF T60-206]
III-2-2-Indice d’iode [AFNOR NF T60-220]
III-2-3-Indice de cétane
III-2-4-Densité
III-2-5-Indice de réfraction
CHAPITRE III: RESULTATS ET DISCUSSIONS
I-Résultats caractéristiques physico-chimiques des huiles obtenues comparées aux spécifications d’huiles carburant, à l’huile de jatropha et aux spécifications gazole
II-Discussion
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
