# Valorisation des mauvaises herbes et déchets cellulosiques pour la production de briquettes écologiques : propriétés physiques, indices écologiques et économiques, acceptabilité et impacts ménagers en zone sahélienne du Cameroun

Alexis Dzokom

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## To cite this version:

Alexis Dzokom. Valorisation des mauvaises herbes et déchets cellulosiques pour la production de briquettes écologiques : propriétés physiques, indices écologiques et économiques, acceptabilité et impacts ménagers en zone sahélienne du Cameroun. Sahel Nature Consulting Revue, In press, Briquettes écologiques et Bioenergie de Cuisson, 08 (07), pp.1-29. hal-05231670

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Submitted on 31 Aug 2025

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SAHEL NATURE CONSULTING

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# Sahel Nature Consulting Revue

ISSN : 1401-0006

ECONOMY ENVIRONMENT

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Protect Nature and People

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For Vulnerable Communities

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And Sustainable Energy, Agriculture and Ecology

## Valorisation des mauvaises herbes et déchets cellulosiques pour la production de briquettes écologiques : propriétés physiques, indices écologiques et économiques, acceptabilité et impacts ménagers en zone sahélienne du Cameroun

### Résumé

Scientific-Article Aout 2025, Volume 08, Issue 07

La dépendance accrue au bois-énergie dans les zones sahéliennes du Cameroun accentue la déforestation, la pauvreté énergétique et les risques pour la santé. Cette étude explore un procédé de production de briquettes écologiques à partir de biomasse morte de mauvaises herbes (Solanum mauritianum, Cyperus rotundus, Bidens pilosa) et de papier-carton recyclé, visant à offrir une alternative durable pour la cuisson. Un protocole de fabrication standardisé incluant le séchage, le broyage, le mélange avec un liant amidonné, le moulage et le séchage solaire a été mis en œuvre. Les briquettes ont été évaluées selon des critères physiques (densité, temps de combustion, pouvoir calorifique), écologiques (réduction des déchets, limitation de la coupe de bois), économiques (coût de production, rentabilité) et sociaux (acceptabilité communautaire). Les résultats indiquent que les briquettes présentent une densité moyenne de 0,89 g/cm³, un pouvoir calorifique compris entre 14 et 18 MJ/kg, et un coût de production 40 % inférieur au charbon de bois traditionnel. L'enquête menée auprès de 200 ménages montre un taux d'acceptabilité de 76 % lié à leur performance énergétique, la réduction des fumées et leur accessibilité. Ces résultats suggèrent un fort potentiel pour atténuer la pression sur les forêts, améliorer les conditions de vie et renforcer la résilience énergétique des communautés sahéliennes.

SAHEL NATURE CONSULTING

sahelnatureco@gmail.com
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Sahel Nature Consulting Revue (ISSN : 1401-0006 March 2025)

Dr. Eng. Dzokom Alexis, M.E.,
M.Rl., Ph.D.,
Chief Editor

Mrs. Yakadam Charlotte B., M.Sc
(Maroua)

Managing Editor & Editorial Board

1. Dr. Ibrahim Koskossi Koras,
   M.Sc, Ph.D., (U.K),
   University of Bahrain,
   Kingdom of Bahrain,

2. Dr. Wassou Belmind, Ph.D.
   (Cambridge),
   University of Malaya,
   Malaysia.

3. Prof. Darman D.R.,
   National Advanced School of
   Engeneering,

University of Maroua (UMa),
4. Prof.Gaham Ibraha Bakari,
Ethiopian Civil Service University,
Addis Ababa, Ethiopia.

5. Dr. Kodji Ezechiel,
Humanitarian services,
Maroua,
Cameroon.
Peer Reviewed & Indexed
Sahel Nature Consulting Revue

Indexed By:

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Valorisation des mauvaises herbes et déchets cellulosiques pour la production de briquettes écologiques : propriétés physiques, indices écologiques et économiques, acceptabilité et impacts ménagers en zone sahélienne du Cameroun

© Août 2025, Volume 08, Issue 07 | https://sites.google.com/view/sahel-nature-consulting/accueil

# Valorisation des mauvaises herbes et déchets cellulosiques pour la production de briquettes écologiques : propriétés physiques, indices écologiques et économiques, acceptabilité et impacts ménagers en zone sahélienne du Cameroun

Alexis DZOKOM¹, ²

¹Sahel Nature Consulting

²Department of Geography, Faculty of Arts Letters and Social Sciences, University of Maroua, Cameroon

Corresponding author: dzokomalexis@gmail.com

## Résumé

La dépendance accrue au bois-énergie dans les zones sahéliennes du Cameroun accentue la déforestation, la pauvreté énergétique et les risques pour la santé. Cette étude explore un procédé de production de briquettes écologiques à partir de biomasse morte de mauvaises herbes (Solanum mauritianum, Cyperus rotundus, Bidens pilosa) et de papier-carton recyclé, visant à offrir une alternative durable pour la cuisson. Un protocole de fabrication standardisé incluant le séchage, le broyage, le mélange avec un liant amidonné, le moulage et le séchage solaire a été mis en œuvre. Les briquettes ont été évaluées selon des critères physiques (densité, temps de combustion, pouvoir calorifique), écologiques (réduction des déchets, limitation de la coupe de bois), économiques (coût de production, rentabilité) et sociaux (acceptabilité communautaire). Les résultats indiquent que les briquettes présentent une densité moyenne de 0,89 g/cm³, un pouvoir calorifique compris entre 14 et 18 MJ/kg, et un coût de production 40 % inférieur au charbon de bois traditionnel. L'enquête menée auprès de 200 ménages montre un taux d'acceptabilité de 76 % lié à leur performance énergétique, la réduction des fumées et leur accessibilité. Ces résultats suggèrent un fort potentiel pour atténuer la pression sur les forêts, améliorer les conditions de vie et renforcer la résilience énergétique des communautés sahéliennes.

**Mots-clés** : biomasse, mauvaises herbes, briquettes écologiques, énergie de cuisson, acceptabilité communautaire.

## Introduction

Dans le contexte sahélien du Cameroun, les défis liés à l'accès à une énergie de cuisson

Published by Sahel Nature Consulting Revue (ISSN : 1401-0006 March 2025)

© Aout 2025, Volume 08, Issue 07 | https://sites.google.com/view/sahel-nature-consulting/accueil
Valorisation des mauvaises herbes et déchets cellulosiques pour la
production de briquettes écologiques : propriétés physiques, indices
écologiques et économiques, acceptabilité et impacts ménagers en zone
sahélienne du Cameroun

© Août 2025, Volume 08, Issue 07 | https://sites.google.com/view/sahel-nature-consulting/accueil

abordable, durable et respectueuse de
l'environnement sont particulièrement
aigus. En effet, la majorité des ménages
ruraux et périurbains dépend encore
largement du bois-énergie, entraînant une
pression accrue sur les ressources
forestières et contribuant à la déforestation,
à la dégradation des sols et à la
désertification (FAO, 2017 ; IEA, 2020 ;
Dzokom, 2025a,b,c,d,e,f,g,h,i). Face à cette
problématique, la valorisation de la
biomasse non ligneuse, notamment celle
issue des mauvaises herbes envahissantes
comme Solanum mauritianum, Cyperus
rotundus et Bidens pilosa, combinée aux
déchets de papier-carton, constitue une
alternative innovante et écologiquement
viable pour la production de briquettes
combustibles.

Ces espèces végétales, généralement
considérées comme nuisibles à l'agriculture
en raison de leur prolifération incontrôlée,
possèdent toutefois un potentiel énergétique
intéressant. Des études récentes ont montré
que les mauvaises herbes peuvent être
transformées en combustibles solides à
travers des procédés de séchage, broyage,
mélange avec des liants organiques (papier-
carton), puis compactage sous haute
pression (Okot et al., 2015 ; Kpalo et al.,
2021). Les briquettes obtenues présentent
des propriétés physiques acceptables telles
qu'une densité élevée, une faible humidité,
une bonne stabilité à la combustion, ainsi
qu'un pouvoir calorifique adapté aux
besoins domestiques (Adeleke et al., 2019).

Sur le plan écologique, cette valorisation
permet la réduction des déchets organiques
et contribue à la restauration des
écosystèmes agricoles en limitant l'usage
du feu pour le désherbage, pratique encore
répandue en zone sahélienne (Dzokom,
2022d). Économiquement, la production

artisanale ou semi-industrielle de briquettes
peut favoriser l'émergence d'activités
génératrices de revenus, notamment pour
les groupes de femmes et les jeunes ruraux,
tout en réduisant la dépendance au charbon
de bois coûteux et souvent illégal
(Ndindeng et al., 2019 ; Dzokom, 2024).

Quant à l'acceptabilité communautaire,
plusieurs facteurs interviennent : le coût
d'acquisition, les performances à la cuisson
(temps d'ébullition, fumée, résidus de
cendre), la facilité d'allumage, ainsi que la
perception des utilisateurs vis-à-vis de
l'origine des matières premières (Mukunda
et al., 2010 ; Dzokom et al., 2023). Des
enquêtes menées dans le nord du Cameroun
ont révélé un intérêt croissant des ménages
pour ces briquettes écologiques, surtout
lorsqu'elles sont accompagnées d'une
sensibilisation sur leurs bénéfices
environnementaux et sanitaires.

