biochar

Matériau à haute teneur en carbone, obtenu après pyrolyse de résidus forestiers ou agricoles végétaux ou de biodéchets, réduit en poudre pour être intégré aux sols que l’on veut restaurer ou améliorer.

n. m. (gr. bios, vie et du début du mot anglais charcoal. Voir la rubrique « Remarque linguistique »)

Voir : biodéchetplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbiodéchet

Ensemble des résidus composés de matières organiques (animales et végétales) dégradables par des micro-organismes au cours de fermentations., carboneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcarbone

Élément chimique de symbole C se présentant sous forme de corps simples, purs, cristallisés (diamant, graphite) ou non (fullerènes)., pyrolyseplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigpyrolyse

Décomposition chimique d’un composé organique par une augmentation importante de sa température, produisant des espèces chimiques (gaz et/ou solides) qu’il ne contenait pas..

Informations complémentaires

Procédé

Pour obtenir le biochar, la pyrolyse doit se faire à une température entre 400 °C et 550 °C, en l’absence de dioxygène, alors que la température utilisée pour la production du charbon de bois est plus faible, elle se fait aussi en l’absence, ou sous peu d’oxygène. L’absence d’oxygène permet d’éviter la combustion qui ne laisserait que des cendres.

Les résidus utilisés pour la pyrolyse sont variés : résidus provenant de l’entretien des forêts, de l’agriculture (pailles) ou de l’industrie du bois (écorces, par exemple).

Au cours de la pyrolyse, outre le biochar, solide, des gaz sont produits (méthane et dihydrogène). Si ces gaz ne sont pas rejetés dans l’atmosphère, ils peuvent être récupérés pour être utilisés comme source d’énergie. Des liquides (huiles ou mélanges d’hydrocarbures) sont produits. La proportion entre ces divers éléments dépend de plusieurs facteurs (température, pression, composition de la biomasse initiale).

Voir : biomasseplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbiomasse

Masse de l’ensemble des êtres vivants présents dans un espace déterminé, à un moment donné., combustionplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcombustion

Fait de brûler en libérant de l’énergie sous forme de chaleur (réaction exothermique)., dioxygèneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigdioxygène

Corps simple, formé de l’association de deux atomes d’oxygène (O), gazeux dans les conditions de température et de pression régnant sur Terre., gazplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_biggaz

Corps se trouvant dans un état combinant fluidité, compressibilité et expansibilité de la matière, ou état de la matière dont les constituants élémentaires (atomes, molécules, ions, complexes) sont libres dans l’intervalle de deux collisions., dihydrogèneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigdihydrogène

Corps simple, formé de l’association de deux atomes d’hydrogène (H), gazeux dans les conditions de température et de pression régnant sur Terre., liquideplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigliquide

Corps n’ayant pas de forme déterminée, mais dont le volume est invariable, ou état de la matière, dont les constituants élémentaires (atomes, molécules, ions, et complexes) sont mobiles en restant les uns contre les autres., méthaneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigméthane

Corps composé, dont les molécules sont formées de l’association d’un atome de carbone et de quatre atomes d’hydrogène (de formule CH4), gazeux dans les conditions de température et de pression qui règnent sur Terre., solideplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigsolide

Corps de forme et de volume déterminés, ou état de la matière dont les constituants élémentaires (atomes, molécules, ions, complexes) sont pratiquement immobiles.

n. m. (lat. solidus, massif).

Voir : atome, ion, état de la matière, molécule..

Enrichissement en carbone

Le procédé destiné à la production de charbon de bois classique, utilisé pour faire des braises, nécessite des température entre 270 et 380 °C. Pour démarrer la carbonisation il faut apporter une énergie par un foyer externe, et le processus s’arrête quand tout le bois est transformé en charbon de bois ayant une teneur d’environ 70 % de carbone. Il reste 30 % de résidus goudronneux.

L’enrichissement en carbone nécessite un apport de chaleur.

Au-dessus de 400 °C

Pour dépasser les 400 °C, il faut chauffer, par des gaz chauds provenant d’un foyer externe. La teneur en carbone pur augmente avec la décomposition d’une partie des goudrons. La phase aqueuse des produits de distillation du bois (le pyroligneux) s’enrichit alors en goudrons lourds Les gaz émis sont principalement constitués par des hydrocarbures.

Voir : goudronplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_biggoudron

Substance huileuse, visqueuse et noirâtre, à odeur forte et âcre, obtenue par la distillation de diverses matières organiques, bois, tabac, houille, hydrocarbureplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bighydrocarbure

Composé ne contenant que du carbone (C) et de l’hydrogène (H), de formule moléculaire (CnHm)..

De 500 à 700 °C

Au-dessus de 500 °C la phase solide à une teneur en carbone pur d’environ 85%, et les gaz représentent 10% du tout. À cette température, le rendement en charbon de bois est d’environ 33 % du poids du bois anhydre de départ.

De 500 °C à 700 °C, les gaz produits sont moins importants, mais contiennent de plus en plus d’hydrogène.

Voir : hydrogèneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bighydrogène

Nom couramment donné à la molécule formée de deux atomes d’hydrogène, le nom exact étant le dihydrogène (H2), mais qui est aussi appelée « hydrogène moléculaire », ou « gaz-hydrogène »..

