À la recherche du premier écrivain noir… Sur la possibilité d'une « littérature des nègres » autour de 1800

Entre le 19 et 22 septembre 1956, l'Université de la Sorbonne accueille le premier Congrès des artistes et écrivains noirs venus des territoires coloniaux français, des États-Unis, des Caraïbes et des Antilles, en tout une soixantaine de délégués venus dresser « l'inventaire de la culture noire ». Un an après la conférence des non-alignés de Bandung, le combat contre le colonialisme passe, sous la conduite des écrivains et hommes politiques Césaire, Senghor et Alioune Diop, par la promotion de la littérature et de la poésie noire. La question du premier « écrivain noir » n'est pas une question relevant de la recherche des origines mais renvoie à des enjeux politiques et intellectuels majeurs qui caractérisent les années 1800 et plus précisément la période impériale. Elle permet en particulier de mettre au jour les débats qui divisent alors les élites impériales et de souligner la rupture indéniable qui s'établit alors avec un idéal républicain hérité de la période révolutionnaire. Dans la continuité de nombreux travaux 1 , l'objet de cette contribution est d'interroger la portée de l'ouvrage publié en 1808 par Henri Grégoire intitulé De la littérature des nègres ou recherches sur leurs facultés intellectuelles, leurs qualités morales et leur littérature (Paris, Maradan). Sans revenir sur des questions déjà travaillées par Bernard Gainot ou Marcel Dorigny (quant au rôle joué par Grégoire dans le combat en faveur des noirs et à l'inscription de cet ouvrage dans ses activités au sein de la Société des amis des noirs… 2 ), l'objectif est de replacer précisément cet ouvrage dans les débats intellectuels et politiques qui caractérisent l'Empire, particulièrement en montrant comment il participe d'un débat essentiel sur la notion de « civilisation » française voire européenne. Ce qui est en jeu dans la question du premier « écrivain noir » c'est en effet la conception même de ce que l'on définit comme la « civilisation européenne ».

1807-1808 : un « tournant » autoritaire et racial de l'Empire ?

En 1800, Germaine de Staël publie son fameux De la littérature considérée dans ses rapports avec les institutions sociales, ouvrage bien connu dans lequel elle construit une nouvelle théorie de la critique littéraire en soulignant la relation entre, d'un côté, la production littéraire et ses mutations (ses progrès) et, de l'autre, les formes d'organisation sociale, politique et culturelle d'une société. Dans la deuxième édition (1803), elle précise qu'elle « voulai[t] montrer le rapport qui existait entre la littérature et les institutions sociales de chaque pays et de chaque siècle ; ce travail n'avait encore été fait dans aucun livre existant ». Dans le regard croisé qu'elle porte sur la France et l'Allemagne, elle s'interroge encore sur les conditions même des « progrès » des productions littéraires de l'Europe considérés dans la perspective d'une histoire générale de la civilisation européenne. On sait que l'ouvrage fera l'objet d'attaques particulièrement virulentes, particulièrement de la part de Fontanes (dans le Mercure de France) et de Châteaubriand qui s'attaquent à l'idée même de progrès ou de perfectibilité dans les arts, les sentiments et la morale, recherchant, dans la promotion d'une esthétique médiévale ou ancestrale, à valoriser le rôle civilisateur de la religion catholique. Cette conception de la perfectibilité et de ses possibilités se retrouve encore au coeur des réflexions partagées par les collaborateurs des Archives littéraires de l'Europe (1804-1808) : selon l'une des chevilles ouvrières de ce périodique, Joseph-Marie de Gérando, c'est en effet dans les relations intellectuelles établies entre les différentes parties de l'Europe (une Europe

dont les frontières englobent la Russie et l'Amérique du Nord) que doivent être recherchées les conditions du progrès politique et moral des différentes nations3 . Cette approche fait l'objet à partir des années 1802-1804 d'une contre-offensive particulièrement agressive qui aboutit progressivement à la fragilisation, puis à la disparition, des différents projets intellectuels (portés par les Idéologues au sein de la classe des sciences morales et politiques de l'Institut national ou par les membres de la Société des Observateurs de l'homme) visant à constituer une science générale de l'homme (ou anthropologie), science qui devait encadrer le projet plus général de régénération et de civilisation auquel se rattachait l'idéal républicain défendu sous le Directoire. Sans forcément se confondre avec, cette offensive portée contre le rôle civilisateur des savants se juxtapose à la campagne orchestrée par les partisans du rétablissement de l'esclavage et de l'inégalité entre les races humaines. Dès 1800-1801, des ouvrages, de nature plus ou moins scientifique, font de nouveau écho aux théories polygénistes (largement mises en sommeil sous le Directoire) et aux idées concernant les différences « naturelles » entre les différentes races. Ces théories, qui servent à légitimer l'expression de véritables aberrations racistes (pensons au pamphlet de Louis-Narcisse Baudry de Lozières, Les égarements du nigrophilisme publié en 1803), mettent en cause l'idée d'une histoire commune de l'humanité et établissent une véritable coupure entre, d'un côté, les peuples susceptibles de participer au processus de civilisation (les peuples européens et catholiques) et, de l'autre, ceux qui, par nature, seraient exclus de l'histoire et, de ce fait, voués à être asservis. Sans forcément considérer qu'il existerait un lien entre ces différents phénomènes, il reste évident que cette campagne d'imprimés où se cristallisent la mise en cause de l'idée de progrès par la raison et de la conception monogéniste de l'espèce humaine participe à la justification et à la légitimation prise par les autorités de rétablir la traite des esclavages en 1802. Contre l'idée de perfectibilité et la possibilité de penser un processus de civilisation intégrant chaque individu et chaque société humaine, l'idée se fait jour que la « civilisation » constitue désormais une qualité distinctive quasi naturelle à partir de laquelle il devient possible de hiérarchiser les différents individus, communautés et peuples. En 1807, les publications par les presses de l'imprimerie impériale du récit de voyage de François Péron et du rapport sur l'enfant sauvage de Jean-Marc Itard, marque encore une rupture majeure quant à l'idée de perfectibilité. Pour Péron, le recours aux mesures de la force musculaire grâce au dynamomètre permet d'établir une coupure franche entre les populations européennes et les populations « sauvage ». S'il constate la possibilité de certains progrès dans les populations européennes envoyées dans les colonies (en observant par exemple les colonies pénitentiaires anglaises), il semble exclure tout progrès de la part des populations indigènes dont le destin semble immanquablement se réduire au statut de dominés 4 . Les sociétés sauvages ou extraeuropéennes ont bien une histoire, mais une histoire naturellement différente de celle des sociétés européennes. De son côté, après plusieurs années consacrées au jeune enfant découvert dans les forêts de l'Aveyron, Itard ne peut que constater l'impossibilité d'éduquer un enfant. En dépit des espoirs qu'il a fait naître, ce dernier est irrémédiablement rangé du côté des « idiots » par les nouveaux experts de la science de l'homme, Joseph Gall et Johann Gaspar Spurzheim, dont la science craniométrique permettrait de statuer sans faille sur la nature des individus.

Ce tournant particulièrement révélateur de ce que l'on définit comme le « tournant autoritaire » de l'Empire, est ainsi illustré par les théories complexes défendues par le jeune médecin Jean-Joseph Virey dont l'originalité est sans doute de juxtaposer une conception polygéniste de l'espèce humaine avec une conception historiciste qui fait désormais prévaloir la coupure entre sociétés européennes et extra-européennes. Dans son ouvrage publié en 1808, il affirme ainsi que la « force du corps distingue les bêtes brutes entr'elles : la force de l'ame est le premier titre de l'homme et sa noblesse originelle. Et de même que nous surpassons les animaux par la raison, plus nous augmenterons cette faculté, plus nous serons capables de surpasser aussi les autres hommes ; c'est par là que le blanc domine le nègre ; l'homme civilisé, le sauvage ; l'Européen, les autres peuples, et que l'habilité, le génie emportent toujours l'avantage, à la longue, sur les obstacles contre lesquels la force elle-même est impuissante »5 . Il crée ainsi une histoire spécifique du nègre et des peuples africains qu'il fonde particulièrement sur les usages des nombreuses représentations iconographiques issus des travaux de l'anatomiste hollandais Petrus Camper sur l'angle facial : il y a là un usage scientifique de l'approche esthétique, le « beau » étant toujours rangé du côté du blanc. Cette perspective entre la stigmatisation esthétique et le la théorie de la civilisation est particulièrement présente dans son Histoire naturelle du genre humain (1800-1801) : « Nous décrirons ici les caractères généraux de chaque race humaine qu'on peut diviser principalement en belles et blanches, en laides ou brunes et noires. La perfection physique de notre espèce ne peut s'opérer que dans les liens de la civilisation, et surtout dans le calme du bonheur domestique, dans une douce sécurité politique. Plus un peuple est avancé dans ses institutions sociales et dans sa morale, plus il y a de beauté, de noblesse, d'élégance et de grâces dans les formes des individus qui le composent »6 . Si Camper affirmait que le « beau » est toujours relatif et dépend de la culture et de l'organisation des sociétés, Virey tend, au contraire, à « fixer » le beau et le laid dans des formes naturelles. On connaît encore les fameuses illustrations de Camper reprises par Virey dans son Histoire naturelle du genre (1800-1801, Paris, Dufart, t. II) comparant le « Profil de l'Apollon ; celui du nègre et celui de l'orang-outang ». Alors que la civilisation européenne se construit par un « retour » à l'esthétique antique justifiant le rejet « hors de la civilisation » du nègre, l'assimilation systématique du noir avec les représentations du corps du Hottentot, participe de la naturalisation d'une dualité entre le beau et le laid qui renforce encore la naturalisation des différences7 . Comme le souligne Claude Blanckaert : avec Virey, « le monde africain s'autonomise de façon radicalement négative »8 . Cette utilisation de critères esthétiques comme supports de (dis-)qualification raciale participe plus largement au processus de mise en ordre sociale et politique de l'Empire (comme le montre encore la mutation des représentations des « pauvres »…). Ainsi de la physiognomonie à la phrénologie de Gall, on peut constater la mise en place d'un nouveau régime de visibilité qui, renvoyant à un nouveau régime des savoirs (marquée encore par la disparition en 1807 de la fameuse Décade philosophique), participe à la construction d'un nouvel ordre politique et social contre lequel Henri Grégoire prend position, répondant frontalement à « Ceux qui ont voulu déshériter les Nègres, ont appelé l'anatomie à leur secours »9 .

