Bio Charbon : Différence entre versions

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{{Tuto Details
 
{{Tuto Details
−
|Type=Low-tech validée
+
|Main_Picture=Bio_Charbon_Sechage Charbon Vert (c) Pierre Alain (GOB).JPG
−
|Area=Énergie, Alimentation, Biomasse
+
|Licences=Attribution-ShareAlike (CC BY-SA)
−
|Description=Charbon à partir de déchets agricoles, en combustible ou amendement pour le sol.
+
|Description=<translate><!--T:1-->
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|Difficulty=Moyen
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Fabriquer des briquettes de charbon à partir de déchets agricoles carbonisés.</translate>
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}}
 
{{Introduction
 
{{Introduction
−
|Introduction='''Contexte global'''
+
|Introduction=<translate><!--T:2-->
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'''Contexte global'''
  
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Le Sénégal subit depuis quelques décennies de fortes pressions sur ses ressources naturelles, notamment dues à une forte croissance démographique.
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<!--T:3-->
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42% de la superficie de la forêt sénégalaise a disparu depuis 1960. La coupe abusive de bois pour combustibles, des pratiques agricoles non durables et les feux de brousse (350000 ha /an) en sont les principales causes.
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Depuis quelques décennies, le Sénégal subit de fortes pressions sur ses ressources naturelles : 42% de la superficie de la forêt sénégalaise a disparu depuis 1960.  
 +
Une forte croissance démographique, la coupe abusive de bois pour combustibles, des pratiques agricoles non durables et les feux de brousse (350000 ha /an) en sont les principales causes.
  
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Conséquences globales de ces pratiques, on assiste de plus en plus à une irrégularité et un retard des pluies ainsi que des sécheresses récurrentes.
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<!--T:4-->
 +
En conséquences, on assiste à une irrégularité et un retard des pluies ainsi qu'a des sécheresses récurrentes.
  
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<!--T:5-->
 
'''Situation énergétique du Sénégal'''
 
'''Situation énergétique du Sénégal'''
  
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Au Sénégal, le bois et le charbon représentent 84% de la consommation énergétique des ménages. A titre d’exemple, les populations utilisent chaque année 58kg de charbon par habitant.
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<!--T:6-->
 +
Au Sénégal, le bois et le charbon représentent 84% de la consommation énergétique des ménages. A titre d’exemple, les populations utilisent chaque année 58kg de charbon par habitant. Cette consommation encourage la coupe du bois et pèse sur les ressources naturelles du pays.
  
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<!--T:7-->
 
'''Avantages du Bio-charbon'''
 
'''Avantages du Bio-charbon'''
  
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Le bio- Charbon est réalisé à partir de déchets agricoles tel que la paille, les coques d’arachide ou bien encore la paille de brousse. Il remplace le charbon de bois et peut s’utiliser dans les mêmes conditions. Il respecte donc les traditions culinaires locales, point très important dans l’appropriation par les populations.
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<!--T:8-->
 +
Le bio- Charbon, réalisé à partir de déchets agricoles (tel que la paille, les coques d’arachide ou bien encore la paille de brousse) peut remplacer le charbon de bois.
  
−
Bien qu’une consommation légèrement supérieure au charbon de bois soit nécessaire, il est plus économique pour les familles utilisatrices. Dans la région de Kaolak, il se vend 150CFA le kilo contre 250 à 300 CFA le kilo de charbon de bois, selon les résultats de l’association NEBEDAY qui travaille sur ce programme.
+
<!--T:9-->
 +
Il offre des avantages aussi bien au niveau écologique qu'économique et sociétal :
  
−
La paille de brousse et les déchets agricoles sont de la biomasse renouvelable et leur valorisation permet  la diminution du risque de départ de feux de brousse. Il permet  de préserver la forêt et la biodiversité.
+
<!--T:10-->
 +
En effet sur le plan économique, bien qu’une consommation légèrement supérieure au charbon de bois soit nécessaire, il est plus avantageux pour les familles utilisatrices. Dans la région de Kaolak, il se vend 150 CFA le kilo contre 250 à 300 CFA le kilo de charbon de bois* (*association NEBEDAY).
  
−
Ce tutoriel est réalisé en partenariat avec l'association [http://www.nebeday.org Nebeday] qui développe au Sénégal de nombreux programmes pour la gestion participative des ressources naturelles par et pour les populations locales.
+
<!--T:11-->
 +
Sur le plan environnemental, la paille de brousse et les déchets agricoles étant de la biomasse renouvelable, leur valorisation permet la diminution du risque de départ de feux de brousse. Il permet, ainsi, de préserver la forêt et la biodiversité.
 +
 
 +
<!--T:12-->
 +
Enfin, le charbon de paille s’utilisant dans les mêmes conditions que le charbon de bois, il respecte donc les traditions culinaires locales, ce qui permet une rapide appropriation par les populations locales.
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<!--T:13-->
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''Ce tutoriel est réalisé en partenariat avec l'association [http://www.nebeday.org Nebeday] qui développe au Sénégal de nombreux programmes pour la gestion participative des ressources naturelles par et pour les populations locales.''</translate>
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}}
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{{TutoVideo
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}}
 
