« On reçoit énormément de demandes de gens qui souhaitent utiliser du biochar et qui se demandent comment ça fonctionne », mentionne d’emblée André Benoit, le vice-président au développement de BioChar Boréalis, le promoteur de la vitrine technologique en biochar et bioproduits, déployée à Mashteuiatsh.

En voyant l’intérêt populaire et le résultat des essais en serre (voir autre texte), BioChar Boréalis et Agrinova, le partenaire scientifique du projet, ont eu l’idée de lancer une expérience populaire avec les jardiniers amateurs du Saguenay-Lac-Saint-Jean. L’idée : distribuer du biochar aux jardiniers pour qu’ils testent l’effet sur les plantes qu’ils cultivent à la maison.

Selon les études réalisées par Agrinova, le biochar augmente les rendements de 10 à 15 %, tout en diminuant les coûts de 10 à 20 %, souligne Régis Pilote, chef d’équipe chez Agrinova et responsable du projet de recherche sur le biochar.

« On va préparer des fiches pour dire aux gens comment utiliser le biochar à la maison, que ce soit à l’intérieur ou à l’extérieur, tout en leur offrant du support pour documenter l’expérimentation », ajoute l’expert scientifique du projet. Après l’expérience terrain, un sondage sera aussi réalisé pour connaître l’appréciation du produit et pour dénicher des pistes d’amélioration au besoin.

Le protocole de l’expérience populaire sera complété au cours des prochaines semaines et les personnes intéressées pourront s’inscrire au programme en mars, afin d’être prêtes pour faire les jardins en mai. D’ici là, les promoteurs devront notamment décider s’ils offrent du biochar en vrac ou s’il sera mélangé à du terreau.

« Le biochar sera fort probablement remis aux participants gratuitement en échange de leur engagement à contribuer à documenter les résultats », souligne André Benoit. Les jardiniers devront par exemple prendre des mesures de croissance et implanter des zones témoins, sans biochar, afin de faire des comparaisons. Des fiches informatives et des capsules vidéo seront préparées pour aider les horticulteurs à bien gérer et comprendre l’utilisation du biochar. André Benoit estime que plusieurs centaines de jardiniers pourraient y participer, créant un partenariat gagnant-gagnant.

Vers une première usine commerciale de biochar?

Au final, l’expérience servira à faire un test de produit pour valider la performance du biochar et l’intérêt des consommateurs. Un promoteur a d’ailleurs démontré un grand intérêt pour construire une usine commerciale de production de biochar si l’expérience s’avère concluante. « Une entreprise qui a déjà un bon réseau de distribution souhaite devenir un fournisseur de biochar », soutient André Benoit.

Le biochar produit dans la région, fait à partir de peuplier faux-tremble et de bouleau blanc, deux espèces régionales, permettrait d’éliminer la vermiculite, la perlite et une partie de la mousse de tourbe, trois produits qui ne sont pas renouvelables, fait remarquer André Benoit. À terme, le terreau enrichi avec du biochar produit dans la région se retrouverait chez les quincaillers et autres magasins de grande surface comme terre à jardin. Si tout fonctionne comme prévu, une usine commerciale pourrait voir le jour dès 2023, ajoute ce dernier.

Le projet d’expérimentation populaire sera le premier d’une série visant à faire connaître le biochar et à diffuser de l’information sur le sujet. Plusieurs webinaires seront notamment organisés en 2021 à l’intention de différentes clientèles, dont les chercheurs, des producteurs agricoles et le grand public.

D’ici peu, BioChar Boréalis présentera aussi son nouveau site Web, où il sera possible de faire une visite virtuelle de la vitrine technologique de Mashteuiatsh. Le site permettra de mieux communiquer avec les gens et d’offrir de meilleurs outils de communication.

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DES TESTS EN SERRE PROMETTEURS

Il existe un engouement énorme pour le biochar partout sur la planète, à l’heure actuelle, car le produit renouvelable et d’origine naturelle laisse entrevoir des rendements accrus en agriculture, des potentiels pour le rétablissement des sols pauvres, ainsi que plusieurs utilisations dans le domaine de la filtration. Les tests en serre réalisés par Agrinova laissent entrevoir des rendements accrus de 10 à 15 % et une réduction des coûts de 10 à 20 %.