Civilisations et littératures

Ayant pour objet de proposer un tableau des productions littéraires d'auteurs noirs, l'ouvrage s'inscrit dans la continuité des dictionnaires historiques du 18 e siècle. Pour son auteur, il s'agit de pallier en effet les lacunes des principaux dictionnaires qui, particulièrement en France, auraient systématiquement réservé leurs entrées aux auteurs européens : « De tous les pays lettrés, je doute qu'il y en ait un où l'on soit aussi étranger qu'en France à tout ce qui s'appelle littérature étrangère. Serait-on surpris dès lors que pas un des auteurs nègres ne fût mentionné dans nos dictionnaires historiques, qui d'ailleurs ne sont guère que des spéculations financières ? […] »10 . Collaborateur à la réédition du dictionnaire historique de Louis-Mayeul Chaudon, Grégoire peut utiliser d'importants matériaux biographiques issus de sa très riche correspondance et de ses propres travaux. Loin d'être un simple recueil de notices biographiques, l'ouvrage se présente comme une vaste synthèse des questions sur l'histoire des sociétés humaines et des relations entre l'Europe et l'Afrique posées par Grégoire depuis les années 1780. L'objectif principal de l'ouvrage est de montrer la possibilité d'une littérature africaine et indigène et ainsi de mettre en cause l'idée selon laquelle toute littérature ne saurait qu'être blanche et européenne. Dans un contexte de transformation rapide de l'espace intellectuel qui voit, dans le cadre des luttes qui le traverse11 , s'affirmer la figure de l'écrivain sous les trait de l'écrivain « sacré », le titre même de l'ouvrage de Grégoire constitue une véritable provocation. Entre 1802 et 1807, le terme de « nègre » n'apparaît que trois fois dans les titres d'ouvrages recensés par le catalogue de la Bibliothèque nationale de France : 1 fois en 1802 (Mémoire sur le commerce des nègres au Caire de L. Frank, réédité en 1812), 1 fois en 1803 (Débarquement de la flotte française à St Domingue faisant suite aux révolutions de cette île -révoltes des nègres) et enfin 1 fois en 1806 (Odes suivies d'une lettre sur l'esclavage des nègres). Alors que, pour de nombreux auteurs proches des milieux royalistes et catholiques, l'écrivain ne saurait être que blanc, Grégoire entend montrer que les noirs ne sont pas, par nature, inférieurs aux blancs et peuvent donc prétendre au statut d'écrivain comme de savant. Il entend ainsi, contre une réduction de aux frontières nationales ou européennes, désenclaver l'histoire de la littérature en la réinscrivant dans une histoire de l'humanité.

Après une longue dédicace (« À tous les hommes courageux qui ont plaidé la cause des malheureux noirs et sang-mêlé, soit par leurs ouvrages, soit par leurs discours dans les assemblées politiques […] pour l'abolition de la traite, le soulagement et la liberté des esclaves »), Grégoire intervient directement dans les débats des naturalistes, mobilisant ainsi Buffon, Camper, Blumenbach pour s'attaquer aux théories polygénistes (« Ces mêmes auteurs repoussent toute assimilation de l'Homme à la race des singes ») et affirmer avec force l'unité de l'espèce humaine : « Les nègres étant de même nature que les blancs, ont donc avec eux, les mêmes droits à exercer, les mêmes devoirs à remplir. Ces droits et ces devoirs sont antérieurs au développement moral. Sans doute leur exercice se perfectionne ou se détériore selon les qualités des individus. Mais voudrait-on graduer la jouissance des avantages sociaux, d'après une échelle comparative de vertus et de talents sur laquelle beaucoup de blancs eux-mêmes ne trouveraient pas de place ? ».

Il rejette l'idée d'une condamnation biblique (Cham) même s'il inscrit son combat dans une perspective apologétique à laquelle on ne peut pourtant réduire ce texte. À l'instar de la diversité qui peut caractériser les populations européennes et en opposition à la distinction réductrice du terme générique (les « noirs »), Grégoire souligne la grande diversité des populations africaines, une diversité qui permet de mettre en cause l'idée d'une unité distinctive d'une « race » noire : « La couleur noire étant le caractère le plus marqué qui sépare des Blancs une partie de l'espèce humaine, communément on a été moins attentif aux différences de conformation qui entre les noirs eux-mêmes établissent des variétés »12 . Pour Grégoire, il existe entre les sociétés africaines et européennes, comme au sein de ces diverses sociétés, des différences qui doivent être pensées en termes d'échelle de civilisation et non en termes de différences raciales et naturelles, une position qui justifie ces attaques contre tous les partisans des « systèmes » qui entendent fixer les différences entre les individus et les sociétés humaines sur des caractères « naturels ». Il critique particulièrement les théories de Joseph Gall qui « veut fonder sur la structure du crâne la prétendue infériorité morale des Nègres »13 . Il revendique ainsi un certain relativisme (ce qui est beau chez l'un peut être laid chez l'autre) et réfute toutes les théories fondées sur la promotion esthétique des Blancs. À travers ces attaques, Grégoire vise ainsi plusieurs adversaires, aussi bien les « matérialistes » que les esclavagistes : « Les systèmes qui supposent une différence essentielle entre les Nègres et les Blancs, ont été accueillis par ceux qui à toute force veulent matérialiser l'homme et lui arracher des espérances chères à son coeur ; par ceux, qui dans une diversité primitive des races humaines, cherchent un moyen de démentir le récit de Moïse ; par ceux qui, intéressés aux cultures coloniales, voudraient dans l'absence supposée des facultés morales du Nègre, se faire un titre de plus pour le traiter impunément comme les bêtes de somme »14 . S'inscrivant dans les contours d'une histoire générale des sociétés humaines, Grégoire reprend l'idée que les diverses sociétés humaines sont réparties de manière hiérarchique à différents degrés d'une échelle de civilisation. Cette théorie des stades montre ainsi des différences d'évolution et de progrès des sociétés, les unes (les sociétés européennes) étant situées à des stades plus élevés que les autres (les sociétés africaines où « la civilisation et les arts sont encore au berceau »15 ). Cette échelle, établie selon des critères liés aux formes d'organisation politique et sociales ou aux pratiques culturelles et religieuses, ne saurait pourtant instituer un ordre « naturel » et une hiérarchie intangible. Selon Grégoire, en effet, la différence entre sociétés « sauvages » et sociétés civilisées est toujours susceptible d'être remise en cause et d'évoluer soit dans le sens d'un progrès pour les premières, soit dans le sens d'un déclin pour les secondes. De ce fait, il est tout à fait possible de considérer que l'ordre peut s'inverser, l'histoire montrant depuis l'Antiquité, que des anciennes grandes civilisations (Égypte ou Chine) ont pu « décliner », cette perspective n'étant pas impossible pour les grandes puissances civilisées du temps présent 16 . Dès le début de l'ouvrage, il rappelle d'ailleurs que les Egyptiens étaient « des nègres » « d'où Volney conclut qu'à la race noire, aujourd'hui esclave, nous devons nos arts, nos sciences et jusqu'à l'art de la parole » 17 . Dès lors, toute société « sauvage » et tous les individus issus de ces sociétés sont susceptibles de perfectionnement : « Dans la plupart des régions africaines, la civilisation et les arts sont encore au berceau […]. Cependant on ne conteste pas leur aptitude, ce qu'on ne manquerait pas de faire, si jamais on voulait établir la traite chez eux […] »18 . Dans la continuité des idées d'un Joseph-Marie de Gérando et des rédacteurs des Archives littéraires de l'Europe, Grégoire considère que la perfectibilité d'un individu ou d'une société n'est possible qu'à condition de lui permettre de multiplier ses possibilités de communication avec l'extérieur : plus une société est refermée sur elle-même et moins elle aura de possibilité de s'élever dans l'échelle de la civilisation. S'il est nécessaire que les sociétés africaines puissent être reliées entre elles et aux sociétés européennes, il n'en reste pas moins vrai que ces mêmes sociétés européennes doivent également échanger les sociétés africaines afin de ne pas décliner ou se dégrader. La connaissance de la « littérature des nègres » est donc également nécessaire aux progrès de la civilisation française et européenne. À l'inverse, c'est bien parce qu'elles sont à l'origine de l'esclavage qui isole les populations et les sociétés africaines que les sociétés européennes civilisées sont bien à l'origine de leur « sauvagerie ». Il dénonce tout au long de son ouvrage ces Européens dont l'identité commune ne serait fondée que sur l'oppression des peuples africains : « Européens […] voyez ce que vous êtes. Depuis trois siècles, les tigres et les panthères sont moins redoutables que vous pour l'Afrique. Depuis trois siècles, l'Europe qui se dit chrétienne et civilisée, torture sans pitié, sans relâche en Amérique et en Afrique, des peuples qu'on appelle sauvages et barbares » 19 . Plus loin, il menace même les habitants de la « vieille Europe » de la vengeance dont ils pourraient être victimes : « Qui sait si l'Amérique ne se vengera pas alors des outrages qu'elle a reçus et si notre vieille Europe, placée dans un rang de puissance subalterne, ne deviendra pas une colonie du nouveau monde ? » 20 . L'ouvrage propose une vaste fresque de la situation des populations noires dans les colonies et dans les diverses parties du monde construite à partir de multiples témoignages (récits de voyage, traités scientifiques…), tableau qui permet de dénoncer avec force l'esclavage et de ses cruautés par la narration de scènes particulièrement violentes. Par là, Grégoire accuse encore les puissances dites « civilisées » de tyranniser les sociétés extra-européennes et, en les maintenant dans un état d'asservissement, d'empêcher leur perfectibilité : « Il y a longtemps que les indigènes d'Afrique et d'Amérique se seraient élevés à la civilisation la plus développée si l'on eut employé à cette bonne oeuvre la centième partie d'efforts, d'argent et de temps qu'on a consumés à tourmenter, à égorger plusieurs millions de ces malheureux, dont le sang crie vengeance contre l'Europe » 21 . Dès lors, elles portent la responsabilité du défaut de civilisation des sociétés asservies : « Ainsi, Irlandais, juifs et nègres, vos vertus, vos talents, vous appartiennent ; vos vices sont l'ouvrage de nations qui se disent chrétiennes ; et plus on dit du mal de ceux-là, plus on inculpe celles-ci » 22 . Or, justement, c'est parce qu'elles deviennent tyranniques que ces puissances risquent de retomber elles-mêmes dans la barbarie et la sauvagerie. Un des passages les plus provocateurs de l'ouvrage est l'amalgame construit par Grégoire entre les Irlandais et les esclaves [START_REF]Ce rapprochement entre les Irlandais et les esclaves noirs est particulièrement intéressant. Il renvoie sans doute aux nombreuses représentations stigmatisant les Irlandais dans l'Angleterre du 18 e siècle[END_REF] : selon lui, les « catholiques irlandais [sont] frappés comme les nègres d'une espèce de code noir » [START_REF] Grégoire | [END_REF] . Si l'esclavage ne saurait être un mode de domination exclusif de l'Europe sur l'Afrique, cette asservissement de l'Irlande permettrait également de comprendre l'état physique et moral de sa population : dans la continuité de ses prises de position affirmées dès 1789 au sujet des communauté de l'Est du territoire français, le « sousdéveloppement » de l'Irlande, située pourtant en Europe, montre que les différences de civilisation ne sauraient s'expliquer par des causes « naturelles » (géographiques, climatiques ou raciales), mais qu'elles renvoient à des formes d'organisation sociale et politiques, les populations asservies étant toujours privées des moyens de se perfectionner. Tournant le dos aux discours de la seconde moitié du 18 e siècle valorisant le rôle du commerce comme « moteur » de la civilisation, Grégoire rappelle le rôle majeur joué par la religion (et particulièrement la religion catholique) dans les progrès de l'histoire générale de l'humanité. À travers la présentation de nombreux exemples historiques 25 , il témoigne particulièrement du rôle pacificateur de la religion qui permet encore d'établir des relations plus égalitaires au sein des différentes sociétés. Dénonçant ainsi le rôle joué, depuis le 18 e siècle, par les grandes puissances impériales et commerciales (l'Angleterre et la France au premier chef), il valorise à l'inverse le rôle joué par les puissances impériales catholiques (Espagne et Portugal) qui, du fait de la place accordée à la religion, auraient contribué à adoucir les rapports entre maîtres et esclaves, une affirmation discutable mais qui lui permet encore de dénoncer les positions des partisans de l'esclavage en France. C'est d'ailleurs au nom de cette perspective qu'il justifie dans la dédicace l'absence d'écrivains espagnols (« [...] par delà les Pyrénées, ces droits et ces devoirs ne furent jamais problématiques » […] En général, dans les établissements espagnols et portugais, on envisage les Nègres comme des frères d'une teinte différente » 26 ).

