Biochar : une méthode émergente de stockage du CO2

Les scien­ti­fiques sont clairs, comme le montre le 6^ème rap­port de syn­thèse du Groupe d’experts inter­gou­ver­ne­men­tal sur l’évolution du cli­mat (GIEC)¹ : « Le déploie­ment des tech­niques d’é­li­mi­na­tion du dioxyde de car­bone (CO₂) est inévi­table pour contre­ba­lan­cer les émis­sions de gaz à effet de serre, dif­fi­ciles à sup­pri­mer, et ain­si par­ve­nir à atteindre la neu­tra­li­té car­bone. » En cap­tant le CO₂ de l’atmosphère et le sto­ckant dura­ble­ment dans les sols, les océans ou encore les maté­riaux, ces tech­niques sont l’ultime levier à mobi­li­ser pour atté­nuer le chan­ge­ment cli­ma­tique lié aux acti­vi­tés humaines. Cer­taines sont déjà uti­li­sées – comme la refo­res­ta­tion, l’agroforesterie ou encore la res­tau­ra­tion des zones humides, tan­dis que d’autres émergent. Encore très peu déployé, le bio­char fait par­tie de ces solu­tions de sto­ckage émer­gentes et pro­met­teuses pour atté­nuer le chan­ge­ment climatique.

Le bio­char est un maté­riau très riche en car­bone. Il est pro­duit en chauf­fant de la matière orga­nique entre 300 et 700 °C, sans oxy­gène – un pro­cé­dé appe­lé pyro­lyse. « On valo­rise des déchets, comme des rési­dus de cultures et de syl­vi­cul­ture, des déchets agroa­li­men­taires, des rési­dus de sta­tions d’épuration, etc. », pré­cise David Hou­ben. En sor­tie de pyro­lyse, on récu­père du bio­char (une sorte de char­bon), de l’huile et du gaz. En Ama­zo­nie, les civi­li­sa­tions pré­co­lom­biennes l’utilisaient déjà il y a plus de 1 000 ans pour amé­lio­rer la qua­li­té de leurs sols grâce à la capa­ci­té du bio­char à rete­nir les nutri­ments. D’après les don­nées les plus récentes², plus de 350 000 tonnes de bio­char étaient pro­duites dans le monde en 2023 (figure 1) – dont la moi­tié en Amé­rique du Nord, contre moins de 100 000 tonnes en 2021.

Quel inté­rêt face au chan­ge­ment cli­ma­tique ? « Trans­for­mer la bio­masse en bio­char per­met de sta­bi­li­ser une par­tie du car­bone qu’elle contient, ce qui évite son rejet dans l’atmosphère », répond David Hou­ben. Au cours de leur crois­sance, les végé­taux captent du CO₂ et le trans­forment en matière orga­nique, c’est la pho­to­syn­thèse. À leur mort, la matière orga­nique est décom­po­sée par les microor­ga­nismes du sol : le car­bone est alors relâ­ché sous forme de gaz (le CO₂) dans l’atmosphère. À l’inverse, en trans­for­mant les végé­taux en bio­char, la majo­ri­té du car­bone s’y retrouve pié­gée pen­dant une très longue durée. « Les microor­ga­nismes ne dis­posent pas d’enzymes per­met­tant de décou­per les chaînes car­bo­nées du bio­char, explique David Hou­ben. Résul­tat, le bio­char est très peu dégra­dé et le car­bone y reste sto­cké de façon stable. » Si le bio­char est pro­duit loca­le­ment, chaque tonne contient entre 2,5 et 3 tonnes de CO₂ équi­valent, une métrique qui estime la quan­ti­té de gaz à effet de serre qui aurait été autre­ment relâ­chée dans l’atmosphère.