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{{Materials
 
{{Materials
−
|Material=* Résidus agricole: paille
+
|Material=<translate><!--T:14-->
 +
* Résidus agricole : paille
  
−
Pour 50 kilo de paille carbonisée
+
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 +
Pour 50 kilo de paille
 
*100L Eau
 
*100L Eau
 
* 5.5 kg d'argile
 
* 5.5 kg d'argile
−
* 15 kg de Coques d'arachide broyées
+
* 15 kg de Coques d'arachide broyées</translate>
−
|Tools=* Fût en métal de 200L transformé en pyrolyseur (pour la carbonisation)
+
|Tools=<translate><!--T:16-->
 +
* Fût en métal de 200L transformé en pyrolyseur (pour la carbonisation)
 
* Pelle
 
* Pelle
 
* Rateau
 
* Rateau
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* Presse
 
* Presse
 
* Claies de séchage
 
* Claies de séchage
−
* Empreinte en métal pour standardiser la taille des briquettes
+
* Empreinte en métal pour standardiser la taille des briquettes</translate>
 +
|Tuto_Attachments={{Tuto Attachments
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|Attachment=Bio_Charbon_Affiche_CharbonVert_FR.pdf
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 +
}}
 +
{{Tuto Step
 +
|Step_Title=<translate><!--T:17-->
 +
Discussion</translate>
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|Step_Content=<translate><!--T:18-->
 +
Apportez vos remarques, idées, retours d'expériences [http://lowtechlab.wikifab.org/index.php/Discussion:Bio_Charbon '''ici'''] afin d'améliorer cette lowtech!</translate>
 
}}
 
}}
−
{{Separator}}
 
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=Fonctionnement
+
|Step_Title=<translate><!--T:19-->
−
|Step_Content=La principale étape dans la fabrication de briquettes de bio-charbon est la carbonisation, processus se déroulant au sein d’un carbonisateur, ici réalisé dans un fut métallique.  
+
Fonctionnement</translate>
−
De la biomasse très sèche est introduite dans le carbonisateur puis enflammée afin d’atteindre une certaine température. Le bon déroulement du processus de carbonisation va ensuite dépendre de la bonne gestion de l’apport en oxygène dans le système.
+
|Step_Content=<translate><!--T:20-->
−
C’est l’oxygène qui permet la réaction de combustion, réaction libératrice d'énergie. La combustion va être minimisée dans la phase de carbonisation afin de ne pas brûler le charbon produit.
+
L'étape la plus importante dans la fabrication de briquettes de bio-charbon est la '''carbonisation'''.
 +
 
 +
<!--T:21-->
 +
Ce processus se déroule au sein d’un carbonisateur, ici réalisé dans un fut métallique. De la biomasse très sèche est introduite dans le fut, elle est ensuite enflammée afin d’atteindre progressivement une température de 400 à 500°C.
  
−
Après allumage, la température monte progressivement jusqu’à 100°C le temps que le peu d’humidité (environ 10%) contenu dans la biomasse s’évapore. La température monte ensuite jusqu’à la température de 280°C.
+
<!--T:22-->
−
Cette phase est dite endothermique, cela signifie qu’elle a besoin d’énergie pour se dérouler. Cette énergie est apportée par une combustion complète d’une petite partie de la paille du carbonisateur.
+
'''Attention :''' Le bon déroulement du processus de carbonisation dépendra de la bonne gestion de l’apport en oxygène dans le système : C’est l’oxygène qui permet la réaction de combustion, réaction libératrice d'énergie. Un trop fort apport en oxygène risquerait de bruler la matière première au lieu de produire le charbon souhaité.
−
Plus la paille sera sèche, moins d’énergie sera nécessaire.
 
  
−
A partir de 280°C, commence la phase de pyrolyse. La paille se décompose en charbon, goudron et autres éléments. Cette réaction est dite exothermique, c'est-à-dire qu’elle libère de l’énergie.
+
<!--T:23-->
−
L’apport en oxygène va donc être limité en fermant le carbonisateur afin de ne plus faire de combustion de paille. La chaleur dégagée par la pyrolyse fait monter la température à 400°C, jusqu'à ce que toute la paille soit réduite en charbon, goudron et autres composés.
+
'''1 -''' Allumage
  
−
Cependant, la qualité du charbon obtenu à 400°C n’est pas de très bonne qualité (65% de carbone pur). Il faut donc apporter de l’énergie par la combustion d’une partie du charbon créé, afin de monter jusqu’à 500°C. Cette température permet la production de charbon de meilleure qualité (environ 85% de carbone pur).
+
<!--T:24-->
 +
'''2 -''' Après allumage, la température monte progressivement jusqu’à 100°C le temps que l’humidité (environ 10%) contenue dans la biomasse s’évapore.
  