Comme le souligne Alyssa Sepinwall, Grégoire s'inscrit dans un débat qui dépasse les frontières de la France puisqu'il critique les positions de Jefferson qui prétendrait que « jamais on ne vit chez eux [les Noirs] une nation civilisée » [START_REF] Sepinwall | et la Révolution française. Les origines de l'universalisme moderne[END_REF] . Il réintègre les « noirs » dans l'histoire de la civilisation qui ne saurait être l'apanage de l'Europe. Cette prise de position justifie les très longues digressions sur les « origines » et les différentes étapes de l'histoire de la littérature française, montrant que ces progrès n'ont été possibles que grâce aux échanges, aux transferts et aux influences extérieures et souvent extra-européennes. Contrairement à Germaine de Staël, Grégoire ne renferme pas l'histoire de la littérature aux frontières européennes et chrétiennes, rappelant ainsi le rôle essentiel joué par l'Empire (« […] beaucoup de personnes qui doutaient s'ils en avaient une, furent étonnés d'apprendre que Constantinople possède treize bibliothèques publiques » 28 ). C'est encore pour prouver la possibilité d'une perfectibilité au sein des sociétés africaines qu'il construit ce Panthéon de papier dédié aux écrivains noirs qui ont été reconnus en Europe ou en Amérique : « Je m'étais imposé le devoir de prouver que les nègres sont capables de vertus et de talents ; je l'ai établi par le raisonnement, et plus encore par les faits ; ces faits n'annoncent pas des découvertes sublimes ; ces ouvrages ne sont pas des chefs-d'oeuvre ; mais ils sont des arguments sans réplique contre les détracteurs des Nègres »29 .

On peut penser que Grégoire prend ici position contre l'idée défendue dans le Génie du christianisme par Chateaubriand pour qui le christianisme est « la plus poétique et la plus humaine » de toutes les religions et qu'il est la religion la plus favorable « aux arts et aux lettres ». Le livre, qui rencontre un succès immédiat, s'est imposé sous le Consulat et durant les premières années de l'Empire, comme le manifeste d'une nouvelle sensibilité littéraire reposant sur l'alliance entre la littérature et le catholicisme. Cette dichotomie en recoupait toute une série d'autres, où la foi est du côté de la littérature, des sentiments, de la morale et de l'humanité, alors que la science appartient à la sphère de la raison, de l'incroyance, de la froideur et même du crime. Bien qu'il reconnaissance le rôle de la religion comme facteur de la civilisation, il est impossible, selon Grégoire, de réduire la littérature aux contours de la civilisation européenne et chrétienne.

Dans le chapitre VIII, Grégoire mentionne ainsi toutes les formes de productions intellectuelles, culturelles et artistiques d'écrivains ou d'auteurs « nègres et de mulâtres distingués par leurs talents et leurs ouvrages », le plus souvent établis en Europe ou en Amérique. Parmi les quatorze personnages choisis, dix ont laissé des écrits de genre différent : dissertations académiques, lettres, essais, almanachs, élégies, hymnes, odes... Si cette présentation peut donner une impression de désordre, il s'agit encore pour Grégoire de promouvoir l'idée selon laquelle la littérature (ou l'art en général) ne saurait être réduite à une forme particulière de production consacrée et confisquée par un groupe particulier d'écrivains. Contre les nouvelles formes de spécialisations et l'émergence d'une figure canonique d'écrivain « sacré », Grégoire entend promouvoir le modèle d'une littérature qui ne serait pas renfermée sur un genre dominant : il s'agit ainsi de valoriser, comme le souligne la liste hétérogène des auteurs qu'il propose dans son ouvrage (des Noirs, des Africains, mais aussi des Antillais, des femmes, des Blancs…), le caractère hybride de la littérature. On conçoit dès lors l'ambivalence de l'usage de cette notion de « nègre » ou de « noir » dans l'ouvrage de Grégoire : en promouvant la figure de l'écrivain noir, Grégoire défend toutes les formes de différences ou de non-conformités qui lui apparaissent, dans le contexte de ce tournant racial et autoritaire des années 1807-1808, nécessaires pour résister aux nouvelles formes de dominations qui s'abattent alors sur les populations de couleur, mais aussi sur les femmes ou sur les pauvres. Dès lors, constatant qu'« une foule de blancs en Europe se nomment Le Noir », Grégoire fait du noir la couleur de la résistance contre les formes de hiérarchisation et de classification fondée sur les discriminations raciales, sociales ou sexuelles.

L'objectif de l'ouvrage n'est donc pas de proposer un tableau général et exhaustif des productions réalisées par des noirs, ce qui justifie d'ailleurs la déception de certains historiens ou chercheurs qui, aujourd'hui, y rechercheraient des informations précises sur l'état de la littérature africaine. Comme l'ont rappelé plusieurs études récentes, le regard porté par Grégoire reste européo-centré 30 : les productions mentionnées sont en effet des ouvrages d'Africains qui ont été transplantés en Amérique ou en Europe ; ce sont donc des produits littéraires modelés sur la culture européenne… mais c'est là justement l'idée essentiel de l'ouvrage : sans ces auteurs et sans cette hybridité qu'ils rendent possible, il ne peut y avoir de véritable progrès de la culture européenne. Vouloir ainsi couper le noir du blanc, l'Afrique de l'Europe, n'aurait pas uniquement pour effet d'exclure les noirs hors de l'humanité, mais d'exclure les blancs de toutes les possibilités de progrès. Selon lui, les grandes civilisations sont « mortelles » si elles se renferment sur elles mêmes. Les réactions suscitées par l'ouvrage sont particulièrement critiques tant l'attaque porté par Grégoire porte au coeur même de l'organisation politique et intellectuelle mise progressivement en place sous l'Empire.

Réceptions

L'ouvrage connaît un succès immédiat marqué en particulier par sa circulation en et hors d'Europe : il est traduit en Allemand et en Anglais et est diffusé aux États-Unis dès 1810 par un imprimeur de Brooklyn. De l'autre côté de l'Atlantique, l'ouvrage participe à la création d'un « corpus » de textes et d'auteurs réunissant ainsi les représentants du mouvement abolitionniste anglais de la fin du XVIII e tels que Othello, Ottabah Cuguano ou Gustav Vassa (Ouladah Equiano). En France, les réactions contre cet ouvrage vont être nombreuses et très virulentes. Certes, Jean-Denis Lanjuinais (comte et membre de l'académie des inscriptions et belles-lettres en 1808, ancien membre de la Société de philosophie chrétienne aux côtés de Grégoire sous le Directoire) prend immédiatement (en octobre 1808) position en faveur de l'ouvrage, s'attaquant aux formes de stigmatisation raciale en plaidant particulièrement contre la « laideur » naturelle des noirs : « Nous vantions notre civilisation, nos lumières ; et c'est alors, c'est vers la fin du dix-huitième siècle, que notre joug sur les noirs et les gens de couleur s'est appesanti davantage, que notre raison aveugle a fait, au sujet des noirs, de grands pas rétrogrades, qu'enfin nous leur avons dit : Vous n'êtes pas nos frères ; vous êtes nos esclaves par nature, une race inférieure, incapable de perfectionnement moral et de civilisation [...] on sait que les naturalistes et les voyageurs [...] s'accordent à dire que, sauf la couleur, il y a des noirs, de l'un et de l'autre sexe, éminemment beaux » 31 . À l'inverse, de nombreux rédacteurs de presse vont rapidement critiquer l'ouvrage, s'attaquant autant à la position prise par Grégoire en faveur des populations noires qu'à la conception de la littérature que ce dernier promeut, les deux étant progressivement liées. L'opposition la plus violente vient de la publication en 1810 par le chevalier François-Richard de Tussac, colon de Saint-Domingue et auteur, entre autres, d'un important ouvrage sur la Flore des Antilles 32 , d'un pamphlet de plus de 300 pages dont le titre et le sous-titre ne laissent pas de doute sur la cible visée et sur la cause qu'il se propose de défendre : Cri des colons contre un ouvrage de M. l'évêque et sénateur Grégoire, ayant Sans forcément reprendre ces attaques, les critiques portent également sur la faible qualité « littéraire » du texte de Grégoire, accusé de participer à la « dégradation » d'une littérature qu'il conviendrait de préserver dès lors de « purifier ». Selon un rédacteur du Spectateur français de 1812, « si l'ouvrage de M. l'abbé Grégoire ne nous donne pas une haute idée de la Littérature des nègres, il ne marquera pas beaucoup dans la littérature des Blancs » (p. 408). Dans un contexte de remise en ordre où se reconstruisent les contours théoriques et institutionnels d'un espace littéraire canonique, l'ouvrage de Grégoire est encore objet de scandale 35 . Bien plus modérées, les critiques sont encore sévères de la part d'un Jefferson. Comme le rappelle encore Alyssa Sepinwall, ce dernier « déplorait la naïveté de Grégoire et soutenait que, quel que fût le degré de perfection des oeuvres de ceux dont il était fait mention dans De la littérature, il était dû au fait que du sang blanc coulait dans leurs veines » 36 . Il convient de constater que ces attaques diverses, en dépit de leur caractère souvent simpliste, portent leur fruit car elles s'inscrivent dans un contexte politique et intellectuel général qui n'est pas favorable à la défense des positions de Grégoire. De ce fait, son ouvrage, après les réactions d'hostilité qui suivent immédiatement sa publication, est progressivement occulté pour finalement être exclu des histoires de la littérature. Les différentes notices biographiques publiées par Grégoire sur les différents auteurs d'origine africaine ne sont ainsi pas reprises dans les différents « grands » dictionnaires historiques qui se multiplient à partir de 1810. Un des auteurs de ces dictionnaires, proches des milieux de la charbonnerie, Alphonse Mahul signale ainsi, dans les Annales encyclopédiques d'Aubin-Louis Millin de Grandmaison (Paris, 1818, t. III, p. 196) que la Biographie universelle des frères Michaud a occulté l'article consacré à Antoine-Guillaume Amo : « Écrivain de race noire. Je me contente de l'indiquer, sans donner la notice de sa vie et de ses écrits, parce que je ne pourrais que répéter l'article très intéressant et très-détaillé que lui a consacré M. Grégoire dans son ouvrage de la Littérature des Nègres » 37 . Les matériaux réunis par Grégoire sont ainsi « oubliés » pour faciliter la valorisation d'une conception « blanche » d'une littérature et d'une figure d'écrivain qui ne sauraient être « nègres ».

