Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

UNIVERSITE LIBRE DES PAYS DES GRANDS LACS FACULTE DE SCIENCES ET TECHNOLOGIES A

UNIVERSITE LIBRE DES PAYS DES GRANDS LACS FACULTE DE SCIENCES ET TECHNOLOGIES APPLIQUEES DEPARTEMENT DE GENIE CIVIL BP. 368 GOMA www.ulpgl.net E TUD E D ’U N E P LA TE FORM E S EM IS U BM ERS IB L E D ’E X TRAC T IO N D U G A Z M E TH ANE D AN S L E LAC K IV U EN V U E D E L A P R O DUC T IO N DE L ’E N ERG IE Par ACIZA CUBAKA Christian Mémoire présenté et défendu en vue de l'obtention du Diplôme d’Ingénieur Civil Polytechnicien Option : Structures et Ouvrages d’Arts Directeur : Prof. Ing. FRANCOIS NGAPGUE Encadreur : Ass. Ing. DAVID MUGANZA ANNEE ACADEMIQUE 2018 - 2019 P a g e | i Mémoire de Fin d’Etudes Génie Civil SOA 2019 ACIZA CUBAKA Etude d’une plateforme semi-submersible d’extraction du gaz méthane dans le lac Kivu en vue de la production de l’énergie. EPIGRAPHE Ce que nous savons est une goutte, ce que nous ignorons est l’océan. L’incomparable disposition et harmonie de l’Univers, tout cela n’a pu se faire que selon les plans d’un Etre éternel doué de sagesse et de puissance. Isaac Newton P a g e | ii Mémoire de Fin d’Etudes Génie Civil SOA 2019 ACIZA CUBAKA Etude d’une plateforme semi-submersible d’extraction du gaz méthane dans le lac Kivu en vue de la production de l’énergie. IN MEMORIAM A notre feu cher père, Rév. BUBAKA CUBAKA NKOLA que l’inévitable nous arracha inopinément en date du 21 avril 2009. Paix à ton âme papa. P a g e | iii Mémoire de Fin d’Etudes Génie Civil SOA 2019 ACIZA CUBAKA Etude d’une plateforme semi-submersible d’extraction du gaz méthane dans le lac Kivu en vue de la production de l’énergie. DEDICACE A mon frère aîné CIZA AYAGIRWE Jean-Jacques. ACIZA CUBAKA Christian P a g e | iv Mémoire de Fin d’Etudes Génie Civil SOA 2019 ACIZA CUBAKA Etude d’une plateforme semi-submersible d’extraction du gaz méthane dans le lac Kivu en vue de la production de l’énergie. REMERCIEMENTS Nos vives gratitudes s’adressent principalement à l’Eternel Dieu Tout puissant, pour les merveilles qu’il ne cesse d’accomplir en notre faveur durant notre cursus estudiantin jusqu’à la réalisation de ce travail. Un merci particulier au Prof FRANCOIS NGAPGUE pour la direction de ce travail et à l’Ass. Ir. DAVID MUGANZA pour l’encadrement indéfectible au cours de la rédaction de ce présent travail malgré leur emploi du temps surchargé. Nous désirons également exprimer notre reconnaissance envers le corps académique et scientifique de l’ULPGL, particulièrement de la FSTA pour la formation qu’ils nous rassurent. Nos plus chaleureux remerciements vont également à nos parents BUBAKA CUBAKA NKOLA Désiré et KITO SAFI Adrienne pour leur soutien tant matériel que moral dans nos études. Et aux familles BAKONJO et SHINDANO ; pour l’accueil, la prise en charge et pour divers conseils durant notre parcours universitaire. Nous remercions d’un agréable désir nos tutelles de la famille BALIBUNO et BUBAKA notamment BISIMWA B., MARCELLIN B., CHARLOTTE B., AKONKWA B., CIZA AYAGIRWE, YVETTE M., REPHINE N.; pour l’accompagnement moral et financier. Notre reconnaissance à nos frères et sœurs CIZA Jean-Jacques, CIMUSA Valentin, MUNOKA Pascal, BADESIRE Japhet, MUNGUAKO Joël, IBOMBO Jacques, LITA Fabrice, NDIRIRA Generose, ALIHYAMWABO Douce, CUBAKA Any, CUBAKA Rephine, CUBAKA Yvette, CUBAKA Nicole, NAMWESI Bijoux ; pour leur amour et aide inestimable. A notre neveu KRAME David pour l’incitation à l’amour aux mathématiques. Et à nos amis et camarades ingénieurs BADESIRE Paterne, MBUKANA Dieu merci, MBONERA Patrick, LWATUMBA Samuel, BISHIKWABO Olivier, KIKALI Gloire, M. Léon, KALYO Lydie, RUTAHA Vedella, VISO Elisée, SOMBO Pascal, KISAMBA Johnson, MUKISA Dan, DITO, BUTARA Divine ; pour différents fructueux échanges sur ce sujet de recherche. Nous exprimons notre satisfaction à l’église Aumônerie Universitaire de L’ULPGL, particulièrement le pasteur Rév. KIPUNI, les Fr. BUTOKI P., KUBUYA P. et SERGES K. pour leur soutien dans la foi. Aux ouvriers de la JEM-Goma, pour leurs prières et enseignements qui m’ont permis de m’approcher de Dieu et le servir avec zèle à l’université. A tous nos cousins et nos cousines, à nos camarades de promotion, à nos collègues de BETA-Construction, à la famille estudiantine, qu’ils trouvent dans ce travail l’expression de notre reconnaissance en dépit de l’insuffisance d’un large espace pour inscrire leurs noms. P a g e | v Mémoire de Fin d’Etudes Génie Civil SOA 2019 ACIZA CUBAKA Etude d’une plateforme semi-submersible d’extraction du gaz méthane dans le lac Kivu en vue de la production de l’énergie. RESUME Ce mémoire porte sur l’étude d’une plateforme semi-submersible d’extraction du gaz méthane dans le lac Kivu en vue de la production de l’énergie électrique. Elle part d’une ambivalence observée dans la région, à savoir le risque éventuel imminent d’explosion gazeuse du lac d’une part ; et de la pénurie d’électricité à l’Est de la RDC d’autre part. Elle poursuit l’objectif principal d’établir et de stabiliser une structure offshore d’extraction écologique du méthane dans le lac Kivu ainsi que de le valoriser par un avant-projet de production de l’énergie électrique. Elle adopte une approche méta-analytique se rapportant aux recherches antérieures sur le lac Kivu et propose une nouvelle méthode d’extraction efficace et optimale. Les résultats obtenus confirment la possibilité d’une extraction écologique de 51 146 m3 par heure de gaz méthane à (273K, 1atm). Ils établissent aussi une réduction maximale du risque d’explosion du lac Kivu. Ce méthane offre à la centrale à CCGV, la capacité de produire 250MW à injecter au réseau électrique national. La stabilité de la structure offshore semi-submersible a été vérifiée. Ce fait affirme que la structure portante proposée va résister aux vagues, au vent et aux charges d’exploitation. Le résultat de l’analyse financière montre que 1$ investi produit 4,82$, ce qui signifie que le projet