Types de consommation de bois dans le monde, en équivalent bois rond (EBR).

Du bois-énergie pour les pays du Sud

Dossier : Énergie et environnementMagazine N°597 Septembre 2004Par : Jacques VALEIX (73), Alain BERTRAND et Philippe GIRARD, Cirad

La difficile équation du développement durable

La difficile équation du développement durable

Il est prévu que la pop­u­la­tion mon­di­ale, qui comp­tait six mil­liards d’habi­tants en l’an 2000, aug­mentera de 50 % pour attein­dre les neuf mil­liards d’habi­tants en 2050, l’am­pleur d’une telle aug­men­ta­tion étant sans précé­dent dans l’his­toire de l’hu­man­ité. En out­re, 90 % de cette aug­men­ta­tion devrait être local­isée dans les pays du Sud, où les prob­lèmes de développe­ment sont les plus prég­nants, avec de sur­croît un phénomène de con­cen­tra­tion des pop­u­la­tions dans les grandes villes.

Les dis­par­ités de développe­ment ont donc de grandes chances de sub­sis­ter, de même que l’ac­cès iné­gal des habi­tants de la planète à l’én­ergie. Ain­si, alors que la con­som­ma­tion de car­bone fos­sile d’un habi­tant des États-Unis d’Amérique est actuelle­ment de l’or­dre de 5 tonnes par an, toutes éner­gies con­fon­dues, elle n’est en moyenne que de 0,5 t/an, soit dix fois moins, dans un ensem­ble regroupant la Chine et l’Inde et qui est presque dix fois plus impor­tant en nom­bre d’habi­tants. La plu­part des experts s’ac­cor­dent cepen­dant à penser que la con­som­ma­tion énergé­tique des pays du Sud devrait croître de façon con­sid­érable au cours des 50 prochaines années, l’ir­rup­tion rapi­de et toute récente de la Chine sur le marché pétroli­er mon­di­al n’en étant que l’ex­em­ple le plus frappant.

Pour leur part, les divers­es pres­sions (déforesta­tion, sur­ex­ploita­tion…) qui s’ex­er­cent sur les ressources forestières des pays du Sud et provo­quent l’in­quié­tude des opin­ions publiques des pays dévelop­pés, comme d’ailleurs de la plu­part des grandes instances inter­na­tionales (Nations Unies, Banque Mon­di­ale…), devraient se main­tenir voire même s’am­pli­fi­er tout au long du XXIe siècle.

N’ou­blions pas cepen­dant que la ” crise du bois de feu “, annon­cée1 à la Con­férence des Nations Unies sur les sources d’én­ergie nou­velles et renou­ve­lables (Nairo­bi, 1981) et prévoy­ant des rup­tures ou de graves prob­lèmes d’ap­pro­vi­sion­nement, n’est finale­ment jamais arrivée. En effet, au-delà du bois de feu provenant des prélève­ments effec­tués directe­ment en forêt, la grande diver­sité des orig­ines des com­bustibles ligneux (bois morts, réma­nents, arbres de parcs agro­forestiers, boise­ments vil­la­geois, résidus d’ex­ploita­tion forestière et de trans­for­ma­tion du bois, sous-pro­duits des activ­ités de con­ver­sion des ter­res…) explique vraisem­blable­ment cette situation.

Le bois-énergie, une ressource vitale pour les pays du Sud

Rap­pelons tout d’abord, non seule­ment que l’én­ergie con­som­mée dans le monde provient pour 80 % des com­bustibles fos­siles, con­tre un peu plus de 10 % de la bio­masse, mais aus­si que la part du pét­role devrait dimin­uer très sen­si­ble­ment à l’hori­zon 2050.

Dans un tel con­texte et dans ce compte énergé­tique à rebours, les pop­u­la­tions rurales des pays trop­i­caux ont tou­jours insuff­isam­ment accès à l’élec­tric­ité ou à la force motrice néces­saires au développe­ment de leurs activ­ités, une grande pro­por­tion de l’én­ergie qu’elles utilisent, à savoir essen­tielle­ment du bois de feu, étant des­tinée à des usages domes­tiques et notam­ment à la cuis­son des ali­ments. De plus, l’im­por­tance des flux migra­toires, entre le monde rur­al et les villes, de même que la forte crois­sance démo­graphique des pays du Sud, notam­ment celle de leurs pop­u­la­tions urbaines, exac­er­bent les déséquili­bres entre l’of­fre et la demande en ressources énergétiques.


Types de con­som­ma­tion de bois dans le monde, en équiv­a­lent bois rond (EBR).


Certes, le migrant se déplace dans un pre­mier temps avec ses cou­tumes, mais les exi­gences de la vie urbaine et les besoins de moder­nité font rapi­de­ment bas­culer de nom­breuses villes du Sud du bois de feu au char­bon de bois, seule la faib­lesse des revenus des ménages freinant le pas­sage à des com­bustibles tels que le gaz butane2 ou le pét­role lam­pant. La demande des pop­u­la­tions urbaines en bois-énergie, en tant que com­bustible domes­tique de base, peut donc être con­sid­érée comme incom­press­ible. D’ores et déjà, les com­bustibles issus de la bio­masse, dont le bois de feu et le char­bon de bois, représen­tent jusqu’à 90 % des besoins énergé­tiques des ménages en Afrique sub­sa­hari­enne, 70 % dans la Chine rurale et entre 30 et 90 % de ces besoins en Amérique latine.