En défendant la possibilité même de penser une « littérature des nègres », Grégoire affirme que les « progrès » de la civilisation européenne n'ont pu et ne sauraient être réalisés de manière isolée, sans les rapports établis avec les sociétés et les civilisations extra-33 Andrew Curran, The Anatomy of Blackness. Science and Slavery in a Age of Enlightenment, Baltimore, The Johns Hopkins University Press, 2011, p. 209 et suiv. 34 François-Richard de Tussac, Cri des colons..., Paris, Delaunay, p. 44. 35 Sur ces débats, Yves Benot, La Démence coloniale sous Napoléon, Paris, La Découverte, 1992. 36 Alyssa Sepinwall, L'abbé Grégoire et la Révolution française, op. cit., p. 259. 37 Originaire du Golfe de Guinée (actuel Ghana), Amo est un philosophe qui a fait sa carrière à l'université de Halle, Iéna et Wittenberg entre 1730 et 1740. européennes. On retrouve ici l'idée d'une histoire croisée sous la forme d'une dialectique à partir de laquelle la « supériorité » d'une civilisation sur une autre, est toujours temporaire, conception historiciste qui s'oppose alors à la vision fixiste qui considère que les hiérarchies entre des sociétés, situées à des degrés de civilisations, sont intangibles. Face à la conception d'une littérature « blanche » dont les progrès seraient exclusivement à rechercher du côté de l'histoire et des mutations des sociétés chrétiennes et européennes, Grégoire défend ainsi l'idée qu'il est impossible de penser la littérature en dehors d'une histoire générale des civilisations qui intègrent toutes les sociétés et toutes les populations, en particulier les productions écrites par des non-européens.

  C'est contre ces différentes positions défendues par Grégoire que peut être considérée la publication en 1811 du fameux De l'itinéraire de Paris à Jérusalem qui vise, d'un côté à promouvoir la figure particulière de l'écrivain « sacrée » et la conception d'une littérature participant à la mission civilisatrice menée par la religion catholique, de l'autre à faire émerger la supériorité « naturelle » d'une civilisation européenne qui serait ainsi dotée d'une mission d'évangélisation et de conquête des espaces extra-européens. Figure centrale d'une littérature canonique construite sur un processus d'invisibilité de toutes les formes d'hybridation ou de « négritude » des auteurs et des genres, Chateaubriand construit alors un discours qui tend à légitimer les nouvelles formes de domination impériales et coloniales imposées par l'Europe au reste du monde et plus particulièrement, à l'Afrique. En promouvant une « littérature des nègres », Grégoire ne cherche pas seulement à recenser les écrivains noirs mais à contester en profondeur l'idée même d'une division de l'Humanité. Jean-Luc Chappey Université de Paris 1 -Panthéon-Sorbonne Institut d'histoire moderne et contemporaine CNRS-UMR 8066

  pour titre De la littérature des Nègres ou réfutation des inculpations calomnieuses faites aux Colons par l'auteur, et par les autres philosophes négrophiles, tels que Raynal, Valmont de Bomare, etc. Il s'agit d'une défense virulente des théories sur l'infériorité naturelle des populations noires et une légitimation de l'esclavage. Derrière son caractère outrancier, La lecture de cet ouvrage, particulièrement révélateur du traumatisme causé par la perte de Saint Domingue en humanité noire et elle dénonce, conséquemment, les rapports d'iniquité et d'inégalité historiquement établis entre les peuples des deux continents. 31 Jean-Denis Lanjuinais, Notice de l'ouvrage de M .l'évêque et sénateur Grégoire, Paris, Maradan, 1808, p. 5-9. 32 Jean-Christophe Valmont de Bomare, Dictionnaire d'histoire naturelle Ou histoire générale, botanique, rurale et économique des végétaux indigènes des Antilles, et des exotiques qu'on est parvenu à y naturaliser, Paris, l'auteur, 1808-1827, 4 vol. 1804 33 , est un véritable appel à la mobilisation des « Blancs » contre la « race » des nègres accusés des pires violences. S'appuyant sur l'article « Nègre » du Dictionnaire d'histoire naturelle de Valmont de Bomare pour qui « la laideur et l'irrégularité de la figure caractérisent l'extérieur du nègre », l'auteur s'attaque directement à l'affirmation de cette « beauté » des Noirs qui se révèle être au coeur des polémiques et révélatrice des fantasmes qui alimentent le racisme du début du 19 e siècle : « Voici donc la couleur noire reconnue pour type de la vraie beauté. Tremblez ! Tremblez ! Jeunes européennes que la prédiction de l'abbé Grégoire ne s'accomplisse et que l'Europe, devenant une colonie d'Afrique, les négresses, fières de leur beauté originale, ne viennent vous ravir vos jeunes époux et vos tendres amants, afin de régénérer la race blanche [...] » 34 .

Bernard Gainot, « L'abbé Grégoire et la place des noirs dans l'histoire universelle », Gradhiva.

2009, 10, p. 22-39. 2 Marcel Dorigny, Bernard Gainot, La Société des Amis des Noirs (1788-1799). Contribution à l'histoire de l'abolition de l'esclavage, Paris,UNESCO, 1998.

Jean-Luc Chappey, « Les Archives littéraires de l'Europe (1804-1808) », La Révolution française [En ligne], Dire et faire l'Europe à la fin du XVIII e siècle, mis en ligne le 09 juin 2011, Consulté le 19 décembre 2013. URL : http://lrf.revues.org/284

Jean-Luc Chappey, Des anthropologues sous Bonaparte. La Société des Observateurs de l'homme, Paris, Société des études robespierristes, 2002.

Julien-Joseph Virey, L'art de perfectionner l'homme ou la médecine spirituelle et morale, Paris, Déterville, tome I, p. VIII.

Julien-Joseph Virey, Histoire naturelle du genre humain, Paris, Dufart, an IX, t. I, p. 145 & p. 293-294.

Dans The abyss of the blackness, David Lloyd parle du choc causé par le spectacle de corps noir considéré comme un danger porté à la civilisation.

Claude Blanckaert, « J.J. Virey, Observateur de l'homme (1800-1825) », dans Claude Bénichou et Claude Blanckaert (dir.), Julien-Joseph Virey. Naturaliste et anthropologue, Paris, Vrin, 1988, p. 122.

Henri Grégoire, De la littérature des nègres, op. cit., p. 14.

Ibid., chapitre IX, p. 273.

Stéphane Zékian, L'invention des classiques. Le « Siècle de Louis XIV » existe-t-il ?, Paris, CNRS Éditions, 2012.

Henri Grégoire, De la littérature…, op. cit., p. 5.

Ibid., p. 24.

Ibid., p. 30.

Ibid., p. 39.

Prenant l'exemple de la Révolution française qui se serait détournée de ses objectifs (« louables »), il montre que les violences ne sont pas réservées aux sociétés africaines.

Henri Grégoire, De la littérature…, op. cit., p. 11.

Ibid., p. 39. Souligné par nous.

Ibid., p. 278.

Ibid., p. 283. Ces critiques ne disparaissent sous la Restauration : en 1818, les rédacteurs de la Chronique religieuse à la rédaction de laquelle participe Grégoire font écho à un ouvrage qui reprend ses dénonciations (L'Europe châtiée et l'Afrique vengée, ou raisons pour regarder les calamités du siècle comme des punitions infligées par la Providence pour la traite des nègres, Londres, 1818). CF. Chronique religieuse, Paris, Baudouin frères, 1819, p. 132.

Henri Grégoire, De la littérature…, op. cit., p. 174-175.

Ibid., p. 86-87.

Ibid., p. 279.

Cf. en particulier, Anthony Mangeon, « « Who and What is "Negro"? » La « littérature nègre » en débat, de la Harlem Renaissance à la négritude parisienne », in Littératures noires (« Les actes »), [En ligne], mis en ligne le 26 avril 2011, Consulté le 14 janvier 2013. URL : http://actesbranly.revues.org/484 : La « littérature des Nègres » est donc d'emblée conçue comme un paradoxe, puisqu'elle est certes « nègre » par ses auteurs, mais occidentale par ses langues et par ses formes d'expression. En tant que produit d'un contact culturel forcé entre l'Afrique et l'Europe, cette littérature atteste d'une


Zacharenia Kypritidou

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Geochemical Modelling of Inorganic Nutrients Leaching from an Agricultural Soil Amended with Olive-Mill Waste Biochar

Keywords: biochar, olive mill wastes, potassium, column experiments, kinetics, ion-exchange, PHREEQC

This work examines in silico the dominant geochemical processes that control inorganic nutrients (Ca, Mg, Na, K) availability in irrigated agricultural soil amended with potassium-enriched biochar (from olive mill wastes) at mass doses of 0.5%, 1%, 2% and 10%. The geochemical modelling step was supported by analytical measurements regarding the physicochemical characteristics of the irrigation water, the agricultural soil and the biochar. Two geochemical approaches, namely equilibrium exchange (E.E.) and kinetic exchange (K.E.) models were applied and compared to assess nutrient release with an emphasis on potassium availability. Equilibrium exchange perspective assumed that nutrient release is controlled by ion-exchange reactions onto the biochar surface, whilst kinetic exchange perspective assumed the contribution of both ion-exchange and dissolution of salts. Results indicated that for the E.E. model, the soluble amount of potassium is readily available for transport within the pores of the porous media, and therefore is leached from the column within only 10 days. For the K.E. model that assumes a kinetically controlled release of potassium due to interactions occurring at the solid-solution interface, the assessed retention times were more realistic and significantly higher (up to 100 days). Concerning the applied doses of biochar, for a 2% biochar fraction mixed with soil, for example, the available K for plants doubled compared with the available K in the soil without biochar. In any case, the use of numerical modeling was proven helpful for a quick assessment of biochar performance in soil, by avoiding time-consuming and laborious experimental set-ups. Validation of the models by experimental data will further establish the proposed mechanisms.

Introduction

Carbon storage in healthy agricultural soils constitute a key factor for soil biodiversity and fertility, food security, and climate change mitigation [START_REF]Our Priorities-The Strategic Objectives of FAO[END_REF][START_REF]Initiative Strategic Plan[END_REF]. Agricultural soil fertilization is also a critical factor, as it can act beneficially in soil improvement, and therefore in crops growth and yields [START_REF] El-Bassi | Application of olive mill waste-based biochars in agriculture: Impact on soil properties, enzymatic activities and tomato growth[END_REF]. At the same time, the excessive and irrational use of inorganic fertilizers may be responsible for land degradation [START_REF] Adnan | Organic and Inorganic Fertilizer; Integral Part for Crop Production Review Article[END_REF], nutrients leaching from agricultural soils [START_REF] Laird | Biochar impact on nutrient leaching from a Midwestern agricultural soil[END_REF] and freshwater body eutrophication [START_REF] Withers | Agriculture and Eutrophication: Where Do We Go from Here?[END_REF]. One of the promising strategies for achieving a better soil nutrient balance as well as reducing aquifer contamination is to use slow-release nutrient biofertilizers instead of synthetic industrial fertilizers [START_REF]Integrated Crop Management Systems in the EU[END_REF][START_REF] Hadroug | Valorization of salt post-modified poultry manure biochars for phosphorus recovery from aqueous solutions: Investigations on adsorption properties and involved mechanism. Biomass Convers[END_REF] and environmentally friendly amendments for the remediation of metal-contaminated soil and water [START_REF] Lashen | Remediation of Cd and Cu contaminated water and soil using novel nanomaterials derived from sugar beet processing-and clay brick factory-solid wastes[END_REF][START_REF] Man | Use of biochar to reduce mercury accumulation in Oryza sativa L: A trial for sustainable management of historically polluted farmlands[END_REF].

