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Qu’est-ce que le biochar, dit “charbon vert” ?
Et si le charbon pouvait finalement être sans impact sur l’environnement ? C’est tout le principe du biochar, également surnommé « charbon vert ».
Chaque année, l’humanité émet 60 milliards de tonnes de CO2 dans l’atmosphère. Principal contributeur au changement climatique, il devient impératif de réduire nos émissions pour limiter le réchauffement à + 1,5 °C comme indiqué dans l’Accord de Paris.
Or, cette seule solution ne s’avère pas suffisante pour respecter cet objectif.
Il convient alors de développer de nouvelles techniques, qu’elles soient naturelles ou technologiques. Le biochar est l’une d’entre elles. De quoi s’agit-il ? Comment fabrique-t-on cette matière ? Constitue-t-elle véritablement une solution face à l’accélération du réchauffement climatique ?
Réponses ici.
Qu’est-ce que le biochar ?
Le biochar, une alternative verte du charbon
Le biochar 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.
Contrairement au charbon, le biochar se veut neutre en carbone et est doté de caractéristiques écologiques (fertilisant, puits de carbone, etc.).
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.
Pour obtenir un tel résultat, les Amérindiens coupaient les arbres et les carbonisaient avant d’incorporer les résidus dans le sol. Ils ajoutaient également des fertilisants naturels tels que les fumiers et les déchets de cuisine.
Une matière plébiscitée par le GIEC
Les cinquième et sixième rapports du GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat) vantent le biochar comme étant un puits de carbone (« Negative Emission Technologies ») permettant d’extraire durablement du CO2 de l’atmosphère. Les experts considèrent qu’il s’agit d’une solution permettant d’améliorer les propriétés physiques des sols.
En outre, interviewé par Brut, Jean Jouzel - climatologue et ancien vice-président du GIEC - ne trouve que très peu de points négatifs au biochar. Selon lui, il faut cependant prêter attention à ce que les résidus :
- ne soient pas destinés à une autre utilisation ;
- ne proviennent pas d’endroits éloignés à des trentaines, voire des centaines de kilomètres ;
- ne soient pas utilisés sur tous les sols - les sols tropicaux doivent être privilégiés.
Dans Le Monde, Philippe Ciais, climatologue au Laboratoire des sciences du climat et l’environnement est du même avis :
Le biochar est simple, efficace, ne consomme pas de terre, d’eau, de métaux et peu d’énergie. C’est l’une des rares solutions pour retirer du CO2 de l’atmosphère sans conséquences négatives.
👉 Au vu du potentiel climatique qu’offre le biocharbon, l’entreprise française NetZero - fondée en 2021 - a ouvert la plus grande usine de production au monde, au Brésil à Lajinha. La mission de l’entreprise est soutenue par Jean Jouzel.
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Comment le biochar est-il fabriqué ?
Collecter la matière première
L’entreprise française NetZero transforme la parche de café en biochar, c’est-à-dire des déchets issus du décorticage du café. Dans le détail, 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 réémettent du carbone dans l’atmosphère. Ce procédé de valorisation permet de leur offrir une nouvelle utilité.
Cependant, le biochar peut être issu de différentes sources de biomasse, à l’image des résidus de récolte, des déchets verts, des sous-produits de la filière bois (feuilles de maïs, troncs d’arbres, etc.) ou des déjections solides.
👉 À titre d’exemple, les résidus forestiers et agricoles constituent les matières premières de l’usine de production de l’entreprise Terra Fertilis basée en Normandie. En 2023, la capacité de production devrait atteindre 800 tonnes - quatre tonnes de résidus équivalent à la production d’une tonne de biochar. [Géo]
Exploiter le carbone de la biomasse
La biomasse est stockée dans des silos, avant de passer dans un séchoir afin de réduire au minimum son humidité. Enfin, les résidus sont chauffés à très haute température (entre 350 et 650 degrés environ) et sans oxygène dans le réacteur de pyrolyse.
L’intérêt de ce processus ? Obtenir un composant solide et stable (le biochar), notamment composé des minéraux et du carbone tous deux issus de la biomasse.
Si besoin, le processus peut se poursuivre avec la gazéification, permettant de transformer les phases non gazeuses en gaz de synthèse. Il suffit simplement d’ajouter de petites quantités d’air, de CO2 (ou de vapeur d’eau) et d’oxygène.
Quelles sont les propriétés du biochar ?
