Le biochar, un nouvel intrant pour les supports de culture? Ludovic FAESSEL

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Pierre-Marie Carrière
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1 Le biochar, un nouvel intrant pour les supports de culture? Ludovic FAESSEL

2 Plan 1. Le biochar : c est quoi? 2. L historique de l utilisation agricole du biochar :la terra preta 3. Intérêt environnemental 4. Effet agronomique comme amendement des sols 5. Le biochar dans les supports de culture - effets sur la croissance des plantes - effets sur les propriétés physiques des supports de culture - effets sur les propriétés chimiques des supports de culture - effets sur les propriétés biologiques des supports de culture 6. Applications commerciales 7. Conclusion

3 1) Le biochar : c est quoi?

4 1) Le biochar : c est quoi? Le biochar est un néologisme anglais, composé du préfixe bio- et du mot charcoal qui signifie charbon de bois. C est un produit solide issu de la pyrolyse de biomasse. (Synonyme : Agrichar) La pyrolyse est une décomposition thermique dans un milieu pauvre en oxygène. Elle conduit à la production : d un mélange gazeux appelé syngas qui est un gaz combustible d huile appelé bio-oil de biochar

5 1) Le biochar : c est quoi? Différents types de pyrolyses : Type de procédé Température ( C) Durée Bio-oil (%) Syngas (%) Biochar (%) Torréfaction 290 C min Pyrolyse lente traditionnelle 400 C minutejour Pyrolyse rapide 500 C 1 sec Gazéification C sec Pyrolyse lente moderne >400 C min

6 1) Le biochar : c est quoi? Des pyrolyseurs : - rustiques - mobiles - industriels

7 1) Le biochar : c est quoi? Origines diverses: - agricole : paille, fumier, balle de riz... - forestière : rémanents, écorces, plaquettes - industrielle : boue de papeterie - urbaine : déchets verts

8 1) Le biochar : c est quoi? Présentations diverses: - forme pulvérulente - pellets - particulaire (différentes granulométries)

9 2) Historique : la Terra Preta de Indio

10 2) La Terra Preta de Indio La Terra Preta est un sol sombre (Etymol.: terre noire en portugais) très fertile, localisé sur des zones de quelques hectares, «redécouvert» principalement en Amazonie : sol réputé au Brésil pour sa fertilité pour les cultures et vendu comme support de culture

11 2) La Terra Preta de Indio sol d origine humaine (anthroposol): - créé par l homme entre -800 et 500 av. JC (civilisation précolombienne complexe à l origine du mythe de l Eldorado?) - par accumulation importante de charbon de bois (à l origine de sa fertilité) Carbone dans Terra Preta Carbone dans oxisol avoisinant 9 % 0,5%

12 3) Intérêt environnemental

13 3) Intérêt environnemental Les biochars sont des solides riches en carbone stable: récalcitrant à la minéralisation, lié à sa composition riche en structure aromatique (dérivant de la lignine) Produit Fumier Compost Biochar Durée de vie dans un sol Plusieurs jours à plusieurs mois Plusieurs mois à plusieurs années Plusieurs centaines d années à plusieurs milliers d années Utilisation des biochars pour séquestrer du carbone dans les sols et lutter contre le réchauffement climatique

14 3) Intérêt environnemental Séquestration du carbone bilan carbone neutre bilan carbone négatif 1T de biochar 2,8 3T d équivalent CO 2 séquestré

15 4) Effet agronomique comme amendement des sols

16 4) Effet agronomique comme amendement des sols Effet sur les propriétés chimiques du sol augmentation du ph (associé à une diminution de l aluminium disponible) augmentation de la capacité de rétention des éléments nutritifs augmentation des teneurs en éléments nutritifs disponibles (N, P, Mg, Ca ) Effet sur les propriétés physiques du sol augmentation de la capacité de rétention en eau des sols sableux et diminution sur sols argileux

17 4) Effet agronomique comme amendement des sols Effet sur les propriétés biologiques du sol augmentation de la biomasse microbienne

18 5) Le biochar dans les supports de culture

19 5) Le biochar comme intrant dans les supports de culture Le biochar est un produit stable à forte porosité: candidat potentiel dans la formulation de supports de culture Bibliographie scientifique sur la question : récente mais limitée

20 5) Le biochar comme intrant dans les supports de culture Caractérisation analytique Source N (%) P (%) K (%) CEC (cmol/kg) ph (eau) C/N EC (ms/m) T production Déchets verts A 0,21 0,06 0,1-4, Déchets verts A 0,24 0,04 0,06-7, Déchets verts A 0,14 0,01 0,06 3,2 7, ,3 600 Déchets verts B 0,18 0,07 0, , Tourteau de soja 7, ,5-550 Litière de poules 3,5 3 5,1 61,1 10, Plaquette de pin 0,26 0,02 0,15 7,27 7, Plaquette d Eucalyptus 0,57 0,06-4, influence de la température de pyrolyse sur les caractéristiques physico-chimiques pas un biochar mais des biochars

