Qu’est-ce que la Pyrolyse?
La pyrolyse est la décomposition thermique de matériaux carbonés dans un environnement dépourvu d’oxygène à hautes températures, entre 300 et 900°C. La pyrolyse peut transformer n’importe quelle biomasse, pneus et même plastique en produits renouvelables. Le procédé de pyrolyse n’est pas le même que celui de la combustion ou de l’incinération. En fait, il est beaucoup plus environnemental. Les technologies sont très variées, autant en terme d’intrant, de taille et de produits.
Les produits de la pyrolyse ont plusieurs marchés. Ils peuvent être utilisés dans l’économie circulaire et verte, mais aussi dans des marchés et industries plus traditionnels, comme dans le secteur de l’énergie.
Bénéfices Environnementaux de la Pyrolyse
Les changements climatiques sont réels, agissons maintenant avec la pyrolyse!
Les gaz à effets de serre (GES) comme le CO2, le CH4 et le N2O accélèrent les changements climatiques. Le méthane (CH4) a un potentiel de réchauffement climatique de 25 fois celui du CO2. Les émissions de CH4 provenant de la combustion et de l’enfouissement de résidus avec le bétail représentent jusqu’à 19% des émissions globales de CH4. En plus, la décomposition de résidus et déchets in situ relâche de grandes quantités de CO2 et de CH4 qui ne peuvent pas être recyclés. La pyrolyse de résidus destinés à l’enfouissement ou laissés sur place peut compenser jusqu’à 4 tonnes d’équivalent CO2 par tonne de déchet. La pyrolyse se démarque donc comme une solution très efficace de transformation des résidus générant des produits à valeur ajoutée. Par ces produits pyrolytiques, nous diminuons notre contribution au changement climatique, tout en diminuant la contamination des sols, de l’eau et de l’air.
De plus, la pyrolyse est une technologie complémentaire à d’autres technologies. Par exemple, il est possible d’utiliser la pyrolyse afin de chauffer les usines de biométhanisation, de transformer les plastiques non-recyclables et de créer du biochar afin de bonifier le compost.
Qu’est-ce que le Biochar?
Le char et le biochar sont des matériaux noirs contenant beaucoup de carbone. Le terme biochar réfère habituellement au char créé depuis des matériaux vierges, alors que le terme char peut être utilisé pour un produit provenant de bois contaminé ou de boue. Ces chars et biochars ressemblent à du charbon. En fait, le charbon de bois est un type de biochar. Les biochars peuvent décrire des produits différents, dépendamment de leurs propriétés et usages. Ils sont légers et très poreux. Ils peuvent sorber les contaminants, nutriments, l’eau, les gaz et les odeurs, mais ils peuvent aussi être utilisés pour la séquestration du carbone, pour remplacer le charbon fossile, dans les matériaux comme le béton et le plastique, dans la nourriture, en agriculture, environnement et pharmacie. Les propriétés de chaque char et biochar dépendent des matières pyrolysées, de la technologie utilisée, de la température, du temps de résidence durant la transformation ainsi que des conditionnements. Ces variables contribuent à créer un produit unique.
Bénéfices Environnementaux du Biochar
L’économie verte grâce au biochar
La production de biochar permet d’éviter la contamination de l’air, de l’eau et du sol par les résidus. Par ailleurs, certains biochar peuvent être utilisés pour filtrer l’eau et l’air, alors que d’autres servent à décontaminer les sols ou réduire les besoins en engrais et pesticides. Ils peuvent aussi aider à réduire les émissions de GES de diverses façons. Entre autre, le biochar peut limiter ou réduire les émissions lorsqu’il est ajouté à la nourriture des bovins, dans les fosses à fumier et lisier, séquestré, utilisé en remplacement du charbon fossile, pour n’en nommer que quelques-uns. D’ailleurs, le biochar peut séquestrer jusqu’à plus de 3 tonnes de CO2 pour 1 tonne de biochar non brûlé.
Qu’est-ce que le Vinaigre de Bois?
Le vinaigre de bois, aussi appelé acide pyroligneux, est la phase aqueuse du liquide condensé provenant de la pyrolyse de biomasse. Le liquide condensé, souvent nommé « l’huile », contient de 15 à 60% d’eau et de molécules solubles dans l’eau, alors que l’autre partie du liquide, la phase organique, contient de l’huile ainsi que des molécules organiques. La concentration d’eau dans l’huile pyrolytique dépend de plusieurs facteurs, dont la matière pyrolysée et sa concentration initiale en eau. Le vinaigre de bois peut être extrait de l’huile par une des méthodes ou une combinaison des méthodes suivantes : distillation, osmose, centrifugation et décantation. Le vinaigre de bois contient plus de cent produits chimiques, mais est généralement composé d’eau, d’acide acétique (0.1 à 10%) ainsi que de plusieurs phénols.
Gestion et transformation de résidus
La transformation de résidus en produits renouvelables et en énergie est rentable!
Éviter l’enfouissement avec la pyrolyse
L’enfouissement de résidus prend beaucoup d’espace, émet des odeurs ainsi que des gaz à effets de serre et pollue l’eau même lorsque le site est bien conçu (Xiang et al. 2019). Le transport ainsi que l’enfouissement lui-même génèrent d’énormes quantités de GES provenant des carburants fossiles utilisés par la machinerie. Il est important de noter que les déchets qui sont simplement abandonnés dans la nature sont encore plus polluants et causent des problèmes de contamination de la faune et de la flore. Tous types de matériaux contenant du carbone (ex : biomasse contaminée, pneus, plastique), autrement envoyés vers les sites d’enfouissement, peuvent être pyrolysés pour créer des produits renouvelables ou de l’énergie verte. Évidemment, les produits et leur ratio dépendent de plusieurs facteurs.
De déchets à produits renouvelables
En plus de réduire les émissions de GES, la pyrolyse permet de nettoyer certains résidus contaminés. La pyrolyse de bois traité au créosote permet d’éliminer celui-ci (ex : traverses de chemin de fer). En effet, les molécules organiques sont décomposées en plus petites molécules. Le solide (char) peut ensuite être utilisé dans une panoplie d’applications mentionnées ci-haut. Les liquides peuvent être utilisés comme carburants renouvelables ou pour des extraits chimiques, et l’énergie peut être utilisée sur place ou transportée. La pyrolyse permet donc de créer des produits et de l’énergie renouvelables à partir de résidus qui sont dits non-recyclables, comme les plastiques et les cartons souillés avec de la nourriture ou de l’huile à moteur.
L’énergie depuis les résidus
Transformer les résidus locaux en énergie grâce à la pyrolyse ou la gazéification permet de limiter la pollution, diminue les coûts et le temps de transport, crée des emplois et réduit les impacts environnementaux associés à leur extraction (ex : mines). Évidemment, les résidus peuvent provenir de sources telles que l’enfouissement, les rejets de compost, les matériaux de construction, etc. Il est possible d’utiliser des matières premières qui sont contaminées, puisque la majorité des contaminants peuvent être extraits, tant qu’ils ne sont pas des métaux lourds. Puisque les villes et les entreprises connaissent les coûts de dépollution ou de nettoyage des sols, de l’eau et de l’air ainsi que les coûts d’enfouissement, les impacts sociaux et économiques de la pyrolyse deviennent évidents.