 +
<!--T:25-->
 +
La température monte ensuite jusqu’à 280°C. Cette phase est dite endothermique, elle a besoin d’énergie pour se dérouler. Cette énergie est apportée par une combustion complète d’une petite partie de la paille du carbonisateur. Plus la paille sera sèche, moins d’énergie sera nécessaire.
 +
 +
<!--T:26-->
 +
'''3 -''' A partir de 280°C, commence la phase de pyrolyse. La paille se décompose en charbon, goudron et autres éléments. Cette réaction est dite exothermique, elle libère de l’énergie.
 +
Il faut donc limiter l'apport en oxygène en fermant le carbonisateur afin d'éviter la combustion totale de la paille. La chaleur dégagée par la pyrolyse fait monter la température à 400°C, jusqu'à ce que toute la paille soit réduite en charbon, goudron et autres composés.
 +
 +
<!--T:27-->
 +
'''Attention :''' la qualité du charbon obtenu à 400°C n’est pas optimale (65% de carbone pur). Une température de 500°C permet la production d'un charbon de meilleure qualité (environ 85% de carbone pur). Il faut donc apporter de l’énergie par la combustion d’une partie du charbon créé, afin de monter jusqu’à cette température.
 
Toute la difficulté de la carbonisation est donc de contrôler l’arrivée d’oxygène afin d’assurer la combustion du minimum de charbon possible pour la production de charbon de qualité.
 
Toute la difficulté de la carbonisation est donc de contrôler l’arrivée d’oxygène afin d’assurer la combustion du minimum de charbon possible pour la production de charbon de qualité.
  
−
L'expérience et les essais permettent de maîtriser ce procédé pour un rendement maximum.
+
<!--T:28-->
 +
''L'expérience et les essais permettent de maîtriser ce procédé pour un rendement maximum.''</translate>
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=Récolte de la paille
+
|Step_Title=<translate><!--T:29-->
−
|Step_Content='''1)''' Récolter la paille en brousse ou dans les champs après moisson, selon  les disponibilités.
+
Le Carbonisateur</translate>
 +
|Step_Content=<translate><!--T:30-->
 +
'''1)''' Ouvrir une trappe sur une extrémité (1) d'un fût métallique de 200 L.
  
 +
<!--T:31-->
 +
'''2)''' Percer de nombreux trous sur l'autre extrémité (2).
 +
 +
<!--T:32-->
 +
'''3)''' Réaliser un couvercle amovible avec cette extrémité (2).
 +
 +
<!--T:33-->
 +
'''4)''' Souder des pieds et poignées pour la manipulation du Carbonisateur, l'extrémité amovible (2) étant le bas du système lors de la carbonisation.</translate>
 +
|Step_Picture_00=Bio_Charbon_Carbonisateur 1.PNG
 +
|Step_Picture_01=Bio_Charbon_Carbonisateur 2.PNG
 +
|Step_Picture_02=Bio_Charbon_Carbonisateur 3.PNG
 +
}}
 +
{{Tuto Step
 +
|Step_Title=<translate><!--T:34-->
 +
Récolte de la paille</translate>
 +
|Step_Content=<translate><!--T:35-->
 +
Récolter la paille en brousse ou dans les champs après moisson, selon  les disponibilités.
 +
 +
<!--T:36-->
 
'''Attention'''
 
'''Attention'''
−
Il est important que la paille soit bien séchée par le soleil avant la récolte.
+
Il est important que la paille soit bien séchée par le soleil avant la récolte.</translate>
−
|Step_Picture_00=Charbon-vert-01.jpeg
 
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=Remplissage du pyrolyseur
+
|Step_Title=<translate><!--T:37-->
−
|Step_Content=L'une des extrémités du pyrolyseur est amovible, l'autre extrémité contient une trappe d'accès.
+
Remplissage du Carbonisateur</translate>
 +
|Step_Content=<translate><!--T:38-->
 +
'''1)''' Placer le carbonisateur avec l'extrémité amovible vers le haut.
 +
 
 +
<!--T:39-->
 +
'''2)''' Placer un cylindre au centre du fût, on peut utiliser un manche d'outil par exemple.
  
−
Pour cette étape, on place le pyrolyseur, extrémité amovible vers le haut.
+
<!--T:40-->
 +
'''Remarque'''
 +
Le trou central réalisé à l'aide du cylindre servira à la bonne mise à feu du système.
  
−
*On place au centre du fût un cylindre, comme le manche d'un outils par exemple.
+
<!--T:41-->
 +
'''3)''' Remplir de paille en prenant soins de bien tasser.
  
−
*On vient remplir de paille tout autour, en prenant soin de bien la tasser.
+
<!--T:42-->
 +
'''4)''' Retirer le cylindre.
  
−
*On retire ensuite le cylindre et on ferme cette extrémité du pyrolyseur.
+
<!--T:43-->
−
|Step_Picture_00=Charbon-vert-02.jpeg
+
'''5)''' Repositionner le couvercle amovible en vérifiant bien son blocage.</translate>
 +
|Step_Picture_00=Bio_Charbon_3 charger paille.PNG
 +
|Step_Picture_01=Bio_Charbon_4 charger paille 4.PNG
 +
|Step_Picture_02=Bio_Charbon_5 charger paille.PNG
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=Mise à feu
+
|Step_Title=<translate><!--T:44-->
−
|Step_Content=On va maintenant retourner le fût afin d'avoir l'extrémité avec la trappe d'accès vers le haut; elle doit être ouverte.
+
Allumage</translate>
 +
|Step_Content=<translate><!--T:45-->
 +
'''1)''' Retourner le carbonisateur, l'extrémité avec la trappe ouverte doit être vers le haut.
  