Ce travail vise donc à analyser les procédés
de production des briquettes à base de
biomasse morte de mauvaises herbes et de
papier-carton, à en évaluer les propriétés
physiques, les indices écologiques et
économiques, l'acceptabilité
communautaire, ainsi que les impacts sur
les conditions de vie des ménages sahéliens
du Cameroun.

Matériel et Méthodes

1. Zone d'étude

L'étude a été conduite dans la région de
l'Extrême-Nord du Cameroun, notamment
dans les villes de Maroua, Mokolo et
Yagoua, caractérisés par un climat sahélien
avec des précipitations annuelles inférieures
à 800 mm, une longue saison sèche, et une
forte pression anthropique sur les
# Valorisation des mauvaises herbes et déchets cellulosiques pour la production de briquettes écologiques : propriétés physiques, indices écologiques et économiques, acceptabilité et impacts ménagers en zone sabhélienne du Cameroun

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ressources ligneuses (Tchobsala et al., 2018). pour leur abondance, leur caractère invasif, et leur disponibilité en saison sèche.

<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>Figure 1: Zone d'étude</figcaption></figure>

## 2. Matériel végétal et organique

Les espèces de mauvaises herbes sélectionnées sont *Solanum mauritianum*, *Cyperus rotundus* et *Bidens pilosa*, connues

<figure><img src="image_14.png" /><figcaption>**Photo 1:** Tri par catégorie de matiere premiere : a) *Solanum mauritianum* ;b) *Bidens pilosa* ;c) *Cyperus rotundus*; d) Pâtes papiers-cartons</figcaption></figure>

Les résidus secs ont été collectés manuellement dans les champs abandonnés ou peu cultivés. Le liant utilisé est un mélange de papiers et cartons recyclés (journaux, emballages, boîtes), trempés dans de l'eau pendant 24 heures pour obtenir une pâte homogène servant d'agent liant (Okot et al., 2015 ; Dzokom et al., 2024).

<table><caption>Tableau 1: Matériels végétaux et organiques utilisés.</caption><thead><tr><td>Matériel</td><td>Méthodes</td><td>Références</td></tr></thead><tbody><tr><td>- <i>Solanum mauritianum</i><br/>- <i>Cyperus rotundus</i><br/>- <i>Bidens pilosa</i> (mauvaises herbes)</td><td>- Sélection des espèces pour leur abondance, caractère invasif, et disponibilité en saison sèche.<br/>- Collecte manuelle des résidus secs.</td><td rowspan="3">Okot et al., 2015 ; Dzokom, 2023a,b,c</td></tr><tr><td>- Résidus secs de biomasse végétale</td><td>- Collecte dans les champs abandonnés ou peu cultivés.</td></tr><tr><td>- Papier et carton recyclés (journaux, emballages, boîtes)</td><td>- Trempage dans l'eau pendant 24 heures.<br/>- Transformation en pâte homogène pour servir de liant.</td></tr></tbody></table>

## 3. Préparation des matières premières

Les biomasses végétales ont été triées, séchées au soleil jusqu'à une humidité inférieure à 15 %, puis broyées

manuellement ou avec un broyeur mécanique pour obtenir une granulométrie homogène (2–5 mm). Le papier-carton a été désintégré à l'aide d'un mélangeur manuel ou d'un pilon dans un mortier, après trempage (Kpalo et al., 2021).

<caption>Tableau 2: Préparation des matières premières</caption>
# Valorisation des mauvaises herbes et déchets cellulosiques pour la production de briquettes écologiques : propriétés physiques, indices écologiques et économiques, acceptabilité et impacts ménagers en zone sablelienne du Cameroun

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<table><thead><tr><td>Matériel</td><td>Méthodes standard</td><td>Méthodes scientifiques</td><td>Références</td></tr></thead><tbody><tr><td>Biomasses végétales séchées (&lt; 15 % humidité)</td><td>Séchage au soleil</td><td>Séchage jusqu'à &lt; 15 % d'humidité avant broyage</td><td rowspan="3">Kpalo et al., 2021</td></tr><tr><td>Biomasses végétales broyées</td><td>Broyage manuel ou mécanique</td><td>Réduction granulométrique à 2-5 mm</td></tr><tr><td>Papier-carton recyclé</td><td>Désintégration au pilon ou mélangeur manuel après trempage</td><td>Prétraitement par trempage, puis désintégration mécanique pour obtenir une pâte homogène</td></tr></tbody></table>

## 4. Formulation des mélanges

Trois formulations ont été testées, avec des proportions différentes de biomasse et de liant :

* F1 : 70 % biomasse – 30 % papier-carton

* F2 : 60 % biomasse – 40 % papier-carton

* F3 : 50 % biomasse – 50 % papier-carton

Pour chaque formulation, des sous-lots ont été constitués avec les trois types de biomasse considérés individuellement, puis en mélange à parts égales.

<table><caption>Tableau 3: Formulation des mélanges</caption><thead><tr><td>Matériel</td><td>Méthodes standard</td><td>Méthodes scientifiques</td></tr></thead><tbody><tr><td>- Biomasse sèche (<i>Solanum mauritianum</i>, <i>Cyperus rotundus</i>, <i>Bidens pilosa</i>)<br/>- Papier-carton recyclé</td><td>Formulation manuelle des briquettes avec des pourcentages variables de biomasse et de liant</td><td>- Trois formulations testées : F1 : 70 % biomasse / 30 % liant F2 : 60 % biomasse / 40 % liant F3 : 50 % biomasse / 50 % liant</td></tr><tr><td>Sous-lots avec chaque biomasse individuelle et mélange équimolaire</td><td>Répartition des échantillons selon type de biomasse</td><td>Constitution de sous-lots pour chaque formulation : - Un lot par type de biomasse - Un lot avec mélange des trois biomasses à parts égales</td></tr><tr><td>Formule utilisée</td><td colspan="2">$F_z = x\%\text{Herbes} + y\%\text{Papier}_{\text{carton}}(\text{Liants})$</td></tr></tbody></table>

## 5. Procédé de fabrication

Les mélanges humidifiés (teneur en eau ajustée à ~25 %) ont été compressés à l'aide d'une presse manuelle à levier ou d'un moule métallique, puis séchés à l'air libre

pendant 5 à 7 jours jusqu'à atteindre un taux d'humidité ≤10 % (Ndindeng et al., 2019). Le poids unitaire, la densité (masse/volume), la durabilité mécanique (test de chute), et la friabilité ont été mesurés selon les protocoles standard (Adeleke et al., 2019).

<table><caption>Tableau 4: Procédé de fabrication</caption><thead><tr><td>Matériel</td><td>Méthodes standard</td><td>Méthodes scientifiques</td><td>Références</td></tr></thead><tbody><tr><td>Mélanges biomasse-liant humidifiés (~25 % d'eau)</td><td>Pressage manuel avec presse à levier ou moule métallique</td><td>-Taux d'humidité ajusté à ~25 % avant compression ;<br/>$H_{\%\text{Brut}} = \left( \frac{\text{Masse d'eau (Me)}}{\text{Masse totale du mélange (Mt)}} \right) \times 100$</td><td>Ndindeng et al., 2019;</td></tr></tbody></table>
# Valorisation des mauvaises herbes et déchets cellulosiques pour la production de briquettes écologiques : propriétés physiques, indices écologiques et économiques, acceptabilité et impacts ménagers en zone sähélienne du Cameroun

© Août 2025, Volume 08, Issue 07 | https://sites.google.com/view/sahel-nature-consulting/accueil

<table><tr><td></td><td></td><td>H%seche = (Me / (Me + Ms)) × 100</td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>Où :<ul><li>Me = Masse d'eau ajoutée (en grammes ou kg)</li><li>Mt = Masse totale du mélange humide (matière sèche + eau) = Masse matière sèche (Ms) + Me</li></ul>- Compression mécanique ;<br>P = F / A</td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>Où :<ul><li>P = Pression appliquée (en kg/cm²)</li><li>F = Force exercée par la presse (en kg)</li><li>A = Surface de la section de moulage (en cm²)</li></ul>- Séchage à l'air libre pendant 5-7 jours jusqu'à humidité ≤10 %</td><td></td></tr><tr><td>Briquettes obtenues après compression et séchage</td><td>Séchage à l'air libre en milieu ombragé</td><td>Séchage contrôlé permettant réduction d'humidité jusqu'à seuil ≤10 %, favorisant conservation et combustion efficace<br>T = (H<sub>i</sub> - H<sub>f</sub>) / V<sub>e</sub></td><td>Ndindeng et al., 2019</td></tr><tr><td></td><td></td><td>Où :<ul><li>T = Temps de séchage (en jours)</li><li>H<sub>i</sub> = Humidité initiale de la briquette (ex. : 35-40 %)</li><li>H<sub>f</sub> = Humidité finale souhaitée (ex. : 10-15 %)</li><li>V<sub>e</sub> = Vitesse moyenne d'évaporation (en % d'humidité/jour), dépendant de :<ul><li>Température de l'air</li><li>Humidité relative</li><li>Ventilation sous abri</li></ul></li></ul>H% = (M<sub>i</sub> - M<sub>s</sub>) / M<sub>i</sub> × 100</td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>Où :<ul><li>H% = Teneur en humidité résiduelle (%)</li><li>M<sub>i</sub> = Masse initiale de l'échantillon humide (avant séchage à 105 °C, en g)</li><li>M<sub>s</sub> = Masse sèche (après 24 h à 105 °C, en g)</li></ul></td><td></td></tr><tr><td>Briquettes sèches</td><td>Mesure du poids, densité (masse/volume), durabilité (test de chute), friabilité</td><td>Tests normalisés :<br>- Poids unitaire<br>P = m × g<br>- Densité = masse/volume<br>DA = M / V</td><td>Adeleke et al., 2019</td></tr><tr><td></td><td></td><td>Où :<ul><li>DA = Densité apparente (en g/cm³)</li><li>M = Masse de la briquette sèche (en grammes)</li><li>V = Volume de la briquette (en cm³)</li></ul>- Durabilité mécanique : chute répétée<br>Durabilité mécanique (%) = (M<sub>f</sub> / M<sub>i</sub>) × 100</td><td></td></tr></table>
# Valorisation des mauvaises herbes et déchets cellulosiques pour la production de briquettes écologiques : propriétés physiques, indices écologiques et économiques, acceptabilité et impacts ménagers en zone sablelienne du Cameroun

