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Biochar : définition, intérêts et fabrication
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Biochar : définition, intérêts et fabrication

ESG / RSEAmbition net zero
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Anaïs Badillo

Par , Copywriter spécialisée sur les thématiques liées à l’environnement, le 30/06/2023

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charbon
De par ses propriétés écologiques, le biochar est considéré par les experts du GIEC comme étant l’une des solutions au réchauffement climatique. Que faut-il savoir sur cet « or noir » ?
ESG / RSE
2023-06-30T00:00:00.000Z
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Pendant longtemps, le charbon a été synonyme de pollution et de réchauffement climatique. Et si une nouvelle variété de charbon, provenant de sources végétales, pouvait au contraire aider à l'atténuer ? Le paradoxe du biochar, également connu sous le nom de « charbon vert », est qu'il s'agit d'un matériau ancien, réexaminé par la science contemporaine, qui emmagasine le carbone dans les sols au lieu de l'émettre dans l'atmosphère. 

Biochar, définition et composition ?

Le biochar, une « alternative verte » au charbon

Le biochar ou « bio-charbon » est un terme issu de la contraction des mots « bio » pour « biologique » et « char » pour « charbon ». Autrement dit, il s’agit d’un charbon d’origine végétale, la matière étant produite à partir de résidus végétaux (biomasse). 

Le biochar, un puits de carbone déployable à grande échelle et un matériau à haute valeur ajoutée

Suez

La quasi-totalité des déchets agricoles ligneux (noyaux, cosses, gousses, coques, balles, bagasses, fibres, pailles, etc.) et des résidus de bois (bois urbains, déchets de la filière bois, bois forestiers non commerciaux, bois d'emballage non traités chimiquement, etc.) peuvent être valorisés (source : Suez).

Méconnue du grand public, cette matière végétale existe en réalité depuis des milliers d’années. Les entreprises actuelles tentent de reproduire le phénomène des terres noires d’Amazonie (Terra Preta), des sols pauvres (oxisols) devenus fertiles grâce à la présence de charbon dans le sol enfoui par les civilisations précolombiennes. 

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Info La Terra Preta est une technique ancestrale développée en Amazonie, reposant sur l’incorporation volontaire de charbon dans les sols afin d’en accroître la fertilité. Cette pratique permettait de rendre les sols extrêmement fertiles, tout en stockant le carbone sur des millénaires. À présent, la science redécouvre ce procédé pour en faire un outil de lutte contre le réchauffement climatique (source : Horizon IRD).

À présent, la science redécouvre ce procédé pour en faire un outil de lutte contre le réchauffement climatique. 

Biochar : définition, composition, avantage et inconvénients

Novethic

Le biochar est l'un des rares matériaux à présenter un bilan carbone négatif. En moyenne, 1 tonne de biochar épandu permet de séquestrer l'équivalent de 1,3 à 3 tonnes de CO₂e (source : Novethic).

Biochar, composition et propriétés 

Le biochar est un matériau solide, poreux et riche en carbone, obtenu par pyrolyse de la biomasse : un procédé consistant à chauffer de la matière organique — résidus forestiers, déchets agricoles — à haute température (entre 350°C et 1 000°C) dans un environnement sans oxygène ou très pauvre en oxygène.


Pour comprendre son intérêt, il faut d'abord comprendre ce qui se passe sans lui. Quand une plante meurt, elle se décompose naturellement et son carbone retourne dans l'atmosphère sous forme de CO₂. La pyrolyse interrompt ce cycle : en transformant la biomasse en biochar, on fige ce carbone sous une forme solide et stable, capable de rester dans le sol pendant des centaines, voire des milliers d'années. Contrairement au charbon classique, il n'est pas brûlé pour l'énergie (fossile) mais utilisé pour stocker durablement le carbone dans les sols ou les matériaux (béton, plastiques), agissant comme un véritable « puits de carbone ».

Cette capacité à immobiliser durablement le carbone ouvre des applications concrètes : amendement des sols agricoles, incorporation dans des matériaux de construction (béton, plastiques) ou encore restauration des sols dégradés. En cause : sa porosité et ses micro-cavités absorbent l’eau et les nutriments afin de nourrir la terre – et son pH basique situé entre 7 à 10 permet : 

  • de rééquilibrer les sols acides ;
  • de développer la vie microbienne ;
  • d’épurer le sol ;
  • d’améliorer la croissance des végétaux ;
  • de mieux résister aux agressions extérieures (maladies, champignons, etc.).