Biochars, which are the carbonaceous residues of organic biomass carbonization in the absence of oxygen, have been identified as promising and eco-friendly materials for agricultural soil amendment and soil conditioning [START_REF] Ahmad | Biochar as a sorbent for contaminant management in soil and water: A review[END_REF][START_REF] Domingues | Enhancing Cation Exchange Capacity of Weathered Soils Using Biochar: Feedstock, Pyrolysis Conditions and Addition Rate[END_REF][START_REF] Lehmann | Biochar effects on soil biota-A review[END_REF][START_REF] Han | Biochar promotes soil organic carbon sequestration and reduces net global warming potential in apple orchard: A two-year study in the Loess Plateau of China[END_REF]. Indeed, it has been clearly reported that these materials: (i) have slow release capacities for the contained nutrients, (ii) significantly improve agricultural soils' physico-chemical, biological and hydrodynamic properties, (iii) present high carbon sequestration potential and low CO 2 emissions to the atmosphere.

Many efforts have been recently made for the study of biochar valorization in agriculture as organic fertilizers, with the potential to overcome the limitations of low fertility soils, such as high acidity, low organic and available nutrients contents. At this point, the utilization of biochar as an agricultural waste composting additive was studied, indicating that the addition of the produced co-compost to soil increased the total contents of main nutrients such as K, Ca, P and S [START_REF] Medina | Utilization of Inorganic Nanoparticles and Biochar as Additives of Agricultural Waste Composting: Effects of End-Products on Plant Growth, C and Nutrient Stock in Soils from a Mediterranean Region[END_REF]. Biochars generally contain important amounts of carbon and oxygen. They could furnish significant concentrations of nutrients such as phosphorus, potassium and calcium, which are vital for plant growth [START_REF] Ferjani | The use of exhausted grape marc to produce biofuels and biofertilizers: Effect of pyrolysis temperatures on biochars properties[END_REF][START_REF] Jindo | Role of biochar in promoting circular economy in the agriculture sector. Part 1: A review of the biochar roles in soil N, P and K cycles[END_REF]. Although biochar decomposes at a slow rate and has a recalcitrant behavior, it contains specific functional groups (hydroxyl-, aldehyde and ketone groups mainly) that could promote the adsorption of nutrients and heavy metals [START_REF] Mia | Chapter One-Long-Term Aging of Biochar: A Molecular Understanding With Agricultural and Environmental Implications[END_REF][START_REF] Kizito | Role of nutrient-enriched biochar as a soil amendment during maize growth: Exploring practical alternatives to recycle agricultural residuals and to reduce chemical fertilizer demand[END_REF][START_REF] Jellali | Sludge-derived biochars: A review on the influence of synthesis conditions on pollutants removal efficiency from wastewaters[END_REF].

The availability of nutrients in biochar-amended soils depends on the application rate, the solubility of biochar compounds, the texture and physicochemical properties of biochar and the soil, as well as the soil moisture [START_REF] Jindo | Role of biochar in promoting circular economy in the agriculture sector. Part 1: A review of the biochar roles in soil N, P and K cycles[END_REF][START_REF] Van Poucke | Leaching behavior of Cd, Zn and nutrients (K, P, S) from a contaminated soil as affected by amendment with biochar[END_REF][START_REF] Kong | Leaching characteristics of inherent inorganic nutrients in biochars from the slow and fast pyrolysis of mallee biomass[END_REF][START_REF] Angst | Establishing release dynamics for plant nutrients from biochar[END_REF]. The mobilization of nutrients in biochar-amended soils results from various complex geochemical interactions that occur at the solid-liquid interface, including mainly dissolution and ion-exchange reactions. The mobile fraction of nutrients includes the water-leachable and the exchangeable nutrient pools. The water-leachable fraction refers to the amount of nutrients released with water due to the dissolution of soluble salts present in biochar and soil such as sylvine (KCl, pK sp = -0.85) and arcanite (K 2 SO 4 , pK sp = 1.8) [START_REF] Johnson | 6. 230[END_REF]. However, the amount of K released from the dissolution of these salts exceeds the holding capacity of the soil. Therefore, it is suggested that most of K would be washed away from biochar-amended soils in less than a year after application, resulting in its short-term availability [START_REF] Angst | Establishing release dynamics for plant nutrients from biochar[END_REF]. Leaching experiments showed that the availability of cations released from mallee biochars lasted less than 25 days [START_REF] Kong | Leaching characteristics of inherent inorganic nutrients in biochars from the slow and fast pyrolysis of mallee biomass[END_REF]. Besides, sawdust biochar-based fertilizer were depleted in K after 40 days of sequential elution with water [START_REF] Gwenzi | Synthesis and nutrient release patterns of a biochar-based N-P-K slow-release fertilizer[END_REF]. Likewise, the availability of K in sandy soils amended with manure biochars at a dose of 2% was significantly decreased after 40 days [START_REF] Van Poucke | Leaching behavior of Cd, Zn and nutrients (K, P, S) from a contaminated soil as affected by amendment with biochar[END_REF].

On the other hand, the exchangeable fraction refers to the amount of cations exchanged by biochar and the fine fraction of soil and is expressed in terms of the cation exchange capacity (CEC). Biochar may enhance the CEC of amended soils by providing various chemical elements such as Ca, Mg, Na, and K through electrostatic forces [START_REF] Zhao | Release of nutrients and heavy metals from biochar-amended soil under environmentally relevant conditions[END_REF]. Exchange reactions result in a dynamic equilibrium between the different cations in the soil solution, increasing the long-term availability of critical nutrients in biochar-amended soils [START_REF] Jindo | Role of biochar in promoting circular economy in the agriculture sector. Part 1: A review of the biochar roles in soil N, P and K cycles[END_REF]. The exchange with the cations in the soil solution is also an important mechanism for leaching K from soils, especially when high amounts of Ca are present in the aqueous solution. Calcium is abundant in alkaline agricultural soils and irrigation water and is favourable in the exchange sites over K. The leaching of K from soils (with or without biochar) due to its displacement by Ca is a well-documented process [START_REF] Kolahchi | Simulating leaching of potassium in a sandy soil using simple and complex models[END_REF][START_REF] Kolahchi | Effect of water quality on the leaching of potassium from sandy soil[END_REF]. Limwikran et al. [START_REF] Limwikran | Dissolution of K, Ca, and P from biochar grains in tropical soils[END_REF] noted an interchange between K and Ca in soils amended with fruit-originated biochars, which was attributed to the sorption of Ca by biochar at the expense of K. Potassium fixation by the clays of amended soils may inhibit elution and aid the long-term availability of K in these soils with low Ca contents [START_REF] Piash | Release of essential plant nutrients from manure-and wood-based biochars[END_REF]. However, since most studies use distilled water as an extractant, the leachability of K in field-scale applications of agricultural lands, where irrigation water is a constant supplier of Ca, is expected to differ.

The kinetics of nutrient release decreases with time exponentially and can be well described using first-order, pseudo-second-order, diffusion and Elovich equations [START_REF] Hadroug | Valorization of salt post-modified poultry manure biochars for phosphorus recovery from aqueous solutions: Investigations on adsorption properties and involved mechanism. Biomass Convers[END_REF][START_REF] Ferjani | The use of exhausted grape marc to produce biofuels and biofertilizers: Effect of pyrolysis temperatures on biochars properties[END_REF][START_REF] Kong | Leaching characteristics of inherent inorganic nutrients in biochars from the slow and fast pyrolysis of mallee biomass[END_REF][START_REF] Angst | Establishing release dynamics for plant nutrients from biochar[END_REF][START_REF] Zhao | Release of nutrients and heavy metals from biochar-amended soil under environmentally relevant conditions[END_REF]. These equations were fitted to experimental data to estimate the leaching rates of nutrients from biochar and their availability. For instance, it has been reported that the leaching rate of cations from mallee biochars increased with decreasing particle size and followed the order Mg > Na > K > Ca [START_REF] Kong | Leaching characteristics of inherent inorganic nutrients in biochars from the slow and fast pyrolysis of mallee biomass[END_REF]. The release of K, Mg, Ca and P from pig manure and sewage sludge biochar was well described by first and second-order kinetics [START_REF] Zhao | Release of nutrients and heavy metals from biochar-amended soil under environmentally relevant conditions[END_REF]. Similar result was found for K and P release form poultry manure derived biochars [START_REF] Hadroug | Pyrolysis Process as a Sustainable Management Option of Poultry Manure: Characterization of the Derived Biochars and Assessment of their Nutrient Release Capacities[END_REF].

Several numerical codes such as PHREEQC [START_REF] Parkhurst | User's Guide To PHREEQC (version 2)-A Computer Program for Speciation, and Inverse Geochemical Calculations[END_REF], HP1 [START_REF] Jacques | User Manual of the Multicomponent Variably-Saturated Flow and Transport Model HP1[END_REF], CXTFIT [START_REF] Toride | The CXTFIT Code for Estimating Transport Parameters from Laboratory or Field Tracer Experiments Version 2[END_REF], etc. are employed to study the reactive transport of organic and inorganic substances within the pores of biochar-amended soils.. Most of them simulate the sorption of nutrients such as P [START_REF] Filipovic | Modeling water flow and phosphorus sorption in a soil amended with sewage sludge and olive pomace as compost or biochar[END_REF][START_REF] Hemati Matin | Almond and walnut shell-derived biochars affect sorption-desorption, fractionation, and release of phosphorus in two different soils[END_REF] and other contaminants such as heavy metals [START_REF] Jellali | Lead removal from aqueous solutions by raw sawdust and magnesium pretreated biochar: Experimental investigations and numerical modelling[END_REF]. The proposed models are fitted to experimental data to estimate the fate of elements in the solution under variably saturated media. Nevertheless, the leaching of nutrients from soils are limited to simple two-component systems [START_REF] Kolahchi | Simulating leaching of potassium in a sandy soil using simple and complex models[END_REF], and the respective release mechanisms have rarely been modelled. Comparative studies in more complex multi-elemental systems and biocharamended soils are still missing, despite the numerical capabilities that the aforementioned codes provide.

Meanwhile, significant quantities of wastes and by-products derived from olive oil industry, especially in the Mediterranean region, are being generated annually, including olive mill wastewaters and solid wastes, such as olive pomace [START_REF] Tamoši | The Potential of Thermal Plasma Gasification of Olive Pomace Charcoal[END_REF]. Spain, Italy, Greece, Turkey, Tunisia, Portugal, Syria, and Morocco are the major olive oil producers worldwide. Although these countries produce million tons of olive oil, disposal, treatment and recovery of the huge amounts of the generated by-products and wastes in short time, represent a crucial and challenging issue [START_REF] Kinigopoulou | Utilization of biobed for the efficient treatment of olive oil mill wastewater[END_REF]. Since conventional physical, chemical, mechanical, biological and thermal methods proved to be inefficient on pollutants removal and have shown moderate efficiencies in terms of waste mineralization, being also laborious and expensive, the production of biochar has been studied as a conversion technology for olive mill wastes [START_REF] Azzaz | Olive mill wastewater: From a pollutant to green fuels, agricultural and water source and bio-fertilizer-Hydrothermal carbonization[END_REF].

