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Glossaire · Secteur de l’énergie & transition énergétique

Biochar, charbon végétal (biochar)

Biochar biochar émissions négatives Biomasse stockage du carbone Protection du climat

Définition et production

Le biochar, ou charbon végétal, est une matière solide riche en carbone. Il se forme lorsque de la biomasse est fortement chauffée en l'absence d'oxygène. Ce procédé s'appelle la pyrolyse ; la gazéification en est une technique voisine. Lors d'une combustion, le carbone des plantes réagirait presque entièrement pour former du dioxyde de carbone. Lors de la pyrolyse, en revanche, une partie reste sous une forme solide, fortement aromatique et donc difficilement dégradable. Plus la température est élevée et plus le temps de séjour est long, plus la carbonisation est poussée. Cela réduit la proportion d'hydrogène par rapport au carbone organique. C'est pourquoi le rapport molaire H/Corg est considéré comme l'indicateur le plus important de la stabilité. Le European Biochar Certificate (EBC) exige pour le charbon végétal certifié une température de pyrolyse d'au moins 500 °C et limite le H/Corg à moins de 0,7 ou moins de 0,4 selon la classe de qualité.

Peuvent servir de matières premières les résidus de bois, la paille, les matériaux issus de l'entretien des paysages, les coques de noix, les résidus de récolte et de transformation ainsi que d'autres résidus biogènes. Techniquement, les boues d'épuration ou les digestats peuvent aussi être pyrolysés. Pour un usage comme produit fertilisant, ces matières ne sont toutefois admises que de façon limitée, voire pas du tout (voir ci-dessous). La pyrolyse produit trois groupes de produits : le charbon solide, le gaz de pyrolyse combustible et des condensats liquides (huiles, goudrons). Le gaz et l'huile sont le plus souvent brûlés directement. La chaleur sert d'abord à entretenir le procédé lui-même. Ce qui reste peut être utilisé comme chaleur industrielle ou pour le chauffage urbain, et dans certaines installations aussi pour la production d'électricité. Le charbon solide est utilisé dans les sols, les substrats, l'alimentation animale, le béton, l'asphalte ou d'autres matériaux, pour autant que la qualité et les teneurs en polluants le permettent.

Pourquoi le charbon végétal est pertinent pour la protection du climat

En poussant, les plantes absorbent du CO₂ de l'air et fixent le carbone dans leur biomasse. Lorsque cette biomasse pourrit ou brûle, le carbone retourne le plus souvent dans l'atmosphère en l'espace de quelques années à quelques décennies. Le charbon végétal retarde considérablement ce retour, car une grande partie de son carbone peut rester fixée pendant des siècles. Si la biomasse provient de sources durables et que le bilan global est négatif, le charbon végétal peut contribuer à des émissions négatives. Il fait alors partie des procédés de Carbon Removal.

Un exemple de calcul montre l'ordre de grandeur : une tonne de carbone correspond à environ 3,67 tonnes de CO₂, car la molécule contient en plus deux atomes d'oxygène. Une tonne de charbon végétal sec contenant 80 pour cent de carbone renferme donc, par le calcul, au maximum environ 2,9 tonnes de CO₂. Ce chiffre n'est toutefois qu'une limite supérieure. Il faut en déduire la part qui est tout de même dégradée à long terme ainsi que les émissions de toute la chaîne : récolte, transport, séchage, besoins en électricité et en combustible de l'installation, émissions de méthane et de protoxyde d'azote du procédé, ainsi que l'épandage ou l'incorporation. La quantité de CO₂ finalement imputable par tonne ne ressort donc que d'un bilan climatique complet, et non de la masse du charbon.

Distinction avec des notions voisines

  • Charbon de bois : il est produit de manière chimiquement similaire, mais sert le plus souvent de combustible. S'il est brûlé, l'effet de stockage est perdu. Le droit allemand des engrais utilise néanmoins le terme de charbon de bois pour le charbon issu de bois non traité admis jusqu'ici.

  • Charbon actif : il est post-traité de manière ciblée et est de ce fait particulièrement poreux. On l'utilise surtout pour purifier des gaz et des liquides. Le charbon végétal peut être activé, mais ne doit pas nécessairement l'être.

  • Compost et humus : ils contiennent eux aussi du carbone organique, mais sont dégradés biologiquement bien plus rapidement. Le charbon végétal peut influencer la formation d'humus, mais ne remplace pas un sol vivant.

  • CCS et BECCS : ici, du CO₂ gazeux est capté puis stocké géologiquement. Le charbon végétal stocke du carbone solide dans les sols ou les matériaux. Les installations sont souvent plus petites et plus décentralisées. En contrepartie, le suivi ultérieur dans le sol est plus difficile que pour un stockage géologique bien surveillé.

Rôle dans le système énergétique

Le charbon végétal n'est pas un produit électrique, mais il pose la question de l'usage le plus judicieux d'une biomasse rare. La biomasse peut être stockée et utilisée de multiples façons : pour la chaleur et l'électricité, comme carburant ou comme matière première industrielle. Une installation de pyrolyse fournit moins d'énergie utilisable qu'une combustion complète, car une partie du carbone reste volontairement dans le charbon. En contrepartie, un puits de carbone est créé. L'évaluation passe donc du simple rendement énergétique à une combinaison d'énergie et de stockage. En pratique, le couplage avec des puits de chaleur est plus naturel que la seule production d'électricité, par exemple avec des réseaux de chaleur ou des sites industriels. La méthodologie de l'UE pour le charbon végétal contient donc des exigences sur l'utilisation de la chaleur résiduelle. Les systèmes de certification peuvent en préciser les détails. Le charbon végétal ne remplace ni le stockage, ni l'extension des réseaux, ni les consommateurs flexibles. Il peut toutefois faire partie d'une stratégie de ressources qui évalue les résidus non seulement selon leur pouvoir calorifique, mais aussi selon leur potentiel de stockage.