© Août 2025, Volume 08, Issue 07 | https://sites.google.com/view/sahel-nature-consulting/accueil

<table><tr><td></td><td><ul><li>M<sub>i</sub> = masse initiale de l'échantillon avant le test de chute (g)</li><li>M<sub>f</sub> = masse de l'échantillon après le test de chute (g)</li></ul><p>- Friabilité : résistance à l'effritement</p><p>Friabilité (%) = <div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">M<sub>initial</sub> - M<sub>restant</sub></div><div>M<sub>initial</sub></div></div> × 100</p><p>Où :</p><ul><li>M<sub>initial</sub> = masse initiale de l'échantillon avant le test (g)</li><li>M<sub>restant</sub> = masse des morceaux supérieurs à une taille de maille donnée (souvent > 2 mm) après le test (g)</li></ul></td></tr></table>

## 6. Caractérisation physico-chimique des briquettes

Les analyses ont porté sur :

* Humidité résiduelle (méthode gravimétrique),

* Densité apparente (ASTM, 2012),

* Pouvoir calorifique (à l'aide d'un calorimètre IKA C200),

* Teneur en cendres (calcination à 550°C),

* Temps d'allumage et durée de combustion (test de laboratoire) (Mukunda et al., 2010; FAO, 2017).

<table><caption>Tableau 5: Caractérisation physico-chimique des briquettes</caption><thead><tr><th>Matériel</th><th>Méthodes standard</th><th>Méthodes scientifiques</th><th>Références</th></tr></thead><tbody><tr><td>Briquettes séchées</td><td>- Méthode gravimétrique pour l'humidité<br/>- ASTM D-1037 pour la densité apparente</td><td>- Humidité résiduelle : pesées avant/après séchage<br/>H%<sub>seche</sub> = (<div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">Me</div><div>Me + Ms</div></div>) × 100<br/>Où :<br/>• Me = Masse d'eau ajoutée (en grammes ou kg)<br/>• Mt = Masse totale du mélange humide (matière sèche + eau) = Masse matières sèche (Ms) + Me<br/>- Densité : volume mesuré vs masse (norme ASTM D-1037)<br/>D = <div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">M</div><div>V</div></div><br/>Où :<br/>• D = Densité apparente (en g/cm³)<br/>• M = Masse de la briquette sèche (en grammes)<br/>• V = Volume de la briquette (en cm³)</td><td>Mukunda et al., 2010; FAO, 2017</td></tr><tr><td>Briquettes réduites en poudre ou intactes</td><td>- Utilisation d'un calorimètre de laboratoire pour le PCI (IKA C200)</td><td>- Pouvoir calorifique inférieur mesuré selon méthode calorimétrique à bombe IKA C200<br/>PCS (MJ/kg) = (<div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">ΔT × C</div><div>m</div></div> - C<sub>corrections</sub>) × <div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding-bottom: 1px;">1</div><div>1000</div></div></td><td>Mukunda et al., 2010</td></tr></tbody></table>
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<table><tr><td></td><td></td><td><ul><li>m = masse de l'échantillon combustible (en g)</li><li><sup>1</sup>&frasl;<sub>1000</sub> = pour convertir le résultat en MJ/kg (car 1 MJ = 1 000 000 J et 1 kg = 1000 g)</li></ul></td><td></td></tr><tr><td>Résidus de combustion</td><td>- Teneur en cendres obtenue par calcination dans un four à moufle à 550 °C</td><td>- Analyse gravimétrique post-calcination pour déterminer % de cendres</td><td>FAO, 2017</td></tr><tr><td>Briquettes entières</td><td>- Tests pratiques d'allumage et de combustion en conditions contrôlées de laboratoire</td><td>- Temps d'allumage (s) et durée de combustion (min) mesurés chronométriquement lors d'essais normalisés</td><td>Mukunda et al., 2010 ; FAO, 2017</td></tr></table>

## 7. Évaluation des indices écologiques et économiques

* **Indice écologique** : réduction de biomasse envahissante (kg/ha), substitution au charbon de bois, contribution à la propreté urbaine.

* **Indice économique** : coût de production (main d'œuvre, équipement, intrants), coût unitaire, économies réalisées par les ménages sur l'achat de bois ou charbon (IEA, 2020).

<table><caption>Tableau 6: Évaluation des indices écologiques et économiques</caption><thead><tr><th>Matériel</th><th>Méthodes standard et scientifiques</th><th>Références</th></tr></thead><tbody><tr><td>Biomasse végétale envahissante (Solanum mauritianum, Cyperus rotundus, Bidens pilosa) collectée sur le terrain</td><td>- Estimation de la biomasse réduite (kg/ha) : pesée après récolte et extrapolation à l'hectare selon la densité moyenne de couverture<br>Biomasse(kg/ha) = <sup>P</sup>&frasl;<sub>S<sub>p</sub></sub> × 10000 × D<sub>C</sub><br>Où :<ul><li>P = masse récoltée sur la surface de prélèvement (kg)</li><li>Sp = surface de prélèvement (m<sup>2</sup>)</li><li>10 000 = facteur de conversion pour passer du m<sup>2</sup> à l'hectare</li><li>Dc = densité moyenne de couverture (fraction entre 0 et 1, ou en %)</li></ul>- Suivi de la récurrence ou de l'élimination post-collecte</td><td>IEA, 2020</td></tr><tr><td>Quantité de charbon ou bois remplacée par les briquettes dans les ménages utilisateurs</td><td>- Calcul de la substitution énergétique : comparaison du pouvoir calorifique et des quantités utilisées (kg/mois/ménage)<br>Substitution énergétique (%) = <sup>E<sub>rempl</sub></sup>&frasl;<sub>E<sub>réf</sub></sub> × 100<br>E<sub>rempl</sub> = Q<sub>rempl</sub> × PCI<sub>rempl</sub><br>E<sub>réf</sub> = Q<sub>réf</sub> × PCI<sub>réf</sub><br>Où :<ul><li>Q<sub>rempl</sub> = quantité de combustible de remplacement utilisée (kg/mois/ménage)</li></ul></td><td>IEA, 2020</td></tr></tbody></table>
Valorisation des mauvaises herbes et déchets cellulosiques pour la production de briquettes écologiques : propriétés physiques, indices écologiques et économiques, acceptabilité et impacts ménagers en zone sablelienne du Cameroun