To overcome these shortcomings, the present study aims to fill the gap by simulating nutrient release dynamics of biochar-amended soils using PHREEQC numerical code. PHREEQC code is a versatile tool in studying various geochemical reactions through reactive transport [START_REF] Berns | Numerical and Experimental Investigations of Cesium and Strontium Sorption and Transport in Agricultural Soils; Numerical and Experimental Investigations of Cesium and Strontium Sorption and Transport in Agricultural Soils[END_REF][START_REF] Boluda-Botella | Applying reactive models to column experiments to assess the hydrogeochemistry of seawater intrusion: Optimising ACUAINTRUSION and selecting cation exchange coefficients with PHREEQC[END_REF][START_REF] Liu | Mercury Complexation with Dissolved Organic Matter Released from Thirty-Six Types of Biochar[END_REF]. Our study provides an insight on the qualitative and quantitative characteristics of the dominant geochemical processes that control the availability of inorganic nutrients in soils amended with olive-pomace-derived biochar, as a result of the leaching process induced by irrigation water. This is achieved through the robust capabilities of geochemical modelling and based on the specific characteristics of irrigation water, agricultural soil and biochar. For this purpose, two geochemical approaches are evaluated and compared to assess nutrient release: (a) equilibrium exchange approach and (b) kinetic exchange approach. Based on the theoretical modelling results, this research envisages performing a preliminary evaluation of the specific biochars' efficacy as soil amendments/conditioners, in the context of the circular economy and zeroing waste approach.

Materials and Methods

Olive-Mill Waste Biochar

The feedstock for the biochar used in this work was exhausted olive pomace from Tunisia. The biochar, prepared at a temperature of 450 • C, was collected from an industrial company in the Mahdia region. Pyrolysis temperature is an important parameter that influences not only the biochar production yield, but also its physico-chemical characteristics [START_REF] Jellali | Recent advancements on biochars enrichment with ammonium and nitrates from wastewaters: A critical review on benefits for environment and agriculture[END_REF]. For agricultural valorization purposes, pyrolysis temperatures between 400 • C and 500 • C are generally preferred in order to get respectable biochar yields (>25-30%) and sufficient bioavailable nutrient contents. According to our previous work on this biomass [START_REF] Tamoši | The Potential of Thermal Plasma Gasification of Olive Pomace Charcoal[END_REF], the biochar production yield at a temperature of 450 • C was evaluated to be more than 30%. Moreover, the produced biochar's C and N content were higher than 80%, and 0.4%, respectively. The fraction of the biochar with particles size lower than 1 mm was used during this study.

The raw olive pomace and the olive pomace biochar elemental composition are given in Table 1 [START_REF] Tamoši | The Potential of Thermal Plasma Gasification of Olive Pomace Charcoal[END_REF]. It shows that the biochar presents a high carbon content. This content is within the range given for lignocellulosic biomasses [START_REF] Rangabhashiyam | The potential of lignocellulosic biomass precursors for biochar production: Performance, mechanism and wastewater application-A review[END_REF]. Moisture content (22% dry basis) was measured gravimetrically by the oven drying method conforming to the EN 14774-1:2004 standard [46]. The volatile matter (17.4% dry basis) was examined using a thermogravimetric method at 900 • C for 7 min according to the NF EN 15148:2009 standard [START_REF]Solid Biofuels-Determination of the Content of Volatile Matter[END_REF]. Ash (5.6% dry basis) was determined at 815 • C, conforming to the ISO 1171:2010 standard [48]. The higher heating value (HHV) was determined by employing an adiabatic oxygen calorimeter, according to the NF EN 14918:2009 standard [START_REF]Solid Biofuels-Determination of Calorific Value[END_REF]. Ultimate analysis was determined by SOCOR laboratory (France), as reported by the EN 15104:2011 standard [START_REF]Solid Biofuels-Determination of Total Content of Carbon, Hydrogen and Nitrogen-Instrumental Methods[END_REF]. The produced biochar was used in its raw form, without any modification.

Table 1. Ultimate analysis of raw olive pomace and olive pomace biochar (adapted from [START_REF] Tamoši | The Potential of Thermal Plasma Gasification of Olive Pomace Charcoal[END_REF]).

Parameters

Olive

Agricultural Soil

An agricultural loam soil was collected from the upper soil layer (0-20 cm) of a cultivated field in the Sindos area (northern Greece). The grain size analysis of the soil was performed on the fraction lower than 2 mm.

The main characteristics of the soil are given in Table 2. The pH was measured by a 3520 pH-meter (Jenway, UK) in water-saturated soil paste for soil samples and in 1:2 (v/v) mixture/water slurries of soil samples mixed with biochar. Electrical conductivity was measured by a GLP 32 conductimeter (Barcelona, Spain) in water-saturated soil paste for soil samples and in 1:2 (v/v) mixture/water slurries of soil samples mixed with biochar, also. The Walkey-Black method was used for soil organic matter analysis [START_REF] Nelson | A Rapid and Accurate Procedure for Estimation of Organic Carbon in Soils[END_REF]. CaCO 3 was measured with Automatic Digital Soil Calcimeter (Fogl, BD Inventions P.C.,Thessaloniki, Greece). Extractable phosphorus and boron were determined colorimetrically using a Lambda 35 UV/VIS spectrophotometer (Perkin Elmer, MA, USA). Exchangeable K and Na were determined after extraction with ammonium acetate by a M410 Flame Photometer (Sherwood Scientific Ltd, Cambridge, UK). Exchangeable Ca and Mg were determined after extraction with ammonium acetate with a Perkin Elmer AAnalyst 200 Atomic Absorption Spectrometer. Fe, Cu, Mn, Zn, Cd, Pb and Ni were measured after extraction with DTPA with a Perkin Elmer AAnalyst 200 Atomic Absorption Spectrometer. Total N was determined according to ISO 11261:1995 [START_REF]:1995 Soil Quality-Determination of Total Nitrogen-Modified Kjeldahl Method[END_REF]. NO 3 -measurement was performed after extraction with KCl and by passage through a column of copperized cadmium [START_REF] Keeney | Methods of Soil Analysis, Part 2-Chemical and microbiological properties[END_REF]. Soil texture analysis was performed according to the Bouyoucos method [START_REF] Bouyoucos | Hydrometer Method Improved for Making Particle Size Analyses of Soils[END_REF]. Wilting point, field capacity, bulk density, and saturation were determined using soil moisture pressure plate apparatus, according to the standard methods described in Soil Survey Laboratory Methods Manual, Version 4.0 [55]. Cation Exchange Capacity was determined according to the ammonium acetate method [START_REF] Sumner | Compulsive exchange method for determining soil exchange capacities: Proposed time and labor saving modifications[END_REF]. The exchangeable sodium percentage (ESP), which describes the level of adsorbed Na in soil (exchangeable_Na, cmol/kg) versus the total cation exchange capacity (CEC, cmol/kg), was calculated by the following equation: The soil was treated and mixed with the biochar in different proportions and placed in columns, with a diameter of 47.5 cm. The lower 30 cm of the columns were filled with the reference soil (0% of biochar), whilst the upper 20 cm were filled with a biochar-soil mix in four different proportions, 0.5%, 1%, 2% and 10% of biochar (Figure 1). The first three doses of biochar used were such that they could be applied in a realistic agronomic application [START_REF] Hadroug | Valorization of salt post-modified poultry manure biochars for phosphorus recovery from aqueous solutions: Investigations on adsorption properties and involved mechanism. Biomass Convers[END_REF][START_REF] Ferjani | The use of exhausted grape marc to produce biofuels and biofertilizers: Effect of pyrolysis temperatures on biochars properties[END_REF], while the 10% dose was used for modeling and exploratory purposes. After filling the columns, they remained intact for 45 days to achieve homogenization between the soil and the biochar. It was noted that the pH of the biochar-soil mix did not significantly change among different applications. The mean pH value of the mixtures was 7.13 ± 0.3. The concentration of the main exchangeable cations and the cation exchange capacity (CEC, cmol/kg) in the biochar-amended soils mixtures are given in Table 3. The release of nutrients (Ca, Mg, K, Na) from biochar-amended soils was modelled using PHREEQC v3.3. geochemical code employed with phreeqc.dat database [START_REF] Parkhurst | User's Guide To PHREEQC (version 2)-A Computer Program for Speciation, and Inverse Geochemical Calculations[END_REF]. The conceptual model assumed that irrigation water was applied in a column of agricultural soil amended with biochar (0-20 cm) and subsequently mobilized the water-soluble and the exchangeable fraction of nutrients from the solids, which are transferred within the soil column (Figure 1).

ESP = exchangableNa CEC × 100 (1)
The one-dimensional transport of each element within the soil column was modelled using the advection-reaction-dispersion equation (ARD):

∂C ∂t = -u ∂C ∂x + D L ∂ 2 C ∂x 2 - ∂q ∂t ( 2
)
where C is the soluble elemental concentration (mol/kg of water), t is the time (s), x is the distance (m), u is the linear water velocity (m/s), D L is the hydrodynamic dispersion coefficient (m 2 /s) and q the elemental concentration per mass of solid (mol/kg). The ARD equation was implemented using the TRANSPORT subroutine, assuming 5 cells each having 0.04 m length, a constant flow velocity of 0.1 m/d and a total simulation time of 365 days (Figure S1). The biochar/soil column that was divided into five (5) cells was saturated with irrigation water (SOLUTION 1-5, Table 4). The column is assumed to be in equilibrium with PCO 2 = 10 -1.5 atm, a value that characterizes the vadose zone of most agricultural fields [START_REF] Appelo | Groundwater and Pollution[END_REF] and with 0.05 moles of calcite, as estimated by the equivalent amounts of CaCO 3 in the agricultural soil (Table 2). These values were fixed in all simulations. The biochar/soil column was leached with irrigation water (SOLUTION 0, Table 4). The concentration of the cations at the end of the column (cell 5) were plotted against simulation time.

The cumulative mass of K eluted from the columns (M el , mg) with time (t, days) was calculated as follows [START_REF] Volesky | Continuous-flow metal biosorption in a regenerable Sargassum column[END_REF]:

M el = Q * t 0 Cdt ( 3
)
where Q is the flow rate (L/d), C is the soluble elemental concentration (mol/kg of water) of K at the outlet at time t (days). The flow rate is calculated from the water velocity (v = 0.1 m/d) and the porosity of the column (ε = 0.45) having a cross-sectional area of A = 1 m 2 as Q = 45 L/d. The analytical approaches in Table 2 were used to simulate the leaching of cations from the columns: (a) the equilibrium exchange model (EE), and (b) the kinetic exchange model (K.E.), which are described in detail below.

Equilibrium Exchange Model (E.E. Model)

The equilibrium exchange model was used to test nutrients release from the exchange sites during irrigation of the biochar-amended soil. This approach assumes that all the exchangeable cations (Table 3) are in equilibrium with the solution of the saturated column (SOLUTION 1-5). Equilibrium exchange within the column is introduced using the EX-CHANGE 1-5 subroutine and occurs during the whole simulation. The concentrations of the exchangeable cations (in moles) for transport within the pore space (Table S1) were computed from Table 3, assuming that 1 kg of solids came in contact with 1 L of water. These cations are in dynamic equilibrium within the soil solution and readily available to interact with the exchange sites. The ion exchange coefficients between the different pairs of ions were determined as half-reactions (X -+ 1/z I z+ = I -X 1/z , K I ) relative to Na reference half-reaction (Na + + X -= NaX, K Na = 1) according to Gaines-Thomas convention (Table S2) [START_REF] Appelo | Groundwater and Pollution[END_REF]. An example of the script for the E.E. model is given in Figure S2.