Comptabilisation : permanence, additionnalité, fuites

Le charbon végétal n'est pas automatiquement positif pour le climat. La neutralité climatique signifie seulement que les émissions sont compensées sur le plan comptable. Un retrait exige davantage : du CO₂ doit être retiré net de l'atmosphère, et le carbone doit demeurer fixé durablement de manière démontrable. Il n'existe pas d'interdiction générale d'utiliser de l'énergie fossile pour le démarrage, le séchage ou le transport. Ces émissions doivent toutefois être intégralement déduites et réduisent la quantité imputable. Trois critères de vérification sont en outre importants. L'additionnalité signifie que le stockage n'aurait pas eu lieu sans le projet. Les fuites désignent des effets de déplacement, par exemple lorsqu'un résidu remplaçait jusqu'ici de l'énergie fossile et que l'on chauffe maintenant ailleurs au fossile. Ou lorsque de la biomasse est cultivée spécialement et que cela entraîne des besoins en surfaces, en eau ou en engrais. Il y a double comptage lorsque le même stockage est crédité à plusieurs acteurs.

Le charbon végétal n'est lui non plus pas immuable. Sa durée de vie dépend de la matière première, de la température de pyrolyse, du rapport H/Corg, de la taille des particules et de l'environnement. Une partie est dégradée relativement vite, une part stable peut subsister pendant des siècles. La méthodologie de l'UE prescrit de mesurer le rapport H/Corg pour chaque lot. Pour l'une des options d'évaluation, elle en calcule un facteur de permanence. Dans ce facteur entre aussi la température moyenne attendue sur le lieu d'utilisation : dans le sol la température du sol, dans les matériaux de construction la température de l'air. Plus le lieu d'utilisation est chaud, moins de carbone est imputé. Seule la part stable estimée avec prudence est donc créditée.

Cadre juridique dans l'UE (état : novembre 2026)

Le règlement (UE) 2024/3012 (CRCF) crée un cadre volontaire de l'UE pour certifier les retraits de CO₂. Le règlement délégué (UE) 2026/285 du 3 février 2026 fixe les méthodes pour les retraits permanents. Il couvre la capture directe dans l'air avec stockage (DACCS), la capture des émissions biogéniques avec stockage (BioCCS) et le retrait de carbone par charbon végétal (Biochar Carbon Removal, BCR). Selon la Commission européenne, les retraits permanents sont des technologies qui stockent le CO₂ de manière sûre pendant des siècles. Parmi les exigences minimales de la méthodologie relative au charbon végétal figure l'obligation pour le charbon de satisfaire aux exigences du règlement de l'UE sur les produits fertilisants relatives aux matières de pyrolyse et de gazéification. Cela inclut les restrictions applicables aux matières premières admissibles. Les certificats selon le CRCF ne sont délivrés que par des systèmes de certification reconnus par la Commission. La question de savoir si les certificats de charbon végétal seront intégrés dans des marchés obligatoires comme le système d'échange de quotas d'émission de l'UE reste ouverte.

Pour l'usage comme produit fertilisant, le règlement délégué (UE) 2021/2088 a créé la catégorie de matières constitutives CMC 14 pour les matières de pyrolyse et de gazéification. Il fixe les matières premières admissibles, des valeurs limites (par exemple pour le chlore et le thallium) et des exigences d'assurance qualité. Les boues d'épuration, les boues industrielles et les sous-produits animaux ne sont pas autorisés comme matières premières. Le charbon végétal qui satisfait à ces exigences peut être commercialisé comme produit fertilisant UE dans l'ensemble du marché intérieur. En Allemagne, l'ordonnance nationale sur les engrais (DüMV) n'admet en revanche toujours que le charbon de bois issu de bois chimiquement non traité contenant au moins 80 pour cent de carbone dans la matière sèche, et seulement à des fins limitées. Les producteurs choisissent donc soit la voie nationale, soit la voie européenne.

Effets secondaires et contrôle de la qualité

Le charbon végétal peut améliorer la rétention d'eau, la structure du sol et la fixation des nutriments. Ces effets dépendent toutefois fortement du site. Le charbon frais peut fixer temporairement des nutriments ; c'est pourquoi on le charge souvent au préalable en nutriments, par exemple avec du compost ou du lisier. À lui seul, il n'est pas un engrais. Selon la matière première et la conduite du procédé, il peut contenir des métaux lourds, des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) ou des dioxines. Cela rend nécessaires le contrôle par lot, l'analytique et des valeurs limites claires. Ce n'est qu'avec de telles règles de qualité que le charbon végétal devient une option fiable de protection du climat et non une voie d'élimination mal contrôlée.

Conclusion

Le charbon végétal montre que la protection du climat comprend, outre la réduction des émissions, une gestion ciblée des flux de carbone. Le terme seul ne dit toutefois pas si un projet concret est judicieux. Pour cela, l'origine et l'usage antérieur des matières premières, l'intégration de l'énergie, la qualité du matériau, la durée de stockage attendue et la méthode de comptabilisation doivent être divulgués et vérifiés de manière indépendante. Ce n'est que lorsque tout cela concorde que le charbon végétal constitue une émission négative solide et non simplement un produit riche en carbone.

Sources

Autres entrées du glossaire

Edited by eCMS on 11.11.2026 15:52

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