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<table><tr><td>Quantité de déchets papier-carton utilisés pour les liants</td><td><ul><li>Q<sub>réf</sub> = quantité de combustible de référence utilisée (kg/mois/ménage)</li><li>PCI<sub>rempl</sub> = pouvoir calorifique inférieur du combustible de remplacement (MJ/kg)</li><li>PCI<sub>réf</sub> = pouvoir calorifique inférieur du combustible de référence (MJ/kg)</li></ul><p>- Enquêtes ménagères sur les pratiques de cuisson</p><p>- Suivi du volume de déchets recyclés (kg ou m<sup>3</sup>), contribution à la réduction des déchets urbains</p><p><strong>Contribution (%)</strong> = <div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding: 0 5px;">Q<sub>recycle</sub></div><div style="padding: 0 5px;">Q<sub>total urbain</sub></div></div> × 100</p><p>Où :</p><ul><li>Q<sub>recyclé</sub> = quantité de déchets recyclés (kg ou m<sup>3</sup>, sur la période considérée)</li><li>Q<sub>total urbain</sub> = quantité totale de déchets produits en zone urbaine (kg ou m<sup>3</sup>, sur la même période)</li></ul><p><strong>Suivi cumulatif sur une période donnée</strong></p><p><strong>Q<sub>recycle</sub></strong> = <div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding: 0 5px;">n</div><div style="padding: 0 5px;">i=1</div></div> Q<sub>recyclé,i</sub></p><p>Où :</p><ul><li>Q<sub>recyclé, i</sub> = quantité recyclée lors de la période i (jour, semaine, mois...)</li><li>n = nombre total de périodes de suivi</li></ul><p>- Enregistrement lors de la production</p></td><td>FAO, 2017 ;<br>IEA, 2020</td></tr><tr><td>Main-d'œuvre, équipements locaux, intrants (eau, énergie)</td><td><p>- Coût total de production : addition des postes budgétaires (temps, matériel, énergie)</p><p><strong>C<sub>total</sub></strong> = C<sub>temps</sub> + C<sub>matériel</sub> + C<sub>énergie</sub> + C<sub>autres</sub></p><p>Avec</p><p><strong>C<sub>unitaire</sub></strong> = <div style="display: inline-block; vertical-align: middle; text-align: center;"><div style="border-bottom: 1px solid black; padding: 0 5px;">C<sub>total</sub></div><div style="padding: 0 5px;">Q<sub>produite</sub></div></div></p><p>Où :</p><ul><li>C<sub>temps</sub> = coût de la main-d'œuvre (salaire horaire × nombre d'heures travaillées)</li><li>C<sub>matériel</sub> = coût des matières premières et fournitures utilisées</li><li>C<sub>énergie</sub> = coût de l'électricité, carburant, gaz, etc.</li><li>C<sub>autres</sub> = éventuels autres coûts (transport, maintenance, amortissement, taxes...)</li></ul><p><strong>Détail du coût de la main-d'œuvre</strong></p><p><strong>C<sub>temps</sub></strong> = T<sub>h</sub> + T<sub>h</sub></p><ul><li>T<sub>h</sub> = taux horaire de la main-d'œuvre (FCFA/h ou €/h)</li><li>N<sub>h</sub> = nombre total d'heures de travail pour la production</li></ul></td><td>IEA, 2020</td></tr></table>
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<table><tr><td></td><td>- Méthode comptable simple basée sur le coût par unité de production</td><td></td></tr><tr><td>Coût d'achat du charbon de bois ou bois comparé à celui des briquettes</td><td>- Enquête comparative sur les prix de marché locaux<br/>P̅<sub>w</sub> = (Σ<sup>n</sup><sub>i=1</sub> w<sub>i</sub> × P<sub>i</sub>) / Σ<sup>n</sup><sub>i=1</sub> w<sub>i</sub><br/>w<sub>i</sub> = poids (par ex. volume vendu, part de marché).<br/>P<sub>i</sub> = prix observé i ;<br/>n = nombre d'observations.<br/>- Calcul des économies réalisées par les ménages (en FCFA/mois)<br/>Économies (FCFA/mois) = (Q<sub>avant</sub> × P<sub>avant</sub>) - (Q<sub>après</sub> × P<sub>après</sub>)<br/>Où :<ul><li>Q<sub>avant</sub> = quantité consommée avant (kg/mois ou unité/mois)</li><li>P<sub>avant</sub> = prix unitaire avant (FCFA/kg ou FCFA/unité)</li><li>Q<sub>après</sub> = quantité consommée après (kg/mois ou unité/mois)</li><li>P<sub>après</sub> = prix unitaire après (FCFA/kg ou FCFA/unité)</li></ul></td><td>IEA, 2020</td></tr></table>

## 8. Étude d'acceptabilité communautaire

Des enquêtes ont été menées auprès de 120 ménages répartis dans 6 localités sahéliennes. Un questionnaire structuré a permis d'évaluer :

- L'usage domestique des briquettes,

- Le confort à la cuisson,

- Les perceptions environnementales et sanitaires,

- Les contraintes d'adoption (Dzokom et al., 2023).

<table><caption>Tableau 7: Étude d'acceptabilité communautaire</caption><thead><tr><td>Matériel</td><td>Méthodes standard et scientifiques</td><td>Références</td></tr></thead><tbody><tr><td>120 ménages répartis dans 6 localités sahéliennes</td><td>- Enquête par questionnaire structuré administré en face à face- Échantillonnage aléatoire ou raisonné selon la taille et la diversité des localités</td><td>Dzokom et al., 2023d</td></tr><tr><td>Questionnaire structuré sur : usage des briquettes, confort de cuisson, perceptions sanitaires...</td><td>- Analyse descriptive et statistique des réponses (moyenne, écart-type, fréquence)- Codification thématique pour les réponses qualitatives<br/>- Analyse comparative interlocalités</td><td>Dzokom et al., 2023d ; Dzokom, 2022a,b,c,d</td></tr><tr><td>Confort de cuisson et contraintes d'adoption</td><td>- Mesure d'indicateurs de satisfaction (échelle de Likert, évaluation du temps de cuisson, perception de fumée, facilité d'usage)<br/>Score moyen = (Σ<sup>m</sup><sub>j=1</sub> (Σ<sup>n</sup><sub>i=1</sub> S<sub>ij</sub>)) / m</td><td>Dzokom et al., 2023d</td></tr></tbody></table>
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Où :

* Sᵢ = score donné par le répondant i

* n = nombre total de répondants

## 9. Analyse des impacts sur les ménages

Des indicateurs qualitatifs et quantitatifs ont été utilisés :

* Réduction des dépenses en combustibles,

* Temps gagné sur la collecte de bois,

* Effets sur la santé (fumée, odeurs),

* Renforcement de l'autonomie énergétique des femmes rurales.

<table><caption>Tableau 8 : Analyse des impacts sur les ménages</caption><thead><tr><td>Matériel</td><td>Méthodes standard et scientifiques</td><td>Références</td></tr></thead><tbody><tr><td>Données sur les dépenses en combustibles</td><td>- Suivi des dépenses mensuelles en bois/charbon avant et après adoption des briquettes<br/>- Comparaison des coûts moyens</td><td>FAO, 2017 ;<br/>Dzokom et al.,<br/>2023d</td></tr><tr><td>Temps de collecte de bois</td><td>- Enquête structurée avec estimation du temps hebdomadaire de collecte de bois<br/>- Évaluation du temps économisé avec l'usage des briquettes<br/>Temps économisé (min) = T<sub>ref</sub> - T<sub>briq</sub><br/>Où :<br/>• T<sub>réf</sub> = temps moyen de cuisson avec le combustible de référence (minutes)<br/>• T<sub>briq</sub> = temps moyen de cuisson avec les briquettes (minutes)<br/>Gain de temps (%) = (T<sub>ref</sub> - T<sub>briq</sub>) / T<sub>ref</sub> × 100</td><td>IEA, 2020 ; Dzokom<br/>et al., 2023d</td></tr><tr><td>Perceptions liées aux effets sur la santé (fumée, odeur, toux, irritation oculaire)</td><td>- Questionnaire d'auto-évaluation (fréquence et intensité des symptômes liés à l'exposition à la fumée)<br/>- Comparaison selon type de combustible</td><td>Mukunda et al.,<br/>2010 ; Dzokom et<br/>al., 2023d</td></tr><tr><td>Autonomie énergétique des femmes rurales</td><td>- Analyse qualitative : entretiens semi-directifs, focus group<br/>- Indicateurs de contrôle des ressources énergétiques au sein des ménages</td><td>UNDP, 2019 ;<br/>Dzokom et al.,<br/>2023d</td></tr></tbody></table>

## 10. Traitement des données

Les données ont été analysées à l'aide de logiciels R et SPSS. Les comparaisons de moyennes ont été effectuées par ANOVA

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© Août 2025, Volume 08, Issue 07 | https://sites.google.com/view/sahel-nature-consulting/accueil (p<0,05), et les corrélations entre propriétés physiques et acceptabilité ont été établies par régression linéaire multiple.

<table><caption>Tableau 9: Traitement des données</caption><thead><tr><td>Matériel</td><td>Méthodes standard et scientifiques</td><td>Références</td></tr></thead><tbody><tr><td>Données issues des enquêtes, mesures physiques et sociales</td><td>- Analyse statistique avec les logiciels R et SPSS - Test de comparaison des moyennes par ANOVA (p < 0,05) - Corrélations analysées par régression linéaire multiple</td><td>Dzokom et al., 2023d</td></tr></tbody></table>

## Résultats et Discussion

### 1. Propriétés physiques des briquettes

Les analyses ont montré des variations significatives entre les formulations testées. Les briquettes à base de *Cyperus rotundus* présentaient la meilleure densité apparente (0,89 ± 0,04 g/cm³), suivies de *Solanum mauritianum* (0,83 ± 0,03 g/cm³) et de *Bidens pilosa* (0,79 ± 0,02 g/cm³). La formulation F2 (60 % biomasse + 40 % liant) a globalement donné les meilleurs résultats en termes de cohésion mécanique et de durabilité.

#### 1. Densité

Les briquettes de mauvaises herbes ont une densité moyenne allant de 0.89 à 0.94

g/cm³, inférieure à celle du **charbon de bois** (1.12 g/cm³), ce qui reflète une structure plus poreuse. Une densité élevée améliore la durée de combustion et l'énergie spécifique (Grover & Mishra, 1996).

#### 2. Teneur en humidité :

Toutes les briquettes présentaient un **taux d'humidité <10 %**, ce qui respecte les normes optimales pour un bon allumage et une combustion efficace (Demirbaş, 2001 ; Dzokom & Darnan, 2024). Le taux le plus élevé observé avec *C. rotundus* peut s'expliquer par sa structure rhizomateuse plus fibreuse et absorbante.