Kinetic Exchange Model (K.E. Model)

A kinetic exchange model was used to test the leaching of nutrients with time. This model assumes a time-dependent release of nutrients from the solid surface (e.g., dissolution reactions as well as exchange reactions). Kinetic exchange can be expressed as a first-rate order reaction [START_REF] Appelo | Groundwater and Pollution[END_REF]:

dq dt = k * q 0 -q (4)
where k is the leaching rate constant (s -1 ), q 0 is the initial elemental concentration in the column per mass of solid (mol/kg), and q is the elemental concentration retained in the exchange sites of solid (mol/kg). Therefore, the term (q 0 -q) refers to the mobile elemental concentration that moves within the column at each time step. The kinetic exchange rate constant, k, is determined experimentally and depends on the various retention mechanisms that occur within the solid particles of the column (exchange, sorption, precipitation of mineral phase, etc.) In this approach, k was assumed the same for all the cations and was determined by the flow rate (Q, 45 L/d) and the volume of voids (V w , L) (Tiruta-Barna [START_REF] Tiruta-Barna | Using PHREEQC for modelling and simulation of dynamic leaching tests and scenarios[END_REF]) as:

k = Q V w = u * A * ε V * ε = u * A * ε L * A * ε = u L ( 5
)
where V is the volume of the column (L), L the length of the column (m), while the other parameters have already been presented. The estimated k was 5.8 × 10 -6 s -1 . Integration of Equation ( 4) is done by the RATES and KINETICS subroutines, where the kinetic exchange rate expression and input parameters are defined. The initial cation concentration q 0 was calculated from the exchangeable cations present in the column (Table 4) and inserted in the model through the KINETICS data block. The retained cation concentration through exchange q 0 , was calculated from the CEC of the solids (Table 3) and entered using EXCHANGE data block. The conversion of CEC (cmol/kg) to X - total exchange sites (mol) was achieved using the porosity (ε = 0.45) and bulk density (p b = 1.6 g/cm 3 ) of the solids (Table 2) as 0.68 mol.

In the kinetic exchange model (K.E. model), the column (SOLUTION 1-5) is firstly saturated with irrigation water and equilibrated with calcite and atmospheric CO 2 (g) (EQUILIBRIUM_PHASES 1-5). The column is then equilibrated with the exchanger as defined by the CEC of the solids (Table 2), and the exchanger composition is calculated (EXCHANGE 1-5) to maintain a mass balance between the different ions. It is noted that biochar did not affect significantly the soil CEC (18 cmol/kg) (Table 3); hence this value was kept constant throughout the simulations. The TRANSPORT parameters are the same as in the E.E. model. An example of the script of K.E. model is presented in Figure S3.

Results & Discussion

Application of the Equilibrium Exchange Model (E.E. Model)

The equilibrium exchange model (E.E. model) assumes that only ion exchange reactions control the mobility of the cations within the biochar/soil column. The effluent concentration of each cation at the end of the column (cell 5) with respect to time is presented in Figure 2. Based on the simulations, the porewater pressure in the column (SOLUTION 1-5) is equilibrated with PCO 2 = 10 -1.5 atm and 0.05 mole calcite, resulting in dissolution of 0.0002 moles of CaCO 3 . The Ca ions released from the dissolution of calcite have higher affinity towards the exchange sites (Table S2, Figure S4), and displace K, Na and Mg. The amount of cation released depends on the initial elemental concentration in the exchanger (i.e., CaX 2 , MgX 2 , KX and NaX). The exchanger composition versus simulation time is presented in Figure S4. The constant supply of Ca from both the inlet (SOLUTION 0) and the dissolution of calcite increases the Ca gradient in the porewater and prompts the sorption of Ca by the biochar (Figure 2a). Therefore, Ca is retained by the columns during the first 10 days of the simulation. The excess of Ca contents is flushed from the column increasing the outlet concentrations higher than those in the irrigation water (Figure 2a).

- The retention of Ca by biochars and biochar-amended soils has been related to the subsequent release of K and Na [START_REF] Limwikran | Dissolution of K, Ca, and P from biochar grains in tropical soils[END_REF], and has been attributed to the higher affinity of Ca for the exchange site as well as its abundance in irrigation water, soils and biochars [START_REF] Kolahchi | Effect of water quality on the leaching of potassium from sandy soil[END_REF]. The higher affinity of Ca for the exchange sites (Table S2, Figure S4) is responsible for the retention of Ca and elution of the other cations from the columns, [START_REF] Kolahchi | Effect of water quality on the leaching of potassium from sandy soil[END_REF]. The released K concentrations range between 80 and 300 mg/L (Figure 2a), whereas Na concentrations range between 80 and 150 mg/L (Figure 2c). Both elements have completely exited the columns within the first 10 days of the simulation (i.e., the final elemental concentrations equal those of the irrigation water). After the first 10 days, the columns have become depleted in K and Na. This is expected, since the biochar used contains significant amounts of sylvite [START_REF] El-Bassi | Application of olive mill waste-based biochars in agriculture: Impact on soil properties, enzymatic activities and tomato growth[END_REF], which is readily soluble in water. Water soluble K was readily removed from plant-based biochars containing sylvite (1 week) compared to those containing KHCO 3 or KH 2 PO 4 compounds (8 weeks) [START_REF] Limwikran | Dissolution of K, Ca, and P from biochar grains in tropical soils[END_REF]. Short depletion times (<50 days) were also reported by Kong et al. [START_REF] Kong | Leaching characteristics of inherent inorganic nutrients in biochars from the slow and fast pyrolysis of mallee biomass[END_REF] and Gwenzi et al. [START_REF] Gwenzi | Synthesis and nutrient release patterns of a biochar-based N-P-K slow-release fertilizer[END_REF]. Therefore, higher proportions of biochar into the soil would contain higher amounts of sylvite, and release more K. This also finds application for Na and Ca as noted by the increase in their exchangeable concentrations with increasing biochar proportions in soil, whilst the CEC remains the same (Table 3). It is recommended that soluble salts, may be dissolved by the ammonium acetate method, overestimating the exchangeable elemental concentrations in soils [START_REF] Ciesielski | A comparison between three methods for the determination of cation exchange capacity and exchangeable cations in soils[END_REF].

Dissolved Mg concentration peaks at day four (4) for the 0-2% biochar doses, and then decreases (Figure 2d). At a biochar dose of 10%, the maximum elution occurred at 10 days. Magnesium exhibits relative retardation to exit the columns, following the behaviour of Ca and K, as it was retained into the exchange sites (Figure S4). Complete elution occurs after ten [START_REF] Man | Use of biochar to reduce mercury accumulation in Oryza sativa L: A trial for sustainable management of historically polluted farmlands[END_REF] days for the columns with <2% biochar. Retardation is more evident in the 10% biochar column, where Mg is significantly retained by the exchange sites; the released amount is lower and exhaustion occurs after twenty (20) days of elution (Figure 2d).

Application of the Kinetic Exchange Model (K.E. Model)

The kinetic exchange model assumes that the leaching rate of cations from the solids depends on the reactions occurring in the solid-liquid interface, involving both dissolution and exchange. In this approach the exchanger composition (i.e., CaX 2 , MgX 2 , KX, and NaX) represents the initial elemental amount present in the column, (retained through sorption and/or precipitation of salts), whereas the exchanged elemental amount is calculated by the total CEC of the solids.

The results of the kinetic exchange model are presented in Figure 3. The column was again equilibrated with PCO 2 = 10 -1.5 atm and 0.05 moles of calcite. When irrigation water (SOLUTION 0) enters the column, the exchanger composition is defined based on X -. A number of cations present in SOLUTION 0 are instantly adsorbed by the solids to fill the X sites (i.e., 0.68 mol), and the initial exchanger composition consists of 0.275 mol CaX 2 , 0.056 mol MgX 2 , 0.017 mol NaX and 0.0007 mol KX. During the elution process, a fraction of elements is released or retained based on the first-order kinetics (expressed as qCa, qMg, qK and qNa, respectively) (see Equation ( 4)). Another fraction is then reacting with the exchange sites based on the affinity of the cations for the exchange sites (Table S2, Figure S5). The difference between the elemental amount released through kinetics (q) and exchange (X), is the solute concentration that exited the column at a specific time.

The dissolution of calcite during equilibrium releases a high amount of Ca (~166 mg/L) regardless the amount of biochar present, because it depends solely on the PCO 2 and the Ca concentration in SOLUTION 0. As the reactions proceeded there was a dynamic relation between Ca released from calcite dissolution and the solid phase, resulting in the retention of Ca. When calcite was exhausted, (and therefore there was no more supply of Ca ions), Ca ions were leached from the columns. The columns with 10% biochar dose contained relatively higher initial Ca concentrations (Table 3), resulting in higher retention of Ca in the first days of elution (<50). Consequently, the exchanger sites remained saturated with Ca for longer times compared to the other columns. As a result exhaustion occurred earlier for the 10% biochar contents (at 250 days) than control soil (at 300 days). It can be seen that the behaviour of Ca in terms of mobility, retention and leachability is primarily controlled by the equilibrium of the column with calcite and CO 2 (g) in both models therefore the leaching trends are the same (Figures 2a and3a). The leaching of K from the column increases with increasing the biochar dose in soil (Figure 3b), ranging from 7.5 to 36.7 mg/L. These values are much lower than those calculated by the E.E. model (80-300 mg/L, Figure 2b) and K is slowly released from the columns until 100 days. A kinetic study of K release from pots containing amended soils with 2% biochar, showed a decline in K availability after 125 days of incubation period [START_REF] Piash | Release of essential plant nutrients from manure-and wood-based biochars[END_REF]. Similarly, in our modelling study, the column is depleted of Na within the first 25 days (Figure 3c).

Finally, Mg shows the respective retardation pattern as in Figure 3d. On day 100, the effluent Mg concentration equals the irrigation water (27 mg/L). Magnesium is released from the exchange sites (MgX 2 decreases) and is retained or released from the solids through kinetics (qMg increases or decreases). When the columns become depleted in calcite, Mg is resorbed onto the exchange sites (MgX 2 increases) and therefore, the effluent concentrations fall below the irrigation water (<27 mg/L).

Preliminary Assessment of Biochars' Potential and Benefits Uses

Olive mill wastes represent a critical environmental problem in Mediterranean areas where they are generated in huge quantities in short periods [START_REF] Marks | Potential for production of biochar-based fertilizers from olive millwaste in mediterranean basin countries: An initial assessment for Spain, Tunisia, and Greece[END_REF]. Their high phenol, lipid and organic acid concentrations make them phytotoxic materials. Nevertheless, these wastes also contain valuable resources such as a large proportion of organic matter and a wide range of inorganic nutrients that could be recycled [START_REF] Roig | An overview on olive mill wastes and their valorisation methods[END_REF][START_REF] Dutournié | Olive Mill Wastewater: From a Pollutant to Green Fuels[END_REF][START_REF] Azzaz | Hydrochars production, characterization and application for wastewater treatment: A review[END_REF][START_REF] Haddad | Biochar production from Cypress sawdust and olive mill wastewater: Agronomic approach[END_REF]. To this aim, the transformation of olive-mill waste and its valorization as a useful material per case in agriculture directly benefits the environment and conserves natural resources. That integrated approach is in line with the zero-waste and circular economy perspectives of the European Commission and the new common agricultural policy (CAP) that constitutes its imple-mentation tool for sustainable agriculture in Europe [START_REF]The post-2020 common agricultural policy: Environmental benefits what the future CAP will bring to the table, European Commission[END_REF]. However, the transformation of olive-mill wastes into biochars is not a cost-free process. It requires pre-processing and processing treatments as well as efficient and expensive industrial-scale equipment for valorizing the vast amounts of wastes produced. Therefore, the whole process should first be financially viable, especially for the farmers who are considered the main end-users of this product.

