Production de biogaz à partir de déchets

Production de biogaz à partir de déchets

Comprendre la production de biogaz à partir de déchets

Vous travaillez en tant qu’ingénieur environnemental pour une municipalité qui envisage d’installer une usine de production de biogaz à partir de ses déchets organiques.

Votre tâche est d’évaluer la faisabilité et l’efficacité de cette installation. Pour cela, vous devez effectuer les calculs suivants :

  1. Estimation de la Production de Biogaz :
    • La municipalité produit quotidiennement 5 000 kg de déchets organiques.
    • On estime que chaque kilogramme de déchets organiques peut produire en moyenne 0.25 m³ de biogaz.
    • Calculez le volume total de biogaz qui peut être produit quotidiennement.
  2. Conversion en Énergie :
    • 1 m³ de biogaz peut produire environ 6 kWh d’énergie.
    • Déterminez la quantité totale d’énergie qui peut être générée quotidiennement à partir du biogaz produit.
  3. Comparaison avec les Besoins Énergétiques :
    • La municipalité a besoin de 40 000 kWh d’énergie par jour pour alimenter ses bâtiments publics.
    • Calculez le pourcentage des besoins énergétiques de la municipalité qui peut être couvert par l’énergie produite à partir du biogaz.
  4. Impact sur la Réduction des Émissions de CO2 :
    • La combustion de biogaz produit environ 60% moins de CO2 que les combustibles fossiles.
    • Si la municipalité utilisait des combustibles fossiles pour produire 40 000 kWh d’énergie, calculez la réduction des émissions de CO2 réalisée en utilisant le biogaz à la place.

Réflexion : Après avoir effectué ces calculs, réfléchissez aux avantages et aux inconvénients potentiels de l’installation d’une telle usine de biogaz, en tenant compte des aspects économiques, environnementaux et sociaux.

Correction : production de biogaz à partir de déchets

1. Estimation de la Production de Biogaz

  • Production quotidienne de déchets : 5 000 kg
  • Volume de biogaz par kg de déchets : 0.25 m³
  • Volume total de biogaz produit par jour : \(5\,000 \, \text{kg} \times 0.25 \, \text{m}^3/\text{kg}\)

Calculons cela :

  • Volume total de biogaz

\[ = 5\,000 \times 0.25 \] \[ = 1\,250 \, \text{m}^3 \]

Donc, 1 250 m³ de biogaz peuvent être produits quotidiennement.

2. Conversion en Énergie

Énergie produite par m³ de biogaz : 6 kWh

Énergie totale produite par jour : \(1\,250 \, \text{m}^3 \times 6 \, \text{kWh/m}^3\)

Calculons cela :

\[ \text{Énergie totale} = 1\,250 \times 6 \] \[ \text{Énergie totale} = 7\,500 \, \text{kWh} \]

Ainsi, l’énergie totale générée quotidiennement est de 7 500 kWh.

3. Comparaison avec les Besoins Énergétiques

Besoins énergétiques quotidiens de la municipalité : 40 000 kWh

Pourcentage couvert par le biogaz :

\[\frac{\text{Énergie produite par le biogaz}}{\text{Besoins énergétiques totaux}} \times 100\]

Calculons cela :

\[ \text{Pourcentage couvert} = \frac{7\,500}{40\,000} \times 100 \] \[ \text{Pourcentage couvert} \approx 18.75\% \]

Donc, environ 18.75% des besoins énergétiques de la municipalité peuvent être couverts par le biogaz.

4. Impact sur la Réduction des Émissions de CO2

Pour évaluer correctement l’impact environnemental de l’utilisation du biogaz comparativement aux combustibles fossiles, il est crucial de calculer la réduction des émissions de CO2 en termes de poids (kilogrammes ou tonnes), plutôt qu’en unités d’énergie (kWh).

Cela nous donne une mesure plus concrète de la contribution à la réduction de l’effet de serre.

Calcul des Émissions de CO2 pour la Production de 40 000 kWh avec des Combustibles Fossiles :

Hypothèse : La combustion de 1 kWh d’énergie générée par des combustibles fossiles émet environ 0.5 kg de CO2.

Émissions Totales de CO2 : Pour produire 40 000 kWh d’énergie, l’émission totale de CO2 serait de

\[ = 40,000 \times 0.5 \] \[ = 20,000 \text{ kg} = 20\, \text{tonnes} \]

Réduction des Émissions de CO2 avec l’Utilisation du Biogaz :

  • Réduction en Pourcentage :

Le biogaz produit environ 60% moins de CO2 que les combustibles fossiles pour une quantité d’énergie équivalente.