Il est d’ailleurs vraisem­blable qu’une grande par­tie des 2,8 mil­liards de per­son­nes qui gag­nent moins de 2 $US par jour et qui, de ce fait, sont soit à l’é­cart de l’é­conomie, soit n’y par­ticipent que faible­ment, dépende large­ment de l’emploi de la bio­masse comme source d’én­ergie. C’est bien sûr le cas en ce qui con­cerne les con­som­ma­tions de prox­im­ité en bois de feu, cette activ­ité étant très large­ment sous-ten­due, en milieu rur­al, par les femmes qui passent plusieurs heures par jour à la corvée de bois. C’est égale­ment le cas des fil­ières bois-énergie, qui inclu­ent la car­bon­i­sa­tion, le trans­port et la vente3 de char­bon de bois, et qui pro­curent, dans un cadre plus ou moins informel, des revenus directs sig­ni­fi­cat­ifs, tant dans les villes (com­merces) que dans les cam­pagnes (bûcherons4, char­bon­niers).

Le bois-énergie dans la production de bois : une grande diversité géographique de situations

À l’échelle mon­di­ale, il est intéres­sant de not­er que c’est un peu plus de la moitié de la pro­duc­tion de bois qui sert à pro­duire de l’én­ergie, la dif­férence étant essen­tielle­ment des­tinée aux util­i­sa­tions de bois d’œu­vre et de bois de trit­u­ra­tion. La répar­ti­tion entre ces dif­férents usages appa­raît toute­fois très con­trastée d’un pays à l’autre, voire d’un con­ti­nent à l’autre, comme le mon­tre la fig­ure ci-dessus.

Ain­si, excep­té l’Afrique du Sud, la majorité des pays africains se car­ac­térise par la pré­dom­i­nance de l’u­til­i­sa­tion à des fins énergé­tiques des bois. Il en est de même du con­ti­nent asi­a­tique, à l’ex­cep­tion toute­fois du Japon et, dans une moin­dre mesure, de la Chine, d’une part, de l’Amérique cen­trale, d’autre part. L’Amérique du Sud oscille, quant à elle, entre un mod­èle de type ” pays dévelop­pé “, à l’im­age du Chili, et un mod­èle de type ” pays en développe­ment “, à l’im­age de la Bolivie et du Pérou, le Brésil, pays — con­ti­nent aux mul­ti­ples facettes, com­bi­nant pour sa part ces dif­férents modèles.

Le bois-énergie représente donc encore près des trois quarts de la con­som­ma­tion totale des bois dans les pays en développe­ment, ce qui con­stitue une car­ac­téris­tique majeure d’un grand nom­bre de pays trop­i­caux. En revanche, dans les pays dévelop­pés, la part du bois-énergie ne représente que moins du quart de la con­som­ma­tion totale des bois. Dans cer­tains pays indus­tri­al­isés toute­fois, cette part a ten­dance à croître de nou­veau, à l’in­star des pays scan­di­naves qui ont mis en place des poli­tiques énergé­tiques volon­taristes de pro­mo­tion de leur biomasse.

L’émergence de solutions locales prônant une gestion viable des ressources forestières à des fins énergétiques

Le prin­ci­pal écueil à éviter est celui de l’ex­ploita­tion pré­da­trice des ressources, non organ­isée dans l’e­space et dans le temps, ne prenant pas en compte l’au­toé­colo­gie et la résilience naturelle des espèces forestières exploitées, s’af­fran­chissant des modes d’or­gan­i­sa­tion des com­mu­nautés locales et igno­rant le cadre juridique réglant ce type d’ac­tiv­ités. Cette image n’a mal­heureuse­ment rien de théorique puisqu’elle cor­re­spond à un type de com­porte­ment bien con­nu, notam­ment dans cer­tains pays du Sud où le fonci­er pub­lic pré­domine et où l’ac­cès aux ressources forestières se fait de manière incontrôlée.

Les cen­trales bagasse-charbon :
une util­i­sa­tion rationnelle des sous-pro­duits agro-industriels

Les cen­trales bagasse-char­bon ont été dévelop­pées par la SIDEC, rel­e­vant de l’an­cien groupe Char­bon­nages de France, afin de répon­dre aux besoins énergé­tiques des sucreries de l’île de la Réu­nion. La pro­duc­tion de bagasse, com­bustible issu de l’a­gri­cul­ture, pose un prob­lème de saison­nal­ité impor­tant comme l’il­lus­tre le graphe ci-après. C’est pourquoi ces cen­trales utilisent le char­bon et la bagasse dans les mêmes chaudières, afin d’as­sur­er la sta­bil­ité de la pro­duc­tion d’élec­tric­ité. Mal­gré le car­ac­tère nova­teur de cette tech­nolo­gie, les cen­trales exis­tantes présen­tent d’ex­cel­lents ren­de­ments qui assurent leur rentabil­ité. À titre d’ex­em­ple, la disponi­bil­ité de la cen­trale du Gol s’est élevée en 2001 à 99 %.

