Un institut coréen transforme le marc de café humide en biocharbon proche de l’anthracite en 90 secondes

Un laboratoire sud-coréen transforme du marc de café gorgé d’eau en un combustible solide au rendement comparable à l’anthracite, en 90 secondes et sans séchage préalable. La piste intéresse toute la filière biomasse.

Le marc de café finit à la poubelle, en décharge ou à l’incinérateur. Vu de près, un résidu insignifiant. Vu à l’échelle mondiale, une montagne : plus de 10 millions de tonnes chaque année, selon le Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources.

Un point coince depuis toujours dans la valorisation de ce type de déchet : l’eau. Le marc de café sort des machines chargé d’humidité, environ 55 % de son poids. Transporter cette masse coûte cher. La traiter aussi. Et la plupart des procédés imposent une étape de séchage énergivore avant même de pouvoir en tirer quoi que ce soit.

L’équipe du KIGAM a pris le problème à l’envers. Sa technologie, baptisée Flame Plasma Pyrolysis (pyrolyse par plasma de flamme), soumet le marc humide à des flammes de plasma générées à partir de gaz de pétrole liquéfié et d’air comprimé, dans une plage de 800 à 900 °C^[1]. L’eau contenue dans le résidu ne freine plus le traitement, elle y participe.

L’« effet pop-corn » qui carbonise le café de l’intérieur

Quand le plasma frappe brutalement les particules de café, l’humidité interne se vaporise d’un coup. La pression qui en résulte fait éclater la matière de l’intérieur, un phénomène que les chercheurs comparent à l’éclatement du pop-corn^[3]. Ces micro-ruptures ouvrent des pores, accélèrent la carbonisation et façonnent une structure plus exploitable.

Résultat : une conversion bouclée en 90 secondes dans les conditions optimisées. L’écart avec les méthodes existantes est considérable. La carbonisation hydrothermale réclame entre une et six heures ; la torréfaction, au moins une trentaine de minutes. Le procédé FPP se révèle de 40 à 240 fois plus rapide que la voie hydrothermale, d’après les données du KIGAM.

Le système repose sur un plasma issu de la combustion, et non sur des dispositifs électriques gourmands en courant. De quoi limiter la consommation d’énergie totale, argument central pour un déploiement industriel.

Source : ECOticias

Un rendement de 29 MJ/kg, dans la classe de l’anthracite

Le produit final n’est pas du café simplement brûlé. Son pouvoir calorifique atteint 29,0 MJ/kg, soit environ 33 % de plus que le marc d’origine, mesuré à 21,8 MJ/kg. Le KIGAM situe ce rendement au niveau de l’anthracite, l’un des charbons les plus riches en énergie.

Le carbone fixe grimpe dans les mêmes proportions : de 15,6 % à 46,2 %, presque le triple. Cette donnée explique pourquoi la matière peut se comporter comme un combustible solide de meilleure qualité.

Deux bénéfices environnementaux s’ajoutent au bilan. Le procédé élimine les composés soufrés, ce qui évite les émissions d’oxydes de soufre à la combustion. Et il génère très peu de fumée ou de goudron, deux nuisances classiques des traitements thermiques de la biomasse.

Le biocharbon obtenu ne se limite pas à un usage de combustible. Sa surface spécifique atteint 115,4 m²/g, une valeur qui ouvre la voie à un emploi comme précurseur de charbon actif ou comme adsorbant. En clair, un matériau capable de piéger certaines substances dans des filtres ou des procédés industriels.

Pourquoi le plasma coréen intéresse la filière biomasse

Une rapidité inédite

La conversion en 90 secondes rend le traitement de biomasse humide compatible avec des cadences industrielles, là où les procédés actuels demandent des heures.

L'eau devient un atout

L'humidité, longtemps un frein pour la biomasse, sert ici à faire éclater la matière de l'intérieur et à accélérer la carbonisation.

Un combustible dense

Avec 29 MJ/kg et 46,2 % de carbone fixe, le biocharbon rivalise avec l'anthracite tout en éliminant les composés soufrés.

Vers d'autres déchets

Le KIGAM veut étendre la technologie aux boues d'épuration, aux déchets alimentaires et aux résidus agricoles à forte humidité.

Boues d’épuration, déchets agricoles : le champ visé au-delà du café

L’étude, publiée dans le Chemical Engineering Journal, a porté sur le marc de café usagé. Mais l’équipe vise plus large. Taejun Park, auteur principal, estime que la même technologie pourrait s’appliquer aux déchets alimentaires, aux boues de station d’épuration et aux résidus agricoles à forte teneur en eau^[2].

« Cette technologie offre une nouvelle manière de regarder les déchets organiques », a-t-il déclaré : non plus un problème d’élimination, mais une source potentielle d’énergie et de matériaux carbonés de valeur. Les chercheurs annoncent vouloir optimiser le procédé en vue d’une commercialisation à l’échelle industrielle^[4].

Pour les filières européennes de valorisation des biodéchets, l’intérêt tient à cette bascule sur l’humidité. Les résidus les plus gorgés d’eau, souvent les plus coûteux à traiter, deviennent justement les mieux adaptés à ce type de plasma. Reste à passer du réacteur de laboratoire à une installation capable d’encaisser les volumes d’un bassin de collecte urbain.