RizRoute - Valorisation de coproduits rizicoles

RizRoute _ Livrable de restitution _ Appel à Projet FEREC 2022 2/32 (b) Le Brûlage 1 ; après récolte, la paille de riz est laissée sur les parcelles pour y être brûlée, même si cela est interdit sous peine d’amende. En effet, cette pratique engendre beaucoup de fumées, d’émissions de CO 2 , néfastes pour l’environnement et les populations environnantes. Toutefois, en Camargue, le brûlage des pailles de riz est rendu possible du fait d’une dérogation annuelle accordée aux riziculteurs pour permettre une dégradation rapide des pailles en particulier, avant le semis du blé. Cette pratique, est réalisée sur 80 % des superficies rizicultivées. (c) La récolte pour l’élevage (litière). En effet, la paille de riz peut être utilisée en litière animale en remplacement de la paille de blé lorsque celle-ci manque (Goodman, 2020). La présence de silice dans la paille de riz, la rend irritante pour les animaux et représente un frein à son utilisation massique. Une des solutions pour améliorer la qualité de la paille de riz pour la litière serait de la défibrer c’est- à-dire de réduire la paille en brins courts très souples car il y a un éclatement de la cuticule qui enrobé les tissus lignifiés. Une autre voie de valorisation des biomasses agricoles est leur conversion thermique par pyrolyse pour la production de biochars utilisés en amendement des sols et notamment des terres agricoles. En effet, la combinaison des activités agricoles intensives et du changement climatique accélèrent le phé- nomène de dégradation des sols impactant ainsi négativement les rendements des cultures. La décou- verte en Amazonie, au 19 ième siècle, de terres agricoles noires très fertiles, appelées Terra preta do indio (terre noire des Indiens en portugais), offrant des rendements supérieurs à 200 %, bien différents des sols naturels environnants (en général acides et pauvres en nutriments) a permis de comprendre que l’ingrédient majeur de cette productivité est le carbone. Le carbone du sol, lorsqu’il est organique, est responsable d’une grande part de la fertilité des sols (Beusch, 2021 ) . Le carbone stable, dit non labile, serait quant à lui responsable d’un équilibre des sols du point de vue physique, chimique et biologique. Ainsi, l’utilisation du biochar, constitué majoritairement de carbone végétal a été de plus en plus envisagé comme amendement des sols permettant d’améliorer la stabilité des sols cultivés d’une part et d’autre part de stocker du carbone dans les sols à moyen et long terme (Li et al., 2023). Ce biochar est obtenu par pyrolyse de la biomasse végétale d’origine diverse dont le principe global est représenté en figure 2. Ce procédé consiste en une décomposition thermochimique de la matière organique à haute température (entre 300 °C et 800 °C), en l’absence d’oxygène et de façon irréver- sible. Durant cette réaction, des composés chimiques sous formes gazeuses sont synthétisés, tels que l’hydrogène (H), le monoxyde de carbone (CO), le dioxyde de carbone (CO 2 ), le méthane (CH 4 ) et l’eau (H 2 O), et des réarrangements atomiques s’opèrent dans les constituants de la biomasse (lignine, cel- lulose et hémicellulose) afin de former des structures de carbone aromatique de plus en plus organi- sées, tendant à l’organisation du graphite. Ainsi trois co-produits sont formés : - le solide (biochar ou C-végétal) puit de carbone, - le liquide (bio-huile) plus ou moins aqueux et les gaz combustibles (Ali Qamar et al., 2023). Le point intéressant est que de façon générale ce procédé est quasiment ather- mique car les coproduits liquides et gaz sont utilisés énergétiquement pour assurer l’autonomie du procédé. Une fraction de cette énergie est réintroduite dans le réacteur. Cependant, la quantité et la qualité du biochar dépendent de plusieurs facteurs déterminants, comme la température et le type de biomasse utilisé (Zhang et al., 2022). En effet, même si les caractéristiques physico-chimiques sont directement liées aux conditions du processus de pyrolyse utilisées (T°C, type de pyrolyse…) et à la nature de la biomasse, les biochars se présentent sous formes de petits fragments noirs, légers avec des densités pouvant varier entre 0.2 à 0.8 g/cm 3 et potentiellement très poreux grâce à des surfaces spécifiques (m 2 /g) et des distributions de pores (macropores, mésopores et micropores) formés lors de la pyrolyse et/ou l’activation (procédé complémentaire à la pyrolyse pour accroitre la porosité) (Downie et al., 2009).