LES CENTRALES BAGASSE-CHARBON

Source : SIDEC (développeur et exploitant des cen­trales bagasse-charbon)

Le graphique précé­dent mon­tre la saison­nal­ité du com­bustible bagasse qui n’est util­isé que de juil­let à décem­bre, ain­si que la saison­nal­ité de la pro­duc­tion nette d’élec­tric­ité qui est ven­due à EDF, les cen­trales fonc­tion­nant claire­ment au ralen­ti au cours de la péri­ode mai — juin. Notons égale­ment que le char­bon est util­isé tout au long de l’an­née, rem­placé en part vari­able par la bagasse pen­dant six mois par an. En défini­tive, ces cen­trales per­me­t­tent la val­ori­sa­tion d’un pro­duit agri­cole — la bagasse — et assurent une pro­duc­tion élec­trique en base peu onéreuse, de l’or­dre de 6,1 c€kWhe produit.

Toute la pro­duc­tion d’én­ergie issue des cen­trales bagasse-char­bon n’est pas des­tinée à ali­menter le réseau. Une part de l’én­ergie pro­duite prend la forme de vapeur des­tinée à l’usage de l’in­dus­trie sucrière. Ain­si, seule­ment 77 %, soit 89 ktep des 115,4 ktep de bagasse brûlés dans les cen­trales ther­miques bagasse-char­bon, sont des­tinés à la pro­duc­tion d’électricité.

Cette solu­tion, déjà dif­fusée dans l’île Mau­rice, pour­rait faire l’ob­jet de larges appli­ca­tions dans les pays en développe­ment et con­tribuer ain­si sig­ni­fica­tive­ment à l’élec­tri­fi­ca­tion rurale des zones con­cernées par de telles plantations.

Il est donc fon­da­men­tal de met­tre en place des sys­tèmes viables de ges­tion des ressources forestières qui intè­grent la plu­ral­ité des acteurs et des attentes, de même que les car­ac­téris­tiques et prin­ci­paux paramètres de pilotage des écosys­tèmes forestiers, mais qui sachent égale­ment ori­en­ter, dans l’e­space et dans le temps, les dynamiques d’ex­ploita­tion des ressources ligneuses. De tels sys­tèmes doivent donc non seule­ment assur­er durable­ment et au moin­dre coût économique et social l’ap­pro­vi­sion­nement des con­som­ma­teurs urbains en bois-énergie, mais aus­si met­tre effec­tive­ment en place, en zone rurale, des modes de ges­tion durable des ressources forestières ain­si exploitées.

Divers pays du Sud met­tent par exem­ple en place des sys­tèmes de ges­tion de leurs ressources forestières qui se veu­lent écologique­ment durables, sociale­ment équita­bles et économique­ment viables.

Ain­si, en zone sahéli­enne, sur la base des travaux menés par le Cirad et ses parte­naires, la poli­tique adop­tée dans ce domaine par le Niger mérite une atten­tion par­ti­c­ulière. Rap­pelons que ce pays comp­tait 2 mil­lions d’habi­tants en 1950, en compte actuelle­ment 11 mil­lions et devrait attein­dre 50 mil­lions d’habi­tants à l’hori­zon 2050. Dès 1989, c’est-à-dire depuis main­tenant quinze ans, le Niger s’est engagé dans une poli­tique de développe­ment foresti­er, bap­tisée Stratégie énergie domes­tique, qui agit tout d’abord sur l’of­fre et la demande de com­bustibles domes­tiques, sur les économies d’én­ergie, les éner­gies de sub­sti­tu­tion et la diver­si­fi­ca­tion énergé­tique, ain­si que sur les amélio­ra­tions à apporter aux divers procédés. Elle com­bine ensuite et met en cohérence ses inter­ven­tions à dif­férents niveaux spa­ti­aux, à savoir celui du bassin d’ap­pro­vi­sion­nement d’une grande ville, à l’im­age du Sché­ma directeur d’ap­pro­vi­sion­nement (SDA) de la cap­i­tale, Niamey, et celui de la ges­tion locale des ressources forestières en milieu rur­al, avec la mise en place, au niveau des com­mu­nautés vil­la­geois­es et en accord avec l’ad­min­is­tra­tion forestière, de forêts vil­la­geois­es et de ” marchés ruraux ” de bois-énergie. Elle agit enfin, grâce à divers out­ils régle­men­taires et inci­ta­tions économiques, notam­ment par le biais de la fis­cal­ité forestière, sur la diver­sité des acteurs économiques concernés.