Le biochar réduit les émissions de CO2
Sur les 60 milliards de tonnes de CO2 émises chaque année dans l’atmosphère, les mers et les océans ne stockent que 20 à 25 milliards de tonnes. À l’échelle planétaire, le biochar permettrait de retirer annuellement un à deux milliards de tonnes de CO2 de l’atmosphère et de limiter les émissions engendrées par l’utilisation d’engrais. [Jean Jouzel, Brut]
Claire Chastrusse, fondatrice de Carbonloop explique à Géo, qu’une « Tonne de biochar permet de séquestrer 2,5 à 3 tonnes équivalent CO2. »
Autrement dit, cette matière fonctionne comme un véritable puits de carbone - à l’image des forêts, des mers et des sols. Le biochar absorbe le carbone des végétaux tout au long de sa vie et évite la restitution du gaz dans l’atmosphère lors de la décomposition des végétaux.
En effet, la concentration de gaz à effet de serre (GES) présente dans l’atmosphère est à l’origine du réchauffement climatique. Limiter ce phénomène implique de réduire les émissions issues des activités humaines, que ce soit par la transition écologique de nos sociétés ou par l’action des puits de carbone naturels et technologiques.
Stockée dans les sols, la matière constitue un stockage à très long terme, puisque ses caractéristiques et sa stabilité permettent au biochar de ne pas se décomposer pendant quelques siècles.
Il rend l’agriculture plus durable
Prenant la forme de granulés ou d’une poudre de couleur noire à disposer dans les cultures, les vignes ou les forêts victimes de déforestation, le biochar améliore la fertilité des sols. En cause : sa porosité et ses micro-cavités absorbent l’eau et les nutriments afin de nourrir la terre. 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 - à l’image de l’esca, un champignon étant à l’origine d’une maladie du bois.
👉 Il s’agit donc d’un élément indispensable pour rendre l’agriculture plus durable et lutter contre l’érosion, voire la compaction des sols par les fortes pluies.
Il contribue au développement des énergies renouvelables
Au-delà de concevoir du biochar, le processus de pyrolyse produit également des composants gazeux (méthane et hydrogène à usage combustible) et des liquides (huile et hydrocarbures pour un usage de biocarburant).
Le gaz renouvelable issu de ce procédé peut être directement réinjecté dans le four, afin d’alléger l’impact environnemental de la fabrication du biochar - désormais énergétiquement autosuffisant. En outre, en cas de surplus, l’énergie est réutilisée pour produire de l’électricité ou de l’hydrogène vert.
Il bénéficie d’autres applications
Le biochar permet d’assimiler les éléments indésirables présents dans l’eau, l’air et le sol. Il peut ainsi être utilisé dans le traitement :
- de l’eau (potabilisation, filtration ou assainissement) ;
- de l’air - à l’image de l’épuration.
En outre, le biocharbon peut être incorporé à certains matériaux de construction (le béton notamment) ou soutenir la fabrication de carburants synthétiques.
Pourquoi l’utilisation du biochar est-elle encore confidentielle ?
De nombreuses entreprises productrices de biochar fleurissent dans l’Hexagone et dans le monde. Selon le groupement des producteurs et industriels européens (European Biochar Industry), 130 projets (d’une capacité de 53 000 tonnes) étaient liés au biocharbon à la fin de l’année 2022.
Au total, en 2022, ils ont produit 33 500 tonnes de biochar, équivalant à la séquestration de 90 000 tonnes de CO2.
Cependant, en France, la production et l’utilisation de cette matière restent encore très confidentielles, contrairement à l’Allemagne, la Suisse, les États-Unis et le Canada où le biochar est produit en grande quantité depuis une dizaine d’années.
Ce retard est justifié par le coût de production du charbon vert (environ 800 euros la tonne en Europe) reste encore très élevé pour les agriculteurs (quelques centaines de kilos de biochar sont nécessaires pour un seul hectare).
Dès la fin 2019, le modèle économique du biochar a fait l’objet d’une évolution majeure. Désormais autorisée, la vente de crédits carbone à des entreprises souhaitant compenser leurs émissions en achetant du biochar, permet de vendre la matière à des coûts réduits.
👉 Présente au Brésil, l’entreprise NetZero bénéficie quant à elle, de biomasse en quantité abondante et bon marché, permettant de réduire les coûts de fabrication.
Limitez l’empreinte carbone de votre entreprise
Réduire l’empreinte carbone de son entreprise implique d’adopter des pratiques et des outils bas-carbone - à l’image du biochar. Réalisez le bilan carbone de votre activité afin de cibler les principaux postes d’émission et d’agir en conséquence.
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