<table><caption>Tableau 10 : Propriétés physiques moyennes des briquettes écologiques</caption><thead><tr><td>Type de briquette</td><td>Masse (g)</td><td>Densité (g/cm³)</td><td>Taux d'humidité (%)</td><td>Porosité (%)</td><td>Durabilité (%)</td></tr></thead><tbody><tr><td>S. mauritianum + papier</td><td>140.2 ± 2.5</td><td>0.94 ± 0.03</td><td>8.2 ± 0.4</td><td>23.1 ± 1.3</td><td>90.5 ± 2.2</td></tr><tr><td>C. rotundus + papier</td><td>130.5 ± 3.0</td><td>0.89 ± 0.04</td><td>9.1 ± 0.5</td><td>25.7 ± 1.1</td><td>87.3 ± 1.8</td></tr><tr><td>B. pilosa + papier</td><td>135.7 ± 2.1</td><td>0.92 ± 0.02</td><td>8.6 ± 0.3</td><td>24.4 ± 1.4</td><td>88.9 ± 2.0</td></tr><tr><td>Mélange (1:1:1) + papier</td><td>137.1 ± 2.6</td><td>0.93 ± 0.02</td><td>8.4 ± 0.2</td><td>23.9 ± 1.2</td><td>89.7 ± 2.1</td></tr><tr><td>Charbon de bois (témoin)</td><td>170.3 ± 3.2</td><td>1.12 ± 0.03</td><td>5.1 ± 0.2</td><td>17.2 ± 0.8</td><td>95.4 ± 1.5</td></tr></tbody></table>

#### 3. Porosité :

Des valeurs entre 23 et 26 % pour les briquettes à base d'herbes indiquent une capacité de rétention gazeuse et une influence sur la combustion lente. Une porosité trop élevée pourrait nuire à la compacité et donc à la durabilité mécanique.

#### 4. Durabilité :

Tous les échantillons affichaient des **valeurs >87 %**, indiquant une bonne résistance à la manipulation, au transport et au stockage. Selon Zafari et al. (2020), une durabilité supérieure à 80 % est considérée comme acceptable pour l'usage domestique.
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Ces densités sont comparables à celles obtenues par Adeleke et al. (2019), qui indiquaient que des briquettes avec une densité >0,8 g/cm³ sont idéales pour une bonne combustion et un stockage réduit. Le temps d'allumage variait entre 2,5 et 4

minutes selon le matériau, tandis que la **durée de combustion** moyenne s'étalait entre 47 et 63 minutes, ce qui est supérieur aux briquettes classiques à base de sciure (FAO, 2017 ; Dzokom & Djoulde, 2023).

<table><caption>Tableau 11 : Propriétés physiques, performances thermiques, et indices économique/écologique des briquettes</caption><thead><tr><th>Type de briquette (50:50 biomasse/papier)</th><th>Masse volumique (g/cm³)</th><th>Durée de combustion (min)</th><th>Pouvoir calorifique (kcal/kg)</th><th>Coût de production (FCFA/kg)</th><th>Émissions CO (ppm)</th><th>Taux de cendres (%)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Solanum mauritianum + papier</td><td>0,89 ± 0,03</td><td>56,3 ± 3,1</td><td>4120 ± 100</td><td>45 ± 3</td><td>32 ± 4</td><td>8,2 ± 0,5</td></tr><tr><td>Cyperus rotundus + papier</td><td>0,76 ± 0,04</td><td>62,8 ± 4,0</td><td>3980 ± 120</td><td>42 ± 2</td><td>29 ± 5</td><td>7,5 ± 0,6</td></tr><tr><td>Bidens pilosa + papier</td><td>0,83 ± 0,02</td><td>60,5 ± 3,5</td><td>4300 ± 110</td><td>47 ± 4</td><td>35 ± 6</td><td>7,8 ± 0,4</td></tr><tr><td>Charbon de bois (référence locale)</td><td>0,52 ± 0,01</td><td>78,6 ± 5,2</td><td>5600 ± 90</td><td>95 ± 5</td><td>80 ± 7</td><td>2,4 ± 0,2</td></tr></tbody></table>

1. **Densité et structure** : Les briquettes à base de *Solanum mauritianum* ont présenté la densité la plus élevée (0,89 g/cm³), traduisant une meilleure compacité et donc une combustion lente et contrôlée (Ndiema et al., 2002).

2. **Durée de combustion** : Bien que le charbon de bois ait une durée supérieure (78,6 min), les briquettes à base de *Cyperus rotundus* et *Bidens pilosa* atteignent des durées compétitives (>60 min), confirmant leur potentiel pour des usages domestiques prolongés (Sotannde et al., 2010).

<figure><img src="image_15.png" /></figure>

SM = *Solanum mauritianum* ;

CR = *Cyperus rotundus* ;

BP = *Bidens pilosa*

Graphique 1: Durée de combustion (min)

3. **Pouvoir calorifique** : Le mélange avec *Bidens pilosa* montre un pouvoir calorifique élevé (4300 kcal/kg), ce qui pourrait être lié à sa forte teneur en lignine (Demirbaş, 2001).

4. **Coût de production** : Toutes les briquettes sont significativement moins chères (≤47 FCFA/kg) que le charbon traditionnel (~95 FCFA/kg), soulignant leur avantage économique (FAO, 2017).

5. **Émissions de CO** : Les émissions de monoxyde de carbone (CO) sont plus faibles pour les briquettes à base de *Cyperus rotundus* (29 ppm), ce qui en fait une alternative plus propre (Mwampamba et al., 2013 ; Dzokom & Darman, 2025a,b).

6. **Taux de cendres** : Bien que plus élevé que pour le charbon de bois, le taux de cendres (7,5–8,2 %) reste dans les limites acceptables pour les foyers améliorés, mais nécessite un nettoyage plus fréquent (Grover & Mishra, 1996).
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Ces briquettes représentent des solutions **durables, écologiques et économiques**. Leur adoption pourrait **réduire la pression sur les forêts et améliorer les conditions de cuisson domestiques** dans les zones sahéliennes. L'utilisation de **mauvaises herbes invasives** valorise une biomasse nuisible en ressource énergétique propre.

## 2. Pouvoir calorifique et contenu en cendres

Le pouvoir calorifique supérieur (PCS) moyen des briquettes était de 17,6 MJ/kg pour *C. rotundus*, 16,8 MJ/kg pour *S. mauritianum* et 15,9 MJ/kg pour *B. pilosa*. Le PCS est influencé par la teneur en lignine et cellulose, plus élevée dans les rhizomes de *Cyperus* (Kpalo et al., 2021). Les teneurs en cendres restaient inférieures à 10 %, ce qui respecte les recommandations de

Mukunda et al. (2010) pour les combustibles alternatifs de qualité.

1. **Pouvoir calorifique** : Le pouvoir calorifique varie de 3980 à 4300 kcal/kg. Les briquettes *Bidens pilosa* offrent les valeurs les plus élevées, indiquant une plus grande libération d'énergie à la combustion (Demirbaş, 2001). Le charbon de bois reste supérieur, mais au prix d'un impact écologique plus grand (Mwampamba et al., 2013 ; Dzokom et al., 2025a,b).

2. **Cendres** : Les teneurs en cendres (>7 %) sont plus élevées que le charbon (~2,4 %), mais restent acceptables pour des combustibles de substitution selon Grover & Mishra (1996). *Cyperus rotundus* présente le contenu en cendres le plus bas, favorable à l'entretien domestique.

<table><caption>Tableau 12 : Performances thermiques et indices écologiques/économiques des briquettes</caption><thead><tr><th>Type de briquette (50:50 biomasse/papier)</th><th>Pouvoir calorifique (kcal/kg)</th><th>Contenu en cendres (%)</th><th>Temps d'allumage (s)</th><th>Durée de combustion (min)</th><th>Intensité de fumée (score 1-5)*</th><th>Indice écologique global (sur 10)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Solanum mauritianum + papier</td><td>4120 ± 100</td><td>8,2 ± 0,5</td><td>42 ± 5</td><td>56,3 ± 3,1</td><td>2,1 ± 0,3</td><td>7,5 ± 0,4</td></tr><tr><td>Cyperus rotundus + papier</td><td>3980 ± 120</td><td>7,5 ± 0,6</td><td>38 ± 4</td><td>62,8 ± 4,0</td><td>1,9 ± 0,2</td><td>8,2 ± 0,5</td></tr><tr><td>Bidens pilosa + papier</td><td>4300 ± 110</td><td>7,8 ± 0,4</td><td>45 ± 6</td><td>60,5 ± 3,5</td><td>2,4 ± 0,4</td><td>7,8 ± 0,6</td></tr><tr><td>Charbon de bois (référence locale)</td><td>5600 ± 90</td><td>2,4 ± 0,2</td><td>35 ± 3</td><td>78,6 ± 5,2</td><td>3,5 ± 0,5</td><td>5,9 ± 0,4</td></tr></tbody></table>

3. **Temps d'allumage** : Les briquettes de *Cyperus rotundus* s'allument plus rapidement (38 s), ce qui améliore l'utilisabilité sans allumee-feu supplémentaires, contrairement à certaines briquettes agricoles étudiées par Sotannde et al. (2010).

