L’eau de pluie recueillie sur toiture végétale constitue une bonne ressource sous nos climats tempérés. Elle présente en effet une minéralisation modérée : des éléments chimiques en quantité suffisante assurent un effet tampon sur le pH de l’eau et également un apport nutritionnel en oligo-éléments. Une minéralisation trop importante, comme celle d’une eau de rivière, serait beaucoup plus difficile à traiter ; une eau de pluie recueillie sur une toiture classique, insuffisamment minéralisée, s’avérerait agressive, voire corrosive.

La citerne de potabilisation, où sont récupérées les eaux de pluies directement après avoir été minéralisées , est constituée de trois filtres principaux et d’un bassin de stockage où l’eau traitée est vitalisée par un tourbillon. Ces trois filtres sont :

  1. un filtre de sable fin quartzeux (siliceux cristallisé), qui retient les grosses particules en suspension ;
  2. un filtre de charbon qui absorbe nombre de micropolluants, micro-organismes, métaux lourds.
  3. Un filtre d’argile cuite concassée (brique, tuile…) qui achève de minéraliser l’eau de manière à équilibrer le pH (pH compris entre 5,5 et 7).

Le stockage de l’eau est nécessaire du fait des variations des précipitations selon les saisons, sa vitalisation indispensable pour son oxygénation et sa charge électrique (éviter l’effet de stagnation qui favorise le développement de micro-organisme et qui accélère l’acidose).

Ce rapport de socialisation a pour objectif de vous permettre de faire vous-même un charbon de bois de qualité selon une méthode ancestrale, encore pratiquée par certains charbonniers. Elle consiste à effectuer la transformation de bois en charbon par carbonisation (transformation d’une substance organique en charbon).

LA CHARBONNIERE

La technique présentée permet de réaliser une charbonnière avec 300 à 400 Kg de bois vert ou sec (au-delà, les risques et les techniques sont différentes) relativement à la potabilisation d’une citerne et d’une maison pour 4 personnes (prix 150 Euros, environ 1 Euro le kilo si on l’achète au charbonnier).

MATÉRIEL UTILISE

  • 4 tuyaux en métal d’environ 50 cm de long, et de diamètre 15 à 20 cm.
  • 1 seau en métal.
  • 1 pelle, 1 bêche, 1 rateau, 1 barre en fer.
  • 1 escabeau en fer.
  • Gants en cuir et habits résistants à la chaleur.
  • 1 bonne réserve d’eau.
  • 1 plaque en fer de 50-60 cm de coté et 5 mm d’épaisseur.
  • Une source de lumière assez puissante, branchée par exemple sur batterie, pour surveiller la nuit.

MATÉRIAUX UTILISES

Le bois : il représente la matière première dont va dépendre la qualité du charbon produit. Sa nature et son état sont donc des facteurs importants qui vont conditionner le bon déroulement des opérations. Tout bois peut être employé pour faire du charbon, mais selon les espèces, le charbon obtenu sera de plus ou moins bonne qualité, et parallèlement, la quantité de bois pour obtenir 1 Kg de charbon sera plus ou moins importante :

Charbonnière - les matériaux

L’olivier, le chêne, le châtaignier et le cade restent les bois assurant la meilleure qualité de charbon, ainsi que le meilleur rapport masse de bois/masse de charbon produit. Dans tous les cas, il faudra débiter le bois employé en tronçon de 50 cm. Les morceaux seront séparés en 2 groupes : les bûches (supérieures ou égales à 10 cm de diamètre) et les bûchettes (entre 5 et 10 cm de diamètre).

La paille : elle doit être fermentée un minimum, ce qui lui donne des qualités de souplesse, et légèrement humide qui contribuent à la bonne isolation thermique de la charbonnière.

La terre : Elle sert de membrane isolante entre le bois et l’air, car la carbonisation se fait dans une atmosphère étouffée, c'est-à-dire faiblement oxygénée. La terre utilisée doit être non argileuse (pour éviter la formation d’une croûte par un phénomène de cuisson), dépourvue de cailloux, fine, propre, sèche, genre « terre à taupinière » (quitte à la tamiser).

