Le biochar : outil pour l'agriculture intelligente face au climat ?

Les sols ont un rôle primordial à jouer dans l'adaptation et l'atténuation au changement climatique causé par les émissions anthropiques de gaz à effet de serre (GES). Le secteur agricole, qui correspond à environ 11% des émissions de GES en Belgique et dans le monde (2016), a le potentiel de réduire ses émissions grâce au stockage de carbone dans les sols et à l'augmentation de la biomasse.

Le projet CHAR, mené au sein de l’Université de Liège, s'inscrit dans la recherche de modes de gestion des sols qui permettent d'atténuer les émissions de GES et d'améliorer la performance agricole tout en diminuant l'apport en engrais. Le projet étudie les effets de l'accumulation de charbon de bois (matière organique pyrolysée très riche en carbone) dans le sol sur le stockage de carbone, le cycle des nutriments et de l'eau, et le résultat sur le potentiel agronomique de ces sols.

Au 18^ème siècle l’activité charbonnière battait son plein en Wallonie afin de produire du charbon de bois pour répondre aux besoins de la sidérurgie préindustrielle. A cette époque 75% de la surface forestière wallonne était affectée par l’activité sidérurgique [1] expliquant ainsi les nombreuses tâches noirâtres (appelées aires de faulde) qui se retrouvent maintenant dans les terres cultivées. Cet enrichissement en charbon (biochar) conduit à des modifications des propriétés biogéochimiques et hydrodynamiques des sols wallons. 

De nombreuses études sur le biochar ont montré que celui-ci améliore la fertilité et la capacité de rétention en eau des sols en plus de stocker du carbone. Cependant, la majorité des recherches étudient les effets du biochar à court-terme et en contexte tropicale ou équatoriale. Afin de valider l’efficacité et la pérennité de l'amendement des sols agricoles avec du biochar, il est nécessaire de connaitre ses effets à long-terme sur le système sol-plantes. Ainsi, ce projet pluridisciplinaire porte son attention sur les effets agronomiques et environnementaux d’un amendement de biochar âgé de plus de 200 ans afin d'établir l'efficacité et la soutenabilité de cette agro-technologie.

Le projet ambitionne une approche mutli-disciplinaires et multi-échelles à travers la mise en place d’un observatoire richement instrumenté et unique en Europe. L’originalité de cet observatoire vient de son implémentation en situation réelle chez un agriculteur (Alexandre Godfrind) et de son instrumentation sur les tâches noirâtres enrichies en charbon de bois vieux de plus de 200 ans. Ce projet plurifacultaire ARC-ULiège s’appuyant actuellement sur le travail de 2 doctorants (Ramin Heidarian Dehkordi et Victor Burgeon) et un post-doctorant (Julien Fouché), associe trois environnements de recherche issus des groupes « Echanges Eau-Sol-Plante » de Gembloux Agro-Bio Tech (Prs. S. Garré et J-T Cornelis ; processus biogéochimiques affectant les cycles de l’eau, du C et des nutriments), "Urban and Environmental Engineering" de la faculté des sciences appliquées (Pr. F. Nguyen ; spatialisation de la rétention en eau par outil hydrogéophysique) et "Eau Environnement Développement" de la faculté des sciences du campus d'Arlon (Pr. B. Tychon ; suivi des rendements par télédétection). L’approche holistique du projet permettra de mettre en lumière la réponse de l’agro-écosystème à l'enrichissement en biochar à différentes échelles temporelles et spatiales (du pore micrométrique à la parcelle agricole).