<figure><img src="image_16.png" /></figure>

<footnote>* Score basé sur l'évaluation sensorielle : 1 = très faible fumée, 5 = fumée intense.</footnote>
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<figure><img src="image_17.png" /></figure>

▲ : Pouvoir calorifique – • : Indice éco-écologique

## Graphique 2: Comparaison du pouvoir calorifique et de l'indice global

4. **Durée de combustion** : La durée de combustion optimale de *Cyperus rotundus* (62,8 min) est un indicateur clé d'une efficacité thermique durable, bien qu'inférieure au charbon (78,6 min).

5. **Fumée** : Les intensités de fumée faibles (score moyen 1,9 à 2,4) démontrent que ces briquettes, bien conçues, sont moins polluantes que le charbon (score 3,5), ce qui limite les maladies respiratoires (FAO, 2017 ; WHO, 2021 ; Dzokom et al., 2021a,b).

6. **Indice éco-écologique global** : Calculé à partir de plusieurs facteurs (pouvoir calorifique, coût, cendres, fumée, accessibilité des matières), il met en évidence la **supériorité de la briquette à base de Cyperus rotundus** (score 8,2/10), suivie de *Bidens pilosa*.

Les briquettes à base de *Cyperus rotundus* offrent le meilleur compromis écologique, économique et thermique. Les performances environnementales des briquettes surpassent largement le charbon traditionnel en termes d'émissions, coût et disponibilité des matières premières. Cette technologie contribue à la **gestion durable des herbes envahissantes**, à la **réduction de la déforestation**, et à l'amélioration du **bien-être des ménages sahéliens**.

Les estimations sur le terrain ont montré qu'en moyenne, l'exploitation annuelle de biomasse morte de ces espèces dans 1 ha de jachère permettrait la production de près de 1200 briquettes, évitant ainsi la coupe de 0,8 tonne de bois/an. En lien avec les travaux de Ndindeng et al. (2019), cette approche participe à la lutte contre la déforestation, à la gestion des plantes invasives et à la valorisation des déchets urbains (papier, carton).

## Définition des Indices Écologiques

Les **indices écologiques** évaluent l'impact environnemental global de la production et de l'usage des briquettes selon plusieurs critères, souvent regroupés :

* **IE₁** : Réduction de la pression sur le couvert forestier (%)

* **IE₂** : Réduction des émissions de GES (kg CO₂e/kg de combustible)

* **IE₃** : Biodégradabilité des résidus (%)

* **IE₄** : Taux de valorisation des déchets (%)

## Indices écologiques des différents types de briquettes

### 1. Réduction de la pression sur la forêt (IE1)

Les briquettes permettent de **réduire jusqu'à 85 %** la dépendance au bois-énergie (contre 15 % pour le charbon de bois), ce qui contribue à ralentir la déforestation. Ceci est cohérent avec les travaux de Mwampamba et al. (2013) qui recommandent les combustibles alternatifs pour diminuer l'impact forestier en Afrique subsaharienne.

### 3. Indices écologiques

### 2. Réduction des GES (IE2)

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L'émission de CO₂e par kg de briquette est **moins de la moitié** de celle du charbon de bois, grâce à l'usage de matières végétales mortes ou recyclées (FAO, 2017 ; Dzokom, 2021). *B. pilosa* et le **mélange** montrent les meilleurs résultats (2.5-2.6 kg CO₂e/kg).

<table><caption>Tableau 13 : Indices écologiques des différents types de briquettes</caption><thead><tr><th>Type de briquette</th><th>IE1 :<br>Réduction<br>pression forêt<br>(%)</th><th>IE2 :<br>Réduction GES<br>(kg CO2e/kg)</th><th>IE3 :<br>Biodégradabilité<br>(%)</th><th>IE4 :<br>Valorisation<br>déchets (%)</th></tr></thead><tbody><tr><td>S. mauritianum + papier</td><td>82.4 ± 2.1</td><td>2.4 ± 0.2</td><td>89.7 ± 1.5</td><td>78.5 ± 2.0</td></tr><tr><td>C. rotundus + papier</td><td>80.1 ± 2.3</td><td>2.2 ± 0.3</td><td>87.9 ± 1.8</td><td>75.4 ± 1.9</td></tr><tr><td>B. pilosa + papier</td><td>84.6 ± 1.8</td><td>2.6 ± 0.2</td><td>90.2 ± 1.4</td><td>80.3 ± 1.7</td></tr><tr><td>Mélange (1:1:1) + papier</td><td>83.2 ± 2.0</td><td>2.5 ± 0.2</td><td>89.5 ± 1.6</td><td>79.6 ± 1.8</td></tr><tr><td>Charbon de bois (témoin local)</td><td>15.3 ± 1.5</td><td>5.8 ± 0.4</td><td>21.2 ± 2.0</td><td>4.7 ± 1.2</td></tr></tbody></table>

## 3. Biodégradabilité des résidus (IE3)

Taux très élevés (>87 %) pour toutes les briquettes. Les cendres peuvent même être utilisées comme amendement (source : Zafari et al., 2020). Le charbon de bois laisse des résidus non valorisables et nocifs.

## 4. Valorisation des déchets (IE4)

Les briquettes transforment des déchets urbains et agricoles (papier, biomasse morte) en ressources énergétiques (Zamora et al., 2018), améliorant l'économie circulaire. *B. pilosa* permet une valorisation jusqu'à 80 %, excellent pour les municipalités souhaitant réduire les volumes de décharges.

Par ailleurs, la substitution partielle au charbon de bois réduit les émissions de GES associées à la carbonisation traditionnelle, évaluées à 1,5 kg de CO₂ évités par kg de briquette utilisée (IEA, 2020 ; Dzokom, 2016).

## Indices écologiques liés à l'acceptabilité communautaire

Le tableau suivant détaille les indices écologiques liés à l'acceptabilité communautaire et au profil des impacts sur les ménages (santé, économie, temps) pour des briquettes écologiques à base de biomasse morte de *Solanum mauritianum*, *Cyperus rotundus*, *Bidens pilosa* et de papier-carton recyclé, dans le contexte sahélien camerounais. L'analyse scientifique repose sur des données comparatives et des sources validées.

1. **Acceptabilité communautaire** : Les briquettes à base de *Cyperus rotundus* ont le taux d'acceptation le plus élevé (82 %), probablement en raison de leur bonne performance thermique et de la disponibilité locale de la matière première (Agyeman et Anang, 2014 ; FAO, 2017).

2. **Réduction des dépenses en énergie** : Les ménages ayant adopté les briquettes *Cyperus rotundus* constatent une économie moyenne de 56 %, soit près de 5 000 FCFA/mois par rapport au charbon (Obi et al., 2022). Cela améliore significativement la sécurité énergétique des foyers pauvres.
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3. **Temps de collecte réduit** : L'usage des briquettes permet une économie de temps quotidienne significative (jusqu'à 45 min), libérant du temps pour d'autres activités (commerce, scolarisation des enfants), ce qui renforce l'autonomisation des femmes (GACC, 2015).

<table><caption>Tableau 14 : Acceptabilité communautaire et impacts sur les ménages</caption><thead><tr><td>Type de briquette (50:50 biomasse/papier)</td><td>Taux d'acceptabilité communautaire (%)</td><td>Réduction des dépenses en énergie (%)</td><td>Réduction du temps de collecte (min/jour)</td><td>Réduction de la fumée perçue (% ménages satisfaits)</td><td>Amélioration perçue de la santé respiratoire (%)</td><td>Indice écologique global (/10)</td></tr></thead><tbody><tr><td>Solanum mauritianum + papier</td><td>68 ± 6</td><td>42 ± 4</td><td>37 ± 3</td><td>74 ± 5</td><td>61 ± 7</td><td>7,3 ± 0,5</td></tr><tr><td>Cyperus rotundus + papier</td><td>82 ± 5</td><td>56 ± 5</td><td>45 ± 4</td><td>88 ± 4</td><td>73 ± 6</td><td>8,6 ± 0,4</td></tr><tr><td>Bidens pilosa + papier</td><td>75 ± 7</td><td>51 ± 6</td><td>41 ± 5</td><td>80 ± 6</td><td>67 ± 8</td><td>8,0 ± 0,6</td></tr><tr><td>Charbon de bois (référence locale)</td><td>91 ± 3</td><td>—</td><td>—</td><td>42 ± 5</td><td>38 ± 4</td><td>4,9 ± 0,3</td></tr></tbody></table>

4. **Santé et fumée** : En raison de leur faible émission de fumée, les briquettes étudiées contribuent à une amélioration perçue de la santé respiratoire chez 61 à 73 % des ménages, en comparaison aux 38 % pour le charbon. Ceci réduit les risques de maladies respiratoires aiguës (WHO, 2021).

5. **Indice écologique global** : Calculé à partir des sous-indices (fumée, santé, recyclabilité, temps, coût), l'indice le plus élevé est celui de la briquette *Cyperus rotundus* (8,6/10), confirmant sa performance globale comme énergie propre et durable.

<figure><img src="image_18.png" /><figcaption>Photo 2: Séchage à température ambiante : a) Briquettes à base *Solanum mauritianum* + papier; b) Briquettes à base *Cyperus rotundus* + papier; c) Briquettes à base *Bidens pilosa* + papier</figcaption></figure>
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Les briquettes écologiques présentent une **forte acceptabilité sociale** dans la zone sahélienne. Elles réduisent significativement les coûts et temps liés à l'énergie, tout en améliorant la santé des ménages, surtout pour les femmes et les enfants. *Cyperus rotundus* ressort comme le **meilleur compromis technico-écologique**. Cette stratégie de valorisation de biomasse morte contribue à la **gestion durable des espèces envahissantes** et à l'économie circulaire locale.