Mais ce n’est pas tout, le bio­char a d’autres impacts sur le cycle du car­bone³. Lorsque le gaz pro­duit lors de la pyro­lyse est valo­ri­sé sous forme d’énergie, il dimi­nue le recours aux éner­gies fos­siles et donc évite des rejets sup­plé­men­taires de CO₂ dans l’atmosphère. Ajou­té aux sols, le bio­char peut amé­lio­rer la crois­sance des plantes – et donc leur capa­ci­té de sto­ckage du CO₂ – et réduit le recours aux fer­ti­li­sants de syn­thèse. Le bio­char fait par­tie des nou­velles méthodes de sto­ckage du car­bone, les méthodes conven­tion­nelles étant l’agroforesterie ou la refo­res­ta­tion notam­ment. À ce jour, par­mi les 2 mil­liards de tonnes de CO₂ cap­tées chaque année, moins de 1 % le sont grâce aux nou­velles méthodes de sto­ckage⁴ (figure 2). Le bio­char est la plus répan­due, envi­ron 790 000 tonnes de CO₂ sont ain­si sto­ckées sous forme de bio­char chaque année. D’après les scé­na­rios du State of car­bon dioxide remo­val, il est néces­saire que ces nou­velles tech­no­lo­gies de sto­ckage dépassent la barre du mil­liard de tonnes de CO₂ par an d’ici 2050 pour atteindre la neu­tra­li­té carbone.

Le bio­char est-il la solu­tion par­faite pour le cli­mat ? « Le bio­char est une solu­tion par­mi d’autres pour atteindre la neu­tra­li­té car­bone, mais son poten­tiel pré­sente cer­taines limites », tem­père David Hou­ben. Il faut tout d’abord dis­po­ser de gise­ments de matière pre­mière suf­fi­sants, cela par­fois au détri­ment d’autres voies de valo­ri­sa­tion comme la métha­ni­sa­tion ou la pro­duc­tion de bio­ma­té­riaux. À ce jour, la majo­ri­té du bio­char est pro­duit à par­tir de rési­dus de la fores­te­rie en Amé­rique du Nord, Europe, Amé­rique du Sud et Océa­nie. L’Asie et l’Afrique valo­risent une plus grande quan­ti­té de rési­dus agri­coles⁵. « Il est éga­le­ment impor­tant de le pro­duire et l’utiliser loca­le­ment, au risque d’augmenter son empreinte car­bone et dimi­nuer ain­si son inté­rêt, ajoute David Hou­ben. Enfin, il ne pour­ra pas être uti­li­sé de façon ren­table dans toutes les régions du monde. »

Ce der­nier point est cru­cial. La valeur éco­no­mique du bio­char repose sur les cré­dits car­bone que sa pro­duc­tion peut géné­rer, mais aus­si sur sa capa­ci­té à amé­lio­rer les ren­de­ments agri­coles. Or cet effet a été démon­tré dans les zones tro­pi­cales (+ 25 % de ren­de­ments en moyenne), mais pas dans les régions tem­pé­rées⁶. « Le bio­char pré­sente une bonne capa­ci­té à rete­nir l’eau, un autre atout inté­res­sant pour l’agriculture, pointe David Hou­ben. Mais des recherches sont encore menées pour éva­luer dans quelle mesure cette eau pié­gée dans le bio­char est dis­po­nible pour les plantes. »

La varia­bi­li­té des contextes dans les­quels le bio­char est fabri­qué, appli­qué ou encore les pra­tiques agri­coles rend les esti­ma­tions de son poten­tiel de sto­ckage de car­bone très com­plexes. Sur la base du gise­ment de matière orga­nique dis­po­nible, une étude récente éva­lue son poten­tiel de sto­ckage à envi­ron 6 % des émis­sions de gaz à effet de serre mon­diales⁷. Mais la dura­bi­li­té éco­no­mique de cette esti­ma­tion ne semble pas réa­liste, comme le sou­lignent les auteurs : une part impor­tante des régions n’est pas située en zones tro­pi­cales, rédui­sant ain­si le poten­tiel réa­liste de sto­ckage de car­bone par bio­char. « Le bio­char pré­sente un inté­rêt agro­no­mique et cli­ma­tique cer­tain, selon le contexte, conclut David Hou­ben. Il est une solu­tion d’atténuation utile lorsqu’il est pro­duit et uti­li­sé loca­le­ment, et qu’il amé­liore les pro­prié­tés des sols. Mais il reste com­plé­men­taire à d’autres stra­té­gies plus effi­caces à plus large échelle, comme l’introduction de cou­verts végé­taux dans les ter­rains agri­coles. »

Propos recueillis par Anaïs Marechal