Même si plusieurs études ont démontré les bienfaits du biochar, il reste encore beaucoup de recherches à faire pour préciser quel type d’essence de bois doit être utilisée selon les résultats recherchés. Pour une utilisation commerciale, il faut aussi trouver quelle est la taille optimale des résidus de bois, lesquels peuvent être sous la forme de sciure, de copeaux de différentes tailles, de granules ou autre, et le volume à appliquer pour obtenir les résultats souhaités.

Après avoir fait plusieurs tests de caractérisation, Agrinova estime avoir une recette assez solide. « On a pu constater une hausse des rendements de 10 à 15 % », souligne Régis Pilote, le responsable scientifique du projet chez Agrinova. En plus de hausser les rendements, l’utilisation du biochar permet de faire des économies de fertilisants. 

« Avec sa surface poreuse, le biochar agit comme une éponge qui retient les nutriments, qui agit comme un engrais à libération lente », dit-il, avant d’ajouter qu’un kilogramme de biochar peut emprisonner 5 à 6 kilogrammes en eau. Selon les calculs d’Agrinova, le biochar permettrait une réduction des coûts de 10 à 20 %. 

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BIOCHAR 101

Le biochar est un charbon d’origine végétale, qui est produit par la pyrolyse du bois. Autrement dit, on produit du charbon en chauffant le bois à très haute température, entre 400 et 800 °C, en l’absence d’oxygène. Résultat : le bois perd son eau et devient poreux, créant de multiples structures qui permettent d’emmagasiner l’eau, ou qui servent d’habitats pour les microorganismes. On doit utiliser de 3 à 4 tonnes de bois pour produire une tonne de biochar. Une tonne de biochar contient environ 2,7 tonnes d’équivalent CO2.

Développer le potentiel du biochar en agriculture

Terreaux horticoles, biostimulants, bioinsecticides, l’alimentation des vaches pour réduire la production de GES, revégétalisation des sites miniers, Agrinova étudie plusieurs pistes porteuses pour favoriser l’essor du biochar en agriculture.

En ajoutant du biocharbon dans le sol, on y ajoute de la matière organique qui est en mesure de mieux retenir l’eau dans le sol. « Le biochar améliore la porosité du sol et il peut absorber plusieurs fois son poids en eau », explique Régis Pilote, chercheur chez Agrinova et responsable du développement des projets sur le biochar. Cette caractéristique permet de mieux résister aux stress hydriques.

Le biochar permet aussi d’améliorer la fertilité des sols, car il retient les nutriments et il nourrit les bactéries dans le sol, explique le chercheur. Et ce n’est pas tout, car le biochar permet aussi de capter le carbone à long terme dans le sol. « Le biochar provenant de matériel ligneux est constitué grosso modo à 90 % de carbone stable qui peut persister des décennies dans le sol, explique Régis Pilote. C’est donc un excellent moyen de séquestrer du carbone dans les sols. »

Toutes ces caractéristiques laissent présager des utilisations fortes intéressantes dans le milieu agricole. Pour l’instant, Agrinova concentre ses recherches sur les débouchés les plus porteurs à court terme, dont le développement de terreaux horticoles pour la production biologique en serre et pour la production de cannabis, soutient Régis Pilote. « Le biochar peut remplacer la perlite et la tourbe », dit-il, en soulignant que le biochar offre une option plus écologique. En plus de la capacité à bien retenir l’eau, le biochar permettrait de réduire la quantité d’engrais nécessaire, laissant présager des avantages économiques intéressants.

Pour valider ces hypothèses, une autre série d’essais en serre sera réalisée cet automne, remarque le chercheur. « On veut optimiser le produit en testant des biochars produits avec différentes essences de bois dans différentes proportions pour voir lesquels sont les plus efficaces », dit-il.

Le biochar est aussi prometteur pour la production de plants forestiers et Agrinova travaille avec la Pépinière Boucher, de Saint-Ambroise, sur le sujet. « La survie des plantules d’épinette est accrue lorsqu’elles sont transférées en milieu forestier parce que la capacité du biochar a retenir l’eau augmente la résistance des plants lorsqu’il y a un stress hydrique », remarque Régis Pilote.

