William Janssens

Mon premier essai de fabrication !

J’ai récemment découvert quelques aspects d’une merveille de l’ancien monde : La Terra preta. Une chose dans sa composition ne trompe pas : Quelle magnifique couleur noire !

La richesse de cette terre provient notamment du charbon « végétal » – appelé aussi biochar (terme anglais destiné au charbon d’origine végétale). On entre dans les détails dans quelques instants. Commençons par une image :

Par Holger Casselmann — Travail personnel, CC BY-SA 3.0, url

Eldorado ? Le véritable « or noir » ?

La forêt d’Amazonie est « curieusement » riche à certains endroits.

Ses sols sont bien souvent impropres à l’agriculture d’ailleurs (riche en oxyde d’aluminium, relativement pauvre en silice, sur « minéralisés »). Et pourtant, on y retrouve, à certains endroits, une profondeur de fertilité TOTALEMENT atypique. Si vous ne vous en rendiez pas compte, car tout le monde ne regarde pas ce qu’il se passe « sous ses pieds », on y a observé à de multiples reprises (pas juste un heureux hasard) un sol encore fertile au-delà du mètre de profondeur, ce qui est de l’ordre de l’exceptionnel.

La forêt en question a vraisemblablement été implémentée par des bipèdes qui méritaient encore le titre homo sapiens sapiens (doublement sage, tout de même). Vous savez, on parle ici des êtres respectueux de la nature, ceux qui étaient présents avant l’arrivée du monothéisme*

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digression-williamienne #1

*Pour faire politiquement correct, certains préfèrent dire « civilisation précolombienne », pour ne pas heurter la sensibilité – absente pourtant – de ces sociopathes à la base des croisades, des tortures, des buchers, des génocides, de la pédophilie, des guerres, du colonialisme et de tout ce qui se rapproche du nouveau monde qui a délibérément écrasé l’ancien.

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Ne sont-ils pas…tous des sauvages ? Voir mon article, si ça vous intéresse.

Non seulement les anciens peuples indigènes respectaient la nature, mais ils construisaient aussi mieux que nous (Sacsayhuaman et les imbrications mégalithiques inégalées à ce jour, etc.). Leurs civilisations se sont étendues sur des zones immenses (merci à la technologie Lidar !). Malgré le discours matraqué de l’histoire conventionnelle (qui en raconte… des histoires, ça c’est sûr), il n’y a rien qui respecte le supposé « progrès technologique linéaire » depuis la révolution industrielle.

Les assemblages sont là, immortels. Les mégalithes se moquent de tous ceux qui n’ont pas su regarder la réalité en face : « Oui, je suis tout en haut de la montagne. Je sais. Ah, effectivement, même aujourd’hui vous n’arriveriez pas à me monter jusqu’ici. ».

Parmi les innombrables sagesses que l’on peut retirer de ces pionniers – avant que les colons n’y répandent la rougeole, et apportent leur grande expérience en torture et en massacres, on trouve des sols exceptionnels. Exceptionnels, car il semble nécessaire, pour obtenir ce type de biochar, de pratiquer une pyrolyse qualitative, à plus de 600°C (0). Il s’agit donc d’une compétence, pas d’un heureux hasard (vous savez de quoi je parle si vous avez déjà fait vous-même du charbon).

Un indigène sur un tracteur ?

Fin du sarcasme après, mais … ces peuples ne labouraient évidemment pas les sols avec des tracteurs !

Au lieu de tuer le sol et de troquer TRÈS EFFICACEMENT sa fertilité pour une abondance illusoire ponctuelle*, ces peuples ont trouvé une méthode pour conserver pendant des centaines d’années, une fertilité exceptionnelle dans le sol, là où on ne l’attendait pas.

