Écosystèmes de fourneaux et de biochars" pour la cuisson propre et la restauration des sols au Bangladesh
Solution complète
Le fourneau TLUD - l'écosystème Biochar
Julien Winter
Le Bangladesh est confronté à de rudes défis en raison de la perte de terres due à l'élévation du niveau de la mer. Toutefois, l'impact peut être atténué si nous augmentons la productivité des sols intérieurs. Actuellement, le rendement est limité par la faible teneur en matière organique du sol. Nous pouvons augmenter l'humus du sol en appliquant des engrais à base de biochar. Nous avons constaté une augmentation spectaculaire du rendement des cultures. Le défi a été de produire du biochar, car la biomasse de qualité est très demandée pour être utilisée comme combustible de cuisson.Nous produisons du biochar de manière durable en tant que sous-produit de la cuisine en utilisant un gazogène TLUD (top-lit updraft) adapté à la culture des foyers ruraux.Lorsqu'il est mis en œuvre dans les villages, nous appelons cela "l'écosystème fourneau-biochar" dans lequel les femmes et leurs fourneaux sont des espèces "clés de voûte" qui rendent possible le biochar, et les agriculteurs et leur biochar sont des "ingénieurs de l'écosystème" qui augmentent "en permanence" la matière organique du sol et la productivité biologique.
Dernière modification 06 Feb 2023
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Contexte
Défis à relever
Notre projet est complexe et multidisciplinaire. Dans le cadre d'une intervention de validation du concept, les défis ont été relevés, mais tous les aspects nécessitent une recherche continue et une participation plus large des scientifiques et des travailleurs du développement.
Env1 : La demande de bois de chauffage étant supérieure à l'offre, il convient de développer des combustibles à base de biomasse comprimée.
Env2 : L'utilisation agronomique locale du biochar doit faire l'objet de recherches et de démonstrations.
Soc1 : Les villageois doivent se familiariser et avoir une expérience pratique de plusieurs technologies à la fois.
Soc2 : Les connaissances doivent s'enraciner dans le village. Nous ciblons délibérément les bénéficiaires qui sont innovateurs et curieux d'adopter de nouvelles technologies.
Soc3 : Les femmes doivent préparer le combustible pour le four TLUD, mais cela peut être le gagne-pain de quelqu'un.
Ecn:1 : Le fourneau doit être abordable.
Ecn:2 : L'écosystème ne développera pas ses boucles de rétroaction positives tant que le biochar n'aura pas acquis une valeur "commerciale" grâce à l'expérience des agriculteurs en matière de rendement.
Emplacement
Dhaka, Bangladesh
Asie du Sud
Traiter
Résumé du processus
Le fourneau TLUD - l'écosystème Biochar
Les écosystèmes sont généralement nommés d'après les caractéristiques ou les espèces dominantes, comme les Sundarbans ou les forêts de Sal.
Dans notre "écosystème", les femmes et leurs fourneaux sont des espèces "clés de voûte" qui fabriquent du charbon bio. Les agriculteurs, avec leur biochar, sont des "ingénieurs de l'écosystème" qui augmentent "en permanence" la matière organique du sol et la productivité biologique.
Ils interagissent par le biais de boucles de rétroaction positives qui se renforcent mutuellement grâce au flux de matériaux (biochar, fumier, compost, aliments, combustible) et d'argent. Le biochar pourrait améliorer l'acceptation par les Akha.
Le biochar augmente la productivité de l'écosystème et crée de nouvelles possibilités de subsistance. L'augmentation des revenus en espèces permet aux familles d'acheter des technologies importées telles que l'énergie photovoltaïque, l'électronique, les fournitures scolaires et les médicaments.
D'autres "espèces" mineures ou "éléments constitutifs" de l'écosystème sont les femmes qui fabriquent des combustibles TLUD, les entreprises agroalimentaires qui fabriquent des engrais à base de biochar et les professeurs d'université : c'est ce qu'on appelle la biodiversité.
