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16. sept. 2021

Charbon, force et chaleur: l’installation de gazéification de bois à Desibach. Une fois la production achevée, l’arme «miracle» qu’est le charbon végétal est stockée dans les sacs Big Bag au centre. Image : Energie-bois Suisse/Rutschmann

Le charbon végétal, arme «miracle» pour nos sols et le climat. Image : Energie-bois Suisse/RutschmannLe charbon végétal, arme «miracle» pour nos sols et le climat. Image : Energie-bois Suisse/Rutschmann

Brûlant: le mélange charbon et gaz traverse le réacteur à lit fluidisé. Image : Energie-bois Suisse/Rutschmann

La force pour le réseau: moteur d’une puissance de 240 kW fonctionnant au bois gazéifié. Image : Energie-bois Suisse/Rutschmann

Le charbon végétal, une arme miracle : Chaleur, électricité, air chaud et additif fourrager à base de bois dans le hameau de Desibach zurichois

(Energie-bois) Il est possible de réduire l’impact des vaches sur le climat par du charbon. Mais pas n’importe lequel: seul le charbon végétal en est capable. Florian Gut produit ce type de charbon à partir du bois. Pour ce faire, il a investi dans une installation de gazéification du bois. Outre le charbon, celle-ci produit, dans un processus complexe, de la chaleur pour chauffer plusieurs bâtiments, ainsi que de l’air chaud pour sécher le bois à brûler. Au cœur de l’installation: un moteur à gaz qui génère, en vingt heures de service, l’électricité consommée par un ménage suisse de quatre personnes sur toute une année.

Un bâtiment en bois saillant caractérise le hameau de Desibach, près de Buch am Irchel, dans le canton de Zurich. Il y règne une agréable odeur de bois frais. «Nous avons utilisé le bois de notre propre forêt pour construire le bâtiment», explique le maître d’ouvrage, avec une fierté ostensible. Florian Gut est agriculteur, viticulteur, entrepreneur, propriétaire forestier, opérateur d’installations, distributeur de charbon végétal, et bien plus. «Nous avons pris dix ans pour développer le projet. En août 2021, nous avons enfin pu procéder à la mise en service de l’installation… à notre grande satisfaction.»

Tradition familiale
La gestion forestière est une tradition de longue date pour la famille Gut, dont plusieurs générations ont déjà exploité la forêt d’environ 33 hectares qu’elle possède. La production de bûches est sa spécialité. «Nous produisons environ 500 stères de bûches par an, que nous vendons très bien en ce moment», déclare Florian Gut. La nouvelle installation produit de l’air chaud permettant de sécher des quantités plus élevées. La demande de bois en bûches ayant augmenté, ce segment d’activité va bientôt faire l’objet d’une expansion. Florian Gut confirme une tendance constatée à travers toute la Suisse: les gens «redécouvrent» la combustion de bûches dans les petits chauffages d'appoint. On passe plus de temps chez soi, à savourer le confort et la chaleur saine d’un feu de bois.

Les plaquettes de bois alimentant le gazéificateur
L’air chaud ne sèche pas seulement de gros volumes de bûches, mais aussi les plaquettes de bois alimentant le gazéificateur. Le silo renferme de grandes quantités de plaquettes de bois frais qui sont successivement acheminés vers l’installation de séchage à air chaud pour ensuite être déposés dans un local de stockage intermédiaire. Puis ils traversent un mélangeur sophistiqué qui transporte enfin un mélange de composition optimale (grosseur, humidité) vers le gazéificateur. La grande variabilité de la matière première est frappante et étonnante. «Le gazéificateur est capable de transformer pratiquement tous les assortiments que nous produisons, donc aussi de l’écorce et des fractions fines issues de la production des bûches. Il est très tolérant à cet égard», précise le propriétaire.

Grand laboratoire
Une visite de l’installation est à la fois passionnante et instructive: cela n’a vraiment rien d’un feu de bois romantique. Les dispositifs ressemblent davantage à un grand laboratoire avec ses innombrables tuyauteries, conteneurs, valves et appareils de mesure et de contrôle. Des systèmes d’alimentation complexes à pilotage et surveillance électronique transportent le combustible et, ultérieurement, les produits de la combustion au bon endroit au bon moment, moyennant des processus perfectionnés.

