Bois fruitier qui a été pyrolysé pour devenir du biochar. Photo: Jeff Novak, USDA-ARS.
Un article de Jim Ippolito, Université d’État du Colorado
Le biochar — un néologisme dérivé du préfixe bio- (organique) et du terme charbon de bois — est fabriqué à partir de substances autrefois vivantes. Les matières premières peuvent être des matières végétales comme des feuilles, des tiges et des tissus ligneux. Le biochar peut également être fabriqué à partir de fumier ou même de biosolides (les solides laissés après le traitement des eaux usées). Le biochar est le matériau qui reste après avoir brûlé un (ou plusieurs) des éléments ci-dessus dans un environnement à faible oxygène ou sans oxygène.
Le matériau fini lui-même peut ressembler à du charbon de bois ou à des cendres après un feu de camp. Le biochar peut être fabriqué dans plusieurs types de fours. Le matériau d’origine ainsi que la température à laquelle le biochar est fabriqué font une différence dans le fonctionnement du biochar.
Lorsque le biochar est fabriqué à des températures relativement basses, certaines matières organiques restent dans le biochar. Une partie de la matière organique est encore utilisable pour les plantes et les microbes du sol comme sources de nutriments. De cette façon, l’application de biochar améliore les nutriments du sol et peut aider les plantes à mieux pousser. L’ajout de biochar au sol peut également améliorer sa texture, permettant une meilleure filtration de l’eau pendant les orages et à la fonte des neiges.
De plus, les matières organiques du biochar peuvent former des associations avec des produits chimiques dans les sols. Les biochars formés à basse température contiennent des «groupes fonctionnels». Ces parties chimiques des molécules de biochar peuvent piéger d’autres produits chimiques dans les sols. Les groupes fonctionnels peuvent piéger à la fois les contaminants chimiques organiques — comme les déchets pharmaceutiques — et les métaux lourds. Cela protège la vie végétale des effets nocifs de ces produits chimiques.
Vous ne savez peut-être pas que le sol a généralement une charge négative, un détail qui varie en fonction de la quantité d’argile qu’il contient. De même, le biochar est souvent chargé négativement, et lorsqu’il est ajouté au sol, cela peut améliorer le sol en attirant chimiquement des produits chimiques chargés positivement. Le biochar fabriqué à basse température a une structure qui peut contenir, mais pas modifier, les métaux toxiques. Cela réduit la quantité de métaux lourds qui peuvent pénétrer à l’intérieur des plantes.
Une autre caractéristique du biochar est sa grande surface. Pensez-y comme à une éponge au charbon de bois. Cette grande surface peut contenir de nombreux produits chimiques et métaux toxiques, ce qui rend le biochar très utile.
Lorsque le biochar est fabriqué à des températures relativement élevées, par contre, la plupart des groupes fonctionnels sont perdus. Ce type de biochar peut encore améliorer et décontaminer les sols, mais de manière différente. Ce qui reste, ce sont principalement du carbone en cendre et des produits chimiques utiles tels que les carbonates, les oxydes et les hydroxydes. Ces matériaux peuvent réagir chimiquement avec les métaux lourds du sol. Cela transforme les métaux en formes moins solubles et donc moins disponibles aux plantes. L’ajout de biochar formé à haute température aide à réduire la toxicité des métaux et permet aux plantes de pousser dans des zones où elles ne pourraient généralement pas réussir.
Les scientifiques étudient les utilisations du biochar pour aider à récupérer les sols contaminés par les métaux lourds dans les anciens sites miniers. Les plantes ont du mal à pousser dans les sols situés à proximité de certaines zones minières en raison de l’excès de métaux dans le sol. L’ajout de biochar a permis d’améliorer les sols afin que les plantes puissent pousser.
Alors, comment les biochars fonctionnent-ils pour améliorer ou décontaminer les sols? L’ajout de biochar au sol peut ajouter des nutriments organiques dont les plantes et les microbes du sol ont besoin comme source de nourriture. Il corrige la structure physique du sol, améliorant le mouvement de l’eau. Et les matériaux et composés du biochar peuvent même aider les sols contaminés en se fixant ou en réagissant chimiquement avec les métaux lourds et autres contaminants du sol.
Ce billet a été traduit et adapté d’un article publié sur le site Web de la Soil Science Society of America (SSSA), une société scientifique internationale progressiste qui favorise le transfert de connaissances et de pratiques pour soutenir les sols mondiaux. Ses membres se consacrent à l’avancement du domaine de la science du sol. Elle fournit des informations sur les sols en relation avec la production agricole, la qualité de l’environnement, la durabilité des écosystèmes, la biorestauration, la gestion des déchets, le recyclage et l’utilisation rationnelle des terres.