−
A l'aide du râteau et de la pelle, on dégage au sol une cuvette d'un diamètre légèrement supérieur à celui du pyrolyseur. On garde tout autour une couronne de terre.  
+
<!--T:46-->
 +
'''2)''' A l'aide d'un râteau, dégager sur le sol une cuvette de terre d'un diamètre légèrement supérieur à celui du carbonisateur. Garder tout autour une couronne de terre.
  
−
On vient positionner le fût au centre de cette cuvette, il faut que l'air puisse circuler sous le pyrolyseur.
+
<!--T:47-->
 +
'''3)''' Positionner le fût au centre de cette cuvette, l'air doit pouvoir circuler sous le carbonisateur.
  
−
Avant d'allumer, il est important de vérifier que l'on travaille en extérieur, dans un endroit bien ventilé (le processus relâche des gaz toxiques pour l'homme comme le monoxyde de carbone)
+
<!--T:48-->
 +
'''Attention''' Avant l'allumage, s'assurer de travailler dans un endroit très ventilé, en extérieur. Le processus dégage des fumées et gaz.
  
−
On se positionne de tel sorte de pas avoir la fumée sur nous et on allume la paille par le haut.
+
<!--T:49-->
−
|Step_Picture_00=Charbon-vert-03.jpeg
+
'''4)''' Allumer la paille par la trappe et laisser ouvert.</translate>
 +
|Step_Picture_00=Bio_Charbon_1 allumage.PNG
 +
|Step_Picture_01=Bio_Charbon_2 allumage.PNG
 +
|Step_Picture_02=Bio_Charbon_3 allumage.PNG
 +
|Step_Picture_03=Bio_Charbon_4 allumage.PNG
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=Carbonisation
+
|Step_Title=<translate><!--T:50-->
−
|Step_Content=On laisse bruler environ 30 min jusqu'à ce que la flamme devienne plus claire, avec peu de fumée, la flamme reste presque limité à l'intérieur du fut. A ce moment la, on ferme la trappe, on colmate avec de la terre humide. On rabat également la terre sur la base du fut afin d'empecher l'entrée d'air par le bas.
+
Carbonisation</translate>
 +
|Step_Content=<translate><!--T:51-->
 +
'''1)''' Laisser brûler la paille environ 30 minutes jusqu'à ce que la flamme devienne plus claire, avec peu de fumée visible.
 +
 
 +
<!--T:52-->
 +
'''2)''' Fermer la trappe
  
−
Cette étape, la pyrolyse, permet la production du charbon sans que l'oxygène ne vienne engager la combustion du charbon produit.
+
<!--T:53-->
 +
'''3)''' Colmater la trappe avec de la terre humide afin d’empêcher l'arrivée d'oxygène.
  
−
On laisse le fut ainsi fermé pendant 10 à 15 min.
+
<!--T:54-->
 +
'''4)''' Rabattre la terre sur la base du fût afin d’empêcher l'entrée d'oxygène par le bas.
 +
 
 +
<!--T:55-->
 +
'''5)''' Laisser fermé pendant 15 minutes.</translate>
 +
|Step_Picture_00=Bio_Charbon_carbonisation 1.PNG
 +
|Step_Picture_01=Bio_Charbon_carbonisation 2.PNG
 +
|Step_Picture_02=Bio_Charbon_carbonisation 3.PNG
 +
|Step_Picture_03=Bio_Charbon_carbonisation 4.PNG
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=Premier mélange
+
|Step_Title=<translate><!--T:56-->
−
|Step_Content=*Une fois le charbon produit (poussier), on le mélange dans un récipient avec de l'eau et de l'argile.
+
Premier mélange</translate>
−
Pour 20kg de matière carbonisée, on ajoute 20L d'eau et 4kg d'argile
+
|Step_Content=<translate><!--T:57-->
 +
'''1)''' Ouvrir le carbonisateur et le vider dans un récipient.
  
−
*On mélange bien à l'aide d'un outil, un rateau par exemple.
+
<!--T:58-->
 +
'''Attention''' Travailler avec des gants et lunettes de protection, le fût est très chaud.
  
−
*On recolte ensuite le mélange en l'égoutant correctement.
+
<!--T:59-->
 +
'''2)''' Pour 20kg de matière carbonisée (poussier), ajouter 20 L d'eau et 4 kilo d'argile.
  
