Le biochar dans l’alimentation des vaches laitières traverse la digestion, réapparaît dans le fumier et peut devenir un puits de carbone

Des chercheurs ont constaté que la plus grande partie du biochar incorporé à la ration des vaches laitières ne se dégrade pas : il traverse le tube digestif et réapparaît dans le fumier en conservant largement sa structure carbonée.

Cette robustesse pourrait faire basculer l’une des principales sources d’émissions de l’agriculture vers un rôle de puits de carbone, en retirant du dioxyde de carbone de l’atmosphère pour le remettre durablement dans les sols des exploitations en activité.

Le biochar survit à la digestion sans se dégrader

Des fragments sombres récupérés dans le fumier de vaches laitières ont fourni l’indice le plus net : l’additif alimentaire résiste au passage dans l’appareil digestif.

En suivant ces particules au fil des périodes d’alimentation, Iva Lucill Walz, à Agroscope, a montré que la majorité du biochar ajouté ressortait avec très peu de modifications.

Les taux de récupération se sont maintenus entre 70 et 90 percent, et la fraction qui persiste conserve l’ossature carbonée dense associée à une stabilité de longue durée.

Établir que le biochar survit n’était toutefois qu’un début. Au final, c’est la quantité réellement conservée - et le niveau de stabilité après transit - qui déterminera si cette approche peut réduire de façon significative les émissions agricoles.

Du biochar récupéré dans le fumier

Des analyses en laboratoire ont confirmé que le biochar - matériau riche en carbone obtenu en chauffant de la biomasse en absence d’oxygène - traverse en grande partie les animaux et se retrouve ensuite dans le fumier.

Lors des essais d’alimentation, 70 à 90 percent du biochar a été retrouvé après la digestion des rations.

« Notre recherche montre que l’alimentation des bovins avec du biochar peut créer un bénéfice environnemental en cascade », ont écrit les chercheurs.

La digestion élimine surtout les composants les plus fragiles, ce qui laisse un résidu plus robuste, susceptible de persister plus longtemps une fois le fumier épandu au champ.

Un carbone stable qui reste dans le sol

Le carbone piégé dans le biochar n’a d’intérêt climatique que s’il demeure en place après l’épandage du fumier sur les parcelles.

En temps normal, les micro-organismes du sol dégradent les résidus végétaux, et cette décomposition renvoie le carbone sous forme de dioxyde de carbone en quelques mois ou quelques années.

La structure du biochar s’oppose à cette dégradation, ce qui favorise la séquestration du carbone et limite son retour dans l’air pendant des décennies.

La durée réelle de stockage dépend néanmoins des conditions du sol et de la manière dont le fumier est géré : même des particules stables exigent une conduite agronomique attentive.

Le biochar améliore la rétention d’eau

Quand le fumier est épandu, le biochar qui a survécu retourne sur les parcelles, où il se mélange à la terre et à la zone racinaire.

Grâce à leur porosité, ces particules retiennent l’eau et certains éléments nutritifs, ce qui aide les sols à rester productifs pendant des semaines sèches.

Une méta-analyse mondiale a associé les apports de biochar à une augmentation de la rétention d’eau du sol, sur des dizaines d’expériences menées dans de nombreux contextes.

Une meilleure rétention de l’eau et des nutriments peut aussi modifier la façon dont le fumier libère des odeurs et dont les nutriments dissous circulent dans le sol, avec des effets possibles sur les performances des cultures et sur la qualité de l’eau en aval.

Les émissions issues de la digestion des bovins

Le méthane et le protoxyde d’azote - gaz à effet de serre émis lorsque l’azote se décompose - continuent d’augmenter dans le secteur agricole, notamment du fait de la digestion des bovins et des déjections.

Dans le premier estomac de la vache, des microbes fermentent les fibres et produisent du méthane, rejeté comme gaz résiduel au cours de la digestion.

Une évaluation climatique internationale classe la digestion des ruminants parmi les principales sources de méthane agricole à l’échelle mondiale.

Les essais de biochar dans l’alimentation ont montré des résultats contrastés sur le méthane, et un essai chez les bovins n’a observé que des diminutions modestes et irrégulières.

Mesurer le biochar dans le fumier de bovins

Derrière ces résultats se cache une difficulté plus opérationnelle : agriculteurs et scientifiques doivent pouvoir quantifier le biochar dans le fumier de manière fiable.

L’équipe a comparé trois méthodes de laboratoire et a conclu que chacune permettait d’estimer la teneur en biochar dans les bouses avec une précision de plus ou moins un percent.

Parmi ces approches, l’oxydation au dichromate - un bain chimique qui élimine le carbone facilement oxydable - a fourni les mesures les plus resserrées d’un échantillon à l’autre.

La rigueur de mesure est essentielle, car les dispositifs de crédits carbone reposent sur des preuves : des chiffres imprécis transformeraient les allégations climatiques en simple approximation.

La qualité de production conditionne la durabilité

Tous les biochars ne se comportent pas de la même façon, car la matière première et les paramètres de fabrication déterminent la nature du produit final.

Lors de la pyrolyse, quand des végétaux sont chauffés avec très peu d’oxygène, il est possible d’obtenir, selon le procédé, soit un charbon dense et stable, soit un matériau plus fragile et moins durable.

Pour leurs essais, les chercheurs ont utilisé un biochar de qualité alimentaire fabriqué à partir de copeaux de bois, de sorte que la digestion a commencé avec un produit conçu pour être durable.

Cette qualité initiale peut faire la différence : un biochar bas de gamme risque de décevoir, voire de poser des problèmes.

La santé animale reste prioritaire

Les éleveurs n’intégreront pas le biochar dans l’alimentation si cela ne préserve pas la santé des animaux et si cela ne garantit pas l’innocuité du lait ou de la viande.

Une revue de grande ampleur a relevé des signaux globalement positifs, même si de nombreux essais n’ont montré aucun changement net des performances.

Plus rarement, le biochar a semblé perturber l’absorption de nutriments liposolubles comme la vitamine E, ce qui soulève des interrogations pour un apport sur le long terme.

La sécurité dépend aussi d’une production propre : un biochar contaminé pourrait introduire des métaux lourds ou d’autres toxiques dans la ration.

Orientations pour les recherches futures

Seules des études de terrain au long cours permettront de trancher : une fois confronté à la météo, au labour et aux microbes, le biochar digéré reste-t-il réellement dans le sol ?

Selon les types de sols, les particules peuvent être entraînées vers le bas, lessivées ou enfouies ; il faut donc suivre le devenir du carbone sur plusieurs années.

Les systèmes de crédit exigent également que les exploitants documentent précisément les entrées et les sorties, ce qui transforme des outils de laboratoire en contrôles praticables à la ferme.

Sans ce corpus de preuves, l’alimentation au biochar pourrait rester une pratique de niche, même si la chimie paraît aujourd’hui encourageante.

L’ajout de biochar dans l’alimentation relie deux mondes habituellement séparés : la nutrition animale et le stockage du carbone dans les sols via le fumier.

Les prochains essais devront comparer différents biochars et des conditions réelles de parcelle, tout en mesurant simultanément les effets sur les animaux et sur les gaz à effet de serre.