Le biochar, booster de cultures

Le biochar, co-produit issu de la pyrolyse ou de la thermolyse de résidus de biomasse agricole, sylvicole et viticole, constitue un amendement du sol. En l’ajoutant au compost, il permet aussi de réduire la volatilisation de l’azote.

Le biochar est une sorte de charbon végétal qui est obtenu lors de la pyrolyse ou de la thermolyse en l’absence d’oxygène. Les résidus de biomasse sont chauffés à environ 500°C. Deux flux sont alors générés. D’un côté, on obtient un gaz de thermolyse qui, une fois après avoir été chauffé une deuxième fois à plus de 1000°C, formera un gaz de synthèse renouvelable (composé principalement d’hydrogène, de monoxyde de carbone, de CO₂ et d’un peu de méthane), qui pourra avoir plusieurs usages (remplacement du gaz naturel dans certains procédés industriels, cogénération, ou avec l’ajout de briques technologiques complémentaires, production de biométhane ou de carburants aériens renouvelables…). D’autre part, la thermolyse génère un flux de matière solide. C’est ce dernier que l’on appelle le biochar. L’entreprise Haffner Energy*, présente au salon Bio360 qui s’est tenu début février à Nantes, a développé un procédé de thermolyse de la biomasse qui permet de produire à la fois du gaz renouvelable, y compris de l’hydrogène vert, et du biochar. « Le biochar ressemble à du charbon de bois, en morceaux ou sous forme de poudre selon le procédé. C’est un matériau noir, très riche en carbone », explique Rémi Bijot, ingénieur chez Haffner Energy. Et de préciser, « pour l’agriculture, ce n’est pas un engrais mais un amendement, il apporte peu de NPK (azote, phosphore et potassium, NDLR) ». 

Un puits de carbone aux atouts pour les cultures

Logiquement, le biochar produit à partir d’une unité de pyrolyse ou thermolyse ne sera pas tout à fait le même. « Cela dépend des conditions de production, du temps de séjour dans le réacteur, de la température de chauffe, et de la biomasse utilisée (résidus de bois et de cultures comme la paille de céréales ou le chanvre par exemple). Il existe une très grande palette de biomasses. »

Si le biochar n’a pas beaucoup d’éléments nutritifs à son actif, en revanche, il est intéressant par ses propriétés. « Il améliore la capacité de rétention d’eau des sols car c’est un matériau très poreux. Ses pores servent aussi d’habitat pour les microorganismes. Il favorise les échanges de nutriments entre le sol et la plante grâce à sa capacité d’échange cationique (CEC) élevée, et cela améliore la fertilité du sol », liste Rémi Bijot. Pour exprimer au maximum ses vertus, le biochar est particulièrement pertinent comme amendement des sols légèrement acides car son pH est basique. Il sera aussi très intéressant en application dans des terrains sableux puisqu’il peut apporter une amélioration de leur rétention d’eau. 

En termes d’utilisation, il n’est pas conseillé de l’utiliser seul, il est préférable de le mélanger avec un engrais organique comme le compost, au moment d’amender le sol. Mieux, en l’incorporant directement au moment du processus de compostage, le biochar permet de réduire le temps de compostage et retient mieux l’azote (moins de perte en NH₃ et N₂O, en évitant la volatilisation de l’azote). En conséquence, ce charbon booste la qualité du compost.

Lors de la méthanisation, le biochar peut être incorporé dans la ration afin d’augmenter la production de méthane et il stabilise le processus si la ration doit être changée. 

Bien sûr, parmi ses atouts, le biochar est considéré comme un puits de carbone car « une partie du carbone capté par la biomasse au cours de sa croissance reste séquestré dans le biochar et c’est un carbone très stable. Dans les utilisations des matériaux de construction, il peut être incorporé au béton ou à l’asphalte et il conserve le bénéfice du puits de carbone. Quand il retourne au sol, il y a une légère libération du carbone mais elle est lente et minime », souligne l’ingénieur. 

Si très peu d’essais en grandeur nature (aux champs) et dans le temps ne permettent pas aujourd’hui de valider tous les avantages de l’usage du biochar, des archéologues ont trouvé son origine en Amazonie. Ils ont remarqué que des zones étaient plus fertiles, autour des villages. Les habitants avaient l’habitude de jeter leurs restes de repas et du charbon, reste de leurs feux. Et quelques centaines d’années plus tard, on constate toujours les effets positifs de ce qu’ils n’appelaient pas encore le compost et le biochar.

Actuellement, la filière du biochar est encore en cours de construction, beaucoup moins avancée qu’en Allemagne, Suisse ou Autriche où de plus nombreuses installations sont déjà en fonctionnement. 

*Haffner Energy conçoit et fournit des équipements de production de gaz et d’hydrogène renouvelables à partir de biomasse. Renseignements : www.haffner-energy.com