Bio Charbon

Low-tech Lab

https://wiki.lowtechlab.org/wiki/Bio_Charbon

Dernière modification le 24/08/2016

Difficulté

Moyen ⧼wf-propertyvalue-difficulty-Moyen⧽

Durée

4 jour(s) ⧼wf-propertyvalue-durationtype-jour(s)⧽

Coût

12 EUR (€)

Description

Fabrication de charbon vert à base de paille pour remplacer le charbon de bois dont la fabrication est responsable d’une grande partie de la déforestation, au Sénégal comme dans le monde.

Sommaire

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Introduction

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

Contexte global:

• Le Sénégal est fortement touché par les effets du réchauffement climatique: pluies tardives et irrégulières, sécheresses récurrentes, déforestation
• Multiples pressions sur les ressources naturelles: croissance démographique, pratiques agricoles non durables, feux de brousse (350000ha/an), coupe abusive de bois pour les besoins croissants en combustibles domestiques

Situation énergétique:

• Le bois et le charbon de bois représentent 84% de la consommation énergétique des ménages.
• Charbon de bois: 58 kg/habitant/an (FAO)
• Plus de 4 millions de m3 sont prélevés par an pour les besoins énergétiques
• Depuis les années 60, baisse de 42% de la superficie des forêts (40 000 ha/an)

Le bio-charbon à base de paille s'intègre dans une démarche globale:

• Remplace le charbon de bois
• Respecte les traditions locales et permet la cuisson de tous les plats
• Plus économique pour les familles utilisatrices
• Biomasse renouvelable
• Valorisation de la paille inflammable: diminution des feux de brousse
• Moins d’arbres coupés pour le charbon
• Amélioration de la biodiversité

Matériaux

• Résidus agricole: paille
• Eau
• Argile
• Coques d'arachide broyées

Outils

• Fût en métal de 200L transformé en pyrolyseur (pour la carbonisation)
• Pelle et 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

Étape 1 - Fonctionnement

Le but du pyrolyseur est de transformer le maximum de paille en charbon. Comment se forme le charbon dans le pyrolyseur, une fois le feu allumé?

Etape 1: Évaporation La paille, même bien sèche, contient un faible pourcentage d'eau (environ 10%). Une partie de la paille est brûlée pour apporter l’énergie nécessaire à l’évaporation de toute l'eau contenue dans la biomasse. La température est alors de 100°C. Dès qu'il n'y a plus d'eau, un peu de paille est de nouveau brûlée pour monter à la température de 280°C. Cette étape est dite "endothermique", elle a besoin d'énergie. Afin d'économiser la paille, il est donc nécessaire de travailler avec la biomasse la plus sèche possible.

Etape 2: La pyrolyse A 280°C, la biomasse commence à se décomposer, donnant ainsi du charbon et d'autres éléments comme du goudron, de l'acide acétique, du méthanol, etc.

Au dessus de 280°C, la décomposition du bois dégage de l'énergie, la réaction devient "exothermique". La réaction s'entretien jusqu'à ce qu'il ne reste plus que du charbon, la température monte alors jusqu'à 400°C.

Cependant le charbon obtenu à cette température n'est pas de très bonne qualité, il est corrosif, contient du goudron et autres composés. (65% de carbone pur). On va donc chercher à monter la température jusqu'à 500°C, ce qui permet de dégrader le goudron afin d'atteindre 85% de carbone pur.

Pour cet objectif, on joue sur l'apport d'oxygène: pas d'oxygène, le charbon n'entre pas en combustion, si on apporte de l'oxygène, le charbon et la biomasse entre en combustion et dégage de l’énergie. Un faible apport d'oxygène dans le pyrolyseur permet de brûler une partie de la biomasse afin d'assurer la monter à 500°C.

Un charbon commercial possède au moins 75% de carbone pur.

La maîtrise de la carbonisation nécessite donc de l'expérience et de nombreux essais avant d'obtenir le bon charbon.

Étape 2 - Récolte de la paille

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

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

Étape 3 - Remplissage du pyrolyseur

L'une des extrémités du pyrolyseur est amovible, l'autre extrémité contient une trappe d'accès.

Pour cette étape, on place le pyrolyseur, extrémité amovible vers le haut.

• On place au centre du fût un cylindre, comme le manche d'un outils par exemple.

• On vient remplir de paille tout autour, en prenant soin de bien la tasser.

• On retire ensuite le cylindre et on ferme cette extrémité du pyrolyseur.

Étape 4 - Mise à feu

On va maintenant retourner le fût afin d'avoir l'extrémité avec la trappe d'accès vers le haut; elle doit être ouverte.

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.

On vient positionner le fût au centre de cette cuvette, il faut que l'air puisse circuler sous le pyrolyseur.

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)

On se positionne de tel sorte de pas avoir la fumée sur nous et on allume la paille par le haut.

Étape 5 - Carbonisation

Étape 6 - Mélange à l'eau et séchage

Le poussier est mélangé à de l’eau argileuse puis mis à sécher.

Étape 7 - 2ème mélange à l'eau

Le poussier est de nouveau mélangé à de l’eau de manière à former une pâte qui pourra être pressée.

Étape 8 - Presse et mise en paquet de la pâte

La pâte de charbon est pressée manuellement puis empaquetée pour être vendue.

Nous avons fait l’acquisition d’un réchaud à charbon pour la cuisine à bord et espérons prochainement faire notre propre production de charbon vert. Nous vous tiendrons informés.