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Présentation

LABORATOIRE ENERGIES RENOUVELABLES ET EFFICACITE ENERGETIQUE

Le LabEREE (Laboratoire Energies Renouvelables et Efficacité Energétique) a pour vocation d’apporter des réponses cordonnées aux problèmes d’accès aux services énergétiques dans les pays en voie de développement notamment les pays d’Afrique Sub-saharienne, en intégrant diverses sources d’énergie.

L’objectif est de développer des solutions innovantes adaptées aux besoins énergétiques des pays Africains à travers les énergies renouvelables et l’optimisation des systèmes de production d’énergie. Trouver des solutions optimales en matière d’intégration énergétique pour une valorisation efficace des ressources localement disponibles

  • Axes de recherche

Les thématiques sont mises en œuvre par deux équipes de recherches structurées autour de deux axes de recherche.

  • Axe1 : Energie Solaire et Réseaux Intelligents (ESRI)

Cet axe porte sur le développement de solutions basées sur l’énergie solaire adaptée au contexte des pays chauds. Il concerne également la prise en compte de l’intermittence des sources d’énergies renouvelables, en abordant les questions de pilotage distant et automatisé inhérents à l’intégration de nouvelles sources dans un contexte d’intégration énergétique.

Les objectifs poursuivis sont :

  • Etudier les comportements thermoélectriques et le vieillissement de différents types de modules PV (monocristallins, polycristallins, amorphes, hybrides HIT, etc.) pour différents contextes climatiques (tropical humide, soudano-sahelien, sahelien, etc.) et optimiser les méthodes de nettoyage de modules PV dans des régions à fort taux de poussière ;
  • Concevoir, développer et vulgariser des microcentrales solaires à concentration appropriées avec une forte valeur ajoutée locale ;
  • Etudier, modéliser et optimiser les systèmes électriques: Application aux mini-réseaux et micro-réseaux électriques ;
  • Concevoir, développer et vulgariser des systèmes hybrides innovants (solaire (PV, CSP) /Générateur Diesel (gasoil et/ou biocarburant).
  • Axe 2 : Valorisation énergétique de la biomasse (ValBio)

Cet axe porte sur la valorisation de la biomasse à des fins énergétiques et les procédés de valorisation non-énergétiques de la biomasse. L’enjeu ici est de développer des procédés et méthodes permettant la valorisation de la biomasse. Cela passe par l’étude des différents types de biomasses disponibles afin de mettre au point les voies de valorisation les mieux adaptées aux besoins mais également d’en assurer la durabilité.

Les objectifs poursuivis sont :

  • Développer des procédés de production de biodiesel utilisant des catalyseurs hétérogènes et enzymatiques ;
  • Améliorer la qualité et les performances de l’utilisation des carburants à base d’huiles végétales, et produire des référentiels normatifs ;
  • Développer des procédés de conversion thermochimique de la biomasse pour la production d’énergie, de vecteurs énergétiques, de matériaux carbonés et bioproduits ;
  • Définir les modèles de filières durables de valorisation énergétique de la biomasse (les filières agricoles, les déchets des industries de transformation agro-alimentaires, les cultures à vocation énergétique) adaptés aux besoins en chaleur, vapeur ou électricité des ménages et des MPME.
  • Projets scientifiques contractuels 

Les activités du LabEREE sont pour la plupart conduits dans le cadre de projets de recherche et développement. Le Laboratoire est engagé sur plusieurs projets portant à la fois sur des activités scientifiques mais également sur le renforcement de capacité des acteurs et le suivi d’installations d’énergies renouvelables. Depuis 2012, le LabEREE s’est engagé sur les projets suivants :

  • PRD-Bioraffinerie

Titre :

Partenaires : UO-JKZ, Université de Mons, Université de Liège, ONG La Saisonnière

Objectif : Le projet est construit sur les acquis scientifiques qui révèlent la richesse de plusieurs plantes locales en composés pesticides et/ou fertilisants. L’objectif est de mettre en place des protocoles d’extraction simples et respectueux de l’environnement qui ont été optimisés en laboratoire seront montés en l’échelle par la construction d’une micro-bioraffinerie à même de produire des agro-bioproduits (ABP) à partir de plantes locales

Période : 2020-2023

Budget : 335.800 €

  • BIOSTAR

Titre : Des bioénergies durables pour les petites entreprises agro-alimentaires des territoires ruraux d’Afrique de l’Ouest (Burkina Faso, Sénégal)

Partenaires : CIRAD, UCAD, UGB, UO2, IRSAT…

Objectifs :

  • Meilleure efficacité des systèmes de production, meilleure maîtrise des couts de l’énergie, meilleure rentabilité économique de l’activité;
  • Développement du secteur des bioénergies par l’implantation d’entreprises spécialisées (équipementiers, maintenance des infrastructures, fourniture de services énergétiques…)

Période : 2020-2025

Budget : 12 Millions €

  • PRD- GASCAL

Titre : Contribution à la satisfaction des besoins énergétiques en milieu rural par gazéification de résidus agricoles.

