Contre le smog en Inde : la biomasse fait reculer la pollution atmosphérique

Année après année, des champs de riz et de blé brûlent dans de nombreuses régions du nord de l’Inde – et les nuages de fumée noire empestent encore un peu plus l’air de New Dehli déjà pollué par le smog. Une nouvelle technologie de thyssenkrupp pourrait mettre fin à ce qu’on appelle le « stubble burning », cette pratique à laquelle les agriculteurs locaux se livrent par nécessité. Tout en alimentant le réseau électrique indien avec de l’énergie verte.

Alors que les Européens aiment profiter des derniers mois de l’année pour se promener en respirant l’air frais de l’automne, de nombreux citoyens de la ville indienne de Delhi quittent leurs maisons à cette époque de l’année avec un masque sur le visage pour mieux respirer. Ce qui les pousse à faire cela, c’est le smog qui envahit la région métropole 365 jours par an. Une étude de l’université de Chicago montre que la situation est dramatique : en Europe, la pollution aux particules fines réduit en moyenne l’espérance de vie de un à deux mois – en Inde, elle la raccourcit de 4,3 ans. C’est un pays qui compte de nombreuses villes parmi les plus polluées au monde.

Mais c’est en novembre en particulier que le brouillard sur la mégapole se fait plus épais et plus oppressant. Dès que les champs de riz sont fauchés dans les états limitrophes de New Delhi que sont le Pendjab, l’Haryana et l’Uttar Pradesh, les particules fines émises par la circulation se mélangent à la fumée noire de millions de tonnes de résidus végétaux qui partent en flammes en l’espace de quelques jours. Les surfaces agricoles de cet aliment sacré en Inde sont brûlées – et ce sont les propriétaires eux-mêmes qui mettent le feu.

Le phénomène s’appelle le « Stubble Burning » : pour les paysans, c’est une question de survie

L’état du Pendjab est considéré comme le grenier à blé de l’Inde. Environ 140 millions de tonne de riz paddy y sont récoltés chaque année . La raison pour laquelle les agriculteurs locaux mettent le feu à leurs champs après la récolte : ils doivent pour certains moissonner jusqu’à trois fois par an – pour préparer leurs champs à recevoir la nouvelle semence entre les récoltes. Le créneau dont disposent les paysans est ainsi très limité. Comparé à ce qu’il faudrait dépenser en temps et en argent pour déblayer les champs avec des engins agricoles spécialisés, mettre le feu est nettement plus efficace et moins cher.

Le « stubble burning » – ou écobuage en français – est un phénomène relativement nouveau : alors que les agriculteurs indiens récoltaient encore à la main jusque dans les années 1980, il restait environ 30 centimètres de chaume après l’introduction progressive des moissonneuses dans les champs . Le Pendjab à lui seul compte deux millions de paysans, la plupart disposant du minimum vital. Ils sont peu nombreux à pouvoir se permettre d’acquérir nouveaux engins agricoles pour réaliser plus rapidement ce travail chronophage, en dépit des aides de l’État. Par nécessité, la majorité choisit le feu pour se débarrasser à temps du chaume – même si la qualité des sols se dégrade d’année en année.

Les responsables politiques essayent par diverses mesures d’endiguer le feu et sa fumée étouffante. Mais en dépit de l’interdiction officielle de cette pratique nuisible pour l’homme et l’environnement, des appels lancés sur Internet, des campagnes de sensibilisation et des subventions pour des engins agricoles, chaque année, la fumée revient envahir les villes.

La technologie de la biomasse : une énergie verte à la place des champs brûlés

Des technologies innovantes sont nécessaires pour mettre fin durablement à l’écobuage. Cela ne peut fonctionner que si les paysans ne sont pas forcés pour des raisons de pauvreté à mettre le feu, ne vivent pas dans la crainte d’une amende mais reçoivent des incitations économiques. Et les choses sont en train de bouger : de plus en plus d’entreprises cherchent des moyens de racheter et de recycler les résidus de végétaux des agriculteurs – pour en faire du plastique bio, du papier, des meubles ou encore pour s’en servir de matière première pour produire une énergie verte. Une équipe d’experts indiens de thyssenkrupp s’est également fixé pour objectif de transformer les résidus végétaux en une précieuse ressource pour la transition énergétique.

Ils apportent une grande expérience à cette mission : en Inde en particulier, thyssenkrupp s’intéresse déjà depuis des décennies à la manière de rendre l’industrie locale plus durable grâce aux technologies de la biomasse. « Notre engagement en faveur d’une énergie propre reposant sur la biomasse remonte aux débuts de notre activité entrepreneuriale en Inde. À l’époque, à la fin des années 1970, nous avons commencé à fabriquer des chaudières pour les usines sucrières », explique Vivek Bhatia, CEO de thyssenkrupp Industries India.