Dans ce proces­sus à pas de temps long, qui a pu accu­muler et inté­gr­er, pos­i­tive­ment et pro­gres­sive­ment, les divers­es déci­sions et amélio­ra­tions qui lui ont été apportées, il est intéres­sant de relever les réal­i­sa­tions ain­si accomplies :

  • les com­mu­nautés locales ont été recon­nues comme inter­locu­teurs légitimes de l’ad­min­is­tra­tion nigérienne ;
  • un con­trat type de trans­fert de ges­tion des ressources forestières aux com­mu­nautés locales a été élaboré ;
  • les droits exclusifs de chaque com­mu­nauté con­cernée sur les ressources de leur ter­roir ont été reconnus ;
  • un cadre lég­is­latif et fis­cal inci­tatif pour les com­mu­nautés locales et les autres opéra­teurs économiques (bûcherons, trans­porteurs…) a été mis en place ;
  • 250 marchés ruraux de bois-énergie ont pu être mis en place, cor­re­spon­dant à une sur­face totale de forêts sous amé­nage­ment sim­pli­fié de 700 000 ha ;
  • les besoins en bois-énergie de la ville de Niamey ont pu être cou­verts à hau­teur de 20 %, en 2002, par l’ap­pro­vi­sion­nement provenant des marchés ruraux, le sol­de étant le fait du sys­tème d’ex­ploita­tion incontrôlée.


L’ex­em­ple nigérien est déjà en cours de trans­po­si­tion au Mali et il n’est pas invraisem­blable qu’il finisse par provo­quer l’in­térêt des admin­is­tra­tions forestières et envi­ron­nemen­tales du Tchad et du Burk­i­na Faso.

BOIS-ÉNERGIE ET BIOMASSE-ÉNERGIE :
une place à part dans la bal­ance énergé­tique française

La con­som­ma­tion de bois dans l’habi­tat indi­vidu­el est estimée en France à un peu plus de 7 Mtep. L’é­conomie de com­bustible marc­hand que l’on peut lui associ­er est de l’or­dre de la moitié, le ren­de­ment moyen des instal­la­tions au bois étant très inférieur à celui d’une chaudière au gaz ou au fioul.

L’u­til­i­sa­tion type est l’in­sert, suc­cesseur du poêle, foy­er fer­mé instal­lé dans la chem­inée d’une mai­son indi­vidu­elle, ali­men­té par une ressource de prox­im­ité et util­isé en asso­ci­a­tion avec une instal­la­tion de chauffage cen­tral, le plus sou­vent élec­trique. Ce type d’u­til­i­sa­tion a été favorisé par le développe­ment du chauffage élec­trique dont il allège le coût. Les nou­velles régle­men­ta­tions ther­miques dans le neuf et les pro­grès de l’iso­la­tion dans l’an­cien entraî­nent actuelle­ment un pla­fon­nement de ce marché. Les chaudières de chauffage cen­tral à bois, en mai­son ou en petit col­lec­tif, con­cen­trent aujour­d’hui les efforts de l’Ademe car ces tech­nolo­gies con­stituent le deux­ième seg­ment du marché de l’habi­tat. Son décol­lage est lié à une struc­tura­tion de la fil­ière et à une mobil­i­sa­tion des acteurs locaux.

Ce bilan de la con­som­ma­tion de bois énergie doit être com­plété par les auto­con­som­ma­tions de l’a­gri­cul­ture, mal appréhendées, et par celles de l’in­dus­trie (comme la liqueur noire util­isée en papeterie, notam­ment pour auto­pro­duire l’élec­tric­ité), qui con­tribuent au bilan pour plus de 1 Mtep.

Au-delà de la con­tri­bu­tion au bilan énergé­tique nation­al, pour un total de plus de 1,5 Mtep, d’une par­tie des déchets sou­vent englobés à la bio­masse (ordures ménagères, biogaz de décharge), le sec­ond poste en impor­tance stratégique con­cerne les bio­car­bu­rants. Deux familles de bio­car­bu­rants sont dévelop­pées en France depuis 1992 :

  • l’éthanol, issu de la fer­men­ta­tion de sucres de bet­ter­aves ou de céréales et trans­for­mé en ETBE (Éthyl-Ter­tio-Butyl-Éther) par réac­tion avec l’isobutylène. L’ETBE peut être intro­duit dans les super­car­bu­rants sans plomb jusqu’à un taux de 15 %. La pro­duc­tion annuelle d’ETBE est agréée jusqu’à un total de 219 000 t (dont 53 % d’o­rig­ine fossile).
  • les esters méthyliques d’huiles végé­tales ou EMVH (essen­tielle­ment colza) obtenus par trans­es­téri­fi­ca­tion de l’huile avec le méthanol. Cette réac­tion génère un copro­duit, la gly­cérine, à rai­son de 10 % du poids d’esters syn­thétisés. La pro­duc­tion annuelle d’EMVH est agréée jusqu’à un total de 332 500 t (dont env­i­ron 10 % d’o­rig­ine fossile).

 
Plus de 300 ktep sont ain­si intro­duits dans nos réser­voirs de car­bu­rants
. Les pro­jec­tions 2010 mon­trent qu’une poli­tique volon­tariste pour­rait per­me­t­tre un fort développe­ment, de l’or­dre de 1,4 Mtep, des bio­car­bu­rants, cette évo­lu­tion étant indis­pens­able si la France souhaite respecter la direc­tive européenne qui fixe à 5,75 % le taux d’in­cor­po­ra­tion des bio­car­bu­rants en 2010.