C'est pourquoi le GIEC le reconnaît comme une technologie à émissions négatives (NET), dotée d’un fort potentiel de contribution à l’atténuation du changement climatique, tout en offrant des co-bénéfices liés, entre autres, à ses propriétés d’amendement des sols (source : Intergovernmental Panel on Climate Change).

Le biochar, puits de carbone, source d’énergie, fertilisant et espoir dans la lutte contre le réchauffement climatique

Le Monde, 2023

Le climatologue Philippe Ciais, du Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement, le résume ainsi dans Le Monde : « Le biochar serait simple, efficace, ne consomme pas de terre, d'eau, de métaux et peu d'énergie, l'une des rares solutions pour retirer du CO₂ de l'atmosphère sans conséquences négatives. »
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Trouve-t-on des inconvénients au biochar ?

Effectivement, un inconvénient du biochar peut être identifié, mais pour l'instant, il est davantage spéculatif que confirmé. En effet, si l'on détourne des résidus qui servaient auparavant à nourrir le bétail (et in fine l’Homme) ou à amender naturellement les sols (compostage), on crée un déséquilibre, voire un conflit d’intérêts pour répondre à une logique purement de rentabilité financière.

Il faut s'assurer que la biomasse utilisée est un véritable déchet ultime sans autre débouché, pour éviter de déstabiliser d'autres filières agricoles ou énergétiques.

Quel est le processus de fabrication du biochar ?

Comment est fabriqué le biochar ?

La biomasse est d'abord stockée dans des silos, puis passée dans un séchoir afin de réduire au maximum son taux d'humidité. La biomasse séchée est ensuite chauffée à très haute température (entre 350°C et 650°C) dans un réacteur de pyrolyse, en atmosphère pauvre en oxygène. 

L’intérêt de ce processus ? Obtenir un composant solide et stable (le biochar), notamment composé de minéraux et de carbone issus de la biomasse. Parfois, le processus peut se poursuivre avec la gazéification, permettant de transformer les phases non gazeuses en gaz de synthèse.

Le biochar, un puits de carbone déployable à grande échelle et un matériau à haute valeur ajoutée

SUEZ

En plus de produire du biochar, la pyrolyse génère un co-produit gazeux appelé syngaz, qui contient de l'énergie (source : SUEZ).

En effet, la pyrolyse génère également un co-produit gazeux appelé syngaz, porteur d'énergie récupérable. Si besoin, le processus peut se prolonger par une étape de gazéification : en introduisant de petites quantités d'air, de CO₂ ou de vapeur d'eau, les phases non gazeuses restantes sont à leur tour converties en gaz de synthèse. 

Le gaz renouvelable issu de ce procédé industriel peut être directement réinjecté dans le four, afin d’alléger l’impact environnemental de la fabrication du biochar. En outre, en cas de surplus, l’énergie est utilisée pour produire de l’électricité ou de l’hydrogène vert.

Biochar à grande échelle : Découvrez l’entreprise française NetZero

Fort du potentiel climatique du biochar, l'entreprise française NetZero — fondée en 2021 — a inauguré au Brésil, à Lajinha, la plus grande usine de production de biochar au monde. Une ambition soutenue par Jean Jouzel, climatologue de référence et ancien vice-président du GIEC.

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Dans les faits, l’entreprise française NetZero transforme la parche de café en biochar, c’est-à-dire des déchets issus du décorticage du café. Durant leur croissance, les grains de café absorbent du carbone, au même titre que les coques qui les entourent (les parches donc). Ces résidus de plantes vont à leur tour être exploités pour extraire le carbone stocké tout au long de leur vie.  Habituellement stockés près de l’usine de café et inutilisés, ces résidus de différentes origines – principalement issus des régions tropicales – se décomposent et rejettent du carbone dans l’atmosphère. Ce procédé de valorisation permet donc de leur offrir une nouvelle utilité.

Comment faire du biochar « maison » ?

