Le charbon de bois est-il un combustible satisfaisant ?
Echope de charbon de bois, Yaoundé, 2006, photo Frédéric Douard
Dans la plupart des pays en voie de développement le charbon de bois représente le combustible principal. Dans les conditions du Tiers Monde, il faut détruire au moins 10 kg de bois pour produire 1 kg de charbon. En utilisant un fourneau bien conçu, la pression sur le boisement peut être réduite de 90%.
Fabrication du charbon de bois
Le bois est principalement constitué de cellulose, de lignine et de produits volatils, notamment de l’eau. Lors de la fabrication du charbon de bois (pyrolyse) tous les produits volatils sont éliminés. Si le bois pyrolysé contient 50% de produits volatils (méthanol, acétone, goudrons etc.) et d’eau, le rapport des masses passe à 4,5 pour 1.
La chaleur nécessaire à la pyrolyse est essentiellement fournie par l’oxydation partielle du charbon – réaction. On perd donc à peu près la moitié du charbon formé et le rapport passe à 9 pour 1. Enfin, une partie de la couronne de l’arbre n’est pas utilisable pour la fabrication du charbon. Un rapport technique de la FAO l’estime à 25% du bois total. Le rapport de la masse de bois abattu sur la masse de charbon produit sera donc de 9 : 0,75 = 12.
On peut en conclure que, dans les pays peu développés, produisant le charbon par des méthodes artisanales, il faudra de 8 kg de bois bien sec à 12 kg de bois ordinaire pour fabriquer 1 kg de charbon (en moyenne 1 0 kg).
Des valeurs inférieures, de 5 à 6 kg de bois pour 1 kg de charbon ne peuvent être obtenues qu’en utilisant un four à pyrolyse perfectionné dans lequel les gaz sont récupérés et l’oxyde de carbone qu’ils contiennent est brûlé pour fournir la chaleur nécessaire à la pyrolyse. Dans une meule traditionnelle, le plus gros de la chaleur est obtenu par la réaction qui est moins exothermique que la réaction.
En conséquence il est indispensable d’oxyder beaucoup de charbon pour obtenir suffisamment de chaleur.
Le chiffre de 10 kg de bois pour 1 kg de charbon est donc tout à fait courant. On a observé dans de nombreux cas de fabrication artisanale de charbon de bois des rapports encore plus élevés. On consomme donc 10 fois 13’400 kJ pour obtenir 1 fois 26’750 kJ sous forme de charbon.
Les 4/5 de l’énergie disponible dans le bois sont perdus dans la pyrolyse.
Fourneaux à bois, multi-combustibles
REDI introduit des fourneaux à charbon de bois, munis ou pas, de cheminées d’évacuation des gaz brûlés, qui fonctionnent avec un rendement calorifique beaucoup plus élevé que les réchauds traditionnels, à feu ouvert, même « améliorés ». Ces appareils sont conçus pour le bois, mais ils peuvent brûler des déchets combustibles de toute espèce : bagasse de canne à sucre, papiers, cartons, etc.
Des essais ont montré que la consommation spécifique (quantité de bois nécessaire pour porter à ébullition 1 kg d’eau) était de l’ordre de 50g de bois par kg d’eau. Un autre avantage non négligeable se trouve dans le fait que le temps nécessaire à la cuisson est fortement réduit. La longue période d’allumage du charbon est supprimée. La régulation de puissance devient possible. Enfin, l’isolation thermique, la faible consommation et l’évacuation des gaz brûlés par une cheminée ont pour conséquence que la cuisinière est moins incommodée par la chaleur et pas du tout par les gaz brûlés. Sa santé est protégée et son confort amélioré. De tels appareils sont donc infiniment préférables aux foyers à charbon utilisés traditionnellement dans les pays en voie de développement.
Conclusions
Il est établi que l’utilisation du bois sous forme de charbon gaspille les 4/5 de sa valeur calorifique. De plus, le rendement du foyer à charbon de bois est médiocre, il est courant de brûler 50 à 100 grammes de charbon pour porter 1 litre d’eau à ébullition alors que dans un fourneau à bois judicieusement construit cette consommation spécifique est de l’ordre de 50 g de bois par litre d’eau. On arrive ainsi à la comparaison, suivante :
Pour faire bouillir un litre d’eau dans un fourneau à bois type MIHA/REDI : 50 g de bois
Dans un brasero à charbon de bois : 50 g de charbon de bois
Ces chiffres amènent à un rapport de consommation :
1 kg de bois de feu pour 10 kg de bois transformé en 1 kg de charbon de bois
Malheureusement, de très nombreux obstacles s’opposent au processus de passage du charbon à d’autres combustibles.
Il faut vaincre l’ignorance de la nature et des propriétés du charbon. Il faut lutter contre des habitudes profondément enracinées. De bons fourneaux multi-combustibles, à prix abordable, manquent totalement sur !a plupart des marchés. Enfin, par dessus tout, dans de nombreux pays un puissant lobby domine la production et la distribution du charbon de bois.
Un argument fréquemment utilisé en faveur du charbon de bois repose sur le fait que les frais de transport semblent réduits par rapport au coût du transport du bois. En effet, le pouvoir calorifique du charbon de bois est environ le double de celui du bois.
Cet argument cesse d’être convaincant lorsque l’on tient compte de !a différence de rendement entre un fourneau moderne à bois, (environ 50%) et un réchaud traditionnel à charbon qui’ n’utilise que 25 % de l’énergie calorifique. Dans ces conditions, les frais de transport d’une quantité unitaire de chaleur utile provenant du bois ou du charbon sont les mêmes.
Article rédigé par l’association suisse sans but lucratif REDI, un Institut pour le Développement des Energies Renouvelables.
REDI Rue du Vidollet 5 CH-1202 GENEVE Tél.+41(0)22 733 74 22 Fax +41(0)22 733 50 49
Courriel : redi@ip-worlcom.ch Site Internet : www.redi-geneva.ch
Lehmann-UMT
Novair
Spires
Serva
CMMP
Recalor
Aurastock