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digression-williamienne #2

* Depuis la « révolution verte », les techniciens agricoles sont amenés à injecter plus de calories via la pétrochimie et le package de monoculture industrielle subventionnée qu’ils n’en récupèrent in fine. Ces « récoltes » seront la plupart du temps transformées en complément d’essence « biocarburant » pour alimenter les tracteurs et d’autres engins à explosion dont la technologie est héritée de l’ère victorienne (merci aux colons britanniques, cette fois-ci). En cette période de l’année, vous verrez probablement des gigantesques moissonneuses renvoyer la collecte instantanément dans une remorque, prête à être remplacée par une autre, flambant neuve. Rien n’appartient vraisemblablement aux agriculteurs pour autant, tout est subventionné, simplement parce qu’ils choisissent de suivre le cahier des charges. Soja cette année ? Ok. Tournesol ? D’accord. Maïs ? Oui. Labourer à chaque fois ? Ok. Intrants à chaque fois ? Dîtes-moi quoi mettre et … je le mettrai. Pesticides ? Fongicides ? Herbicides ? Oui, pas de problème, tant que je suis payé.

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Comment obtenir cette terre noire, fascinante, à fertilité auto-entretenue?

Il devait y avoir quelque chose à creuser. C’est donc ce que j’ai fait, vous le verrez tout à l’heure, avec le four atypique que j’ai découvert (four à charbon végétal).

Le biochar n’est qu’une partie, mais c’est probablement le point d’entrée et la structure « principale » de cette terre incroyable. La seconde partie détaillera le reste – lien ICI .

Il devait y avoir quelque chose à creuser. C’est donc ce que j’ai fait, vous le verrez dans un instant, en découvrant cet incroyable four à charbon végétal.

Tout d’abord, un charbon végétal de qualité

Il existe une méthode « low tech » (technologie appropriée) pour créer du charbon végétal à structure similaire de la terra preta, soit cuit à plus de 600°C.

Je l’ai trouvée chez un académicien sacrément dégourdi ! Cet homme généreux a par ailleurs choisi de transmettre le fruit de son savoir aux personnes particulièrement dans le besoin.

Quoi de mieux, en guise d’introduction, que de donner la parole à son inventeur :

« Le puits de terre Kon-Tiki est le point d’entrée pour le Réseau de production Global de classe d’Artisans. Des dizaines de milliers de fermiers en Asie, en Afrique, aux États-Unis, et en Europe produisent leur premier charbon végétal de cette manière – à partir de leur propre biomasse résiduelle, sur leur propre terrain, sans aucun investissement hormis l’effort à fournir. »*

Du charbon avec des flammes, dans un trou ? Laissez-moi un instant pour développer. 🙂

Traduction : Le meilleur contrôle si on le fait correctement : Pas de fumée ! – Image tirée du pdf disponible sur ce site : url *Traduction personnelle de « The soil pit Kon-Tiki is the entry point for the Global Artisan Network production class. Tens of thousands of farmers in Asia, Africa, Americas, and Europe produce their first biochar this way – from their own residual biomass, on their own land, with zero investment beyond labour. » – ibid

Ironie ou pas, son créateur Hans-Peter Schmidt vient d’Arbaz, en Valais (au-dessus de Sion, dans les montagnes côté soleil, pour situer un peu). Pour ceux qui connaissent la région, il a une magnifique vue sur Nax lorsqu’il confectionne son charbon :-).

Source / crédits : « Fig. 1. Biochar production in the Swiss Alps.« , url

C’est grâce à ce design exceptionnel que j’ai pu sortir d’un haut niveau d’ignorance par rapport à la confection de charbon qualitatif.

Le charbon de bois mal préparé possède des polluants, on ne peut pas mettre « n’importe quel charbon » dans le jardin et réussir sa terra preta !

A la base, je pensais simplement sortir le charbon de mon poêle à bois et le « tasser en morceaux ». Effectivement, la terre aurait été « noire ». Elle aurait aussi été polluée progressivement par des HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques). Ahhh non, je ne fais pas « tout au naturel » depuis plus de deux années pour finir avec des goudrons dans mon jardin!

Pyrolyse : Comment atteindre ce charbon végétal de qualité ?

Acheter ? Bien sûr. C’est tout moi ça, acheter sans comprendre, pour être finalement déçu, tout en restant dépendant d’une chaîne que je cherche à briser tous les jours.

Plus sérieusement, j’ai appris via cette expérience que l’on pouvait faire une pyrolyse AVEC le feu.

La révolution était là, car tous les systèmes industriels modernes de pyrolyse suppriment l’arrivée d’air (de façon relative) pour étouffer la combustion.

