Étape 1 - Fonctionnement
Le but du pyrolyseur est de transformer le maximum de paille en charbon. Comment se forme le charbon dans le pyrolyseur, une fois le feu allumé?
Etape 1: Évaporation
La paille, même bien sèche, contient un faible pourcentage d'eau (environ 10%). Une partie de la paille est brûlée pour apporter l’énergie nécessaire à l’évaporation de toute l'eau contenue dans la biomasse. La température est alors de 100°C. Dès qu'il n'y a plus d'eau, un peu de paille est de nouveau brûlée pour monter à la température de 280°C.
Cette étape est dite "endothermique", elle a besoin d'énergie.
Afin d'économiser la paille, il est donc nécessaire de travailler avec la biomasse la plus sèche possible.
Etape 2: La pyrolyse
A 280°C, la biomasse commence à se décomposer, donnant ainsi du charbon et d'autres éléments comme du goudron, de l'acide acétique, du méthanol, etc.
Au dessus de 280°C, la décomposition du bois dégage de l'énergie, la réaction devient "exothermique". La réaction s'entretien jusqu'à ce qu'il ne reste plus que du charbon, la température monte alors jusqu'à 400°C.
Cependant le charbon obtenu à cette température n'est pas de très bonne qualité, il est corrosif, contient du goudron et autres composés. (65% de carbone pur). On va donc chercher à monter la température jusqu'à 500°C, ce qui permet de dégrader le goudron afin d'atteindre 85% de carbone pur.
Pour cet objectif, on joue sur l'apport d'oxygène: pas d'oxygène, le charbon n'entre pas en combustion, si on apporte de l'oxygène, le charbon et la biomasse entre en combustion et dégage de l’énergie.
Un faible apport d'oxygène dans le pyrolyseur permet de brûler une partie de la biomasse afin d'assurer la monter à 500°C.
Un charbon commercial possède au moins 75% de carbone pur.
La maîtrise de la carbonisation nécessite donc de l'expérience et de nombreux essais avant d'obtenir le bon charbon.