  • Émissions Évitées :

La réduction des émissions de CO2 grâce à l’utilisation du biogaz au lieu de combustibles fossiles pour produire 40 000 kWh d’énergie est donc de

\[ = 20,000 \times 0.60 \] \[ = 12,000 \text{ kg} = 12\, \text{tonnes} \]

En utilisant des combustibles fossiles pour générer 40 000 kWh d’énergie, cela aurait conduit à des émissions de 20 000 kg (20 tonnes) de CO2.

En optant pour le biogaz, qui émet 60% moins de CO2 que les combustibles fossiles, la municipalité pourrait réduire ses émissions de CO2 de 12 000 kg (12 tonnes).

Cette réduction substantielle des émissions de gaz à effet de serre illustre l’impact positif significatif de l’adoption du biogaz comme source d’énergie alternative et renouvelable.

Production de biogaz à partir de déchets

D’autres exercices d’énergie renouvelable:

Chers passionnés de génie civil,

Nous nous efforçons constamment d’améliorer la qualité et l’exactitude de nos exercices sur notre site. Si vous remarquez une erreur mathématique, ou si vous avez des retours à partager, n’hésitez pas à nous en informer. Votre aide est précieuse pour perfectionner nos ressources. Merci de contribuer à notre communauté !

Cordialement, EGC – Génie Civil

0 commentaires

Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Calcul de la Puissance d’une Éolienne

Calcul de la Puissance d'une Éolienne Comprendre le Calcul de la Puissance d'une Éolienne Dans le cadre du développement des énergies renouvelables, une nouvelle éolienne est installée dans une région connue pour ses vents constants. L'objectif est de calculer la...

Extraction de Chaleur en Géothermie

Extraction de Chaleur en Géothermie Comprendre l'Extraction de Chaleur en Géothermie Dans une installation géothermique située dans une région volcanique, un fluide géothermique est pompé du sous-sol à une profondeur où la température est élevée. Ce fluide passe à...

Estimation du nombre de panneaux solaires

Estimation du nombre de panneaux solaires Comprendre l'Estimation du nombre de panneaux solaires Nous allons calculer le nombre de panneaux solaires nécessaires pour alimenter une maison de taille moyenne. L'objectif est de comprendre comment dimensionner un système...

Système Photovoltaïque pour un Bâtiment

Système Photovoltaïque pour un Bâtiment Comprendre le Système Photovoltaïque pour un Bâtiment Vous êtes un ingénieur en génie civil travaillant pour une entreprise qui se spécialise dans les bâtiments durables. On vous a confié la tâche de concevoir un système solaire...

Conception et Fonctionnement Éolienne

Conception et Fonctionnement Éolienne Comprendre la conception et fonctionnement éolienne Vous faites partie d’une équipe pluridisciplinaire d'ingénieurs spécialisés en génie civil et en énergies renouvelables. Vous travaillez sur la conception et l'implémentation...

Puissance d’une Centrale Hydroélectrique

Puissance d'une Centrale Hydroélectrique Comprendre la Puissance d'une Centrale Hydroélectrique La centrale hydroélectrique "RivièreBleue" utilise l'énergie potentielle de l'eau d'un lac situé en amont pour générer de l'électricité. L'eau est acheminée vers les...

Calcul de la Production d’un Parc Éolien

Calcul de la Production d'un Parc Éolien Comprendre le Calcul de la Production d'un Parc Éolien La municipalité de Ventville souhaite évaluer le potentiel de production d'énergie renouvelable d'un nouveau parc éolien. Le parc est prévu pour installer 10 éoliennes,...

Analyse d’une Ferme Solaire

Analyse d'une Ferme Solaire Comprendre l'Analyse d'une Ferme Solaire La ville de Solarville envisage de construire une ferme solaire pour répondre à ses besoins énergétiques croissants. La ferme solaire doit être suffisamment grande pour alimenter 5000 ménages, chaque...

Calcul de la Capacité de Stockage de l’énergie

Calcul de la Capacité de Stockage de l'énergie Comprendre le Calcul de la Capacité de Stockage de l'énergie Un petit village souhaite devenir autosuffisant en énergie grâce à l'installation de panneaux solaires et d'un système de stockage de batterie. L'objectif est...

Conversion de l’énergie éolienne

Conversion de l'énergie éolienne Comprendre la conversion de l'énergie éolienne Supposons qu'une éolienne standard a une puissance nominale de 3 mégawatts (MW) et fonctionne avec une efficacité moyenne de 35%. Questions : Calcul de l'Énergie Produite : Calculez...