−
*On le met ensuite à sécher, étalé sur une bâche, au soleil
+
<!--T:60-->
−
|Step_Picture_00=Charbon-vert-05.jpeg
+
'''3)''' Bien mélanger à l'aide d'un râteau.
−
|Step_Picture_01=Charbon-vert-04.jpeg
+
 
 +
<!--T:61-->
 +
'''4)''' Récolter le mélange en l'égouttant correctement.
 +
 
 +
<!--T:62-->
 +
'''5)''' Étendre sur une bâche pour faire sécher le mélange au soleil.
 +
 
 +
<!--T:63-->
 +
'''6)''' Stocker le poussier sec à l'abris de l'humidité.</translate>
 +
|Step_Picture_00=Bio_Charbon_premier melange 1.PNG
 +
|Step_Picture_01=Bio_Charbon_premier melange 2.PNG
 +
|Step_Picture_02=Bio_Charbon_premier melange 3.PNG
 +
|Step_Picture_03=Bio_Charbon_premier melange 4.PNG
 +
|Step_Picture_04=Bio_Charbon_premier melange 5.PNG
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=deuxième mélange
+
|Step_Title=<translate><!--T:64-->
−
|Step_Content=Le poussier ne peut être utilisé tel quel pour faire des briquettes, on lui applique un second mélange.
+
Deuxième mélange</translate>
 +
|Step_Content=<translate><!--T:65-->
 +
Le poussier ne peut être utilisé tel quel pour faire des briquettes, on lui applique un second mélange :
  
−
*Pour 50kg de poussier, on ajoute 15kg de coque d'arachide broyée, 1.5 kg d'argile tamisé ainsi que 50L d'eau.
+
<!--T:66-->
 +
'''1)''' Étendre une bâche au sol.
  
−
Méthode pour une bonne homogénéité du mélange: Incorporé l'ingrédient de plus petit volume à celui de plus gros volume. Avec la pelle, on étale le tas de la matière de gros volume. On "soupoudre" uniformément le second ingrédient à la surface. Puis on rabat par petites pelletée, d'abord vers l'extérieur ensuite vers l'intérieur.
+
<!--T:67-->
 +
'''2)''' Préparer sur la bâche 50 kg de poussier sec issus du mélange précédent.
  
−
*On commence par mélanger l'argile et la coque d'arachide en appliquant la méthode du mélange.
+
<!--T:68-->
 +
'''3)''' Pour 50 kg de poussier, peser et préparer 15 kg de coques d'arachide broyées.
  
−
*On applique le même procédé pour incorporé ce premier mixe au poussier.
+
<!--T:69-->
 +
'''4)''' Peser et préparer 1.5 kg d'argile pilée et tamisée.
  
−
*On utilise ensuite le récipient afin de mélanger le tout avec de l'eau.
+
<!--T:70-->
 +
'''Remarque 1''' La coque d'arachide broyée, non carbonisée, permet à la briquette d'être plus puissante, notamment à l'allumage. L'argile sert de liant.
  
−
Test permettant de validé les bonnes proportions du mélange: Faire une boule avec les mains et laisser tomber d'1m. La boule doit se tenir. Si elle se casse, il n'y a pas assez d'eau, si elle s'écrase de façon importante, il y a trop d'eau.
+
<!--T:71-->
 +
'''5)''' Incorporer l'argile à la coque d'arachide en prenant soins d'homogénéiser le mélange.
  
−
La coque d'arachide broyée, non carbonisée, permet à la briquette d'être plus puissante, notamment à l'allumage. L'argile sert de liant.
+
<!--T:72-->
 +
'''Remarque 2''' Pour rendre le mélange argile/arachide/poussier homogène, étaler l'un des ingrédients au sol, disposer le second par dessus. A l'aide d'une pelle, rabattre le mélange par petites pelletées, d'abord vers l'extérieur puis vers l'intérieur.
 +
 
 +
<!--T:73-->
 +
'''6)''' Incorporer le mélange argile/arachide au poussier, en prenant soins d'homogénéiser le mélange.
 +
 
 +
<!--T:74-->
 +
'''7)''' Mettre le mélange dans un récipient et y ajouter 50 L d'eau tout en mélangeant.
 +
 
 +
<!--T:75-->
 +
'''8)''' Réaliser le test de bonne proportion du mélange: Faire une boule avec les mains puis la lâcher d'1 m de hauteur. La boule doit se tenir. Si elle se casse, il n'y a pas assez d'eau, si elle s'écrase de façon importante, il y a trop d'eau.</translate>
 +
|Step_Picture_00=Bio_Charbon_deuxieme melange 1.PNG
 +
|Step_Picture_01=Bio_Charbon_deuxieme melange 2.PNG
 +
|Step_Picture_02=Bio_Charbon_deuxieme melange 3.PNG
 +
|Step_Picture_03=Bio_Charbon_deuxieme melange 4.PNG
 +
|Step_Picture_04=Bio_Charbon_deuxieme melange 5.PNG
 +
|Step_Picture_05=Bio_Charbon_deuxieme melange 6.PNG
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=deuxième mélange
+
|Step_Title=<translate><!--T:76-->
−
|Step_Content=*Le mélange passe ensuite dans le presse briquette
+
Pressage</translate>
−
Il existe de très nombreux type de presse, de très simple à des presses plus complexes et coûteuse comme les presses rotatives. Celle-ci a un réel avantage s'il y a accès à l'electricité. Dans le cas contraire, l'entrainement manuel est pénible et problématique pour les femmes qui s'occupent de la production, on preferera des presses plus simples.
+
|Step_Content=<translate><!--T:77-->
 +
'''Remarque''' Il existe de nombreux types de presses, de très accessibles d'autres plus complexes et coûteuses comme les ''presses à vis sans fin'' utilisées ici. Celle-ci a un réel avantage quand il y a accès à l’électricité. Sinon des presses manuelles plus simples sont préférables pour réduire la pénibilité du travail.
 +
 
 +
<!--T:78-->
 +
'''1)''' Une fois la presse en action, insérer le mélange au fur et à mesure.
 +
 
 +
<!--T:79-->
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'''2)''' Extruder les briquettes à la longueur souhaitée (ici 20 cm).
  