Pour l’heure, les bioén­er­gies con­stituent en France 4,5 % de la con­som­ma­tion d’én­ergie pri­maire. Le bois en four­nit la plus grosse part, sous forme ther­mique. La majorité de ces con­som­ma­tions, qui provi­en­nent de sources renou­ve­lables, inter­vient dans des con­di­tions économiques équili­brées : propen­sion des ménages à se chauf­fer au bois (le chauffage con­stitue de loin le poste prin­ci­pal), propen­sion des indus­triels à val­oris­er leurs déchets (déchets de bois, liqueur noire, graiss­es ani­males, bagasse…).

La France ne se déboise pas, bien au con­traire, et un meilleur entre­tien de la forêt per­me­t­trait même d’aug­menter l’of­fre en bois-énergie. Cette offre ren­con­tr­era une demande si le rap­port coût/service ren­du est attrac­t­if, ce qui est évidem­ment réal­is­able soit en maîtrisant le coût, soit en amélio­rant le service.

De même, dans l’océan Indi­en, le cas de l’ap­pro­vi­sion­nement énergé­tique de Mada­gas­car en bois-énergie mérite d’être cité. La majorité des villes de Mada­gas­car, dont Antana­nari­vo, Fia­narantsoa et Antsir­abé, pour ne citer que les plus impor­tantes, sont en effet appro­vi­sion­nées à plus de 90 % en char­bon de bois provenant de plan­ta­tions forestières. Il s’ag­it en l’oc­cur­rence et pour l’essen­tiel de plan­ta­tions forestières paysannes qui se dévelop­pent dans la Grande Île depuis plus d’un siè­cle, sans inci­ta­tion admin­is­tra­tive, ni pro­jet, ni bailleurs de fonds. Un souci de sécuri­sa­tion fon­cière ain­si que l’inci­ta­tion économique apportée au marché du bois-énergie ont suf­fi à ini­ti­er et à con­forter un tel sys­tème d’ex­ploita­tion, qui est non seule­ment en vigueur aujour­d’hui mais qui con­tin­ue égale­ment sa phase d’ex­pan­sion spa­tiale. Ce sont ain­si près de 150 000 ha de plan­ta­tions d’eu­ca­lyp­tus, gérées avec des rota­tions très cour­tes, com­pris­es générale­ment entre deux et cinq ans, qui sont directe­ment gérés par des paysans mal­gach­es et exploités en vue de la pro­duc­tion de char­bon de bois. Dès lors, les paysans mal­gach­es, sou­vent abu­sive­ment accusés de déforesta­tion dans la Grande Île, ne pour­raient-ils pas plutôt être présen­tés comme ” des paysans de l’arbre ” ?

Enfin, l’ex­em­ple très dif­férent du Brésil, compte tenu de son posi­tion­nement, très orig­i­nal et très volon­tariste, dans l’u­til­i­sa­tion énergé­tique de la bio­masse, mérite égale­ment d’être men­tion­né. Ce pays émer­gent est en effet très engagé dans la pro­duc­tion et la con­som­ma­tion de bio­car­bu­rants, de même que dans l’u­til­i­sa­tion du char­bon de bois, dans le secteur de la sidérurgie, comme réduc­teur et en sub­sti­tu­tion au coke.

L’ex­péri­ence brésili­enne en matière de bio­car­bu­rants, sans être exempte de défaut, est excep­tion­nelle à bien des titres. Ain­si, le plan ” Pro-alcool “, créé en 1975, a ren­du oblig­a­toire l’in­cor­po­ra­tion de 12 % d’al­cool éthylique anhy­dre dans l’essence, cette pro­por­tion ayant depuis été portée à 25 %. Le développe­ment de moteurs fonc­tion­nant avec 100 % d’al­cool, suite au sec­ond choc pétroli­er de 1979, fut un tel suc­cès qu’à la fin des années qua­tre-vingt les voitures fonc­tion­nant à l’al­cool représen­taient 90 % de la flotte du pays. Toute­fois, après une diminu­tion amor­cée en 1993 des sub­ven­tions cor­re­spon­dantes, ce sont des véhicules bicom­bustibles, c’est-à-dire sus­cep­ti­bles de fonc­tion­ner indif­férem­ment à l’essence, à l’al­cool ou au mélange de ces deux con­sti­tu­ants, qui se sont sub­sti­tués pro­gres­sive­ment aux véhicules fonc­tion­nant à l’alcool.

Dans le secteur brésilien de la sidérurgie égale­ment, après une large dépen­dance de ses appro­vi­sion­nements en char­bon de bois à par­tir des ressources tirées des forêts naturelles, ce sont actuelle­ment des mil­lions d’hectares de plan­ta­tions d’eu­ca­lyp­tus qui y sont cul­tivés à des fins énergé­tiques, ce phénomène étant unique au monde.

Véri­ta­ble précurseur, le Brésil explore donc très active­ment les straté­gies pos­si­bles de pro­duc­tion et de con­ver­sion ther­mochim­ique de sa bio­masse, itinéraires tech­ni­co-économiques qui pour­raient faire école dans bien d’autres pays du Sud au cours du XXIe siècle.