Partenaires : l’Université Catholique de Louvain (Belgique), Université de Ouagadougou (Burkina Faso), IRSAT/CNRST Institut de Recherches en Sciences Appliquées et Technologies (Burkina Faso), ULg-Gembloux (Belgique)

Objectif : Le projet visera à développer une masse critique non seulement de chercheurs, mais aussi de techniciens et d’experts dans le domaine de la gazéification. Plusieurs actions spécifiques seront menées (thèses, stages, sessions de formation, cluster local, etc.) dont le renforcement de deux plateformes expérimentales qui deviendront le point focal des recherches, de la formation et des essais de nouvelles technologies. Parallèlement, une technologie locale (i.e. conçue et construite localement) de gazéification adaptée à la biomasse déchet sera développée, construite, testée et optimisée. Cette technologie sera prise en compte dans l’étude socioéconomique des filières de valorisation de la biomasse déchet en chaleur et/ou en électricité qui mettra en évidence les conditions nécessaires de viabilité des projets de gazéification portés par les acteurs locaux.

Période : 2017 – 2021

Budget : 498 738,71 CHF

  • Switch Africa Green

Titre : Valorisation des déchets de la filière anacarde comme une source d’énergie renouvelable pour les PME au Burkina Faso

Partenaires : Stitching Woord en Daad (ONG-Pays-bas)

Objectif : Contribuer à la réduction de l’utilisation des combustibles conventionnels à travers la substitution du bois par un combustible renouvelable pour les PME au Burkina Faso à travers la production de briquettes combustibles à partir des déchets de la filière anacarde

Période : 2015-2018

Budget : 183 487 USD

  • SOLTRAIN

Titre : Programme de formation et de démonstration solaire thermique de la CEDEAO

Partenaires : Centre Régional les Energies Renouvelables et l’Efficacité Énergétique de la CEDEAO (CEREEC), Institut autrichien des technologies durables AEE INTEC

Objectifs :

  • Formations nationales des entreprises organisées par 2iE pour diffuser les enseignements tirés aux acteurs au Burkina Faso ;
  • Renforcement de capacités par des cours de formation théorique et pratique de 2 membres du personnel de 2iE dans le domaine du solaire thermique (eau chaude) et éventuellement du séchage solaire thermique ;
  • Installation de 25 systèmes de démonstration dans des institutions sociales comme les écoles et les hôpitaux par les praticiens de 2iE avec le soutien des experts du programme ;
  • Formations pour les intervenants administratifs, politiques et financiers dans le domaine du solaire thermique au Burkina Faso avec le concours du CEREEC ;
  • Réalisation d’une étude sur la filière du solaire thermique au Burkina Faso avec des données statistiques sur l’état du marché actuel.

Période : 2015-2018

Budget : 18 225 euros

  • PRE-LEAP-RE

Titre : Preparing for a Long-Term EU-Africa Research and Innovation Partnership in Renewable Energy

Partenaires : Commissariat à l’Énergie Atomique Et Aux Énergies Alternatives, Jyvaskylan Yliopisto, Association of Commonwealth Universities, European Energy Research Alliance EERA AISBL, KIC INNOENERGY SE, Deutsches Zentrum Fuer Luft – Und Raumfahrt ev, Politecnico di Milano, Knowledge & Innovation Consultants Symvouleftiki Monoprosopi EPE, LGI Consulting SARL, Strathmore University, Department of Science and Technology (Afrique du Sud), Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique (Algérie), Africa Energy Services Group Ltd, Agence Nationale Pour Les Energies Renouvelables (Sénégal), Nederlandse Organisatie Voor Wetenschappelijk Onderzoek (Pays-Bas), National Research Foundation (Afrique du Sud)

Objectifs :

  • Définir les priorités de recherche, développement et innovation communes dans le domaine des énergies renouvelables entre les acteurs de l’UE et de l’UA ;
  • Préparer la mise en œuvre du programme commun rassemblant les agences de financements impliquant les principaux acteurs européens et africains du domaine des énergies renouvelables

