Le biochar : une technologie agricole innovante qui augmente les rendements de manière écologique

Son origine

La terre noire découverte en Amazonie datant de bien avant les Conquistadors était nourrie de charbon de bois broyé et de déchets organiques. Plusieurs milliers d’années plus tard, ce sol enrichi est encore un terreau fertile où l’on retrouve les particules de charbon de bois, prouvant la stabilité de ce type de carbone.

Voir : Histoire du biochar

Son actuelle renaissance

C’est l’International Biochar Initiative de l’université Cornell qui a fait émerger cette technologie il y a une quinzaine d’années et montré que le biochar stimule le métabolisme du sol et les défenses immunitaires de la plante qui se défend ainsi contre maladies et insectes. De plus, il agit comme un rétenteur d’eau et convient particulièrement aux sols arides.

Aujourd’hui, le biochar est obtenu par pyrolyse de biomasse végétale (chauffage à environ 500 °C en l’absence d’oxygène), généralement des résidus agricoles. Il se présente sous forme de petits fragments noirs, légers et poreux. Le processus de pyrolyse produit un gaz combustible et du biochar.

Ses vertus agricoles

L’introduction de 300 grammes à 1 kilo de biochar par m2 permet d’augmenter la productivité des cultures en zones tropicales entre 50 % et 200 %. Cette seule application crée et maintient une fertilité de longue durée, augmente la séquestration de carbone qui lutte contre le changement climatique. C’est ainsi qu’on a pu évaluer scientifiquement :

La stimulation de la biologie des sols (+40 % de champignons de mycorhize)

L’amélioration de la rétention des nutriments (+50 % d’échanges cationiques)

L’augmentation de la capacité de rétention d’eau dans les sols (jusqu’à +18 %)

L’accroissement du pH des sols acides (1 point de plus en moyenne)

L’augmentation de la matière organique dans le sol

Le biochar a également un rôle à jouer dans l’élevage pour l’amélioration de la santé des animaux et de l’augmentation de la production, dans la décontamination des sols ou encore dans la filtration et épuration des eaux usées.

Voir : Utilisation du biochar pour l’élevage, 55 usages du biochar et Vidéo de présentation du biochar par des agriculteurs du Malawi (en anglais)

Le biochar est un moyen de lutte contre les changements climatiques

Pour pousser, les plantes puisent le dioxyde de carbone atmosphérique (CO 2 ) pour produire de la biomasse qui contient du carbone. Plutôt que de laisser la matière végétale se décomposer et émettre du CO 2 , la pyrolyse transforme environ la moitié du carbone stocké dans les tissus végétaux en une forme stable et inactive.



Le biochar agit en particulier sur :

Le retardement de l’oxydation de l’humus du sol

Une réduction des émissions de N 2 O et de CH 4

O et de CH Une augmentation de la matière organique du sol séquestrant le carbone

Une meilleure croissance des plantes

Une économie d’eau

Une possibilité de production d’énergie électrique renouvelable en cogénération

Une étude récente estime qu’au moins 12 % des émissions de gaz à effet de serre émis par l’activité humaine pourraient être compensés par le développement du biochar.

Technique de production de biochar de très haute qualité par Pro-Natura

Pro-Natura a obtenu le 1er prix d’innovation technologique de la Fondation Altran pour la technologie de la carbonisation en continu.

Voir : Vidéo de présentation du prototype en 2002

Les machines de nouvelle génération, appelées CarboChar, produisent du biochar de très haute qualité de manière écologique à partir de déchets agricoles et forestiers renouvelables et non utilisés. Le processus a les caractéristiques suivantes :

Le fonctionnement est continu, 7 jours sur 7, 24 heures sur 24

Après allumage, l’unité est chauffée en brûlant les gaz émis pendant la carbonisation

Toutes sortes de biomasses peuvent être utilisées. Au besoin, un séchoir et un broyeur peuvent être rajoutés afin de préparer la biomasse pour la pyrolyse

La température et le temps de séjour de la biomasse dans la machine sont réglables pour produire le biochar optimisé en fonction de chaque type de résidus

Il existe trois modèles de CarboChar avec des productions journalières s’étageant entre 1 et 5 tonnes et avec des rendements d’environ 40 %.

Voir : Description technique de la machine



Le CarboChar-1 produit une tonne de biochar par jour et est transportable car il pèse seulement une tonne.

Le CarboChar-3 permet aussi de récupérer 45 % de la chaleur produite pour faire de la cogénération. Avec une installation composée de deux machines de ce type il est possible de produire 1,6 MW électrique en utilisant seulement la chaleur cogénérée qui permet de faire tourner une turbine à vapeur et un alternateur.

Dans un contexte africain, l’électricité peut être vendue à un prix de 30 € le MWh et l’investissement offre un pay-back de 2 ans et un taux de rentabilité interne de 29 %.

Résumé de publications scientifiques majeures montrant les effets du biochar sur les principales cultures tropicales

Type de culture Auteurs Localisation Type de sols Quantité de biochar (t/ha) Augmentation de rendement %) Riz Asai et al. Houay-Khot, Nord du Laos upland 8 70% Riz Steiner et al. Manuas, Brésil xanthic ferralsol / laterite 11 73% Riz Masulili et al. Sungai Kakap, Indonesia acid sulphate soil 10 93% Riz Zaitun et al. Empretring, Indonesia - 10 57% Canne à sucre Chen et al. Okinawa, Japan shimajiri maji (clay) 7,2 78% Tomate Effah et al. Kade, Ghana forest ochrosol 7 177% Cotton Reddy Midjil Mandal, Andrha Pradesh, India alkaline 3,75 100% Choux Carter et al. Siam Reap, Cambodia sandy acidic 100 750% Maïs Major et al. Llanos Orientales, Colombia savanna oxisol 8 71% Maïs Major et al. Llanos Orientales, Colombia savanna oxisol 20 140% Maïs Kimetu et al. Vihiga, western Kenya highly degraded ultisol 6 71% Peanut Islami et al. Malang, Indonesia clay loam 15 54% Niébé Tagoe et al. Gifu, Japan sandy loam - 146% Oignon Pro-Natura Sénégal - 10 50%

Résumé de publications scientifiques majeures montrant les effets du biochar sur les principales cultures tempérées

Type de culture Auteurs Localisation Type de sols Quantité de biochar (t/ha) Augmentation de rendement (%) Riz Lugato et al. Nord d'Italie aguic hapludalf 40 36% Riz Zhang et al. Shenyang, Chine loam sableux 30 40% Maïs Uzoma et al. Tottori, Japon sol sableux 15 150% Maïs Peng et al. Yingtan, Chine ultisol 2.4 64% Soja Tagoe et al. Gifu, Japon - 3.8 43% Blé Van Zwietan NSW, Australie ferralsol 2% 170% Blé Vaccari et al. Postoia, Italy loam limoneux 30 33% Colza Pervej-Ahmed et al. Saskatchewan, Canada loam brun 1 20% Orge Gathorne-Hardy et al. Angleterre sol léger 20 43% Choux Jia et al. Nanjing, Chine fimi-orthic anthrosol 30 96% Radis Chan et al. NSW, Australie chromosol 10 42% Poivron Graber et al. Israel mélange sans sol 1% 79% Oranger Ishii et al. Matsuyama, Japon - 83.5 57% Quinoa Kamman et al. Allemagne loam sableux terre brune 100 44%

Pour plus d’informations, contacter : guy.reinaud@pronatura.org