La productivité des meules d’Acacia est évaluée à Ibi-Village, mettant en lumière les rendements et les pertes lors de la carbonisation. Les résultats indiquent une productivité faible, comparable aux meules classiques, soulignant l’urgence d’améliorer les techniques de carbonisation.
Méthodes
Conduite expérimentale
La collecte des données sur terrain a eu lieu du 07 septembre au 15 octobre 2022.
Le choix des meules a été fait en se basant sur la disponibilité des meules prêtes à être carbonisées dans notre milieu d’étude. En effet, toute meule d’Acacia auriculiformis et mangium présente dans les blocs en exploitation était d’office choisie pour faire partie de l’échantillon de cette étude.
Initialement, 54 meules (dont 21 d’Acacia auriculiformis et 33 d’Acacia mangium) prêtes à être carbonisées ont été sélectionnées dans tous les blocs en exploitation, mais suite à la lenteur des charbonniers à enclencher la carbonisation et aux conditions météorologiques imprévisibles, seules 30 meules, dont 15 d’Acacia auriculiformis et 15 d’Acacia mangium nous ont permis d’obtenir toutes les informations nécessaires pour cette étude à la fin de la collecte des données.
Cela se justifie notamment par le fait que certains charbonniers attendaient pendant un long moment pour faire sécher le bois coupé (plus d’un mois), alors que notre séjour sur terrain était de peu de jours notamment, suite aux contraintes financières. Les uns faisaient face à des contraintes financières pour commencer le processus de carbonisation et les autres par contre choisissaient d’attendre la période des pluies intenses pour enfourner et/ou défourner leurs meules, car la vente de charbon de bois est plus rentable pendant la saison
des pluies.
Pour ce qui concerne les conditions météorologiques imprévisibles, il est important de noter que les eaux de pluies étaient le principal facteur limitant. En effet, la crainte du mouillage du charbon de bois par les eaux des pluies est justifiée par le fait que charbon de bois absorbe beaucoup d’eaux, ce qui entraine une augmentation de sa masse (Allaire et al., 2015). C’est ainsi qu’une fois que les charbons de bois d’une meule défournée étaient mouillés, tous les autres paramètres associés à cette meule étaient déclassés pour éviter les biais des résultats. Les données collectées ont été enregistrées sur l’application mobile Kobocollect, qui permet de générer un fichier vectoriel de différentes meules pour produire la carte (figure 3).
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Figure 3. Localisation spatiale des meules évaluées
Procédé
Pour évaluer la carbonisation dans les meules d’Ibi-Village, différentes mesures ont été effectuées avant et après la carbonisation.
Cubage des meules
La connaissance du cubage de la meule est une variable importante à prendre en compte pour mener à bien cette étude. Les meules doivent être cubées juste avant l’enfournement, donc à l’état de tas de bois parce qu’une fois le bois est carbonisé, la meule s’affaisse et perd beaucoup en hauteur, dimension qui est alors impossible à retrouver précisément, contrairement aux deux autres dimensions (longueur et largeur) qui peuvent être mesurées grâce aux contours en terre de la meule (Abourachid, 2022).
Avec un décamètre, la longueur, la largeur et la hauteur de chaque meule ont été mesurées avant l’enfournement. Le volume de la meule a été calculé en utilisant la formule suivante : L×l×h où L=longueur, l=largeur et h=hauteur
Il est important de noter que le volume fait allusion dans cette étude correspond au stère de bois, qui est une unité de mesure permettant de définir le volume de bois de chauffage (Larousse, 2021).
Mesure du taux d’humidité
La mesure du taux d’humidité du bois a été faite à l’aide d’un humidimètre (hygromètre) numérique inséré à l’intérieur des bûches de bois de différents diamètres. Pour connaître le taux d’humidité moyen de la meule, sept à dix bûches étaient choisies aléatoirement dans la meule tout en tenant compte de la grosseur de la meule. Une fois que la meule était de grande dimension, plus de bûches étaient choisies.
Les taux d’humidité de huit meules (deux d’Acacia auriculiformis et six d’Acacia auriculiformis) manquaient après la collecte de données. Les valeurs moyennes d’humidité de chaque espèce leur ont été attribuées.
La connaissance du taux d’humidité permet de calculer la masse anhydre du bois. Schenkel et al. (1992) conseillent de n’utiliser que la masse anhydre pour calculer le rendement de la carbonisation, car c’est sur base de cette masse que le charbon de bois est produit et non à partir de l’eau qu’il contient. Une humidité plus élevée du bois empêche la réaction de monter en température et nécessite une quantité d’énergie plus importante pour être éliminée. La masse anhydre du bois est constante quelle que soit son humidité, elle ne peut être obtenue que si le bois est chauffé jusqu’à 102 °C (ATIBT, 2017).