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Les briquettes font 20cm de longueur
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*On met ensuite à sécher au soleil durant 3 à 4 jours sur des claies de séchage. Bien penser à couvrir en cas de pluie.
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'''Attention''' L'utilisation des ''presses à vis sans fin'' nécessite une attention particulière pour la sécurité lors de l'approvisionnement en mélange.  
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Séchage et Empaquetage</translate>
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Il existe de très nombreux type de presse, de très simple à des presses plus complexes et coûteuse comme les presses rotatives. Celle-ci a un réel avantage s'il y a accès à l'electricité. Dans le cas contraire, l'entrainement manuel est pénible et problématique pour les femmes qui s'occupent de la production, on preferera des presses plus simples.
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Les briquettes font 20cm de longueur
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'''2)''' Empaqueter les briquettes pour le stockage et la vente.
  
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*Suite au pressage, on uniformise la taille grace à une empreinte
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'''Attention''' Bien protéger les briquettes en cas de pluie.
  
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*On met ensuite à sécher au soleil durant 3 à 4 jours sur des claies de séchage. Bien penser à couvrir en cas de pluie.
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'''Remarque''' Ici, les briquettes sont empaquetées 2 par 2 dans des sacs de ciments revaloriser.</translate>
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Contenu pédagogique à télécharger</translate>
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*FAO: www.fao.org
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Visionner la vidéo [https://www.youtube.com/watch?v=9-vJ9S3iRJM Arte Future - Cap sur l'innovation].
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N'hésitez pas à commenter, partager, et agrémenter le tutoriel d'informations utiles à son amélioration.
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Merci à Emily Ngai pour la traduction en Anglais.
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Version actuelle datée du 11 mai 2021 à 09:41

Tutorial de avatarLow-tech Lab | Catégories : Alimentation, Énergie

avatarLow-tech Lab

Bio Charbon Sechage Charbon Vert (c) Pierre Alain (GOB).JPG
https://wiki.lowtechlab.org/wiki/Bio_Charbon
Dernière modification le 11/05/2021


Difficulté
Moyen
Durée
4 jour(s)
Coût
0 EUR (€)

Description

Fabriquer des briquettes de charbon à partir de déchets agricoles carbonisés.

Fabriquer des briquettes de charbon à partir de déchets agricoles carbonisés.

Difficulté
Moyen
Durée
4 jour(s)
Coût
0 EUR (€)
Autres langues :
English • ‎español • ‎français

Sommaire

Licence : Attribution-ShareAlike (CC BY-SA)

Introduction

Contexte global

Depuis quelques décennies, le Sénégal subit de fortes pressions sur ses ressources naturelles : 42% de la superficie de la forêt sénégalaise a disparu depuis 1960. Une forte croissance démographique, la coupe abusive de bois pour combustibles, des pratiques agricoles non durables et les feux de brousse (350000 ha /an) en sont les principales causes.

En conséquences, on assiste à une irrégularité et un retard des pluies ainsi qu'a des sécheresses récurrentes.

Situation énergétique du Sénégal

Au Sénégal, le bois et le charbon représentent 84% de la consommation énergétique des ménages. A titre d’exemple, les populations utilisent chaque année 58kg de charbon par habitant. Cette consommation encourage la coupe du bois et pèse sur les ressources naturelles du pays.

Avantages du Bio-charbon

Le bio- Charbon, réalisé à partir de déchets agricoles (tel que la paille, les coques d’arachide ou bien encore la paille de brousse) peut remplacer le charbon de bois.

Il offre des avantages aussi bien au niveau écologique qu'économique et sociétal :

En effet sur le plan économique, bien qu’une consommation légèrement supérieure au charbon de bois soit nécessaire, il est plus avantageux pour les familles utilisatrices. Dans la région de Kaolak, il se vend 150 CFA le kilo contre 250 à 300 CFA le kilo de charbon de bois* (*association NEBEDAY).

Sur le plan environnemental, la paille de brousse et les déchets agricoles étant de la biomasse renouvelable, leur valorisation permet la diminution du risque de départ de feux de brousse. Il permet, ainsi, de préserver la forêt et la biodiversité.

Enfin, le charbon de paille s’utilisant dans les mêmes conditions que le charbon de bois, il respecte donc les traditions culinaires locales, ce qui permet une rapide appropriation par les populations locales.