Le bois: producteur de charbon, d’électricité et de chaleur
Le combustible préséché – du bois-énergie naturel issu de la région uniquement – est acheminé vers le réacteur de pyrolyse. Le dégazage du bois s’effectue à une température d’environ 500°C et constitue la première étape de production du charbon. Ensuite, le gaz et le charbon sont transférés vers le réacteur à lit fluidisé qui amène de l’air de combustion supplémentaire pour achever le procédé de dégazage à une température avoisinant les 850°C. Affiné, le charbon «flotte» dans le flux gazeux vers le filtre qui le sépare du gaz, le refroidit en ajoutant de l’eau et le stocke dans des sacs Big Bag. Le gaz est acheminé vers un refroidisseur qui réduit sa température à environ 100°C. Ensuite, il traverse un laveur de gaz fonctionnant à l’eau, puis, refroidi à près de 20°C, parvient au moteur à gaz. Vrombissant dans sa cabine insonorisée, celui-ci fonctionne à une puissance électrique de 240 kW. Mis en service au mois d’août, le moteur a produit, dans l’espace d’un mois seulement, l’électricité consommée par près de 30 ménages suisses de quatre personnes pendant toute une année. Florian Gut a obtenu la rétribution à prix coûtant pour l’électricité ainsi produite. Cette subvention lui garantit la rentabilité de son exploitation. Un échangeur récupère toute la chaleur récoltée au cours du processus à des fins de réutilisation. Ainsi, le gazéificateur à bois atteint un rendement total énorme qui dépasse les 90%.

Charbon, bétail et climat
Arrivons-en au charbon: pourquoi tout cet effort pour fabriquer du charbon végétal? Parce qu’il permet d’investir un nouveau segment d’activité aux perspectives intéressantes. En effet, le charbon végétal est une matière extrêmement précieuse. Contribuant largement à l’augmentation de la part d’humus et au stockage d’eau dans nos sols, il est également considéré comme un puit de carbone, car il se maintient dans les sols pendant très longtemps, c’est-à-dire plusieurs siècles. L’exploitation agricole de Florian Gut prend part à une étude de plusieurs années, réalisée par l’institution de recherche agricole Agroscope et mandatée par l’Office fédéral de l’agriculture. L’étude confirme que l’ajout de charbon végétal exerce une influence positive sur le taux d’humus (fertilité), le cycle nutritif (azote), la capacité de stocker l’eau et sur le bilan climat des terres agricoles à exploitation intensive.

Comme une éponge
Le charbon végétal emmagasine les substances nutritives comme une éponge et offre un habitat aux microorganismes. D’après Agroscope, l’arme «miracle» qu’est le charbon végétal possède une propriété favorable additionnelle: «L’épandage de charbon végétal permet de réduire les quantités de protoxyde d’azote (N2O) émises par les terres à exploitation agricole, ce qui laisse à supposer que l’activité microbienne dans les sols se modifie. Réduire les émissions de N2O revêt une importance capitale pour améliorer le bilan des terres agricoles en gaz à effet de serre, car le N2O présente un potentiel de réchauffement 300 fois plus élevé que le CO2

Données techniques

Fabricant

Syncraft, A-6130 Schwaz, Österreich

Typ d‘istallation

CW 700

Délais

2000: idée; 2012: demande RPC; 2016: autorisation de            construire; 2019: approbation RPC; juillet 2020: début des travaux de construction

Mise en service

Juillet 2021

Combustible

Plaquettes forestières, consommation env. 160 kg / h

Puissance thermique

330 kW

Puissance électrique

240 kW (Typenschild Gasmotor)

Production charbon

env. 2 m3 par jour, (160 - 200 t par an)

Teneur en eau du charbon

Prix du charbon

env. CHF 1000.- pro Tonne

Rendement total

> 90% de chaleur (chauffage, air chaud) et d’électricité

Additif fourrager
Florian Gut nous explique la manière dont le charbon végétal s’infiltre dans les sols. Il y voit des bénéfices supplémentaires: «Utilisé comme additif fourrager, le charbon végétal possède un effet bienfaisant sur la digestion et le bien-être du bétail. Les mauvaises odeurs s’en trouvent réduites à l’étable, car les vaches excrètent moins d’ammoniaque.» Ce bienfait profite également à l’environnement, car l’ammoniaque impacte les écosystèmes sensibles, tels que les marais et les forêts. Le charbon végétal contenu dans le lisier – à teneur d’ammoniaque réduite – parvient enfin sur les champs où il déploie ses effets positifs pendant très longtemps. Pour Florian Gut, il s’agit d’une situation gagnant-gagnant, car le charbon végétal est une matière première très recherchée et donc vendue à prix élevé.

Exemple d’efficacité
L’installation de Desibach est un excellent exemple pour l’utilisation efficace des ressources et devrait inciter à l’imitation. Le meilleur endroit pour implanter une telle installation se situe idéalement dans une région affichant un besoin de chaleur élevé – de plusieurs centaines de kilowatts – pendant toute l’année, par exemple à proximité de grands réseaux de chaleur et notamment de processus industriels consommant beaucoup d’énergie calorifique.

Texte : Christophe Rutschmann sur mandat d’Energie-bois Suisse

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