Période : 2016-2019

Budget : 18 millions FCFA

  • AFREQEN

Titre : Qualité en enseignement supérieur pour les Energies Renouvelables en Afrique du Nord et de l’Ouest

Partenaires : Le Cnam, CIRAD, Université Caddy-Ayad, Université de Carthage, INPHB, Université de Tlemcen, UCAD, UO1

Objectif : Contribuer à promouvoir les énergies renouvelables, à améliorer l’accès à l’énergie, à l’efficience énergétique, et à préserver l’environnement en Afrique  du Nord et de l’Ouest

Renforcer les capacités des professionnels œuvrant dans le domaine des énergies renouvelables et de l’environnement par la prise en compte de la démarche qualité et du processus métrologique

Améliorer la mise en réseau des établissements d’enseignement supérieur et instituts de recherche entre les pays partenaires et les états membres de l’Union Européenne

Période : 2017-2020

Budget : 1 M €

  • DD 1.3.1

Titre : Amélioration de la durabilité les filières valorisant la biomasse énergie en Afrique

Partenaires : Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL-Suisse)

Objectif :  Développer un outil permettant de concevoir et d’évaluer les performances (rendement, efficacité, impacts…) des filières de transformation de produits agricoles utilisant des bioénergies

Période : 2013-2018

Budget : 399 630 CHF

  • CSP4AFRICA

Titre : Development of a cost-effective, modular and dry concentrating solar power for Africa : design and test of components

Partenaires : KNUST (Ghana), SIREA (France)

Objectif :

Période : 2012-2016

Budget : 1 004 184 €

  • Flexy Energy

Titre : Production durable d’électricité au service des populations rurales et périurbaines en Afrique : développement du concept « flexy-energy »

Partenaires :

Objectif : Contribuer à améliorer l’accès aux services énergétiques en milieux rural et périurbain (atteinte des OMD) en maximisant le recours aux énergies renouvelables et plus particulièrement le solaire photovoltaïque (PV)

Démontrer la faisabilité technique, économique, sociale et environnementale de la production d’électricité décentralisée par des centrales hybrides solaires/Groupe Electrogène en milieux rural et périurbain en Afrique

Période : 2011-2016

Budget : 3 391 654  Euros

  • UE-Biocarburant

Titre : Valorisation énergétique de la biomasse en Afrique de l’Ouest – Volet biocarburants

Partenaires : CIRAD

Objectif : Analyser le potentiel technique et économique des biocarburants en Afrique de l’Ouest comme source de production d’énergie renouvelable.

Pour atteindre cet objectif, le développement des biocarburants a été étudié sous ses aspects économiques, sociaux et techniques, avec notamment :

Une analyse de la demande rurale en énergie et des potentiels en termes de produits agricoles et d’usage des sols par rapport aux besoins alimentaires et énergétiques, des systèmes d’incitation et politiques tarifaires à mettre en place, des retombées pour les populations locales, des conséquences pour l’environnement,

Des tests pilotes d’utilisation d’huiles végétales brutes dans des moteurs de petite puissance pour la production d’énergie en milieu rural, ainsi que dans des moteurs de forte puissance pour la génération d’électricité sur le réseau national, et une proposition de norme sur la qualité des huiles végétales pour une utilisation en biocarburants

Un renforcement des capacités des décideurs politiques, économiques et des organisations professionnelles, via la mise en place d’une école doctorale internationale et un appui scientifique et méthodologique pour les activités du projet.

Période : 2010-2014

Budget : € 930 000

  • PRONOVABIO

Titre : Vers une production durable et innovante de biocarburants en adéquation avec les potentiels et les besoins de l’Afrique : PRONOVABIO

Partenaires : UO1-JKZ, ENI-ABT, Université Abomey Calavi, CIRAD

Objectifs :

  • Contribuer à améliorer l’accès à l’énergie en milieu rural, et à la diminution de la dépendance aux énergies fossiles et à la réduction des impacts environnementaux des services énergétiques, contribuer à la valorisation des filières agricoles oléagineuses pour la production durable de biocarburant en Afrique.
  • Mettre au point des procédés innovants de synthèse de biocarburants valorisant les productions annuelles d’oléagineux et des matières premières locales issus des filières agricoles

Période : 2012-2017

Budget : 1 101 318,66 €

  • Activités de recherche

Les recherches menées au laboratoire s’appuient très fortement sur les thèses qui y sont effectuées et sur les travaux de stagiaires de niveau master.