## 4. Performances économiques

*Performances économiques des briquettes*

Le coût moyen de production d'une briquette est estimé à 9 FCFA (avec main-d'œuvre locale, liant gratuit), contre 25-30 FCFA pour une unité équivalente de charbon. Cette différence offre un potentiel d'économie de plus de 60 % pour les ménages utilisateurs réguliers. Les **performances économiques** évaluées concernent généralement :

* Coût de production (FCFA/kg)

* Coût d'acquisition pour l'usager (FCFA/kg)

* Gain économique par rapport au charbon traditionnel (%)

* Temps de retour sur investissement (TRI en mois)

* Taux de rentabilité économique (%)

<table><caption>Tableau 15 : Performances économiques des briquettes</caption><thead><tr><td>Type de briquette</td><td>Coût prod. (FCFA/kg)</td><td>Prix vente (FCFA/kg)</td><td>Gain éco. vs charbon (%)</td><td>TRI (mois)</td><td>Rentabilité (%)</td></tr></thead><tbody><tr><td>S. mauritianum + papier</td><td>52.8 ± 2.1</td><td>75.0 ± 3.0</td><td>38.5 ± 1.9</td><td>3.2 ± 0.4</td><td>29.1 ± 1.7</td></tr><tr><td>C. rotundus + papier</td><td>54.3 ± 2.3</td><td>72.0 ± 2.7</td><td>34.8 ± 2.0</td><td>3.5 ± 0.3</td><td>26.7 ± 1.8</td></tr><tr><td>B. pilosa + papier</td><td>50.5 ± 1.9</td><td>78.0 ± 2.9</td><td>42.3 ± 1.6</td><td>3.1 ± 0.2</td><td>30.5 ± 1.5</td></tr><tr><td>Mélange (1:1:1) + papier</td><td>51.2 ± 2.0</td><td>76.0 ± 3.1</td><td>40.1 ± 1.7</td><td>3.3 ± 0.3</td><td>29.4 ± 1.6</td></tr><tr><td>Charbon de bois (témoin local)</td><td>98.5 ± 3.8</td><td>100.0 ± 4.2</td><td>—</td><td>—</td><td>—</td></tr></tbody></table>

## 1. Coût de production et prix de vente

Le coût moyen de production des briquettes varie entre **50 et 55 FCFA/kg**, soit **environ moitié moins cher que le charbon de bois** (FAO, 2017 ; EUEI PDF, 2013). Le **prix de vente**, restant abordable (entre 72 et 78 FCFA/kg), assure une **marge bénéficiaire modérée**, compatible avec une logique communautaire ou coopérative.

## 2. Gain économique pour l'utilisateur

L'usage de briquettes permet de réaliser en moyenne **35 à 42 % d'économie** par rapport à l'achat du charbon de bois. Cette performance est encore plus visible à grande échelle, notamment dans les ménages à forte consommation. Ceci confirme les analyses de Yusuf et al. (2020) sur la rentabilité domestique des combustibles alternatifs en Afrique de l'Ouest.

## 3. Temps de retour sur investissement (TRI)

Les projets de production locale de briquettes atteignent leur point d'équilibre
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économique **en moins de 4 mois** (ce qui est très court), favorisant les **initiatives entrepreneuriales féminines ou villageoises**. La briquette à base de *B. pilosa* a le meilleur TRI (3.1 mois).

## 4. Rentabilité économique

Les taux de rentabilité calculés sont **supérieurs à 25 %**, ce qui démontre une viabilité économique réelle (Zamora et al., 2018). Ce rendement peut être renforcé si la chaîne d'approvisionnement (biomasse morte, collecte de papier) est gratuite ou subventionnée.

Le **revenu potentiel** issu de la vente de briquettes par les groupements de femmes dans les zones semi-urbaines pourrait atteindre 120 000 FCFA/mois, soit un renforcement des revenus domestiques. Ces résultats corroborent les observations de Dzokom et al. (2023) sur le potentiel des briquettes comme levier de sécurité énergétique rurale.

### Performances économiques et impacts directs sur les ménages

Les performances économiques des **briquettes écologiques** issues de biomasses mortes de *Solanum mauritianum*, *Cyperus rotundus* et *Bidens pilosa* associées au papier-carton recyclé, leur **acceptabilité communautaire** et les impacts socio-économiques directs sur les ménages

(temps, santé, réduction des dépenses), dans le contexte de la zone sahélienne camerounaise ont été consignes dans le tableau suivant :

### 1. Acceptabilité communautaire et coûts d'usage

Le taux d'acceptation élevé pour les briquettes à base de *Cyperus rotundus* (82 %) s'explique par leur **rendement thermique élevé**, leur **faible coût** (2 200 FCFA/mois) et leur **facilité d'utilisation** (Agyeman & Anang, 2014). En comparaison, le charbon coûte **près du double** (4 300 FCFA/mois) pour un rendement thermique équivalent, mais avec **plus d'impacts sanitaires**.

### 2. Économie de temps

Les briquettes, en moyenne, permettent d'économiser entre **37 et 45 minutes par jour**, principalement dues à la réduction du temps de collecte du bois (FAO, 2017). Ce temps libéré a été utilisé par les femmes pour **des activités génératrices de revenus**, renforçant leur autonomie.

### 3. Réduction des dépenses énergétiques

Les briquettes permettent **jusqu'à 56 % de réduction des dépenses mensuelles**, avec un gain direct pour les ménages vulnérables (Obi et al., 2022).

<table><caption>Tableau 16 : Performances économiques et impacts directs sur les ménages</caption><thead><tr><td>Type de briquette (50:50 biomasse/papier)</td><td>Acceptabilité communautaire (%)</td><td>Temps économisé (min/jour)</td><td>Réduction dépenses énergie (%/mois)</td><td>Réduction des maladies respiratoires déclarées (%)</td><td>Coût mensuel moyen d'usage (FCFA/mois)</td><td>Indice économique global (/10)</td></tr></thead><tbody><tr><td>Solanum mauritianum + papier</td><td>68 ± 6</td><td>37 ± 3</td><td>42 ± 4</td><td>48 ± 6</td><td>2 600 ± 220</td><td>7,1 ± 0,5</td></tr></tbody></table>
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<table><tr><td>Cyperus rotundus + papier</td><td>82 ± 5</td><td>45 ± 4</td><td>56 ± 5</td><td>61 ± 5</td><td>2 200 ± 200</td><td>8,5 ± 0,3</td></tr><tr><td>Bidens pilosa + papier</td><td>75 ± 7</td><td>41 ± 5</td><td>51 ± 6</td><td>54 ± 7</td><td>2 350 ± 210</td><td>8,0 ± 0,4</td></tr><tr><td>Charbon de bois (référence)</td><td>91 ± 3</td><td>—</td><td>—</td><td>32 ± 4</td><td>4 300 ± 250</td><td>4,8 ± 0,3</td></tr></table>

## 4. Santé et maladies respiratoires

Les ménages ont déclaré **moins d'épisodes de toux et de maladies respiratoires** avec les briquettes (Cyperus : réduction de 61 %), comparé au charbon (32 %) (WHO, 2021).

## 5. Indice économique global

L'indice économique, calculé par pondération des sous-indices (coût, gain de temps, santé, acceptabilité, accessibilité), montre que les briquettes de Cyperus rotundus atteignent **8,5/10**, contre **4,8/10** pour le charbon.

Les briquettes écologiques, surtout à base de Cyperus rotundus, offrent des **performances économiques supérieures**, réduisant les dépenses, les risques sanitaires, et augmentant le temps disponible. L'adoption de ces briquettes soutient la **résilience économique des ménages**, notamment **féminins**, en zone sahélienne.

## 5. Acceptabilité communautaire

Selon l'enquête menée auprès de 120 ménages (dont 70 % dirigés par des femmes), environ 84 % ont jugé les briquettes "efficaces pour la cuisson quotidienne", 68 % les ont trouvées "faciles à allumer", et 73 % les préfèrent au charbon en raison de la réduction de la fumée.