Évaluation de la masse d’un stère de bois
Une meule d’Acacia auriculiformis a été choisie pour ses caractéristiques moyennes : mélange de rondins de divers diamètres, mais aussi parce que l’accord a été trouvé auprès du propriétaire. Un mètre a été utilisé pour marcher les limites d’un stère au marqueur. Le stère a été découpé à l’aide d’une tronçonneuse à même la meule pour une meilleure représentativité. Le bois coupé a été extrait de la meule, puis pesé avec un dynamomètre à ressort fixé à une potence en bois. L’essai a abouti à une masse de 513 kg.
Pour connaitre la masse d’un stère d’Acacia mangium, les travaux de Chowdhury et al. (2005) et de Tonouhéwa et al. (2020) ont servi de références. Ils stipulent que l’Acacia mangium a une densité d’environ 88% de celle d’Acacia auriculiformis au même âge.
Nombre des sacs produits
Les sacs produits par chaque meule ont été comptés immédiatement après la fin de la mise en sac soit, le nombre exact des sacs produits était communiqué à la fin par les charbonniers, tout en leur garantissant la discrétion, car assez souvent, un ou deux sacs étaient mis de côté, dans la forêt, pour des fins que nous ne sommes pas attardés à connaître.
Pesée des sacs de charbon
Afin d’empêcher l’absorption des eaux de pluie par le charbon de bois et pour éviter les biais dans les résultats de pesée, les sacs de charbon ont été pesés soit pendant, soit immédiatement après la mise en sac. Au moins 10% des sacs produits par la meule était choisi aléatoirement parmi ceux dont, le défournement avait été achevé (Abourachid, 2022). Dans le cas contraire, l’on tentait d’estimer la production totale de la meule et choisissait plus de 10% des sacs à produire pour la pesée.
Un dynamomètre à ressort a été utilisé pour effectuer la pesée. Celui-ci était attaché à une potence construite avec deux poteaux verticaux et une traverse horizontale (Annexe 8). Les sacs étaient tous d’abord recouverts d’une guêtre, découpée dans un morceau de sac et cousue pour fermer l’ouverture. Une corde en nylon formant deux boucles nouées en un point était ensuite placée autour du sac et attachée au crochet du dynamomètre. Une fois le sac en équilibre, la lecture du dynamomètre était faite (www.maxicours.com, le 31 mai 2023).
Évaluation de l’erreur de pesée due à la pluie
Les sacs de charbon mouillés par les eaux de pluie avaient absorbé une quantité d’eau. Pour se rassurer de la certitude de ces données collectées, un essai d’évaluation de l’erreur due à la pluie a été effectué (www.aquaportail.com, le 06 juin 2023). Trois sacs ont été choisis aléatoirement et ont été pesés (www.aquaportail.com, le 06 juin 2023). Le jour suivant, leur contenu a été vidé et étalé sur une bâche en plein soleil,
séparés par deux branches d’arbre pour éviter le mélange des sacs (Annexe 11). Le séchage a démarré à 8 h. Le numéro des sacs et leur masse ont été agencés sur la bâche. La deuxième pesée a été effectuée 8 h après, vers 16 h 30. Espérant que l’erreur serait significative, la même pour tous les sacs, afin de pouvoir la corriger pour que les données soient utilisables, ce qui n’a malheureusement pas été le cas. Les données ont donc été écartées.
Évaluation des fonds de meules
L’évaluation de la quantité de charbon restante après défournement a été réalisée par échantillonnage, en raison de la pénibilité du travail. Deux placettes de 1 m x 1 m ont été délimitées pour chaque meule, immédiatement après le défournement, car une fois les meules défournées les femmes vivant aux alentours passent récupérer les « Tshakula », qui sont les petits morceaux de charbon restant et le tamisage doit forcément les précéder.
Une placette se trouvait dans la surface qui avait contenu la meule et une autre dans l’aire de défournement (là où les charbonniers étalent le charbon pour le laisser refroidir avant la mise en sac). La terre a été tamisée jusqu’à entre 0,15 m et 0,4 m, selon la profondeur jusqu’à laquelle le charbon était présent.
Une seule maille de 1 mm a été utilisée.
Pesée des fines
Après tamisage, il a été procédé sans tarder à la pesée des fines des placettes se trouvant dans l’espace qui avait contenu la meule et dans l’aire de défournement. Cela se faisait grâce au dynamomètre à ressort et la potence ayant servi précédemment à la pesée des sacs de charbon de bois.