Ce tutoriel est réalisé en partenariat avec l'association Nebeday qui développe au Sénégal de nombreux programmes pour la gestion participative des ressources naturelles par et pour les populations locales.

Video d'introduction

Matériaux

  • Résidus agricole : paille

Pour 50 kilo de paille

  • 100L Eau
  • 5.5 kg d'argile
  • 15 kg de Coques d'arachide broyées

Outils

  • Fût en métal de 200L transformé en pyrolyseur (pour la carbonisation)
  • Pelle
  • Rateau
  • Masque et gants de protection
  • Grand récipient pour les mélanges
  • Bache
  • Pilon
  • Tamis
  • Presse
  • Claies de séchage
  • Empreinte en métal pour standardiser la taille des briquettes

Bio_Charbon_Affiche_CharbonVert_FR.pdf

Étape 1 - Discussion

Apportez vos remarques, idées, retours d'expériences ici afin d'améliorer cette lowtech!

Étape 2 - Fonctionnement

L'étape la plus importante dans la fabrication de briquettes de bio-charbon est la carbonisation.

Ce processus se déroule au sein d’un carbonisateur, ici réalisé dans un fut métallique. De la biomasse très sèche est introduite dans le fut, elle est ensuite enflammée afin d’atteindre progressivement une température de 400 à 500°C.

Attention : Le bon déroulement du processus de carbonisation dépendra de la bonne gestion de l’apport en oxygène dans le système : C’est l’oxygène qui permet la réaction de combustion, réaction libératrice d'énergie. Un trop fort apport en oxygène risquerait de bruler la matière première au lieu de produire le charbon souhaité.

1 - Allumage

2 - Après allumage, la température monte progressivement jusqu’à 100°C le temps que l’humidité (environ 10%) contenue dans la biomasse s’évapore.

La température monte ensuite jusqu’à 280°C. Cette phase est dite endothermique, elle a besoin d’énergie pour se dérouler. Cette énergie est apportée par une combustion complète d’une petite partie de la paille du carbonisateur. Plus la paille sera sèche, moins d’énergie sera nécessaire.

3 - A partir de 280°C, commence la phase de pyrolyse. La paille se décompose en charbon, goudron et autres éléments. Cette réaction est dite exothermique, elle libère de l’énergie. Il faut donc limiter l'apport en oxygène en fermant le carbonisateur afin d'éviter la combustion totale de la paille. La chaleur dégagée par la pyrolyse fait monter la température à 400°C, jusqu'à ce que toute la paille soit réduite en charbon, goudron et autres composés.

Attention : la qualité du charbon obtenu à 400°C n’est pas optimale (65% de carbone pur). Une température de 500°C permet la production d'un charbon de meilleure qualité (environ 85% de carbone pur). Il faut donc apporter de l’énergie par la combustion d’une partie du charbon créé, afin de monter jusqu’à cette température. Toute la difficulté de la carbonisation est donc de contrôler l’arrivée d’oxygène afin d’assurer la combustion du minimum de charbon possible pour la production de charbon de qualité.

L'expérience et les essais permettent de maîtriser ce procédé pour un rendement maximum.

Étape 3 - Le Carbonisateur

1) Ouvrir une trappe sur une extrémité (1) d'un fût métallique de 200 L.

2) Percer de nombreux trous sur l'autre extrémité (2).

3) Réaliser un couvercle amovible avec cette extrémité (2).

4) Souder des pieds et poignées pour la manipulation du Carbonisateur, l'extrémité amovible (2) étant le bas du système lors de la carbonisation.

Bio Charbon Carbonisateur 1.PNG
Bio Charbon Carbonisateur 2.PNG
Bio Charbon Carbonisateur 3.PNG


Étape 4 - Récolte de la paille

Récolter la paille en brousse ou dans les champs après moisson, selon les disponibilités.

Attention Il est important que la paille soit bien séchée par le soleil avant la récolte.

Étape 5 - Remplissage du Carbonisateur

1) Placer le carbonisateur avec l'extrémité amovible vers le haut.

2) Placer un cylindre au centre du fût, on peut utiliser un manche d'outil par exemple.

Remarque Le trou central réalisé à l'aide du cylindre servira à la bonne mise à feu du système.

3) Remplir de paille en prenant soins de bien tasser.

4) Retirer le cylindre.

5) Repositionner le couvercle amovible en vérifiant bien son blocage.

Bio Charbon 3 charger paille.PNG
Bio Charbon 4 charger paille 4.PNG
Bio Charbon 5 charger paille.PNG


Étape 6 - Allumage

1) Retourner le carbonisateur, l'extrémité avec la trappe ouverte doit être vers le haut.

2) A l'aide d'un râteau, dégager sur le sol une cuvette de terre d'un diamètre légèrement supérieur à celui du carbonisateur. Garder tout autour une couronne de terre.

3) Positionner le fût au centre de cette cuvette, l'air doit pouvoir circuler sous le carbonisateur.

Attention Avant l'allumage, s'assurer de travailler dans un endroit très ventilé, en extérieur. Le processus dégage des fumées et gaz.

4) Allumer la paille par la trappe et laisser ouvert.