Based on the theoretical modelling results of this work, the olive-mill biochar could be potentially used as a soil amendment/conditioner, as it can provide an amount of inorganic nutrients for a considerable period in most cases. Specifically, biochar amended soils could provide K for a short period of 9 to 12 days (based on E.E. Model-Figure 2b) and for 100 days (based on K.E. Model-Figure 3b). At the same time, the elevated amount of Ca could be highly beneficial to acidic soils as a pH buffer [START_REF] Limwikran | Dissolution of K, Ca, and P from biochar grains in tropical soils[END_REF], owing to the longer elution times of Ca (250 to 300 days, Figure 3a). On the contrary, Na is released in relatively smaller amounts and for a shorter period (Figure 2c); thus, minimizing any potential threat for soil sodification and alkalization caused by a long-term Na elution in more significant amounts. Therefore, the application of olive-pomace-derived biochar as amendment in agricultural soils, not only enhances its nutrient content, but can also improve its physicochemical properties. The potential effect of other cations present in biochars is rarely studied, since focused in given in its nutritious potential (K, N and P) [START_REF] Kong | Leaching characteristics of inherent inorganic nutrients in biochars from the slow and fast pyrolysis of mallee biomass[END_REF].

Considering that the biochar used in this work is physically enriched in potassium, the total amount of K (g) released into the soil columns is compared in Table 5 for the two models, E.E. and K.E. The higher the initial K concentration in the solids, the higher the amount released into the columns. For example, for a 2% biochar fraction mixed with soil the available K for plants is doubled compared with the available K in the soil without biochar. When comparing the two models, the cations need more time to exit the column in the K.E. model (Figure 3), compared to the E.E. model (Figure 2). Consequently, the elemental concentrations in the column outlet were higher in model E.E. compared to model K.E, at each time step. This is expected since the K.E. model assumes more complex dynamics in the column system compared to the E.E model. Whilst in E.E. model the movement of cations within the column is controlled by the water velocity, in the K.E. model the movement of cations is also controlled by their release rate from the solid surface. This resulted in higher elemental amounts and short elution times in the E.E. model compared to the K.E model. Nevertheless, the total amount of K (g) eluted from the columns was almost the same between the two models, as calculated by Equation (3) (Table 5). It is evident that higher K amounts are released from the soils containing 10% biochar (80.3 g), compared to 2% biochar (27.3 g).

Conclusions

The release of cations from soil columns amended with olive-pomace-derived biochar was simulated using two modelling perspectives: (a) equilibrium exchange and (b) kinetic exchange. Equilibrium exchange perspective assumed that nutrient release is cotrolled by ion-exchange reactions onto the biochar surface, whilst kinetic exchange perspective assumed the contribution of both ion-exchange and dissolution of salts. Regardless of the modelling approach, the total mass of K eluted from the columns is almost the same and depends on the initial cation concentrations in the column, i.e., the biochar dose. Significant released K amounts sufficient for most of the typical crops are obtained when 2% of biochar was added to the mixtures. Nevertheless, the applied amounts of biochars should be proportional to the financial viability of the entire cost to ensure its success and use by the farmers.

Overall, the olive-mill produced biochar shows potential for its use as a soil amendment/conditioner. Moreover, the theoretical modelling of nutrient leaching from soils treated with biochar could be a powerful tool for sustainable soil management. This research's theoretical modelling sheds light on the qualitative and quantitative characteristics of the geochemical mechanisms controlling the release of nutrients from biochar (i.e., exchange and dissolution), which could be a first step towards improving biochar properties through agricultural engineering. The use of numerical modeling helps in a quick assessment of biochar performance in soil, by avoiding time-consuming and laborious experimental set-ups.

Nevertheless, this studies has some inherent uncertainties of the modelling procedure, which should be validated further by experimental results. However, this is not always possible, as the experimentation could require additional resources and time. Thus, even though the modelling results should be treated with caution, yet they can be safely regarded as representative outcomes following the proper selection of input parameters and model calibration. The significant role of theoretical modelling is enhanced when considering that it could be applied in a short time for multiple numbers of combinations and scenarios, a fact which alternatively could not be possible through experimentation.

Future research in that field may include the integration of theoretical and experimental modelling to optimize results. Research may also be expanded in variable soil types (e.g., acidic or alkaline) to explore the potential impact of soil-biochar mixtures, as well as experimental investigations regarding the release of nutrients in biochar-amended soils with different physicochemical characteristics. In addition, future research may also focus on sustainable agricultural management by taking into account the replacement rate of the soil-biochar mixture or the potential of mixture regeneration to sustain its beneficial effects for more time.

Supplementary Materials:

The following supporting information can be downloaded at: https: //www.mdpi.com/article/10.3390/agronomy12020480/s1. Figure S1: Example of the TRANSPORT subroutine used in the simulations; Figure S2: Script example for E.E. model (input parameters for soil with 0% biochar); Figure S3: Script example for K.E. model (input parameters for soil with 0% biochar); Figure S4: Exchanger composition (KX, CaX2, NaX, MgX2) during the simulation time of E.E. model; Figure S5: Exchanger composition (KX, CaX2, NaX, MgX2) during the simulation time of K.E. model; Table S1: Total amount of moles in the exchangeable sites used in Model E.E.; Table S2: Ion-exchange coefficients relative to Na, following the Gaines-Thomas convention and implemented in PHREEQC database (EXCHANGE_SPECIES). Funding: This work was funded by FERTICHAR project, through the ARIMNet2 Joint Call by the following funding agencies: MHESRT (Tunisia), ANR (France), and HAO332 DEMETER (Greece). ARIMNet2 (ERA-NET) has received funding from the European Union's Seventh Framework Programme for research, technological development and demonstration under grant agreement no. 618127. The authors gratefully acknowledge the funding agencies for their support.

Figure 1 .

 1 Figure 1. Graphic representation of the theoretical leaching model of soil columns by irrigation water.

Figure 2 .

 2 Figure 2. Elution curves of (a) Ca, (b) K, (c) Na and (d) Mg versus time as obtained from E.E. Model.

- 1 Figure 3 .

 13 Figure 3. Elution curves of (a) Ca, (b) K, (c) Na and (d) Mg versus time as obtained from K.E. Model.

Author Contributions:

  Conceptualization: Z.K., E.T. and C.D.; Methodology: All; Formal analysis: Z.K. and V.K.; Investigation: Z.K. and V.K.; Funding acquisition: C.D., S.J. and M.J.; Data curation: Z.K.; Writing-original draft preparation: Z.K., V.K., C.D. and E.T.; Writing-review and editing: C.D., E.T., S.J. and M.J.; Visualization: C.D., E.T., Z.K. and V.K.; Supervision: C.D. and S.J.; Project administration: C.D. and M.J. All authors have read and agreed to the published version of the manuscript.

Table 2 .

 2 Main physicochemical characteristics of the agricultural soil z .

	Parameter	Value	Parameter	Value
	Sand (%)	44.8	Exchangable Na (cmol/kg)	0.109
	Silt (%)	29.6	Exchangable K (cmol/kg)	0.315
	Clay (%)	25.6	Exchangable Ca (cmol/kg)	8.92
	Texture	loam	Exchangable Mg (cmol/kg)	2.28
	pH	7.07	P Olsen (mg/kg)	27.5
	Electrical Conductivity (mS/cm)	0.38	N total (mg/kg)	1.40
	Organic Matter (humified) (%)	2.12	NO 3 -N (mg/kg)	7.25
	Organic Carbon (%)	1.06	B (mg/kg)	0.927
	CaCO 3 equivalent (%)	0.48	Fe (mg/kg)	8.30
	ESP (%)	1.13	Mn (mg/kg)	5.62
	Cation Exchange Capacity (cmol/kg)	18.5	Zn (mg/kg)	4.06
	Wilting Point at 15 atm (% w/w)	24.8	Cu (mg/kg)	1.70
	Field Capacity at 0.3 atm (% w/w)	33.8	Cd (mg/kg)	0.11
	Bulk density (g/cm 3 )	1.63	Pb (mg/kg)	6.59
	Saturation (% w/w)	45.6	Ni (mg/kg)	1.86

z Values except soil texture are the mean of three replicates, with measurements deviations <5%.

Table 3 .

 3 Concentration of the exchangeable cations (in mg/kg) and CEC (in cmol/kg) of the biochar/soil mixtures.

	Biochar Fraction in Soils	K	Na	Ca	Mg	CEC
	0%	159	48	470	224	18.50
	0.5%	196	52	472	223	18.48
	1%	232	57	473	222	18.46
	2%	306	66	477	221	18.42
	10%	893	136	505	208	18.09

Table 4

 4 shows the main physicochemical characteristics of the irrigation water considered in this work. They were determined according to Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater Handbook[START_REF] Rice | Standard Methods fot the Examination of Water and Wastewater, 23rd ed[END_REF]. The pH was measured by a JENWAY 3520 pH Meter. Electrical conductivity was measured by a CRISON GLP 32 Conductimeter. K and Na were determined by Sherwood M410 Flame Photometer and Ca and Mg were determined with a Perkin Elmer AAnalyst 200 Atomic Absorption Spectrometer. NO 3

	-, NH 4	+

Table 4 .

 4 Main physicochemical characteristics of the irrigation water.

	Parameter	Value	Parameter	Value
	pH	7.49	Na (mg/L)	83.6
	Temperature ( • C)	22.2	K (mg/L)	1.2
	Electrical Conductivity (mS/cm)	1.229	Ca (mg/L)	139.2
	Cl (mg/L)	192.9	Mg (mg/L)	27.2
	HCO 3 (mg/L)	279.7	NO 3 (mg/L)	122.7
	SO 4 (mg/L)	46.7	NH 4 (mg/L)	0.2
	2.3. Modelling K Leaching from Soil Columns Amended with Biochar
	2.3.1. Data Selection and Input Parameters

Table 5 .

 5 Total mass of K eluted from the columns (M el , g) according to E.E. and K.E. models until exhaustion time (t ex , days).

	Biochar	Model E.E.		Model K.E.
	Fraction in Soils	t ex (Days)	K (g)	t ex (Days)	K (g)
	0%	8.2	13.7	100	14.09
	0.5%	8.2	16.8	100	17.46
	1%	8.2	20.0	100	20.75
	2%	8.2	26.4	100	27.32
	10%	12.6	78.8	125	80.28

Acknowledgments:

The authors also wish to thank Olivecoal (Tunisia) for providing the Olive mill waste biochar.

Conflicts of Interest:

The authors declare no conflict of interest.