Blocs de construction
Le fourneau à gazogène "Akha" à courant d'air supérieur éclairé (TLUD)
Un TLUD est un gazéificateur simple composé d'un tube vertical rempli de petits morceaux de bois ou de biomasse densifiée, comme des granulés, des billes ou de petites briquettes. Ce tube est appelé "lit de combustible". Il est enflammé en haut et sous-alimenté en air primaire par une grille située en bas. Le front d'allumage se déplace vers le bas à travers le combustible en irradiant la chaleur dans le combustible brut, en le séchant et en initiant la pyrolyse. Les substances volatiles libérées sont enflammées par la flamme. La réaction est parfois appelée "front pyrolytique inflammatoire migratoire" (FPMM). Des charbons résiduels sont laissés sur le dessus du lit de combustible à mesure que le FPMF se déplace vers le bas.
Une fois la pyrolyse terminée, la flamme orange s'éteint, et les charbons résiduels sont compactés et étouffés, ou éteints avec de l'eau.
Nous avions besoin de l'"Akha", un TLUD adapté à la culture du Bangladesh. Il devait être fabriqué localement, étudié et fabriqué avec le moins de métal (importé) possible. En raison de sa construction lourde, il est doté d'une grille à charnières pour enlever le charbon. Pour protéger l'Akha en vue d'une utilisation libre, un brevet est en libre accès. La version actuelle de l'Akha est un prototype en cours d'évaluation pour acceptation, et des améliorations évidentes peuvent y être apportées.
Facteurs favorables
Pour que l'Akha réussisse, il doit.. :
- avoir de très faibles émissions de fumée
- être facile à utiliser et brûler de manière fiable sans s'éteindre
- produire du charbon de bois pour l'utiliser comme biochar ou comme charbon de bois.
- brûler moins de combustible qu'un poêle traditionnel (même lorsque le charbon n'est pas brûlé).
La production de charbon de bois peut être la caractéristique essentielle pour l'acceptation par les Akha.
Leçon apprise
La principale leçon apprise est que l'Akha a été bien accepté par les femmes qui ont été bien formées à son utilisation. Nous connaissions déjà les principales limites d'un TLUD :
- Il ne brûle pas la biomasse en vrac, les poêles traditionnels seront donc conservés à cette fin.
- Il faut du temps pour réduire le combustible ligneux en petits morceaux, mais la production de combustible pour les TLUD peut devenir un gagne-pain pour certains.
- Il ne brûle pas de combustible humide.
- Il est chargé par lots plutôt que d'être alimenté en continu, de sorte que pour les longues périodes de cuisson, il doit être rechargé.
- Les femmes doivent être formées à la préparation du combustible et à l'utilisation d'un TLUD.
Biochar
Le charbon est une matière organique carbonisée produite par pyrolyse.
Le biochar est un charbon utilisé en biotechnologie, notamment dans l'agriculture.
Le charbon de bois est utilisé comme combustible.
Le biochar possède des propriétés importantes :
- Il résiste à la décomposition biologique et chimique, ce qui lui permet de rester dans le sol pendant des siècles et d'être utilisé pour stocker le carbone atmosphérique.
- Une surface élevée
- Les surfaces chargées négativement et certaines charges positives peuvent contenir des nutriments végétaux solubles tels que l'azote et le potassium, ainsi que d'autres minéraux.
Au Bangladesh, les sols sont souvent pauvres en matière organique, car le climat chaud et humide et le travail du sol favorisent la décomposition de la matière organique. Les sols pauvres en matière organique deviennent durs et ouvrent l'espace interstitiel. La croissance des cultures peut s'en trouver gravement limitée.
Compte tenu de l'excellent climat pour les cultures, l'amélioration de la matière organique des sols bangladais peut avoir des effets considérables. Le biochar peut y parvenir parce qu'il ne se décompose pas. Au contraire, il se combine aux fumiers, aux composts et à la matière organique du sol pour former un humus nouveau et stable.