Ici, le but est d’étouffer le feu par … un feu finement dosé.

Le bois ne brûle pas, pas directement. Ce sont les gazes libérés qui prennent feu. En bref, le bois contient beaucoup d’énergie, car c’est une accumulation d’énergie solaire progressive par la photosynthèse (printemps/été/automne = accumulation de carbone atmosphérique dans les stomates, en le liant ensuite par le pouvoir réducteur du soleil que les plantes savent accueillir).

En pratique, ces chaînes de carbone sont riches, car elles possèdent beaucoup d’hydrogène. La lignine du bois est riche en carbone « accompagné de beaucoup d’hydrogène ». On parle de ratio H/C pour « tout ce qui brûle » (terminologie largement utilisée par l’industrie pétrolière).

Ce matériau est cependant trop stable pour brûler. On ne brûle pas une grosse poutre de faîtage comme ça… il faut d’abord « libérer » l’énergie.

Donc, pour que du bois relativement sec brûle, il faut :
(a) qu’il chauffe et se déshydrate (perte d’eau résiduelle),
(b) qu’il commence à relâcher ses gazes, sous l’effet d’une chaleur suffisante (>200°C),
(c) ce gaz peut brûler s’il y a déjà une étincelle/une flamme (une énergie d’activation) et peut être entretenu ou non. Il est étouffé s’il manque d’oxygène (comburant).

Normalement, les fabricants de charbon se retrouvent à « cuir » le bois, sans le brûler complètement pour autant. Ils ont donc développé une forme de « peur » de toute arrivée d’air dans leur système de cuisson. Ce dernier enclencherait malencontreusement, selon eux, la combustion du … précieux combustible.

C’est une crainte fondée, mais ce n’est plus pertinent lorsque nous apprenons à gérer le « chemin de l’air », on parle de gestion de la mécanique des fluides (l’air est fluide aussi) :

• On cherche, par design et non par coup de chance, à générer un vortex d’air qui va lui même « priver le bois carbonisé de son oxygène ».

Source/crédits : « Fig. 9. Air is drawn in over the hot outer wall of the kiln and swirls above the fuel bed creating a vortex that ensures good mixing of pyrolysis and combustion air, resulting in very low emissions of the Kon-Tiki kiln. » url

• Ceci protégera le bois de la combustion, car le feu intense aura totalement consumé les gazes relâchés progressivement par les couches inférieures de bois « en train de carboniser ». Le vortex fonctionne également avec le trou dans le sol, même si l’arrivée d’air est évidemment latérale. A noter qu’il existe un modèle en acier / ou inox, ou une version sans investissement, à travers le trou à creuser, dont une des premières idées semble venir d’ici : lien youtube
• Ce bois continue de chauffer, car le feu est si intense qu’il amène les couches inférieures à relâcher leurs gazes*. Ceci s’opère non pas par l’air (la chaleur « monte »), mais par radiation. En effet, le spectre infrarouge du feu vous chauffe, même sans que vous le touchiez.

*Typiquement, on trouvera du méthanol, pour ceux à qui ça parle, d’où l’excellente combustion (quand le triangle du feu est bien maîtrisé).

Un trou dans le sol, mais avec un design d’ingénieur académique

Source : Four à charbon de Hans-Peter Schmidt, design pris au lien suivant, url

Alors, ce design universitaire incroyable ? C’est compliqué ?

Franchement, on parlera surtout :

• d’une pioche,
• d’une pelle,
• d’un soupçon de patience et d’une bonne dose d’effort.

Voici le résultat, avec quelques modifications, sans changer significativement les rapports. A noter que mes diamètres supérieurs et inférieurs atteignent respectivement 130 et 52 cm. J’ai ainsi obtenu une profondeur d’environ 74-75cm (longueur de pente ~ 87cm, et un peu moins de 60° d’angle).

Voici le trou, après la première flambée seulement.

Bon, ça peut se comprendre, j’étais trop captivé par ma première expérience d’un feu monumental sans fumée pour avoir de quoi prendre une photo autour de moi.

• Vivre et expérimenter tombera toujours au premier plan. Le partage suit.