  • Thèses en cours
    • Bâtiment bioclimatique : Outil d’aide à la conception- début Septembre 2017-Financement DAAD
    • Étude de l’utilisation de l’huile de Jatropha curcas comme fluide de transfert et de stockage thermique haute température : cas de la centrale solaire CSP4Africa- début Novembre 2016- Financement DAAD
    • Expérimentation et Optimisation des centrales hybrides PV/groupes électrogènes pour une production décentralisée durable d’électricité : cas de la centrale Flexy Energy de Bilgo au Burkina Faso, début Novembre 2016- Financement DAAD.
    • Etude des solutions de production et de gestion distribuée d’énergie dans un réseau électrique faiblement maillé- Début Septembre 2017- BAD NMI-AIST, Cotutelle avec l’université du Havre (France)
    • “Modelling and simulation of a solar dryer with integrated thermal storage based on sorption materials”, – début Octobre 2019- Financement DAAD
    • Impacts techniques et socio-économiques des centrales photovoltaïques de grande taille connectées au réseau dans le contexte énergétique de l’Afrique de l’Ouest, début décembre 2018- Financement DAAD
    • Etude de la production hybride de froid en combinant une machine de froid solair par sorption et une machine à compression de vapeur, début Octobre 2019- Financement DAAD
    • Conditions de développement durable d’une filière de gazéification de la biomasse agricole: cas du Burkina Faso- Début Février 2018-Financement ARES, cotutelle avec l’université de Liège, Gembloux Agro-Bio Tech (Belgique)
    • Conception thermique et mécanique d’un réacteur de gazéification pour une fabrication en Afrique de l’Ouest- début décembre 2017-financement ARES, cotutelle avec l’université catholique de Louvain (Belgique)
    • Production, récupération et régénération de charbon actif à base de biomasse lignocellulosique après traitement des eaux usées- début Mars 2016-Financement CEA BM
    • Développement de catalyseurs hétérogènes pour la production de Biodiesel par esterification et/ou transesterification des huiles végétales, début janvier 2019-Financement DAAD
  • Thèses soutenues depuis 2015
    • Etude et modélisation dynamique d’un concentrateur à miroir linéaire de Fresnel
    • Analyse et optimisation de la durabilité des systèmes de production de biocarburants oléagineux en Afrique de l’Ouest
    • MODÉLISATION ET EXPÉRIMENTATION D’UNE MICROCENTRALE SOLAIRE A CONCENTRATION : CAS DE CSP4AFRICA
    • Développement méthodologique pour l’évaluation des performances et de la durabilité des systèmes de production d’électricité par gazéification de biomasse en milieu rural : Etude de cas au Burkina-Faso
    • OPTIMISATION D’UN GENERATEUR HYBRIDE PHOTOVOLTAÏQUE AVEC STOCKAGE SUR BATTERIE LITHIUM ION POUR SITE ISOLE OU CONNECTE AU RESEAU ELECTRIQUE
    • Approches technico-économiques d’optimisation des systèmes énergétiques décentralisés
    • Matériaux carbonés multifonctionnels à porosité contrôlée à partir des ressources végétales tropicales : application au traitement de l’eau par photocatalyse
    • Mise en œuvre de catalyseurs hétérogènes à base de charbons pour la catalyse d’esters éthyliques d’huiles végétales pour la production de biodiesel
    • Développement de charbon actif à partir de biomasses lignocellulosiques pour des applications dans le traitement de l’eau
    • Stockage thermique à base d’éco-matériaux locaux pour centrale solaire à concentration : cas du pilote CSP4AFRICA
    • Mise en œuvre de lipases végétales issues des graines dans la catalyse enzymatique d’esters éthyliques d’huiles végétales pour la production de biodiesel
  • Responsable de LEMHaD
Enseignante-Chercheure en Génie Industriel, Marie SAWADOGO est Maître-Assistant (CAMES) en Génie Industriel. Après une thèse de doctorat à l’université de Lorraine en France (doctorat en automatique-productique), suivi d’un Post-doctorat à l’école des mines de Nantes, elle a intégré l’équipe du Laboratoire Biomasse Energie Biocarburant de 2iE en 2012. Depuis Mai 2018 elle dirige le Laboratoire Energies Renouvelables et Efficacité Energétique de 2iE (LabEREE).

Ses recherches portent aujourd’hui sur les énergies renouvelables plus particulièrement la biomasse-énergie