D’une énergie domestique traditionnelle à une énergie rurale moderne

La pro­tec­tion de l’en­vi­ron­nement et le développe­ment économique en Afrique passent assez large­ment par l’in­ten­si­fi­ca­tion de l’a­gri­cul­ture. Dès lors, l’ac­cès à un appro­vi­sion­nement énergé­tique fiable et com­péti­tif devient l’élé­ment incon­tourn­able du développe­ment d’ac­tiv­ités agri­coles et arti­sanales pour la mise en marché des pro­duits. Il est donc indis­pens­able, en sus des efforts qui seront inévitable­ment accom­plis pour assur­er l’ap­pro­vi­sion­nement énergé­tique de leurs grandes villes, de bien iden­ti­fi­er et de pro­mou­voir les tech­nolo­gies les plus mûres et les mieux adap­tées à la pro­duc­tion décen­tral­isée d’én­ergie en milieu rur­al. Les sources d’ap­pro­vi­sion­nement cor­re­spon­dantes peu­vent alors provenir soit de plan­ta­tions forestières à crois­sance rapi­de instal­lées à cet effet, soit de déchets et de sous-pro­duits des fil­ières forestières ou agri­coles déjà en place.

À titre d’ex­em­ple, en zone trop­i­cale, c’est une pro­por­tion pou­vant attein­dre 75 % du vol­ume de bois sur pied des arbres exploités qui se retrou­ve d’une part en forêt, sous la forme de déchets d’ex­ploita­tion, d’autre part dans les usines de pre­mière et deux­ième trans­for­ma­tion, sous la forme de sous-pro­duits. Ce pour­cent­age de déchets est d’ailleurs d’au­tant plus élevé que le tis­su indus­triel est faible et que le secteur de la sec­onde trans­for­ma­tion est peu dévelop­pé. De plus, le manque d’in­for­ma­tions sur la disponi­bil­ité, sur l’ex­is­tence et sur l’ef­fi­cac­ité des tech­nolo­gies cor­re­spon­dantes con­stitue le prin­ci­pal frein à la dis­sémi­na­tion des solu­tions de pro­duc­tion d’én­ergie à base de déchets, qu’il s’agisse de l’u­til­i­sa­tion de la cogénéra­tion par com­bus­tion, de tur­bines ou de moteurs à vapeur, de pro­duc­tion de vapeur en aval d’une tur­bine ou d’un moteur, voire encore de pro­duc­tion de cli­ma­ti­sa­tion à par­tir d’un excé­dent de vapeur5.

De telles approches sont d’ailleurs en cours de mise en place par des sociétés forestières situées dans des zones enclavées du bassin du Con­go. Elles mérit­eraient d’être testées dans des bourgs ruraux, afin d’u­tilis­er comme vecteur du développe­ment en milieu rur­al l’élec­tric­ité pro­duite grâce à un procédé de cogénéra­tion. Cela sup­pose le développe­ment de nom­breux parte­nar­i­ats, entre le secteur pub­lic et le secteur privé, entre les pays du Nord, déten­teurs de tech­nolo­gies, et les pays du Sud, déten­teurs d’im­por­tants gise­ments de bio­masse, qu’ils soient actuels ou poten­tiels, à l’im­age des ini­tia­tives de parte­nar­i­at ” pub­lic-privé ” prônées lors du récent Som­met mon­di­al pour le développe­ment durable de Johan­nes­burg (2002).

Une contribution attendue à la réduction des émissions des gaz à effet de serre

La mise en place pro­gres­sive des marchés de droit d’émis­sions et surtout celle poten­tielle du Mécan­isme de développe­ment pro­pre (MDP), en vue de lut­ter con­tre les émis­sions de gaz à effet de serre et le réchauf­fe­ment cli­ma­tique, sont à même de sen­si­ble­ment infléchir bien des straté­gies énergé­tiques des pays du Sud mais aus­si l’in­térêt des bailleurs de fonds et des grandes com­pag­nies privées pour ces pays.

La val­ori­sa­tion énergé­tique de la bio­masse par voie thermochimique

Le bois et les autres formes de bio­masse font par­tie des prin­ci­pales sources d’én­ergie qui soient renou­ve­lables, tout en étant à même de fournir des com­bustibles à la fois solides, liq­uides ou gazeux. Le bois et a for­tiori la bio­masse peu­vent être trans­for­més puis util­isés de dif­férentes manières pour la pro­duc­tion d’én­ergie. Ain­si, la pyrol­yse, la gazéi­fi­ca­tion et la com­bus­tion con­stituent les prin­ci­pales trans­for­ma­tions mis­es en œuvre de nos jours.

La pyrol­yse est une trans­for­ma­tion se déroulant en atmo­sphère aus­si inerte que pos­si­ble (absence d’oxygène). Le matéri­au ini­tial est ain­si décom­posé en une frac­tion solide, en liq­uide et en gaz. La pro­por­tion de ces dif­férents pro­duits est fonc­tion des paramètres que sont notam­ment la tem­péra­ture, la pres­sion, la vitesse de chauffage et le temps de séjour. De façon générale, la tem­péra­ture de réac­tion n’ex­cède pas 600 °C. Enfin, en fonc­tion de la matière pre­mière et de l’a­vance­ment de la réac­tion, les réac­tions mis­es en jeu peu­vent être endother­miques puis exother­miques, voire ather­miques. Au-delà des util­i­sa­tions clas­siques (bar­be­cue, acti­va­tion…), la frac­tion solide peut être util­isée en sub­sti­tu­tion dans les chaudières pour la pro­duc­tion d’élec­tric­ité. Les liq­uides peu­vent pour leur part être util­isés dans les moteurs pour la généra­tion d’élec­tric­ité, ou après raf­fi­nage dans les trans­ports. Les gaz enfin, quand ils sont val­orisés, sont brûlés pour entretenir la réac­tion ther­mochim­ique avec l’une ou l’autre de ces frac­tions, en fonc­tion de l’ob­jec­tif final de l’installation.