Une autre perspective, pour mieux imaginer les dimensions :

Cette première expérience fut incroyable. Je ferai en sorte de filmer / prendre en photo la prochaine. Je n’ai jamais vu un aussi beau feu (le prochain article est illustré par le processus de la seconde flambée).

Ce fut, selon moi, une réussite pour plusieurs raisons.

Comme les créateurs nous le recommandent, j’ai effectué :

• un allumage par le haut, en commençant par une « petite pyramide »
• un entretien de la recharge, en fonction des apparitions de cendres blanches.
• Et surtout, j’ai essentiellement suivi un DESIGN MAGNIFIQUE. Les créateurs/designers ont parfaitement compris comment faire du charbon AVEC LES BÉNÉFICES DES FLAMMES et non en luttant désespérément contre elles.

Résultat, après cette première expérience :

Bidon de 200 litres, rempli de charbon végétal « brute » (biochar).

Cela dit, il y avait l’équivalent d’une pelle de charbon qui n’a pas été suffisamment cuit (pyrolyse incomplète). Essentiellement, ce petit pourcentage de « bois peu carbonisés » était situé soit tout au fond – début de la flambée, soit tout en haut.

Les tout derniers éléments placés dans le Kon Tiki n’ont pas tous eu, dans ce premier essai, une bonne pyrolyse avant l’extinction par arrosage. Est-ce un problème ?

Pas du tout, je mettrai l’équivalent de cette « pelle de bois incomplètement carbonisés » dans la prochaine fournée. Dans cette dynamique, il n’y a rien qui se « jette », c’est fabuleux ! Je vous expliquerai d’ici peu comment j’ai pu améliorer ce point lors da ma seconde flambée.

Point important : Perte de calories

Il y a naturellement de grandes pertes de calories avec l’entretien de ces flammes. Même si la création de charbon végétal entre dans une démarche d’augmentation phénoménale de fertilité des sols (et de séquestration du carbone dans les sols, si c’est important dans vos critères / vos calculs), il en résulte tout de même une perte directe de chaleur.

Si l’on pouvait récupérer cette chaleur pour chauffer une grande « batterie thermique » pour la restituer par la suite, ce serait idéal. Il existe d’ailleurs un « titre d’article » assez explicite sur le site, pour valoriser cette importante source de chaleur, l’article n’est cependant pas accessible :

Source : https://www.ithaka-institute.org/en/journal/the-biochar-journal

Cela dit, ce n’est pas là-dessus que nous jouons notre impact sur l’écologie.

C’est un design extrêmement simple, totalement gratuit, faisable n’importe où.

Ici, on apprend à redonner de la vie dans le sol, sans polluer l’air avec du monoxyde de carbone à cause d’une phobie du feu.

On brûle essentiellement tout ce qui est problématique, avec une chaleur très élevée, approchant 750°C parfois (les flammes dépassent cette température, mais c’est surtout pour le degré de pureté par rapport à l’atmosphère en l’occurrence, pas pour le carbone qui sera restitué au sol).

Affaire à suivre, la deuxième flambée :

• La création de biochar est mieux détaillée dans cet article : ARTICLE ICI

Ressources disponibles :

Open source technologie, avec détails concrets disponibles ici pour débuter : https://www.appropedia.org/Kon_Tiki_Kiln

Autre lien important : https://www.ithaka-institute.org/

Note supplémentaire, sur le potentiel de dépollution du biochar issu de ce four :

• Même les polluants « éternels » (Fluor) n’auraient pas besoin d’un charbon actif activé par énergies fossiles ! Nous y sommes, d’immenses possibilités sont lààà :).

« The project produced a systematic series of over 100 activated biochars from different feedstocks, varying pyrolysis temperature and activation conditions. The results demonstrated that wood and woody residue biochars, physically activated at high temperatures, can eliminate organic micropollutants from biologically treated wastewater at efficiencies comparable to commercial fossil-based activated carbon (Hagemann et al. 2020). The work was conducted in collaboration with Agroscope and Eawag (Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology), with pilot-scale testing in operational wastewater treatment plants. » https://www.ithaka-institute.org/en/ct/17-activated-biochar