Tesis doctoral--Departamento de antropologia social i prehistorica--Universitat autonoma de Barcelona, 1997. Titre de soutenance : Gestió social del combustible a partir de l'anàlisi dels carbons arqueologics : l'exemple de les comunitats canoeres de Tierra del Fuego, Argentina. / Bibliogr. p. 299-307.

En introduction, le chapitre 1 se penche sur la compréhension des propriétés du charbon produit lors des incendies de forêt, propriétés qui affectent le fonctionnement des écosystèmes boréaux, en tenant compte des variations de la sévérité et de l'intensite des feux. Le deuxième chapitre de ce mémoire prend la forme d'un article scientifique, soumis à la revue scientifique Soil Biology and Biochemistry. L'expérience cible l'effet de la température de production du charbon de bois sur le cycle du carbone (C) et de l'azote (N) dans un sol forestier. Un sol forestier à done été amendé avec des charbons de bois d'épinette noire créés en laboratoire à cinq températures différentes. (450, 550, 650, 750 et 850°C). Nous avons aussi testé l'effet de ces charbons sur le cycle du C et N en présence de tanins extraits d'une litière de Kalmia angustifolia L., un arbuste éricacée reconnu pour ralentir la décomposition et la minéralisation de l'azote du sol. De la même façon, no us avons testé l'effet de nos charbons sur le cycle du C et N après l'ajout d'albumine de sérum bovin, une protéine facilement minéralisée. Nous avons également testé l'effet produit en mélangeant le sol, le charbon, les tanins et l'albumine de sérum bovin afin de simuler le scarifiage, un traitement post récolte utilisé en foresterie pour incorporer la matière organique dans les horizons minéraux et pour contrôler les plantes compétitrices à l'épinette noire. Ces traitements furent assignés à des microcosmes que nous avons incubes pendant huit semaines, en mesurant périodiquement la respiration basale. Au terme de l'incubation, nous avons mesuré l'azote minéral et la biomasse microbienne. Des analyses élémentaires et physiques ont démontré qu'une élévation de la température de production du charbon augmentait significativement le % de C et une diminution du % de O et H. Nous avons aussi démontré que les charbons produits aux températures de 750 et 850°C avaient une surface spécifique et un volume total de micropores significativement plus éléves que les charbons produits à des températures inférieures. Ces deux propriétés pourraient être liées à l'adsorption de molécules dissoutes dans le sol. Nos résultats démontrént que la respiration basale du sol à diminué avec: l'ajout du charbon, l'augmentation de la température de production du charbon et l'ajout de tanins du Kalmia. La biomasse microbienne à aussi diminué avec l'ajout de charbon. Par ailleurs, la respiration basale du sol augmenté avec l'ajout d' albumine de sérum bovin et le brassage du charbon dans le sol. L'augmentation de la température de production du charbon à augmenté la concentration de NH 4+ du sollorsque les matériaux étaient mélangés, mais le contraire à été constaté lorsque le charbon était laissé à la surface du sol. Le troisième chapitre de ce mémoire décrit une étude similaire réalisée avec des charbons issus de feux naturels. Le charbon a été récolté au courant de l'été 2010 sur trente stations brûlées entre les années 2005 et 2007. Lors de la récolte, nous avons estimé la sévérité du feu a posteriori des trente stations en nous servant d'une dizaine d'indices liés aux dommages à la végétation et au sol. Comme dans l'étude précédente, nous avons incubé le charbon avec un sol forestier et mesuré la respiration basale, la biomasse microbienne, la concentration de NH 4+ et la concentration de NO3- . Le dispositif expérimental comprends aussi le traitement «mélange» afin de testér l'interaction entre la sévérité d'un feu et le brassage du charbon dans le sol. Nous avons détécte une réduction de la respiration basale et une légère augmentation des concentrations de NH 4+ en fonction de l'augmentation de l'indice de sévérité mesurée sur la station. En conclusion, le chapitre 4 souligne la difficulté d'expliquer le taux de carbonisation du matériel échantillonné, mais nous amène à supposer l'existence de résidus de carbonisation plus ou moins labiles pouvant à court terme réduire la minéralisation du carbone et augmentér la disponibilité de NH 4+ . Ces constatations pourront contribuer à une meilleure compréhension des facteurs qui régissent la minéralisation de l'azote et du carbone en forêt boréale, dans le contexte des bouleversements climatiques appréhendés. [symboles non conformes]

Thèse (M.Sc.) -- Université Laval, 2002. / Bibliogr.: f. [87]-97. Publié aussi en version électronique.