MODE OPÉRATOIRE

I) Préparation du site : choisir un endroit bien dégagé, plat, éloigné des haies et des arbres, plutôt herbeux et surtout pas caillouteux. Désherber afin d’obtenir un cercle de 6 mètres de diamètre de terre meuble d’une épaisseur d’au moins 40 cm.

II) Édification de la charbonnière : se placer au centre du cercle et commencer la base de la cheminée centrale en bois croisé avec les bûches sur une hauteur d’environs 50 cm. Choisir pour chaque étage des bûches de même diamètre pour que la cheminée parte bien droite. Ensuite on élargit la base de structure en employant exclusivement des bûchettes placées verticalement tout autour de la cheminée afin d’obtenir un disque, et surtout bien calées les unes contre les autres en minimisant au maximum les interstices. Au fur et à mesure qu’on élargit la base avec les bûchettes, on place les bûches horizontalement sur les étages supérieurs (en remplissant les interstices avec des morceaux de bûchettes). En élargissant et en consolidant la base, cela permet à la cheminée de prendre toujours plus de hauteur.(on peut la construire avec les morceaux appelés mouches, ça dure moins longtemps comme ici photo 1,2,3, et 4).

Important : faire bien attention d’éliminer tous les morceaux de bois moisis ou portant des traces de moisissures car ils sont intransformables en charbon et donc nuisent au bon fonctionnement de la charbonnière.

Une fois les 300 à 400 Kg de bois correctement empilés, on place au 4 points cardinaux (Nord,Sud,Est,Ouest), les tubes en métal à même le sol, avec un des orifices contre la structure (si on ne dispose pas de tube en métal, on pourra faire un petit tunnel avec des pierres plates). Ceux-ci vont servir à amener un peu d’oxygène dans la charbonnière pour alimenter la cheminée où se déroule une combustion. Mais cet apport d’oxygène doit rester faible, et donc être surveillé et régulé pour éviter que la combustion ne se propage au sein de la charbonnière. Ces apports seront plus ou moins importants selon la force du vent. Les tuyaux étant dans la direction du vent devront donc être bouchés.

  • On recouvre alors la structure de vieille paille décomposée (10 cm d’épaisseur) de manière à ne plus apercevoir du tout le bois et de manière uniforme (photo 2).
  • Puis on recouvre le tout de terre, toujours de manière uniforme sur 10-20 cm d’épaisseur. Le conduit de la cheminée doit rester ouvert.

III) L’allumage : A coté de la charbonnière, on allume un feu dont les braises incandescentes sont récupérées afin de remplir le seau complètement. Puis, grâce à l’escabeau en fer posé à même le flanc de la charbonnière, on introduit les braises à l’intérieur de la cheminée. On les recouvre alors de petits rondins de 20 cm de long environs, un par un s’il le faut, pour qu’ils s’empilent avec le moins d’interstice possible, jusqu’à ce que cela forme une couche de 20 cm environs. Attendre qu’ils se soient pratiquement transformés en braise, et tasser avec une barre en fer, puis recouvrir à nouveau de petits rondins… et ainsi de suite jusqu’à ce que, petit à petit, la cheminée soit entièrement remplie de braises. On ferme alors la cheminée avec la plaque en fer et on dispose la paille et la terre, comme précédemment ; dessus.

IV) La carbonisation (ou pyrolyse): Pendant la carbonisation, la charbonnière doit rester en permanence sous surveillance. Par rapport à la quantité de bois utilisé, il faudra compter 1 jour et 1 nuit pour que la arbonisation arrive à son terme (la durée dépendant des conditions : force du vent, humidité…).