Agrinova travaille aussi avec Nemaska Lithium pour revégétaliser des parcs à résidus miniers, car le biochar permet de fertiliser les sols, de retenir et stabiliser les métaux et de faciliter le drainage de l’eau.

Lors de la production du biochar, on produit aussi des biohuiles desquelles on peut extraire un vinaigre de bois. « En faible dose, le vinaigre de bois stimule l’activité microbienne et nourri la plante, explique Régis Pilote. À plus forte dose, on peut l’utiliser comme un bioherbicides ». Des projets de recherche laissent présager un bon potentiel de commercialisation, notamment pour la culture en régie biologique, note le chercheur.

Alimenter les vaches avec du biochar pour réduire les GES

Des chercheurs s’intéressent aussi au potentiel de réduire la quantité de méthane, un puissant gaz à effet de serre, émis par les vaches en ajoutant du biochar dans leur diète. « Des études ont démontré qu’en ajoutant de 200 à 400 grammes de biochar à la diète des ruminants, on peut réduire la quantité de GES émis de 10 à 20 % », explique Christiano Cortez, un chercheur chez Agrinova qui souhaite tester ce potentiel sur les vaches laitières.

Pour y arriver, le chercheur s’est associé au Consortium de recherche et innovations en bioprocédés industriels au Québec (CRIBIQ), à l’Université Laval, à Nutrinor, aux Producteurs de lait du Québec et à la Coop fédérée dans le cadre d’un projet de recherche de plus de 700 000 dollars.

Christian Cortez veut démontrer s’il est possible de réduire la production de méthane entérique dans le rumen, qui est libéré lorsque les vaches font des rots. « Les vaches produisent du méthane pour éliminer l’hydrogène et il semble que l’on puisse diminuer la quantité de méthane de 20 % dans danger pour la santé de la vache », dit-il.

Dans un premier temps, le chercher souhaite compléter des tests en laboratoire pour simuler la réaction dans l’appareil digestif. « On va tester les effets de différents types de biochar sur le liquide ruminal des vaches lors de la phase in vitro », explique-t-il. Si les résultats démontrent qu’il est possible de réduire les GES d’au moins 10 %, des essais sur des vaches pourraient être réalisés en 2021.

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BIOCHAR BORÉALIS : UNE PÉPINIÈRE D'ENTREPRISE POUR DÉVELOPPER LE BIOCHAR

Alors qu’Agrinova s’occupe du volet recherche sur le biochar, Biochar Boréalis est la bougie d’allumage qui rassemble les joueurs importants pour développer de nouveaux marchés et pour faire du démarchage d’affaires.

« D’ici trois ans, on pense qu’un premier projet d’envergure industrielle viendra s’installer dans la région », lance André Benoit, le vice-président au développement de Biochar Boréalis, en faisant la visite de la vitrine technologique en biochar et bioproduits.

À l’entrée de l’usine, on retrouve de grands sacs de copeaux de différentes essences de bois de la forêt boréale. Dans un premier temps, la matière doit être traitée et séchée avant d’entrer dans un des deux pyroliseurs, qui transformera les copeaux en biochar, en biohuile et en syngaz. Selon les besoins des entreprises qui souhaitent faire des tests, il est possible d’utiliser le petit pyroliseur, d’une capacité de 60 kg à l’heure, pour faire des tests de caractérisation de produits, ou encore le gros pyrolyseur, d’une capacité de 800 kg à l’heure, pour faire des projets de précommercialisation.

Un peu plus loin, on retrouve un laboratoire à la fine pointe de la technologie, la « clé » du développement pour un produit, selon André Benoit. « Ça nous permet d’assurer une stabilité des produits », dit-il. Étant donné que chaque essence de bois et chaque recette de cuisson produit des caractéristiques différentes, la stabilité du produit est essentielle pour rassurer les clients qui souhaitent utiliser ce produit émergent.