La gazéi­fi­ca­tion du bois con­siste à décom­pos­er en présence d’un gaz réac­t­if (air, O2, CO2, H2O, etc…) le matéri­au ini­tial pour obtenir des pro­duits gazeux. À la dif­férence de la pyrol­yse, la gazéi­fi­ca­tion du bois met en jeu des réac­tions d’oxy­da­tion par­tielle du matéri­au ini­tial. Les pro­duits gazeux obtenus sont prin­ci­pale­ment com­posés de H2, CO, CO2 et CH4. Les tem­péra­tures de gazéi­fi­ca­tion sont supérieures à 800 °C et peu­vent attein­dre plus de 1 300 °C en fonc­tion du solide util­isé et du procédé employé. Il est à not­er que la gazéi­fi­ca­tion est une réac­tion glob­ale­ment endother­mique. Les gaz pro­duits sont brûlés pour la pro­duc­tion de chaleur, ou injec­tés dans un moteur pour la pro­duc­tion élec­trique. Selon les con­di­tions de gazéi­fi­ca­tion, essen­tielle­ment de tem­péra­ture, la gazéi­fi­ca­tion est à même de fournir un gaz riche en hydrogène et en monoxyde de car­bone qui peut être util­isé pour la syn­thèse de car­bu­rant. Ces voies sont égale­ment très por­teuses d’avenir pour la pro­duc­tion d’hy­drogène et mobilisent assez large­ment l’in­térêt de la com­mu­nauté sci­en­tifique internationale.

La com­bus­tion du bois est une trans­for­ma­tion en présence d’oxygène qui décom­pose de façon com­plète le matéri­au ini­tial car­boné en CO2 et H2O tout en libérant de l’én­ergie (énergie de com­bus­tion). L’a­gent oxy­dant employé est tou­jours de l’oxygène, prin­ci­pale­ment puisé dans l’air. Tout comme la gazéi­fi­ca­tion, les tem­péra­tures de com­bus­tion sont supérieures à 800 °C. Les réac­tions de com­bus­tion sont tou­jours exother­miques. La com­bus­tion four­nit de la chaleur qui sera util­isée pour le chauffage urbain, la pro­duc­tion de vapeur et, par la suite, celle d’électricité.

Ces trois voies sont rassem­blées sous le terme générique de con­ver­sion ther­mochim­ique, dénom­i­na­tion qui fait référence à un ensem­ble de proces­sus qui inter­vi­en­nent sous l’ac­tion de la chaleur et pro­duisent des change­ments de nature chim­ique des com­posés con­sti­tu­ant les pro­duits d’origine.

Il existe, d’ores et déjà, un grand nom­bre de solu­tions tech­niques util­is­ables, qui reposent sur l’une ou l’autre de ces trans­for­ma­tions. Cer­taines sont éprou­vées depuis de nom­breuses années et sont assez large­ment dif­fusées, tan­dis que d’autres n’en sont encore qu’au stade de la recherche-développe­ment. C’est la rai­son pour laque­lle le Cirad pour­suit la con­duite de travaux sci­en­tifiques dans ce domaine.

Certes, face au renchérisse­ment pro­gres­sif des ressources fos­siles, par nature épuis­ables, et au défi plané­taire que con­stitue l’ef­fet de serre, la maîtrise des con­som­ma­tions énergé­tiques devrait représen­ter le levi­er d’ac­tion le plus sig­ni­fi­catif. L’in­stal­la­tion de nou­velles plan­ta­tions forestières est aus­si à même d’aug­menter la séques­tra­tion nette de car­bone, à con­di­tion qu’elles soient gérées durable­ment, les écosys­tèmes forestiers ayant en effet une capac­ité lim­itée à stock­er le car­bone atmo­sphérique. De manière com­plé­men­taire, l’u­til­i­sa­tion accrue du bois à des fins énergé­tiques con­tribuera à réduire les dépen­dances à l’é­gard des com­bustibles fos­siles et les émis­sions qui en découlent. On estime à ce pro­pos que les émis­sions nettes de car­bone déri­vant d’une unité d’élec­tric­ité pro­duite à par­tir de la bioén­ergie, dont le bois, sont de 10 à 20 fois inférieures à celles déri­vant de l’élec­tric­ité pro­duite à par­tir de com­bustibles fos­siles. C’est dire toute l’im­por­tance qu’il con­vient d’ac­corder aux tech­nolo­gies per­me­t­tant le rem­place­ment des éner­gies fos­siles par des sources énergé­tiques à car­ac­tère renouvelable.