Évaluation des incuits
Les incuits sont les morceaux de bois non ou partiellement brûlés. Ils sont généralement rassemblés après le défournement pour monter une nouvelle meule. Les incuits de toutes meules ont été pesés comme nous le recommandent Schure et al. (2021), ce qui permet d’estimer leur pourcentage par rapport au bois empilé. La pesée a été faite grâce à la plateforme qui avait servi précédemment à la pesée des sacs (Annexe 8).
Il est très important de noter que les pertes dont nous faisons allusion dans ce travail sont constituées d’incuits, qui sont des morceaux de bois non brûlés et des fines qui ne sont rien d’autre que le charbon de bois de petit diamètre appelé « Tshakula » par les charbonniers d’Ibi-Village et ses environs ou autrement braisette.
Pesée des fines au laboratoire
Ayant remarqué la présence de plusieurs débris (racines, sables, etc.) mélangés avec les fines, deux échantillons des fines (dans l’espace qui avait contenu la meule et dans l’aire de défournement) ont été prélevés pour un tri systématique afin de connaître leur vraie masse. Ces échantillons ont été pesés à l’aide d’une balance de haute précision au centième de gramme avant et après avoir été débarrassés des débris. Les résultats ont démontré qu’environ 86% et 85% de la masse du « tamisât » était constitué de charbon de bois, d’où les coefficients de correction 0.86 pour les fines dans l’espace où la meule a été installée et 0.85 pour les fines se trouvant dans l’aire de défournement.
Traitement et analyse des données
Les données ont été centralisées et traitées à l’aide des logiciels Microsoft Excel et IBM SPSS Statistics 20.
Dans un premier temps, les analyses descriptives ont été effectuées pour le taux d’humidité, la masse moyenne des sacs de charbons, le taux d’incuits par rapport à la masse anhydre de la meule et la masse de charbon de bois obtenu, le taux de pertes par rapport à la masse anhydre de la meule et la masse de charbon de bois obtenu. Aussi, le taux des pertes dans l’espace où la meule était installée et dans l’aire de défournement. Ces analyses ont été effectuées avec un intervalle de confiance pour la moyenne de 95% pour pouvoir produire des proportions présentées sous forme des tableaux et graphiques.
La masse anhydre de la meule, le rendement, les proportions des fines et incuits ont été calculés en utilisant les formules utilisées par Girard (1992) et Schenkel et al. (1997), mentionnées ci-dessous.
Le rendement sur bois anhydre permet de comparer sûrement les résultats entre eux (Girard, 1992). Raison pour laquelle les deux formules suivantes ont été utilisées pour connaître la masse anhydre du bois et le rendement de la carbonisation.
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑎𝑛ℎ𝑦𝑑𝑟𝑒 = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 ℎ𝑢𝑚𝑖𝑑𝑒 𝑥 (1 −
𝐻𝑢𝑚𝑖𝑑𝑖𝑡é
)
100
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒 𝑑𝑢 𝑐ℎ𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑖𝑡
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡 = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑎𝑛ℎ𝑦𝑑𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑒𝑢𝑙𝑒 − 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑑′𝑖𝑛𝑐𝑢𝑖𝑡𝑠 × 100
Le taux d’incuits pour chaque meule a été calculé en utilisant la formule
suivante :
𝑇𝑎𝑢𝑥 𝑑′𝑖𝑛𝑐𝑢𝑖𝑡𝑠 = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒 𝑑′𝑖𝑛𝑐𝑢𝑖𝑡𝑠
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑎𝑛ℎ𝑦𝑑𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑒𝑢𝑙𝑒
× 100
Le taux d’incuits par rapport à la masse de charbon de bois obtenu a été calculé en utilisant la formule :
𝑇𝑎𝑢𝑥 𝑑′𝑖𝑛𝑐𝑢𝑖𝑡𝑠 =
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒 𝑑′𝑖𝑛𝑐𝑢𝑖𝑡𝑠
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑑𝑒 𝑐ℎ𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑖𝑠 𝑜𝑏𝑡𝑒𝑛𝑢
La quantité totale de fines pour chaque meule a été calculé en additionnant la quantité des fines se trouvant dans l’espace où la meule a été installée et celle de l’aire de défournement.
