Biochar : remède miracle ou effet de mode ?

Outre-Rhin, le biochar a le vent en poupe, si bien que ses béné­fices pour l’environnement sont souvent suréva­lués. Conjugué avec d’autres outils, il a néan­moins un rôle à jouer pour la séques­tra­tion du CO2 et la hausse de la ferti­lité.

Début 2022, Mathis Block, éleveur laitier à Oster­rade en Alle­magne, lançait la construc­tion de sa propre unité de produc­tion de biochar. Un inves­tis­se­ment d’un million d’euros. « Si je ne le fais pas main­te­nant, quand ? », remarque le jeune agri­cul­teur. Avec son frère Steffen, il avait d’abord songé à se lancer dans la métha­ni­sa­tion. Mais ils ont fina­le­ment décidé d’essayer quelque chose de neuf.

Comme c’est souvent le cas avec les nouveautés, beau­coup de ques­tions restent ouvertes :  d’où provient la biomasse à trans­former ? Qui la récu­père ? Comment utiliser soi-même le biochar sur les parcelles d’une exploi­ta­tion ? Une chose est sure, recon­naît Mathis Block : l’évolution du prix du CO2 déter­mi­nera la renta­bi­lité du projet.

Mathis Block, éleveur laitier, s’est lancé dans la produc­tion de biocharbon.

Nous envi­sa­geons d’alimenter l’unité de produc­tion de biochar avec des plaquettes fores­tières locales.

Mathis Block

Suite aux accords de Paris et à ceux de l’Union euro­péenne pour la décar­bo­na­tion totale de l’économie d’ici 2050, la vente de certi­fi­cats se dessine comme une source de revenus addi­tion­nels pour les agri­cul­teurs. Selon des données récentes, une tonne de biochar permet­trait de capter 3,6 tonnes de dioxyde de carbone.

Des pers­pec­tives inté­res­santes

Les pers­pec­tives commer­ciales sont plutôt encou­ra­geantes pour les deux jeunes éleveurs. Le prix des certi­fi­cats a doublé ces douze derniers mois. Rien d’étonnant – outre-Rhin, la pres­sion sur l’utilisation d’énergie fossile s’est renforcée du fait d’une taxe carbone, d’objectifs ambi­tieux en termes de protec­tion de l’environnement, et bien sûr des conflits mondiaux. Les indi­ca­teurs pointent actuel­le­ment vers une tendance haus­sière sur le marché des crédits.

Mais loin des lieux de déci­sion poli­tique ou de spécu­la­tion, c’est d’abord l’avenir de son exploi­ta­tion qui inté­resse Mathis Bock. Le produc­teur laitier utilise déjà le biochar à petites doses dans comme complé­ment alimen­taire chez ses 300 vaches, et projette à terme de l’épandre comme amen­de­ment sur ses parcelles d’herbe et de maïs.

La première étape sera d’alimenter l’installation de carbo­ni­sa­tion avec de sous-produits ligneux de la région, pour le moment expé­diés au Dane­mark. « Nous souhai­tons valo­riser le local », souligne l’éleveur, qui s’imagine très bien la géné­ra­li­sa­tion d’un tel système à très grande échelle. Une produc­tion de biochar décen­tra­lisée dans chaque village ?

Une poignée de biochar : combiné à un compost, un digestat, un engrais ou de la terre, on obtient un substrat fertile.

Reste à savoir si un tel système serait judi­cieux. Certains en doutent, parmi eux Thomas Hell­mann,  gérant de Effek­tive Mikroor­ga­nismen Westküste. « En agri­cul­ture nous sommes partiel­le­ment sortis des cycles natu­rels. Il n’existe donc plus de procédés tota­le­ment ‘sains’ », estime Hell­mann. L’entreprise conseille les éleveurs de bovins, de porcs et les produc­teurs de biogaz, l’accent étant mis sur la biologie. Sa devise : raviver les processus natu­rels chez les animaux, les plantes et les sols.

Thomas Hell­mann, agri­cul­teur et consul­tant.