21 5) Le biochar comme intrant dans les supports de culture Effets sur la croissance des plantes 1) Tian et al. (2012) Calathea rotundifola Biochar de déchets verts OP Tourbe 100% BGW Biochar 100% OP + BGW Tourbe 50% + Biochar 50% Augmente la biomasse aérienne mais pas la biomasse racinaire

22 5) Le biochar comme intrant dans les supports de culture Effets sur la croissance des plantes 2) Graber et al. (2010) Poivron et tomate Biochar de bois d agrume (0, 3 et 5%) Augmente le nombre de fruits, le rendement et le poids des fruits

23 5) Le biochar comme intrant dans les supports de culture Effets sur la croissance des plantes 3) Petrucelli et al. (2013) Olivier en pépinière Biochar de paille ou biochar de peuplier (0, 25, 50 et 75%) Substrat : tourbe noire / pierre ponce Effet négatif sur la croissance 4) Fascella et al. (2013) Euphorbia x lomi Biochar :? (0, 15, 30, 45, 60%) Substrat : tourbe brune Augmentation de la longueur racinaire (à 30, 45, 60% de biochar) Augmentation du nombre de fleurs (à 45 et 60% de biochar)

24 5) Le biochar comme intrant dans les supports de culture Paramètres physiques Paramètres biologiques Paramètres chimiques

25 5) Le biochar comme intrant dans les supports de culture Paramètres physiques (Dumroese et al., 2011) Biochar : pellet de biochar forestier ou agricole + farine de bois + acide polylactique + amidon Substrat : tourbe PE100PL0 Tourbe 100% PE75PL25 Tourbe 75% / Biochar 25% PE50PL50 Tourbe 50% + Biochar 50% PE25PL75 Tourbe 25% / Biochar 75% PE0PL100 Biochar 100% L eau est absorbée plus rapidement avec 25% ou 50% de biochar Augmentation de la conductivité hydraulique du substrat

26 5) Le biochar comme intrant dans les supports de culture Paramètres chimiques (Altland, 2012) Biochar :? Substrat : tourbe / perlite (85/15 ; v/v) Réduction du lessivage des nitrates = meilleure rétention de l azote

27 5) Le biochar comme intrant dans les supports de culture Paramètres chimiques (Zaccheo et al., 2013) Biochar : plaquette de pin Substrat : tourbe blonde Effet alcalinisant

28 5) Le biochar comme intrant dans les supports de culture Paramètres biologiques (Graber et al., 2012) Biochar de bois d agrume Réduction du lessivage de nitrate = meilleure rétention de l azote

29 5) Le biochar comme intrant dans les supports de culture Augmentation des populations de microorganismes tant quantitative (biomasse) que qualitative : - PGPR : Plant Growth Promoting Rhizobacteria - BCA : Biocontrol Agents

30 5) Le biochar comme intrant dans les supports de culture Elad et al. (2010) Biochar de bois d agrumes Substrat : fibre de coco + biochar (0%, 3% et 5%) Botrytis / tomate Leveillula / poivron Polyphagotarsonemus / poivron

31 5) Le biochar comme intrant dans les supports de culture Elad et al. (2010) Effet systémique Résistance induite Transduction du signal Support + Biochar Autres résultats: Harel et al. (2012) a montré sur fraisier horssol une résistance induite par du biochar contre divers pathogènes corrélée à une stimulation de gènes de défenses Le biochar provoquerait une résistance induite via une stimulation des défenses de la plante Projet de recherche à développer sur ce sujet à RITTMO

32 6) Les applications commerciales

33 6) Les applications commerciales Produits disponibles pour le marché amateur et professionnel: - aux Etats-Unis - en Grande-Bretagne (associé à l argumentaire sans tourbe et empreinte carbone) - en Suisse, en Allemagne (associé à la Terra Preta) - en France (1 fabricant sur demande pour le marché professionnel)

34 7) Conclusion

35 7) Conclusion Les biochars dans les supports de culture: effets bénéfiques sur certaines plantes mais cela reste à confirmer sur une plus large palette de cultures / interaction type de biochar utilisé évaluer le bénéfice environnemental (bilan carbone) confirmer et approfondir les connaissances scientifiques notamment : - la résistance induite par les biochars - l innocuité des biochars (substances produites lors de la pyrolyse: HAP ) (Graber et al., 2010)

36 7) Conclusion Eclaircir le positionnement réglementaire du biochar : Pas inclus nommément dans les normes NFU et NFU Evaluation économique : balance intérêt technique et environnemental / coût d achat / t (environ / m 3 )

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