Le pourcentage de fines et braisettes par rapport à la masse anhydre de la meule a été calculé en utilisant la formule :
𝑃𝑜𝑢𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑔𝑒 𝑑𝑒 𝑓𝑖𝑛𝑒𝑠 =
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒 𝑑𝑒𝑠 𝑓𝑖𝑛𝑒𝑠
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑎𝑛ℎ𝑦𝑑𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑒𝑢𝑙𝑒
× 100
Le pourcentage de fines et braisettes par rapport à la masse de charbon de bois obtenu a été calculé en utilisant la formule :
𝑃𝑜𝑢𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑔𝑒 𝑑𝑒 𝑓𝑖𝑛𝑒𝑠 = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒 𝑑𝑒𝑠 𝑓𝑖𝑛𝑒𝑠
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑑𝑒 𝑐ℎ𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑖𝑠 𝑜𝑏𝑡𝑒𝑛𝑢
× 100
Le pourcentage de fines dans l’espace où la meule était installée par rapport à la masse de charbon de bois obtenu a été calculé en utilisant la formule :
𝑃𝑜𝑢𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑔𝑒 𝑑𝑒 𝑓𝑖𝑛𝑒𝑠 =
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑑𝑒 𝑓𝑖𝑛𝑒𝑠 𝑑𝑎𝑛𝑠 𝑙𝑎 𝑚𝑒𝑢𝑙𝑒
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒 𝑑𝑒 𝑐ℎ𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑖𝑠 𝑜𝑏𝑡𝑒𝑛𝑢
× 100
Le pourcentage de fines et braisettes dans l’aire de défournement par rapport à la masse de charbon de bois obtenu a été calculé en utilisant la formule :
𝑃𝑜𝑢𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑔𝑒 𝑑𝑒 𝑓𝑖𝑛𝑒𝑠 =
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑑𝑒 𝑓𝑖𝑛𝑒𝑠 𝑑𝑎𝑛𝑠 𝑙′𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑑é𝑓𝑜𝑢𝑟𝑛𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒 𝑑𝑒 𝑐ℎ𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑖𝑠 𝑜𝑏𝑡𝑒𝑛𝑢
× 100
La quantité totale de pertes (fines et incuits) a été calculée en additionnant la masse des fines dans l’espace où la meule était installée et dans l’aire de défournement à la masse totale d’incuits.
Le taux des pertes par rapport à la masse anhydre de la meule a été calculé en utilisant la formule :
𝑇𝑎𝑢𝑥 𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑒𝑟𝑡𝑒𝑠 =
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑡𝑒𝑠
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑎𝑛ℎ𝑦𝑑𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑒𝑢𝑙𝑒
× 100
Le taux des pertes par rapport à la masse de charbon de bois obtenu a été calculé en utilisant la formule :
𝑇𝑎𝑢𝑥 𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑒𝑟𝑡𝑒𝑠 =
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒 𝑑𝑒𝑠 𝑝𝑒𝑟𝑡𝑒𝑠
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑑𝑒 𝑐ℎ𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑖𝑠 𝑜𝑏𝑡𝑒𝑛𝑢
Dans un deuxième temps, les tests multivariés (ANOVA et/ou test de corrélation) ont été effectués afin de comparer entre les espèces : la masse des sacs, le taux d’humidité, le rendement, le taux d’incuits par rapport à la masse anhydre de la meule et la masse de charbon de bois obtenu, ainsi que, le taux de pertes par rapport à la masse anhydre de la meule et la masse du charbon de bois obtenu, la distribution des valeurs des pertes par rapport à la masse anhydre de la meule et la masse de charbon de bois obtenu.
L’évaluation de la productivité des différentes meules a été effectuée en utilisant les résultats issus du rendement de chaque meule tandis que l’évaluation des pertes de la carbonisation quant à elle, a été effectuée en utilisant les résultats issus du taux des pertes par rapport à la masse anhydre de la meule et à la masse du charbon de bois obtenu.
La comparaison de la productivité des meules d’Acacia mangium et Acacia auriculiformis a été effectuée en utilisant les résultats issus du rendement. Cette comparaison a été suivie d’une ANOVA.
L’analyse des pertes dans l’espace où la meule a été installée et dans l’aire de défournement a été effectuée en utilisant les résultats issus du pourcentage de fines dans l’espace où la meule a été installée et dans l’aire de défournement par rapport à la masse anhydre de la meule et à la masse de charbon de bois obtenu. Cette analyse a été, elle aussi, suivie d’une ANOVA.
Hypothèses de l’ANOVA
H0 : il n’y a pas de différence significative entre les espèces d’Acacia et une variable dépendante, p < 0,05 : on rejette l’hypothèse nulle
H1 : il y a une différence significative entre les espèces d’Acacia et une variable dépendante, p > 0,05, on accepte l’hypothèse nulle