À l’origine, c’est la Filière forestière des Premières Nations du Québec (FFPNQ) qui avait réalisé une étude sur le projet, qui a mené au partenariat entre Pekuakamiulnuatsh Takuhikan (le conseil de bande de Mashteuiatsh) et la MRC du Domaine-du-Roy, pour la création de Biochar Boréalis en 2016.

« À terme, on souhaite développer la vallée du biochar », remarque André Benoit, qui souhaite voir émerger plusieurs entreprises de transformation du biochar dans la région. « Le biochar peut devenir la matière première d’un autre produit et à chaque étape tu fais des produits à valeur ajoutée », dit-il. 

En attendant d’arriver là, la vitrine technologique est en place pour développer des projets, développer des produits et générer de petits volumes pour convaincre les investisseurs potentiels de lancer une usine commerciale.

En ce moment, la vitrine technologique située dans le parc industriel de Mashteuiatsh est la plus grande du genre au Canada. « Ça va nous permettre d’être des leaders dans le domaine », estime André Benoit. 

Jusqu’à maintenant, plus de 11 millions de dollars ont été investis dans le projet, dont 3,7 M$ pour le bâtiment, qui est la propriété de Pekuakamiulnuatsh Takuhikan, et 7,91 M$ pour les équipements, qui appartiennent à Agrinova.

Valoriser les copeaux

L’Alliance Bois du Saguenay-Lac-Saint-Jean est partenaire de Biochar Boréalis, car l’émergence du biochar permettra de trouver de nouveaux débouchés pour les copeaux, alors que la demande pour le papier est en chute constante. « Produire du biochar permet de valoriser les résidus forestiers, ce qui aidera les petites scieries indépendantes à écouler leurs copeaux », remarque André Benoit.

Pierre Marineau, le directeur général de l’Association des producteurs de copeaux de bois du Québec, voit d’un bon œil les projets de Biochar Boréalis. « Il va falloir trouver plusieurs avenues pour remplacer le volume de copeaux par le secteur papetier », dit-il.  

À chaque fois qu’un arbre est scié, près de 50 % de l’arbre est transformé en planche. Reste alors 50 % de sous-produits sous la forme d’écorce, de sciure, de planure et de copeaux. Pour maintenir l’équilibre économique des scieries, il faudra trouver des alternatives économiques viables qui permettent de générer autant d’argent que les copeaux à l’heure actuelle, qui se vendent à environ 100 dollars la tonne. 

Outre les projets en agriculture, ce dernier estime que le biocharbon pourrait remplacer les carburants fossiles dans les usines métallurgiques, comme chez Elkem Métal. De plus, des projets de production de biocarburants pourraient aussi permettre de valoriser les sous-produits du bois, dit-il.

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QU'EST-CE QUE LE BIOCHAR?

Le biochar est un charbon produit avec une source végétale, comme les résidus de bois, mais on peut aussi en faire avec des résidus agricoles. Selon les essences de bois utilisées, il faut compter de 3 à 4 tonnes de copeaux de bois pour produire une tonne de biochar.

Pour y arriver, il faut faire chauffer les copeaux à très haute température, entre 400 et 800 °C, en l’absence d’oxygène, un procédé appelé pyrolyse. Sans oxygène, le bois ne brûle pas et le carbone se concentre dans le biochar. Selon les données fournies par Agrinova, une tonne de biochar représente 2,7 tonnes d’équivalents CO2.

La pyrolyse permet de décomposer chimiquement le bois en trois différents produits, le biochar, les biohuiles et le syngaz. 

Le biochar peut être valorisé en agriculture, mais il peut aussi être ajouté à du plastique ou du béton ou encore dans l’industrie cosmétique. On peut l’utiliser dans les barbecues ou comme source d’énergie industrielle. Lorsqu’il est activé, le charbon a une structure plus poreuse, qui permet de filtrer l’air ou l’eau. 

Les biohuiles peuvent être utilisées comme source de biocarburants, comme additif, pour faire du goudron, des solvants organiques, des pesticides, des cosmétiques ou des arômes naturels. 

Le syngaz est moins intéressant d’un point de vue de la commercialisation, mais il peut être brûlé dans un procédé industriel comme source de chaleur.