Dans l’industrie de l’aluminium, le coke de pétrole calciné est considéré comme étant le composant principal de l’anode. Une diminution dans la qualité du coke de pétrole a été observée suite à une augmentation de sa concentration en impuretés. Cela est très important pour les alumineries car ces impuretés, en plus d’avoir un effet réducteur sur la performance des anodes, contaminent le métal produit. Le coke de pétrole est aussi une source de carbone fossile et, durant sa consommation, lors du processus d’électrolyse, il y a production de CO2. Ce dernier est considéré comme un gaz à effet de serre et il est bien connu pour son rôle dans le réchauffement planétaire et aussi dans les changements climatiques. Le charbon de bois est disponible et est produit mondialement en grande quantité. Il pourrait être une alternative attrayante pour le coke de pétrole dans la fabrication des anodes de carbone utilisées dans les cuves d’électrolyse pour la production de l’aluminium. Toutefois, puisqu’il ne répond pas aux critères de fabrication des anodes, son utilisation représente donc un grand défi. En effet, ses principaux désavantages connus sont sa grande porosité, sa structure désordonnée et son haut taux de minéraux. De plus, sa densité et sa conductivité électrique ont été rapportées comme étant inférieures à celles du coke de pétrole. L’objectif de ce travail est d’explorer l’effet du traitement de chaleur sur les propriétés du charbon de bois et cela, dans le but de trouver celles qui s’approchent le plus des spécifications requises pour la production des anodes. L’évolution de la structure du charbon de bois calciné à haute température a été suivie à l’aide de différentes techniques. La réduction de son contenu en minéraux a été obtenue suite à des traitements avec de l’acide chlorhydrique utilisé à différentes concentrations. Finalement, différentes combinaisons de ces deux traitements, calcination et lixiviation, ont été essayées dans le but de trouver les meilleures conditions de traitement. / In aluminum industry, calcined petroleum coke is considered as the major component in anode recipe. There is a trend of degrading quality of petroleum coke as the level of impurities is increasing. This is important for the aluminum industry because these impurities reduce the anode performance and contaminate the produced metal. In addition, petroleum coke is a fossil source of carbon and CO2, produced during its consumption in aluminum electrolysis is considered as a greenhouse gas (GHG) with a well-known role in the global warming and climate changes. Due to its availability and massive worldwide production, wood charcoal is an attractive alternative for petroleum coke in production of carbon anode for aluminum smelting process. However, using charcoal in anode production is a big challenge since it does not meet the specifications required for anode making. The very porous and disordered carbon structure and its relatively high minerals content are considered as serious disadvantages. In addition, its density and electrical conductivity were reported to be lower than those of petroleum coke. This work explores the effect of heat treatment on properties of charcoal with the aim to bring them closer to the specifications required for anode making. At high temperature, the structural evolution of charcoal was detected using several techniques. In addition, various acid leaching conditions were used to reduce the ash content. Different calcination/acid leaching combinations were performed to attain the optimum treatment condition. The materials were then characterized for air and CO2 reactivity in order to assess their potential application in anode manufacturing.