Au-dessus de 700 °C

Entre 700 °C à 900 °C, le départ d’hydrogène fait que le solide produit est plus riche en carbone (jusqu’à 90-95 %).

Réflexion développement durable

Incorporé au sol, le carbone du biochar est un matériau très stable. Il ne se dégrade pas.

Le biochar : un puits de carbone

Depuis 2018, le biochar est ainsi considéré par le Giec comme un puissant puits de carbone. En effet, il permet de séquestrer pendant plusieurs centaines d’années le carbone contenu dans la biomasse, carbone initialement fixé lors de la photosynthèse. De ce point de vue, le biochar est plus intéressant que d’autres puits de carbone, comme les plantations d’arbres, et les tourbières restaurées, qui stockent moins durablement le carbone.

Voir : Giecplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigGiec

Groupe d’experts scientifiques mis en place par les Nations Unies pour alerter le monde sur les réalités du changement climatique et ses conséquences., photosynthèseplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigphotosynthèse

Fonction de tous les organismes chlorophylliens assurant la synthèse des glucides, à partir d’eau et de dioxyde de carbone (CO2), avec la lumière pour source d’énergie., puits de carboneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigpuits de carbone

Tout milieu naturel ou artificiel éliminant le dioxyde de carbone (CO2) de l’atmosphère, en le stockant sous sa forme gazeuse ou dissoute, ou encore, en fixant sont carbone à la suite d’une transformation chimique., tourbièreplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigtourbière

Zone humide où le sol se caractérise par l’accumulation progressive de matière organique qui se dégrade incomplètement et forme la tourbe..

Le biochar : un amendement

Le biochar permet d’améliorer durablement les propriétés pédologiques des sols (physiques, chimiques, biologiques). Les apports en biochar ne sont généralement pas supérieurs à vingt tonnes par hectare.

C’est un matériau extrêmement poreux, d’où une capacité de rétention de l’eau et des éléments minéraux (potassium, calcium, magnésium, etc.), qu’il libère progressivement. En outre, cette porosité est favorable au développement de la vie microbienne qui intervient dans le cycle de la matière, améliorant en particulier le cycle de l’azote.

On a constaté aussi que le biochar diminue la biodisponibilité d’éléments minéraux toxiques comme l’aluminium, et le mercure.

En outre, en favorisant la fixation de l’ion carbonate, le biochar tamponne le pH du sol.

Voir : biodisponibilitéplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbiodisponibilité

Aptitude d’un élément trace à être transférée à une plante. , cycle de l’azoteplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcycle de l'azote

Succession des différentes formes chimiques de l’azote (N), chaque transformation se déroulant dans l’une ou l’autre des sphères de la planète (atmosphère, biosphère, hydrosphère et lithosphère)., cycle de la matièreplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcycle de la matière

Échanges permanents et répétitifs des éléments chimiques qui entrent dans la constitution de la matière organique, produisant pour chacun d’eux un flux constant entre l’atmosphère, l’hydrosphère, la lithosphère et le monde vivant., élément minéralplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigélément minéral

Élément chimique (C, N, H, O, P, S, etc.) présent dans la nature, non intégré à de la matière organique mais susceptible de l’être, s’il est absorbé par un organisme., mercureplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigmercure

Élément chimique de symbole Hg, de masse atomique 200, dont le corps simple est un métal, liquide à température ambiante, dont certaines formes chimiques sont neurotoxiques., pHplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigpH

Coefficient caractérisant l’acidité, la neutralité ou la basicité d’une solution, c’est-à-dire sa concentration en ions H+ hydraté, ou ion hydronium H3O+., porositéplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigporosité

Caractère d’un sol, d’une roche, permettant à un gaz, à l’eau ou à des hydrocarbures, de s’y infiltrer, d’y stagner et d’y former éventuellement une nappe, ou de s’en échapper., solplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigsol

Partie superficielle émergée de l’écorce terrestre, plus ou moins meuble, de structure et de qualité variable, cultivée ou non., toxiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigtoxique

Qualifie une substance qui provoque des effets néfastes pour la santé des organismes vivants..

Incorporation au ciment

Le biochar peut remplacer une partie du clinker, constituant les ciments. Or, le clinker est obtenu par calcination à 1450 °C d’un mélange de matières premières, composé d’environ 80 % de calcaire et 20 % d’argile. Pour obtenir le ciment, on y ajoute différents minéraux. La consommation énergétique élevée du processus de fabrication du clinker explique la contribution importante des cimenteries aux émissions de GES. Remplacer le clincker par du biochar réduit donc leur empreinte. De plus, le ciment contenant du biochar permet d’obtenir un béton plus dense et plus résistant.

Outre, ces avantages, le biochar étant un puits de carbone, le béton devient lui-même un puits de carbone !

Voir : GESplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigGES [alias]

Voir : gaz à effet de serre..

Remarque linguistique et/ou historique

Biochar est un néologisme anglais, composé du préfixe bio- et du début de charcoa qui désigne un appareil de cuisson servant à faire des grillades portatif ou fixe à charbon de bois.

Le terme biocharbon, parfois employée comme synonyme de biochar, est impropre puisque les charbons fossiles sont d’origine biologique.