« Nos chaudières utilisaient de la bagasse de canne à sucre, un biocombustible qui était encore à l’époque un déchet des usines sucrières. Nous étions alors les premiers à inscrire sur l’agenda ce concept de cogénération pour la production énergétique indienne. À la fin des années 1980, nous nous sommes ensuite concentrés sur des solutions écologiques pour la combustion des combustibles à faible pouvoir calorifique – avec des émissions beaucoup plus basses que les technologies de l’époque. Nous avons également été un des précurseurs en matière de solutions hautement efficaces pour toute une série d’industries, dont celle du ciment, l’industrie minière et l’industrie de transformation des minerais.

« Water cooled vibrating grate » : transformer les résidus de récole – sans endommager les chaudières

C’est avant tout une innovation pour laquelle thyssenkrupp a récemment obtenu une licence de Babcock & Wilcox Vølund A/S qui pourrait résoudre désormais le problème de l’écobuage : les « water cooled vibrating grates » – des tamis vibrants refroidis à l’eau. En l’occurrence, la biomasse, dans le cas présent le chaume, est dans un premier temps broyée pour finalement être répartie uniformément sur un tapis vibrant en continu. Un système de chemise d’eau assure le refroidissement. La cendre générée est collectée et évacuée en-dessous du tamis. À la fin du processus, les résidus végétaux des champs produisent une énergie neutre pour le climat.

À la différence des technologies classiques, la chaudière centrale à biomasse est spécialement conçue pour les résidus de récolte difficiles à transformer – et donc unique à ce jour sur le marché indien. « En raison des engrais utilisés dans les champs, la biomasse issue du blé et du riz est riche en chlore et en potassium, donc très alcaline. Ces dépôts étant très corrosifs, cela endommage l’intérieur de la chaudière. Au final, cela conduit à un dysfonctionnement du système car cela empêche le bon transfert de la chaleur », explique Vivek Bhatia. « Notre technologie permet désormais d’exploiter la biomasse la plus exigeante et de garantir que le design de la chaudière est durablement opérationnel et conforme à toutes les normes d’émission. Tout cela sans coûts supplémentaires, par ex. pour le briquetage, car la biomasse pour la combustion peut être directement injectée.

La longévité plutôt que les dégâts dus à la corrosion : le premier client a rapidement été convaincu

Avec sa technologie très prometteuse, l’équipe autour de Vivek Bhatia a déjà réussi à séduire le premier client indien : le producteur alimentaire Sukhbir Agro Energy Ltd. (SAEL) va mettre en place les tamis vibrants refroidis à l’eau dans deux nouvelles chaudières à haute pression qui transforment au total 80 tonnes de biomasse à l’heure. Au début, SAEL faisait encore confiance à des systèmes conventionnels ; mais compte tenu des dégâts causés par la corrosion à l’intérieur de sa chaudière et des pannes que cela provoquait, l’entreprise basée à Dehli a rapidement envisagé d’adopter l’innovation de thyssenkrupp. Les nouvelles installations de SAEL produiront à l’avenir de l’énergie issue de la paille de riz. La paille de riz des champs du Pendjab, de l’Haryana et de l’Uttar Pradesh ne sera plus brûlée mais collectée, vendue et utilisée durablement.

Une solution durable au service d’une énergie neutre pour le climat qui évite le smog

« Pendant longtemps, la combustion de déchets de récolte dans les champs a constitué une source de pollution atmosphérique majeure dans le nord de l’Inde en hiver. Nous disposons désormais d’une solution durable à ce problème. Nous allons exploiter les déchets pour produire de l’énergie propre. » Pour Vivek Bhatia, tout le monde y gagne : « Les agriculteurs peuvent augmenter leur chiffre d’affaires en vendant leurs résidus de récolte. Dans le même temps, les consommateurs profitent d’une énergie neutre pour le climat, issue de la biomasse. Autre effet secondaire : les emplois que la nouvelle énergie va créer. » À l’avenir, le système de chaudière doit également séduire des clients dans d’autres pays asiatiques et les convaincre de transformer plus efficacement et plus durablement la biomasse en énergie, notamment au Sri Lanka, au Bangladesh et en Thaïlande.

Mais dans un premier temps, les citoyens de New Delhi espèrent avant tout que l’air qu’ils respirent contiendra bientôt nettement moins de substances toxiques. En-dehors des nouveaux systèmes de biomasse de thyssenkrupp, cet espoir se nourrit aussi d’une autre tendance qui a de quoi réjouir : en mai 2019, le « Punjab Pollution Control Board » a annoncé que le nombre de champs de chaumes brûlés avait clairement diminué par rapport à l’année dernière. Le travail de sensibilisation mené par le gouvernement indien porte donc ses premiers fruits. Avec l’aide de la nouvelle technologie de biomasse de thyssenkrupp, le ciel au-dessus de Delhi se dégage progressivement. Et pas seulement au sens figuré.