L'énergie-bois qui entrent à Kinshasa, arrivent par camion, camionnette, tracteur. Ils proviennent essentiellement des provinces du Bas-Congo et du Bandundu, et ce, par route et/ou par rail. Le transport de ces combustibles est une activité très rémunératrice. Il y a deux types de circuits de distribution de l'énergie-bois. Il s'agit des circuits direct et indirect. Les acteurs de ces circuits sont les producteurs, les grossistes, les détaillants et les consommateurs. Dans la VPK, la répartition des points de vente et des dépôts est inégale. Au fil du temps, une augmentation croissante des prix, qui entraîne de sérieux problèmes de survie pour certains ménages, est enregistrée. Le dépositaire et les détaillants en tirent un revenu moyen mensuel supérieur à celui des hauts fonctionnaires de l'administration publique de la RDC. Dans la VPK, presque tous les habitants consomment le charbon de bois (CB); une personne brûle 33 kg de bois de chauffe (BC) par mois et 11 kg de CB par mois, ce qui engendre des problèmes de survie dans les ménages. Les besoins en combustibles ligneux sont de 4 000 000 et 1 320 000 tonnes respectivement de BC et de CB dans la VPK. Cette consommation, nous la qualifions d'hécatombe écologique car le déboisement provoqué par les besoins annuels en combustible ligneux à Kinshasa sont très élevés soit 40 907 666 tonnes de BC et 1 320 000 tonnes de CB. Ces besoins engendrent une dégradation annuelle de formations végétales qui correspondrait aux données suivantes : concernant le BC, la forêt claire, la forêt claire muhuluteuse, la forêt dense sèche sont déboisées annuellement, respectivement de 204,5 km2, 272,7 km2 et 511,3 km2; et pour le CB la déforestation annuelle est de 485,2 km2 de forêt claire, une superficie équivalente pour la forêt claire muhuluteuse et 942,8 km2 de forêt dense. La forêt dégradée, quant à elle, est amputée annuellement de 58 439 ha pour les besoins en BC et de 18 857 ha pour les besoins en CB. En réalité de tels rythmes annuels représenteraient rapidement une catastrophe pour les écosystèmes forestiers de la région de Kinshasa et ceux du Bas-Congo et de Bandundu qui, d'ailleurs, subissent déjà cette agression de manière croissante depuis plus d'un siècle. Mais hélas, sans aucun programme de suivi et de soutien à l'aménagement forestier, il est quasi impossible de contrer ou de réduire la vitesse avec laquelle se fait le déboisement de la ceinture verte de Kinshasa ainsi que des régions environnantes. La croissance chaotique de la ville de Kinshasa et le processus d'occupation des sols se font d'une manière anarchique, incontrôlée et sans normes urbanistiques. La ville a explosé et s'est étalée vite. Les constructions occupent non seulement la plaine, les vallées et lits des cours d'eau, mais aussi les versants et sommets des collines en y enlevant la couverture végétale. Outre cet aspect, la ville a son système d'égout détruit et est déficiente du point de vue des infrastructures. Cette situation engendre non seulement des inondations le long des cours d'eau dans la ville, mais aussi l’érosion et l'ensablement de lits de rivières. Plusieurs études et reportages confirment qu'il ya plus de 600 têtes de ravins qui cisaillent la capitale de la RDC. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Combustibles ligneux, charbon de bois, bois de chauffage, déforestation

La forêt boréale du Québec fait face à une pression de plus en plus importante de l'industrie forestière, qui étend ses pratiques vers le nord. Le milieu socio-économique suggère une extension plus au nord de la limite nordique de la forêt boréale commerciale, alors que le milieu environnemental milite plutôt pour un réajustement vers le sud de la limite. Dans ce contexte, pour limiter l'impact des activités anthropiques sur le fonctionnement des écosystèmes, une des stratégies est de faire en sorte que leurs effets ne dépassent pas les limites de variabilité des perturbations naturelles. Pour ce faire, il est primordial de développer des stratégies d'aménagement forestier durable qui prennent ancrage dans une solide connaissance de la dynamique des perturbations naturelles. Le feu est le principal régime de perturbation de la forêt boréale. Or, ce régime de perturbation et l'influence du climat sur celui-ci est encore peu documenté à la limite nordique de la forêt commerciale québécoise, à une large échelle spatio-temporelle. Les objectifs de ce projet de maîtrise consistaient, d'une part, à caractériser la dynamique des incendies forestiers à l'échelle de l'Holocène. La reconstitution des feux a été réalisée par le biais de l'analyse des charbons de bois préservés dans les sédiments de quatre lacs situés au nord de la ville de Chibougamau. D'autre part, ce mémoire visait à évaluer l'impact du climat et des facteurs locaux sur le régime des feux. Le climat régional et les facteurs locaux influencent le régime des feux à la limite nordique de la forêt boréale commerciale au Québec. L'occurrence des feux a connu des augmentations importantes durant les périodes chaudes et sèches de l'Holocène, notamment au cours de l'Optimum climatique holocène et l'Optimum climatique médiéval. Les feux ont été moins fréquents durant les quatre derniers millénaires comparativement à l'Holocène moyen (7000 à 4000 cal. BP). Les fréquences de feux enregistrées durant les derniers siècles demeurent encore à l'intérieur de la variabilité naturelle à l'échelle de l'Holocène. Toutefois, si l'augmentation de température prévue pour les prochaines décennies n'est pas compensée par une augmentation des précipitations, le scénario holocène se répétera et l'occurrence des feux augmentera à la limite nordique de la forêt boréale commerciale au Québec, limitant la marge de manœuvre pour la récolte forestière. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Charbons de bois, feux de forêt, Holocène, climat, limite nordique de la forêt commerciale.