d’extraction est faisable et économiquement rentable. P a g e | vi Mémoire de Fin d’Etudes Génie Civil SOA 2019 ACIZA CUBAKA Etude d’une plateforme semi-submersible d’extraction du gaz méthane dans le lac Kivu en vue de la production de l’énergie. ABSTRACT This paper deals with the study of a semi-submersible platform of methane gas extraction in Lake Kivu for the production of electrical energy. The starting point is the observation of an ambibvalence found in the region, namely the potential imminent risk of gas explosion of the lake on the one hand ; and the shortage of electricity in Eastern DRC on the other. It pursues the main objective of establishing and stabilizing an offshore structure for the ecological extraction of methane in Lake Kivu as well as valuing it by a preliminary project of production of the electrical energy. It adopts a meta-analytical approach pertaining to previous research on Lake Kivu and proposes a new efficient and optimal extraction method. The results obtained confirm the possibility of an ecological extraction of 51 146 m3 per hour of methane gas at (273K, 1atm). They also assert a maximum reduction of the risk of explosion of Lake Kivu. This methane provides the CCGV plant with the capacity to produce 250MW to be injected into the national grid. The stability studies of the semi- submersible offshore structure have been verified. That fact asserts the proposed load- bearing structure will withstand waves, wind and operating loads. The result of the financial analysis shows that $ 1 invested produces $ 4.82, which means that this project of extraction is feasible and economically profitable. P a g e | vii Mémoire de Fin d’Etudes Génie Civil SOA 2019 ACIZA CUBAKA Etude d’une plateforme semi-submersible d’extraction du gaz méthane dans le lac Kivu en vue de la production de l’énergie. SOMMAIRE EPIGRAPHE ............................................................................................................................... i IN MEMORIAM ........................................................................................................................ ii DEDICACE ............................................................................................................................... iii REMERCIEMENTS ................................................................................................................. iv RESUME .................................................................................................................................... v ABSTRACT .............................................................................................................................. vi SOMMAIRE ............................................................................................................................ vii SIGLES ET ABREVIATIONS ................................................................................................. xi LISTE DES TABLEAUX ....................................................................................................... xiii LISTE DES FIGURES ............................................................................................................ xiv AVANT-PROPOS ................................................................................................................... xv INTRODUCTION GENERALE ................................................................................................ 1 CHAPITRE1 : ............................................................................................................................ 6 GENERALITES SUR LE LAC KIVU, LES PLATEFORMES ET LES ENERGIES ............. 6 1.1. Le lac Kivu ......................................................................................................... 6 1.1.1. Localisation géographique .......................................................................... 6 1.1.2. Un peu d’histoire sur l’origine du lac Kivu ................................................ 7 1.1.3. Aspects géologiques ................................................................................... 8 1.1.4. Bathymétrie et limnimétrie ......................................................................... 8 1.1.5. Climatologie ............................................................................................... 9 1.1.6. Caractéristiques physicochimique du lac ................................................. 10 1.1.7. Stratigraphie du lac, densité, température et conductivité ........................ 11 1.1.8. L’évolution de l’ichtyo faune [20] ........................................................... 12 1.1.9. Réserve en gaz méthane et en carbonique [4] .......................................... 12 1.1.10. Hypothèses sur la formation des gaz CH4 et CO2 ................................. 13 1.1.11. Risques environnementaux ..................................................................... 14 1.1.12. De l’exploitation du gaz ......................................................................... 15 1.2. Le méthane........................................................................................................ 19 P a g e | viii Mémoire de Fin d’Etudes Génie Civil SOA 2019 ACIZA CUBAKA Etude d’une plateforme semi-submersible d’extraction du gaz méthane dans le lac Kivu en vue de la production de l’énergie. 1.2.1. Caractéristiques du méthane ..................................................................... 19 1.2.2. Calcul thermodynamique de combustion du méthane .............................. 21 1.2.3. Traitement, Stockage et transport du gaz méthane ................................... 21 1.2.4. Valorisation des ressources naturelles ...................................................... 23 1.3. Les plateformes d’exploitation offshore ........................................................... uploads/Geographie/ extraction-du-gaz-methane-lac-kivu-et-production-de-l-x27-electricite.pdf