Oui, il est possible de produire du biochar à petite échelle par pyrolyse artisanale, par exemple à l’aide de la méthode du « fût dans le fût » ou d’un four de pyrolyse artisanal.

Méthode du fût métallique
On remplit un bidon en métal percé de quelques trous d’aération, on y brûle de la biomasse sèche (bois, paille, coques de noix) en contrôlant l'apport d'oxygène, puis on éteint rapidement avec de l'eau avant toute combustion complète. C'est la méthode la plus accessible pour un particulier.
Four à pyrolyse artisanal
Acheter un four à pyrolyse artisanal (type « cone kiln » ou « TLUD »), en ligne pour quelques centaines d'euros, offre un meilleur contrôle de la température et un résultat de meilleure qualité.

Attention cependant à prendre quelques précautions avant de réaliser votre biochar « maison »  :

  • utiliser uniquement de la biomasse non traitée (sans peinture, colle ni produits chimiques) pour éviter les fumées toxiques ; 
  • toujours éteindre à l'eau (ne jamais laisser brûler complètement) ;
  • broyer le biochar obtenu avant de l'incorporer au sol ;
  • le charger en compost ou engrais organique avant usage, car le biochar brut peut temporairement appauvrir le sol en azote

Le résultat sera moins homogène qu'un biochar industriel, mais tout à fait utilisable pour amender un potager ou des plantes en pot.

Biochar : achat, et prix à la tonne ?

Pour les particuliers, il se vend généralement en sacs de 5 à 20 kg, avec un coût variant de 15 à 30 € pour 5 kg, soit approximativement entre 2 000 et 4 000 €/tonne à la vente au détail. Pour une application à plus grande échelle, le coût se situe entre 600 et 800 €/tonne (source : Claude).

Il est donc davantage approprié aux petites surfaces, aux serres ou aux cultures de longue durée qu'aux grandes exploitations.

Le biochar est disponible en France auprès de producteurs spécialisés comme Terra Fertilis, ÉlémenTerre Bretagne ou Kokopelli, ainsi que sur des plateformes comme Neoverda.

Avant d'acheter votre biochar, voici quelques précautions d’achat à prendre :

Pour les industriels
Avant d'effectuer votre achat de biochar, assurez-vous qu'il possède la certification EBC (European Biochar Certificate) ou qu’il bénéficie d’une homologation AMM, qui garantit une qualité contrôlée et une utilisation conforme à l'agriculture biologique (AB). C'est un critère important à vérifier avant l'achat, car la qualité varie fortement d'un producteur à l'autre selon la biomasse utilisée et les conditions de pyrolyse.
Pour les particuliers
Avant d'acheter du biochar, vérifiez qu'il soit certifié EBC ou conforme à la norme NF U 44-051, fabriqué à partir de bois non traité issu de forêts gérées durablement, et qu'il présente une granulométrie fine (0-5 mm) pour un usage jardin. Optez aussi pour un biochar activé ou inoculé (déjà enrichi en micro-organismes) plutôt qu'un biochar non traité, qui nécessiterait une phase de chargement préalable afin d'éviter une diminution temporaire de l'azote dans votre sol.

Foire aux questions (FAQ) liée au Biochar

  • Quelle est la différence entre biochar et charbon de bois ?

    En fait, les deux sont produits par pyrolyse, mais leur usage diffère complètement : le charbon de bois est brûlé pour produire de l'énergie ou de la chaleur, tandis que le biochar est conçu pour être enfoui dans le sol afin d'y stocker durablement le carbone et améliorer la fertilité des sols.

  • Où acheter du biochar en France ?

    Le biochar est disponible auprès de producteurs spécialisés comme Soneco, Terra Fertilis ou Carbon Comply, ainsi que sur certaines plateformes agricoles en ligne. 

  • Pourquoi l’utilisation du biochar est-elle encore confidentielle ?

    Le secteur du biochar est en plein essor : 130 projets européens recensés fin 2022. La France reste toutefois en retard sur l'Allemagne, la Suisse ou les États-Unis, freinée par un coût de production élevé, environ 800 euros la tonne. Un tournant s'amorce depuis 2019 avec la vente de crédits carbone, qui permet de réduire significativement le prix pour les agriculteurs.

Bibliographie

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