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Le charbon de bois (biochar), est un amendement qui améliore les propriétés physico-chimiques du sol, augmente le stockage du carbone et les productions agricoles. Les anciens sites de production de charbon permettent d'évaluer son impact directement sur le terrain et sur le long terme. Dans les Alpes italiennes on a échantillonné une série de charbonnières daté de 1858 ainsi que les sols de prairies adjacents, ne contenant pas de charbon. 80±21% du carbone provenant de la production du charbon est toujours présent dans le sol et a un temps de résidence moyen de 650±139 ans. Le contenu des nutriments et leur biodisponibilité sont plus élevés dans les charbonnières par rapport à la prairie alentour et, sont plus élevés aujourd'hui qu'en 1858. L'ajout de charbon apporte des nutriments au sol, mais à court terme les ions Ca2+, K+, SO42- et Mg2+ sont lixiviés sous forme de cendres. Le charbon s'avère capable de retenir les dépositions atmosphériques de PO43-, NH4+, NO3- et, sur le long terme, de K+. L'augmentation du contenu en nutriments, la diminution de l'hydrophobie et de la densité apparente du sol augmentent la productivité et la valeur nutritionnelle des espèces alpines fourragères (Festuca nugrescens Lam. et Trifolium pratense L.). La croissance des plantes est limitée par l'azote sur les charbonnière et par le phosphore dans les prairies non-amendés ou amendés récemment. Nous concluons que le charbon/biochar peut être une stratégie pour stocker le carbone dans les sols, augmenter la production de biomasse et la qualité du fourrage des prairies Alpines à long terme. Toutefois les opérations d'enfouissement peuvent être complexes à cause de la géomorphologie des Alpes. / Charcoal or biochar is proposed as a soil amendment to improve physio-chemical soil properties, increase soil carbon (C) stocks and agricultural yields. Ancient charcoal hearths provide an opportunity to investigate its impact under field conditions and in the long term. A series of charcoal hearths and adjacent charcoal-free soils under grassland in the Italian Alps abandoned in 1858 was sampled.80±21% of the C originating from ancient charcoal is still present in the soil today and has a Mean Residence Time of 650±139 years. The content of total and available nutrients is higher in the hearths soils compared to the surrounding grasslands and it is higher today compared to 1858. The input of charcoal directly adds nutrients to soils but Ca2+, K+, SO42- and Mg2+ are leached in the short term after application, as they are lost in the form of ashes. Charcoal is able to retain atmospheric depositions of PO43-, NH4+, NO3- and in the long term K+.The increase in soil nutrient content and decreases in hydrophobicity and bulk density translated into higher plant growth and nutritional values of two alpine fodder species (Festuca nigrescens Lam. and Trifolium pratense L.). Plant growth was N-limited in the charcoal hearths soils and P-limited in the surrounding grasslands not amended or recently amended with charcoal/biochar.We can conclude that charcoal/biochar is a long term strategy to store carbon in soils, improve biomass productivity and fodder quality in alpine grasslands. However charcoal/biochar incorporation into soil can be complex because of the geomorphology of the Alps.