Biochar

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Biochar
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Le biochar est un charbon d’origine végétale, résultant de la pyrolyse (combustion partielle à haute température et sans oxygène) de biomasse pouvant avoir différentes origines (résidus de culture, déjections solides, paille, bois, etc.). Il est de plus en plus utilisé en agriculture en tant qu’amendement, activateur de compostage ou en mélange dans des substrats horticoles, grâce à ses différentes propriétés physico-chimiques.


Fonctionnement physico-chimique

Le biochar, cumule de nombreux avantages pour le climat, l’environnement et possède des bénéfices agronomiques. Composé essentiellement de carbone, le biochar possède une structure poreuse et stable dans le temps[1]. Cette structure lui permet entre autre de :

  • Séquestrer du carbone.
  • Améliorer la rétention en eau et en nutriments du sol : +18% de rétention d’eau.
  • Augmenter l’activité microbiologique (les pores du biochar constituent des habitats pour les microorganismes) : +40% de champignons mycorhiziens.
  • Augmenter la capacité d’échanges cationiques (CEC) : +50%[2].


L’utilisation de biochar revêt un double bénéfice : la production d’énergie renouvelable (biogaz et huiles) lors de la pyrolyse et l’amélioration de la qualité des sols ainsi que des rendements. En effet, les gaz et huiles produits lors de la pyrolyse peuvent être captés et réutilisés ou bien directement brûlés.

Les bénéfices apportés par le biochar dépendent de sa qualité (et donc de la qualité de la biomasse initiale) et de son interaction avec le sol où il est appliqué[3].


Utilisation et application en agriculture

Le biochar possède un coût élevé (600-800€/T)[3], ce qui le rend difficile d’accès pour des systèmes de grandes cultures par exemple où les prix pourraient monter à plus de 3000€/ha. Il est néanmoins intéressant à utiliser sur des petites surfaces, en serre ou sur des plantes pérennes et est autorisé en agriculture biologique.


Comment utiliser le biochar?

Les techniques d’utilisation et les doses ne sont pas clairement définies, néanmoins, on peut dégager différentes méthodes d’utilisation en fonction des filières (n'hésitez pas à partager avec nous votre expérience sur le sujet dans la zone de commentaires en bas de page).

  • Horticulture et maraîchage : Le biochar peut être utilisé en remplacement ou en incorporation dans des substrats non renouvelables comme la tourbe. Il peut être utilisé en enfouissement, combiné à de l’engrais à une teneur d’environ 35%[4].
  • Viticulture : Le biochar peut être appliqué à une dose de 6 tonnes/ha et mélangé à du compost, à 40cm du rang et à 30 cm de profondeur : il réduit le stress hydrique et augmente la densité du couvert[5].
  • Arboriculture : Le biochar peut être épandu en enfouissement (rang et inter rang) sur 5cm à 5 tonnes/ha[6].
  • Lorsqu’il est utilisé seul comme amendement, la quantité recommandée est d’environ 2 à 5 tonnes par hectare[1].

Outre son usage en tant qu’amendement, le biochar peut être utilisé à des fins de traitement des fumiers et des litières (réduction des odeurs et des gaz à effet de serre), ainsi qu’en tant qu’additif pour le compostage, l’ensilage, la méthanisation ou encore l’alimentation (effet positif sur la digestibilité, le gain de masse et l’apport en nutriments)[7].


Bénéfices

  • Le biochar augmente la CEC, permettant ainsi d’améliorer la rétention des nutriments et d’éviter les phénomènes de lessivage.
  • Il permet aussi la rétention d’eau (d’autant plus sur un sol grossier) et fournit un habitat pour les microorganismes.
  • La rétention et la disponibilité de l’eau et des nutriments ainsi que la présence de nombreux microorganismes permettent une meilleure croissance des plantes et donc de meilleurs rendements.
  • L’apport de biochar, dont le pH se situe entre 7 et 10, rééquilibre les sols acides[1].
  • La stabilité et la résilience du biochar dans le sol permettent en une seule application de créer et de maintenir une fertilité de longue durée.
Fichier:Biochar Effets.jpg
Effets agronomiques du biochar selon une méta-analyse basée sur 371 travaux scientifiques (Source : Biederman & Harpole - 2013).


Risques et freins à l’utilisation

  • Problèmes de désherbage en présence : Le biochar entraînerait l’inactivation des herbicides [8]. Cette observation reste préliminaire et dépend du type d’herbicide et d’adjuvants utilisés.
  • Rentabilité économique : Prix élevé du biochar (600-800€ / tonne, avec un apport conseillé de 2-5 tonnes/ha ➜ 1400-3500€/ha).
  • Disponibilité de la biomasse et de la production : Seulement 4 unités industrielles de production de biochar en France, coût potentiel du transport important.
  • Fabrication artisanale compliquée : Temps, matériel, manque de législation sur la pyrolyse (interdiction de faire des feux dans certaines régions et à certaines périodes), etc.

Néanmoins, des entreprises comme Rezomes produisent et vendent des fours à biochar pour agriculteurs, qui sont faciles à monter et à utiliser. La production de biochar artisanal reste plus compliquée que l’achat direct, puisqu’elle comporte une étape de broyage supplémentaire et demande du temps ainsi qu’une biomasse initiale de qualité.


En résumé

Le marché du biochar est en pleine expansion, fournissant un matériau respectueux de l’environnement et permettant d’améliorer la rétention d’eau et de nutriments, et ainsi le rendement des cultures. Néanmoins, son prix élevé ne le rend pas encore très accessible, et son utilisation semble préférable sur de petites surfaces.


Sources

  1. 1,0 1,1 et 1,2 Rezomes, 2022, Qu'est-ce que le biochar ? https://www.rezomes.com/biochar
  2. Guy Reinaud : Le biochar est un intrant qui augmente les rendements agricoles de manière écologique en séquestrant du carbone https://www.pronatura.org/biochar/
  3. 3,0 et 3,1 Frédérique Hupin, 2022: Le biochar : enjeu climatique, potentiel agronomique et leviers pour une utilisation systémique en Europe https://agriculture-de-conservation.com/Le-biochar-enjeu-climatique-potentiel-agronomique-et-leviers-pour-une.html
  4. Thomas Harcourt, Biochar en agriculture : une solution polyvalente https://carbon-centric.fr/biochar-agriculture/
  5. Sarah El Makhzoumi, 2023: Le biochar à l'essai dans les vignes pour lutter contre le changement climatique https://www.vitisphere.com/actualite-99266-le-biochar-a-lessai-dans-les-vignes-pour-lutter-contre-le-changement-climatique.html
  6. Chris Fields-Johnson, 2020 : Applications of Biochar for Arboriculture https://wwv.isa-arbor.com/quizbank/resources/5611/CEU_022020.pdf
  7. Raphaël Lecocq, Tout savoir (ou presque) sur le biochar, 2023, https://www.pleinchamp.com/actualite/tout-savoir-ou-presque-sur-le-biochar
  8. Rodrigo Nogueira de Sousa, 2022: Interaction Mechanisms Between Biochar and Herbicides https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.7b00458
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