Pour cela il utilise plusieurs souches de micro-orga­nismes, des poudres miné­rales, et du biochar. « Pour moi le biochar est un outil parmi d’autres », résume-t-il. « Il possède certaines propriétés qui déclenchent parfois de bonnes réac­tions. » Mais le consul­tant souhaite garder un recul critique. Par exemple, il n’est pas sûr que ce charbon végétal puisse sauver ces parcelles « où la biologie du sol souffre depuis long­temps du fait de méthodes cultu­rales inap­pro­priées. »

En agri­cul­ture nous sommes partiel­le­ment sortis des cycles natu­rels.

Thomas Hell­mann

Reste que le « Carbon farming » a le vent en poupe. Si le terme désigne d’abord la forma­tion d’humus durable, la produc­tion de biochar rentre aussi dans cette caté­gorie. En Alle­magne et dans le monde, des réseaux et initia­tives se déve­loppe autour du concept d’agriculture régé­né­ra­trice. Dans ces réseaux, les propriétés du biochar sont déjà mise en avant depuis des années, en parti­cu­lier sa très grande capa­cité de liaison des nutri­ments et de réten­tion d’eau.

L’économie de la terre

Ici, l’exploitation alle­mande Heng­st­ba­che­rhof fait depuis des années office de pion­nière. Elle a déve­loppé sa propre Terra Preta, un mélange de terreau fertile à base, entre autres, de biochar et de compost. Mais elle s’est heurtée à « l’économie de la terre » : « Plus la Terra Preta est popu­laire, plus le prix du biochar augmente. 10 à 15 % en volume de biochar sont néces­saire à la produire. Avant, un biochar de bonne qualité coutait 250 €/t, ce prix s’élève aujourd’hui à 500 voire 1 000 € », admet­tait derniè­re­ment Joachim Bött­cher, de Heng­st­ba­che­rhof, dans une inter­view. « Bien trop cher. »

Ces dernières décen­nies, il y a eu d’ailleurs pas mal de ratés du côté des start-ups de ce nouveau marché, alors même que sur le terrain média­tique, les effets béné­fiques de la Terra Preta, cette « terre noire magique » origi­naire de l’Amazonie, conti­nuaient d’être diffusés. Et que les qualités du biochar, ou le bilan éner­gé­tique des tech­niques de pyro­lyse, ne font pas l’unanimité.

Les instal­la­tions de carbo­ni­sa­tions de Carbo-Force sont héber­gées dans des contai­ners.

Du côté des diffi­cultés tech­niques, celles-ci, en tout cas, semblent être surmon­tées. « La tech­no­logie s’est déve­loppée », assure Kai Alber­ding, direc­teur de Carbo-Force, un des rares fabri­cants d’installations de carbo­ni­sa­tion en Alle­magne. L’entreprise a implanté sa première instal­la­tion en été 2021. Elle y valo­rise des copeaux de bois, livrés par un entre­pre­neur de la région et trans­formés en fine pous­sière de charbon, qui est ensuite condi­tionnée en big bags.

La demande est supé­rieure à l’offre, estimée à environ 750 tonnes. Environ 2 400 tonnes de matière sèche de bois sont néces­saires pour produire cette quan­tité de biochar. L’installation de carbo­ni­sa­tion tient dans un container de 12 mètres, qui n’a rien impres­sion­nant à première vue. Mais lorsque l’on jette un œil à l’intérieur, on peut vite aper­ce­voir à quelle point la trans­for­ma­zion de biomasse fraîche en biochar peut être complexe.

Malte Graf, Direc­teur de Carbo-Force

En nous basant sur la pyro­lyse tradi­tion­nelle, nous avons mis au point une nouvelle procé­dure.

Malte Graf

Les tempé­ra­tures lors du procédé tournent autour de 750-800 degrés Celsius. « Nous cumu­lons plus de 15 ans d’expérience dans le déve­lop­pe­ment de procédés de carbo­ni­sa­tion inno­vants. En nous basant sur la pyro­lyse tradi­tion­nelle, nous avons mis au point une nouvelle procé­dure avec oxyda­tion partielle, que nous avons conti­nuel­le­ment opti­misée pour une utili­sa­tion pratique », explique le co-direc­teur de l’entreprise, Malte Graf. « Alors que la pyro­lyse tradi­tion­nelle, avec réchauf­fe­ment indi­rect via des échan­geurs de chaleur, consomme d’énormes quan­tités d’énergie, notre tech­no­logie permet de produire de l’énergie supplé­men­taire à partir des résidus. »

Pour une puis­sance de processus d’un méga­watt et un besoin élec­trique éton­nam­ment faible d’environ 8 kW de puis­sance, 450 kW peuvent être produits par récu­pé­ra­tion de chaleur. Compte tenu de l’augmentation des coûts de l’énergie, il s’agit là d’une piste d’optimisation impor­tante. Mais le plus gros de la marge provient de loin de la vente de charbon végétal. « Les clients se l’arrachent », dépeint Malte Graf.