Bio Charbon 1 allumage.PNG
Bio Charbon 2 allumage.PNG
Bio Charbon 3 allumage.PNG
Bio Charbon 4 allumage.PNG


Étape 7 - Carbonisation

1) Laisser brûler la paille environ 30 minutes jusqu'à ce que la flamme devienne plus claire, avec peu de fumée visible.

2) Fermer la trappe

3) Colmater la trappe avec de la terre humide afin d’empêcher l'arrivée d'oxygène.

4) Rabattre la terre sur la base du fût afin d’empêcher l'entrée d'oxygène par le bas.

5) Laisser fermé pendant 15 minutes.

Bio Charbon carbonisation 1.PNG
Bio Charbon carbonisation 2.PNG
Bio Charbon carbonisation 3.PNG
Bio Charbon carbonisation 4.PNG


Étape 8 - Premier mélange

1) Ouvrir le carbonisateur et le vider dans un récipient.

Attention Travailler avec des gants et lunettes de protection, le fût est très chaud.

2) Pour 20kg de matière carbonisée (poussier), ajouter 20 L d'eau et 4 kilo d'argile.

3) Bien mélanger à l'aide d'un râteau.

4) Récolter le mélange en l'égouttant correctement.

5) Étendre sur une bâche pour faire sécher le mélange au soleil.

6) Stocker le poussier sec à l'abris de l'humidité.

Bio Charbon premier melange 1.PNG
Bio Charbon premier melange 2.PNG
Bio Charbon premier melange 3.PNG
Bio Charbon premier melange 4.PNG
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Étape 9 - Deuxième mélange

Le poussier ne peut être utilisé tel quel pour faire des briquettes, on lui applique un second mélange :

1) Étendre une bâche au sol.

2) Préparer sur la bâche 50 kg de poussier sec issus du mélange précédent.

3) Pour 50 kg de poussier, peser et préparer 15 kg de coques d'arachide broyées.

4) Peser et préparer 1.5 kg d'argile pilée et tamisée.

Remarque 1 La coque d'arachide broyée, non carbonisée, permet à la briquette d'être plus puissante, notamment à l'allumage. L'argile sert de liant.

5) Incorporer l'argile à la coque d'arachide en prenant soins d'homogénéiser le mélange.

Remarque 2 Pour rendre le mélange argile/arachide/poussier homogène, étaler l'un des ingrédients au sol, disposer le second par dessus. A l'aide d'une pelle, rabattre le mélange par petites pelletées, d'abord vers l'extérieur puis vers l'intérieur.

6) Incorporer le mélange argile/arachide au poussier, en prenant soins d'homogénéiser le mélange.

7) Mettre le mélange dans un récipient et y ajouter 50 L d'eau tout en mélangeant.

8) Réaliser le test de bonne proportion du mélange: Faire une boule avec les mains puis la lâcher d'1 m de hauteur. La boule doit se tenir. Si elle se casse, il n'y a pas assez d'eau, si elle s'écrase de façon importante, il y a trop d'eau.

Bio Charbon deuxieme melange 1.PNG
Bio Charbon deuxieme melange 2.PNG
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Bio Charbon deuxieme melange 6.PNG

Étape 10 - Pressage

Remarque Il existe de nombreux types de presses, de très accessibles d'autres plus complexes et coûteuses comme les presses à vis sans fin utilisées ici. Celle-ci a un réel avantage quand il y a accès à l’électricité. Sinon des presses manuelles plus simples sont préférables pour réduire la pénibilité du travail.

1) Une fois la presse en action, insérer le mélange au fur et à mesure.

2) Extruder les briquettes à la longueur souhaitée (ici 20 cm).

3) Disposer les briquettes sur des claies de séchage.

4) A l'aide de l'empreinte, couper les bords des briquettes afin de standardiser le format à la longueur voulue.

Attention L'utilisation des presses à vis sans fin nécessite une attention particulière pour la sécurité lors de l'approvisionnement en mélange. Il faut au moins 2 personnes pour être efficace: une personne chargée de l'approvisionnement et une personne chargée des briquettes.

Étape 11 - Séchage et Empaquetage

1) Mettre les claies au soleil durant 3 ou 4 jours le temps que les briquettes sèchent.

2) Empaqueter les briquettes pour le stockage et la vente.

Attention Bien protéger les briquettes en cas de pluie.

Remarque Ici, les briquettes sont empaquetées 2 par 2 dans des sacs de ciments revaloriser.

Étape 12 - Contenu pédagogique à télécharger

Vous pouvez télécharger une fiche pédagogique créée par le Low-tech Lab dans la partie "Fichiers" du tutoriel (onglet au niveau de la section "Outils-Matériaux").

Bio Charbon charbon.JPG




Notes et références

  • Association Nebeday: www.nebeday.org
  • FAO: www.fao.org

Visionner la vidéo Arte Future - Cap sur l'innovation.

N'hésitez pas à commenter, partager, et agrémenter le tutoriel d'informations utiles à son amélioration.

Merci à Emily Ngai pour la traduction en Anglais.

Merci à Viridiana Arenas pour la traduction en Espagnol.

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