2 facteurs sont à surveiller :

  • Les trous qui peuvent se former sur les flancs de la charbonnière, laissant passer de la fumée, qu’il faut impérativement reboucher avec de la terre.
  • Ainsi que la couleur de la fumée qui sort des tuyaux (lumière électrique la nuit pour surveiller). Si la charbonnière laisse échapper par les tuyaux de la fumée blanche (vapeur d’eau) c’est que la carbonisation se passe correctement, par contre s’il s’échappe de la fumée bleue, c’est qu’une combustion a commencée à l’intérieur et que le charbon et/ou le bois est en train de devenir cendre (pas bon). Dès qu’il sort de la fumée bleue par un tuyau, on le bouche définitivement. Lorsque tous les tuyaux sont bouchés, laisser refroidir encore pendant 1 journée en ayant au préalable tassé la terre et arrosé.

V) La récupération du charbon de bois (voir photo 1ère page): il faut être au minimum 2 personnes, la première à l’aide de la bêche, racle la terre, la seconde retire le charbon là où la terre a été enlevée, cette opération s’effectue en tournant autour du cône en commençant par le bas. Une fois tout le charbon sorti et étalé par terre, on le laisse refroidir. On évacue rapidement les morceaux mixtes, charbon et bois (appelés « mouches ») et on les met à part pour éviter tout risque de combustion. Une autre personne est alors la bienvenue pour effectuer ce travail à l’aide d’une pince de cheminée pendant que les autres poursuivent leur propre besogne. Les « mouches », excellents combustibles, peuvent être utilisées pour le chauffage.

VI) L’emballage du charbon : Après avoir laissé refroidir le charbon une dizaine d’heures (temps variable selon les conditions météo), et lorsque celui-ci est bien sec (en cas de pluie), on le stocke dans des sacs plastiques résistants.

LES USAGES

Usages médicinaux

1 cm³ de charbon réduit en poudre fine dans un verre d’eau, en usage interne, nettoie le tube digestif et permet de lutter contre les flatulences. En outre, le charbon a la faculté d’absorber certaines toxines de l’organisme, ce qui permet leur évacuation.

Usage énergétique

Le charbon de bois est un excellent combustible avec un pouvoir calorifique élevé. Il est donc souvent utilisé pour le chauffage et la forge (charbon 1-2-3-4-5).

Usage filtrant

Les usages d’un tel charbon de bois sont divers, bien que le principal objectif de l’opération soit de fournir un matériau filtrant intervenant dans le processus de potabilisation des eaux de pluie sur toiture végétale. En effet, le charbon contient des micropores où vont venir se piéger une grande partie des éléments indésirables contenus dans les eaux de pluie (bactéries, virus, matières en suspension, métaux lourds,…).

Dans les centrales classiques de potabilisation, on utilise du charbon dont la microporosité a été augmentée avec des sels d’argent, appelé charbon actif. Une telle opération est difficile à réaliser : d’une pour éviter les risques de pollution ; d’autre part, même après de multiples rinçages, l’argent, qui est un métal lourd présentant des risques de toxicité par accumulation dans l’organisme, reste sous forme de traces plus ou moins importantes dans le charbon. Un tel traitement du charbon, dans de mauvaises conditions, peut donc engendrer des risques pour la santé.

Pour obtenir un volume de micropore équivalent à celui du charbon actif, il suffit juste d’augmenter le volume de simple charbon de bois. Ainsi, un mètre cube de charbon constitue un bon filtre pour participer à la potabilisation d’un volume d’eau de pluie nécessaire à la consommation de 5 personnes. Le charbon doit être changé tous les 7-8 ans et peut, après séchage, être réutilisé en tant que combustible ou dans les jardins potagers pour la rétention de l’eau.

Coupes transversales de la structure de la charbonnière :

Charbonnière - plan

(1) La toiture végétale donne par les plantes des informations appelées micelles, qui ont des facultés thérapeutiques, confer les Hunzas dans l’Himalaya qui vivent plus que centenaires. Cependant du fait de l’absorption d’une partie de l’eau par l’humus, il est nécessaire pour l’autonomie d’avoir 30 m² végétale et 15 m² en tuile non traitée. Ne pas récolter sur toitures en fibrociment à cause de l’amiante des plaques.