En augmentant la matière organique du sol, il y a :
- une augmentation des miettes de sol et de l'espace interstitiel
- Augmentation de l'aération
- Une meilleure pénétration de l'eau
- Augmentation de l'eau disponible pour les plantes
- Augmentation de la vie du sol
- Augmentation de la croissance des racines et du rendement des cultures.
Facteurs favorables
Plusieurs étapes clés doivent être franchies pour que le biochar puisse être utilisé couramment :
- Connaissance scientifique et connaissance pratique de l'utilisation du biochar dans l'agriculture bangladaise.
- Diffusion des connaissances aux agriculteurs
- L'expérience pratique des agriculteurs avec le biochar, afin qu'ils puissent évaluer le prix qu'ils seraient prêts à payer pour celui-ci.
Leçon apprise
Les agriculteurs sont enthousiasmés par le biochar une fois qu'ils en ont constaté les effets dans le cadre d'expériences de recherche, d'essais de vulgarisation agricole sur le terrain et d'essais réalisés par des agriculteurs locaux.
Dans un cas, après avoir visité les parcelles d'un agriculteur, certains agriculteurs sont revenus plus tard et ont emporté des paniers de terre.
Impacts
Les cuisinières à gazogène à courant d'air ascendant par le haut (TLUD) comparées aux cuisinières traditionnelles à biomasse :
- Réduction considérable de l'exposition des femmes à la fumée de cuisson.
- Produit automatiquement du biochar en tant que sous-produit de la cuisson.
- Utilise deux fois moins de combustible, bien qu'il produise du biochar.
- Fournit des revenus grâce à la vente ou à l'utilisation du biochar.
- Améliore la qualité de vie et l'autonomie des femmes.
Le biochar :
- Séquestre le carbone atmosphérique dans la matière organique du sol.
- Il augmente la biodiversité et la productivité des sols en créant de l'humus dans les sols pauvres en matière organique. Les sols à forte teneur en matière organique présentent les caractéristiques suivantes
- une meilleure aération
- une meilleure rétention de l'eau disponible pour les plantes
- un apport tamponné de nutriments pour les plantes
- Combinés à l'urine et au fumier, ils conservent les éléments nutritifs des plantes :
- réduit les dommages causés par l'eutrophisation de l'eau et les émissions de NOx dans l'atmosphère.
- augmente l'efficacité du recyclage des éléments nutritifs des plantes
- réduit le besoin (coût) d'engrais commerciaux.
- Amélioration de la croissance des cultures
- augmente le revenu des ménages et l'activité économique des villages
- augmente la résistance des cultures à la sécheresse.
- permet au Bangladesh - un pays densément peuplé - de compenser (partiellement ?) la perte de terres due à l'élévation du niveau de la mer.
Bénéficiaires
Femmes et ménages : meilleure santé, moyens de subsistance.
Agriculteurs : rendements plus élevés, coûts moindres.
Pays : migration des zones rurales vers les zones urbaines ; réfugiés climatiques.
Planète : séquestration du carbone.
Objectifs de développement durable
ODD 1 - Pas de pauvreté
ODD 2 - Faim "zéro"
ODD 3 - Bonne santé et bien-être
ODD 5 - Égalité entre les sexes
ODD 6 - Eau propre et assainissement
ODD 7 - Énergie propre et d'un coût abordable
ODD 8 - Travail décent er croissance économique
ODD 12 - Consommation et production responsables
ODD 13 - Mesures relatives à la lutte contre les changements climatiques
ODD 15 - Vie terrestre
Connexion avec les contributeurs
Autres contributeurs
M. Joyanta Adhikari
Commission chrétienne pour le développement au Bangladesh
M. Md. Mahbubul Islam
Initiative Biochar au Bangladesh