Pous­sière de charbon en big bags : visite sur le site de l’usine de recy­clage Rend­sburg-Eckernförde GmbH.

Comprendre les limi­ta­tions

Mais tandis que, face à l’engouement pour les crédits carbone, certains négo­ciants se frottent les mains, tous les agro­nomes et agri­cul­teurs ne sont pas convaincus. Plusieurs alertent même du carac­tère contre­pro­ductif de certains procédés : des quan­tités impor­tantes de biochar peuvent impacter les niveaux de satu­ra­tion des sols, ce qui entraine notam­ment un lessi­vage de l’azote. Dans un cour­rier des lecteurs adressé à un journal agri­cole alle­mand, Volker Bosse, produc­teur Nien­burg, calcu­lait récem­ment que pour un rapport C/N de 12/1, un gain annuel de 0,1 de MO requiert trop d’azote, dans le contexte actuel, pour garantir la renta­bi­lité du « Carbon Farming ».

L’avenir dira si ses calculs sont exacts. Il reste impor­tant de noter que le biochar ne constitue pas une panacée ; d’autant plus si la biomasse utilisée pour sa produc­tion contient des polluants. Car cet amen­de­ment n’est pas chimi­que­ment stable pour toute éter­nité ; personne ne sait vrai­ment quand, mais la matière carbo­nisée peut de désta­bi­liser, et répandre des polluants dans l’environnement.

Si la prudence est de mise, cela ne remet pas en cause l’intérêt agro­no­mique d’un « bon » charbon végétal. Au contraire, le sujet est au cœur d’une ques­tion mondiale : comment le sol de notre planète peut-il être cultivé dura­ble­ment tout en respec­tant l’environnement ? Un problème complexe, où la réponse devra se décliner à l’échelle locale.

Chris­toph Thomsen, membre du comité direc­teur de l’association profes­sion­nelle du biochar fondée en 2017 et située à Leon­berg, en Alle­magne, le sait bien. Thomsen est égale­ment chef de projet pour Humus­reich Schleswig-Holstein, une orga­ni­sa­tion qui informe les agri­cul­teurs sur les avan­tages d’une hausse de la matière orga­nique. « Bien qu’il existe de nombreuses recom­man­da­tions sur des bonnes pratiques issues d’essais actuels tour­nant autour de la consti­tu­tion d’humus (notam­ment en Autriche), cette approche ne peut pas être trans­posée telle quelle ailleurs, par exemple ici dans le nord de l’Allemagne », explique Thomsen, qui orga­nise des ateliers d’information auprès des produc­teurs. « En revanche, on peut soutenir les agri­cul­teurs qui souhaitent se lancer dans le déve­lop­pe­ment du taux l’humus en four­nis­sant des certi­fi­cats de protec­tion de l’environnement », encou­rage-t-il.

Le biochar

Il est géné­ra­le­ment fabriqué à partir de résidus végé­taux lors d’un processus anaé­robie, à des tempé­ra­tures comprises entre 380 °C et 1 000 °C. Utilisé à la fois comme amen­de­ment et comme substrat pour les éléments ferti­li­sants, il peut aussi enri­chir le compost, ou servir à fixer des éléments nutri­tifs du lisier. Lorsqu’il est épandu comme amen­de­ment, son poten­tiel de séques­tra­tion permet d’améliorer le bilan CO2 d’une exploi­ta­tion. Mélangé avec d’autres ingré­dients tels que les os, les arêtes de poisson, les déchets de biomasse et les matières fécales, le biochar est un des compo­sants de la terra preta. Enfin, il peut égale­ment être utilisé comme additif alimen­taire dans les rations.