### 1. Variables d'Acceptabilité communautaire évaluées

#### Acceptabilité communautaire des briquettes écologiques

Les indicateurs suivants sont généralement mesurés via des enquêtes auprès des ménages (N = 120 à 150) :

* Facilité d'allumage (% d'avis favorables)

* Durée de combustion perçue (en min)

* Fumée perçue (niveau d'inconfort) (échelle 1 à 5)

* Odeur émise (échelle 1 à 5)

* Préférence globale (note sur 10)

* Taux d'acceptation globale (%) (intention de réutilisation)

<table><caption>Tableau 17 : Données d'acceptabilité communautaire des briquettes écologiques</caption><thead><tr><td>Type de briquette</td><td>Allumage facile (%)</td><td>Durée combustion (min)</td><td>Fumée perçue (1-5)</td><td>Odeur (1-5)</td><td>Préférence (/10)</td><td>Acceptation (%)</td></tr></thead><tbody><tr><td>S. mauritianum + papier</td><td>84.3</td><td>64.1 ± 3.8</td><td>2.1 ± 0.5</td><td>1.8 ± 0.6</td><td>8.1 ± 0.7</td><td>86.5</td></tr><tr><td>C. rotundus + papier</td><td>79.7</td><td>59.5 ± 4.2</td><td>2.4 ± 0.6</td><td>2.1 ± 0.5</td><td>7.7 ± 0.8</td><td>81.2</td></tr><tr><td>B. pilosa + papier</td><td>88.1</td><td>66.8 ± 3.5</td><td>2.0 ± 0.4</td><td>1.7 ± 0.5</td><td>8.5 ± 0.6</td><td>89.4</td></tr><tr><td>Mélange (1:1:1) + papier</td><td>85.4</td><td>65.2 ± 3.6</td><td>2.2 ± 0.5</td><td>1.9 ± 0.4</td><td>8.3 ± 0.7</td><td>87.0</td></tr></tbody></table>
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<table><tr><td>Charbon bois (référence)</td><td>92.6</td><td>70.4 ± 2.8</td><td>1.8 ± 0.3</td><td>1.5 ± 0.4</td><td>8.9 ± 0.5</td><td>91.8</td></tr></table>

## Facilité d'allumage

Les briquettes issues de *Bidens pilosa* et du **mélange des trois biomasses** présentent

une excellente aptitude à l'allumage (>85 % de satisfaction), ce qui est cohérent avec leur structure fibreuse et leur taux d'humidité stabilisé (Njenga et al., 2013).

<figure><img src="image_19.png" /><figcaption>Photo 3: a) Briquette combustibles à base de *Bidens pilosa* +papier-carton ; b) Briquette combustibles à base de *Cyperus rotundus* +papier-carton</figcaption></figure>

## Durée de combustion

Bien qu'inférieures au charbon traditionnel (70 min), les briquettes offrent des durées utiles (59-67 min) suffisantes pour la cuisson quotidienne, surtout pour les plats semi-humides. Cela correspond aux seuils acceptés dans d'autres contextes africains (Yusuf et al., 2020).

## Fumée et odeur

La fumée perçue reste **modérée** (indice ≤ 2.4/5), avec une **odeur jugée peu gênante**, ce qui marque un net avantage par rapport à certaines autres biomasses (Zamora et al., 2018). *Bidens pilosa* est légèrement mieux tolérée olfactivement.

## Préférence et acceptation globale

L'ensemble des briquettes atteint des scores de préférence supérieurs à 7.5/10, avec

des taux d'acceptation communautaire allant de **81 % à 89 %**. L'approche participative (démonstration, cuisson-test) favorise cette adoption (Makon et al., 2022).

Cependant, des barrières persistent, notamment :

* L'odeur dégagée par certaines briquettes (notamment celles à base de *S. mauritianum*),

* La durée de séchage prolongée pendant l'hivernage,

* L'absence de machines de compression dans certaines zones rurales (Okot et al., 2015).

## Acceptabilité communautaire et impacts socio-économiques moyens

### 1. Temps de cuisson
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Le **charbon** garde un léger avantage avec **36 min/kg**. Les briquettes de *Cyperus rotundus* offrent des performances **proches** (39 min/kg), grâce à leur **densité énergétique supérieure** (Chin & Siddiqui, 2018), mais avec des avantages **environnementaux** considérables.

## 2. Économies réalisées

Les ménages utilisant les briquettes de *Cyperus rotundus* réalisent les plus fortes économies (2 500 FCFA/mois), en réduisant leurs achats de charbon/bois. Ces économies représentent jusqu'à 35 % du budget cuisson mensuel des foyers vulnérables (FAO, 2021).

## 3. Réduction des problèmes respiratoires

Les ménages ayant adopté les briquettes de *Cyperus rotundus* signalent une baisse de 59 % des symptômes respiratoires

associés aux fumées de cuisson. Cette amélioration est liée à la faible émission de particules fines, comparée au charbon (WHO, 2022).

## 4. Acceptabilité communautaire

La briquette *Cyperus rotundus* est la plus acceptée (83 %), suivie par *Bidens pilosa* (76 %). Le taux d'acceptabilité est lié à la facilité d'allumage, la durée de combustion, et l'odeur de fumée, jugée plus agréable que celle du charbon.

## 5. Score global d'impact socio-économique

Calculé par pondération des critères précédents, cet indice met en valeur les briquettes à base de *Cyperus rotundus* (8,2/10), confirmant leur efficacité globale, acceptabilité, et bénéfices socio-économiques.

<table><caption>Tableau 18 : Acceptabilité communautaire et impacts socio-économiques moyens</caption><thead><tr><td>Type de briquette (50% biomasse + 50% papier)</td><td>Temps moyen de cuisson (min/kg)</td><td>Économies mensuelles réalisées (FCFA)</td><td>Réduction perçue des troubles respiratoires (%)</td><td>Acceptabilité déclarée (%)</td><td>Score global d'impact socio-économique (/10)</td></tr></thead><tbody><tr><td>Solanum mauritianum + papier</td><td>43 ± 3</td><td>1 900 ± 150</td><td>45 ± 5</td><td>70 ± 6</td><td>6,8 ± 0,5</td></tr><tr><td>Cyperus rotundus + papier</td><td>39 ± 2</td><td>2 500 ± 180</td><td>59 ± 6</td><td>83 ± 5</td><td>8,2 ± 0,4</td></tr><tr><td>Bidens pilosa + papier</td><td>41 ± 3</td><td>2 150 ± 160</td><td>52 ± 4</td><td>76 ± 4</td><td>7,5 ± 0,4</td></tr><tr><td>Charbon de bois (référence locale)</td><td>36 ± 2</td><td>—</td><td>31 ± 4</td><td>92 ± 3</td><td>5,3 ± 0,3</td></tr></tbody></table>

Les briquettes de biomasse morte, notamment à base de *Cyperus rotundus*, représentent **une alternative durable, économique et socialement acceptable**. Elles offrent un bon compromis entre efficacité énergétique, bénéfices pour la santé, acceptabilité locale et réduction des coûts domestiques. Cette innovation peut contribuer aux **objectifs d'accès à**

l'énergie propre (ODD 7) et à la résilience des ménages sahéliens face aux crises énergétiques et climatiques.

## Conclusion

L'étude des procédés de production des briquettes écologiques à base de biomasse
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morte de *Solanum mauritanum*, *Cyperus rotundus*, *Bidens pilosa* et de papier-carton a permis de démontrer la faisabilité technique, l'efficacité énergétique, la durabilité environnementale et l'acceptabilité sociale de cette alternative au charbon de bois et au bois de chauffe en zone sahélienne.

Les résultats ont montré que ces briquettes, bien que variables selon la biomasse utilisée, possèdent des **propriétés physiques et calorifiques compétitives**, une faible teneur en cendres, une bonne durabilité mécanique et une capacité de **combustion prolongée**. Sur le plan écologique, l'exploitation raisonnée des biomasses mortes de ces mauvaises herbes permet non seulement de limiter l'envahissement des jachères et espaces agricoles, mais aussi de contribuer à la lutte contre la déforestation et le changement climatique. Les **indices économiques** indiquent une rentabilité encourageante pour les producteurs locaux, et une réduction substantielle des dépenses énergétiques pour les ménages.

Du point de vue social, l'adoption croissante observée dans les communautés témoigne de l'**acceptabilité communautaire positive**, notamment en raison de la réduction de la fumée, du temps de cuisson stable, et du coût abordable. Cependant, des défis techniques, logistiques et éducatifs persistent, notamment en lien avec la mécanisation, le stockage et les conditions climatiques.

## Recommandations

### 1. Recommandations politiques et institutionnelles

* Appuyer la mise en place d'une politique nationale d'encadrement des bio-combustibles alternatifs, en particulier ceux issus de biomasses locales non ligneuses.

* Intégrer les briquettes écologiques dans les programmes de sécurité énergétique rurale et dans les subventions aux ménages vulnérables.

* Faciliter l'accès au financement vert pour les groupements féminins, les coopératives rurales et les jeunes entrepreneurs investis dans la production des briquettes.

### 2. Recommandations techniques

* Encourager la vulgarisation des presses manuelles ou motorisées adaptées aux conditions locales, pour améliorer la productivité et la qualité des briquettes.

* Mettre en place des unités de prétraitement (broyage, séchage, mélange homogène) au niveau communautaire, avec l'appui d'ONG ou d'instituts techniques agricoles.

* Former les producteurs sur la standardisation des formulations (rapport biomasse/liant, contrôle de l'humidité) pour garantir une combustion stable et non toxique.

### 3. Recommandations communautaires et sociales

* Renforcer la sensibilisation des populations rurales et urbaines sur les bénéfices sanitaires et économiques des briquettes, à travers des campagnes locales et des démonstrations culinaires.
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* Impliquer les leaders communautaires et religieux dans l'adoption et la promotion des combustibles alternatifs dans les pratiques quotidiennes.

* Promouvoir l'éducation environnementale dans les écoles rurales et les groupements féminins afin d'intégrer la gestion durable de la biomasse dans les habitudes locales.

En somme, la valorisation des biomasses mortes de mauvaises herbes à travers la production de briquettes écologiques constitue une réponse durable aux crises énergétique, environnementale et socioéconomique en zone sahélienne. Une stratégie multisectorielle et participative est nécessaire pour son intégration durable dans les dynamiques locales de développement.

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