III/- CHARBON DE BOIS DESCRIPTION FABRICATION ET
CARACTERISATION
Le charbon de bois est le résidu solide qui reste
lorsque le bois a été carbonisé ou pyrolysé dans
des conditions contrôlées dans les espaces fermés tel qu'un
four à charbon. Historiquement, le charbon de bois est ce produit qui a
permis à l'homme antique de traverser l'âge de la pierre.
Après plusieurs siècles d'utilisation en tant que combustible de
premier choix, le charbon de bois a connu depuis le siècle dernier un
déclin d'exploitation au profit des nouvelles sources d'énergies
fossiles (houille, pétrole)
Aujourd'hui encore, le contexte énergétique
européen et mondial reste très vulnérable compte tenu de
la prédominance du pétrole dans le bilan
énergétique et ses difficultés d'approvisionnement et de
la limitation des gisements en combustible fossiles exploitables. Cette
incertitude qui plane sur la demande et les approvisionnements
énergétiques vient se superposer aux contraintes
environnementales de plus en plus pressantes et limite ainsi en faveur d'une
diversification de ces approvisionnements notamment vers les sources locales.
Dès lors les potentialités forestières disponibles surtout
dans les pays du Sud offre une réelle opportunité de
diversification. Le développement de savoir-faire et de technologie
bioénergétiques devrait permettre l'utilisation rationnelle de
cette ressource à la fois dans les pays industrialisés, mais
aussi dans les PED au travers du transfert des technologies. De plus, le
charbon de bois est un produit convoité dans les industries chimiques,
métallurgiques, sidérurgiques et
électro-métallurgiques en particulier pour ses
propriétés adsorbantes et déshydratantes
recherchées.
En tant que combustible, le charbon de bois présente de
multiples avantages, il est facile à transporter et à poids
égal, il contient deux fois plus d'énergie que le bois brut.
Cependant, les contraintes environnementales liées à la
déforestation et la désertification limitent beaucoup sa
production dans les zones dépourvues de forêt. Cette production
est rendue économiquement rentable avec l'utilisation des déchets
de scieries installées dans les différentes régions
où celles-ci se trouvent. L'utilisation de ce produit comme source
d'alimentation de gazogène en vue de la productivité
d'électricité reste donc une option efficace pour la
gazéification.
III.1/- Caractéristiques générales du
bois et de déchets de bois.
Avant de rentrer dans la transformation du bois et
déchets de bois en charbon de bois, il convient d'abord d'exposer
quelques considérations générales sur les
propriétés physiques et chimiques du bois,
propriétés qui jouent un rôle important au cours de la
carbonisation
Il faut reconnaître que toutes les espèces de
bois peuvent être carbonisées, mais elles ne fournissent pas
toutes un charbon d'égale qualité. Voilà pourquoi il est
important de reconnaître certaines propriétés des bois
lorsqu'on veut obtenir des charbons dont les propriétés doivent
répondre à des spécifications plus précises.
Sans rentrer dans le détail de l'anatomie du bois, il
convient de noter que l'anatomie microscopique du bois distingue deux grandes
catégories de bois : les conifères ou bois résineux
(gymnospermes) et les feuillus (angiospermes) encore respectivement connus sous
les noms de "bois tendres" et "bois durs". La principale différence est
remarquée dans la structure, la compacité et les dimension des
fibres dont dépend la dureté relative du bois (P. GIRARD,
1985). Au cours de la carbonisation, la chaleur pénètre
dans le bois principalement dans la direction des fibres. La structure et les
propriétés de ces dernières auront donc une
répercussion directe sur les propriétés physiques des
charbons.
III.1.1/-Composition du bois
La composition élémentaire du bois varie
très peu quelle que soit l'espèce considérée. C'est
ainsi que l'analyse élémentaire du papyrus sec donne : 49,05% C,
40,9% O2, 5,24% H2, 0,52% N2 et 4,29% de cendres (PLATIAU D. et al,
1986). De façon générale, en moyenne on peut
estimer la composition élémentaire du bois comme étant la
suivante : 49,5 % de carbone, 6 %d'hydrogène, 43 %
d'Oxygène, 0,5 % d'azote, et 1% de cendres (TAGUTCHOU J. P.,
2000).
Il convient de noter ici que de nombreux
éléments font varier la teneur en cendre des bois et de ses
déchets (essence, nature du sol d'origine de l'arbre). On doit attacher
une certaine importance à la teneur en cendre du bois puisque la teneur
en cendre du charbon de bois en dépend directement; ainsi, pour la
gazéification, les charbons doivent avoir une teneur en cendre aussi
faible que possible, et surtout si le gaz produit est destiné à
un moteur. La teneur en cendre doit être faible et inférieure
à la teneur limite qui est de 5%, teneur à partir de laquelle
apparaissent généralement les premiers problèmes
d'agglutination de cendre en gazéification (PLATIAU D. et al,
1986). Il importe donc de faire un choix approprié des essences
à carboniser et de limiter au maximum la présence d'écorce
et les feuilles (sources de cendre) sur les bois de carbonisation.
La formule chimique globale approchée du bois est de la
forme CH1,5 O0,65 si on néglige l'azote et les cendres. Mais en tenant
rigoureusement compte de tous les éléments, la formule du bois
est de la forme C6H8,39O3,54N0,1 (KOBNOM O.,
1994)
La teneur en eau du bois vert est d'environ 50 % et plus, mais
cette teneur diminue avec l'évaporation progressive de l'eau pour tomber
au environ de 15 à 20 % après un séjour suffisamment
prolongé dans l'air ambiant et sans abri. L'humidité du bois est
probablement le facteur le plus important qui intervient dans la
carbonisation.
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