Pour l’heure, l’adop­tion du pro­to­cole de Kyoto défi­ni en 1997 et, par voie de con­séquence, l’im­pli­ca­tion des pays du Sud dans le mécan­isme de développe­ment pro­pre qu’il instau­r­era dès sa mise en œuvre sont sus­pendus à la sig­na­ture de la Russie. Tou­jours est-il que l’U­nion européenne, sans atten­dre les pro­grès de la diplo­matie inter­na­tionale, s’est d’ores et déjà engagée, dès 2004, dans une poli­tique volon­tariste en la matière, en adres­sant des sig­naux clairs à son indus­trie, pays par pays, et en met­tant en place un marché de per­mis d’émis­sions, instru­ment qui devrait de fac­to con­tribuer à la lim­i­ta­tion des gaz à effet de serre.

De l’utilisation énergétique rationnelle des ressources forestières au développement durable

Les pro­duits forestiers con­stituent un élé­ment impor­tant du développe­ment des pays du Sud. Leur exploita­tion rationnelle con­tribue en effet à la lutte con­tre la pau­vreté et à l’amélio­ra­tion des con­di­tions de vie des pop­u­la­tions, notam­ment des femmes. Toute­fois, la ten­dance habituelle du développe­ment est, sur le plan énergé­tique, à la diminu­tion pro­gres­sive des usages tra­di­tion­nels de la bio­masse, au prof­it de com­bustibles fos­siles. Or, une telle évo­lu­tion prive le milieu rur­al de revenus, aug­mente les déséquili­bres soci­aux et économiques entre les villes et les cam­pagnes, dimin­ue enfin la valeur pat­ri­mo­ni­ale des espaces forestiers et accroît de ce fait le risque de voir les pop­u­la­tions se dés­in­téress­er de leur ges­tion durable, lui préférant des solu­tions plus rad­i­cales comme la con­ver­sion des ter­res con­cernées à des fins agri­coles. Il con­vient donc d’en­cour­ager et de pro­mou­voir l’ex­ploita­tion et la ges­tion rationnelles des forêts, d’ac­croître la valeur du bois sur pied et d’as­sur­er une tran­si­tion maîtrisée au prof­it des usages mod­ernes de la biomasse.

Au-delà donc des nom­breux débats, tant nationaux qu’in­ter­na­tionaux, qui trait­ent de la lutte con­tre la pau­vreté, de l’in­suff­i­sance de l’aide publique au développe­ment, de la mar­gin­al­i­sa­tion économique et sociale du con­ti­nent africain, des rela­tions ten­dues entre démo­gra­phie, développe­ment et envi­ron­nement, il appa­raît néces­saire que les pays du Sud sai­sis­sent le car­ac­tère stratégique de leurs ressources forestières, qu’il s’agisse de les val­oris­er sous forme de matéri­au (bois d’œu­vre, bois d’in­dus­trie, bois de ser­vice…), d’en tir­er des pro­duits diver­si­fiés (fruits, condi­ments, gommes, molécules, sub­stances naturelles…), que ce soit pour la san­té ou pour l’al­i­men­ta­tion, mais aus­si de les utilis­er de manière rationnelle et durable à des fins énergé­tiques. Il en va de l’in­térêt même des pays con­cernés, assez rarement déten­teurs de com­bustibles fos­siles mais pos­sé­dant plus générale­ment d’assez impor­tantes ressources naturelles renou­ve­lables. C’est égale­ment une occa­sion priv­ilégiée de ren­forcer les parte­nar­i­ats Nord-Sud, à la fois dans le cadre de la lutte con­tre la pau­vreté et des objec­tifs du mil­lé­naire défi­nis par les Nations Unies, et dans celui de la lutte con­tre le réchauf­fe­ment climatique.

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1. Voir notam­ment :
— Eck­holm E., 1976 ; La terre sans arbres, la destruc­tion des sols à l’échelle mon­di­ale ; Robert Laf­font, 329 p. ; Paris.
— Eck­holm E., Foley G., Barnard G., Tim­ber­lake L., 1984 ; Fuel­wood : the ener­gy cri­sis that won’t go away ; Earth­can Pub­li­ca­tions ; 107 p. ; London.
2. Cer­tains pays, à l’im­age du Maroc, accor­dent des inci­ta­tions pour dévelop­per l’u­til­i­sa­tion du gaz butane, ce qui con­stitue un réel effet d’aubaine pour les class­es moyennes.
3. Au prof­it essen­tielle­ment des pop­u­la­tions urbaines et périurbaines.
4. Au Mali, deux tiers des bûcherons et des char­bon­niers sont des femmes.
5. Dans des con­di­tions économiques diver­si­fiées, la pro­duc­tion d’élec­tric­ité à par­tir de plan­ta­tions privées a d’ores et déjà démon­tré sa fais­abil­ité, tant tech­nique qu’é­conomique, à l’im­age des exem­ples suivants :
1) 5 000 ha de plan­ta­tions d’eu­ca­lyp­tus au Nicaragua per­me­t­tant d’al­i­menter une cen­trale mixte ” bagasse-bois ” de 15 MWe, avec revente des sur­plus sur le réseau ;
2) instal­la­tion en Malaisie (État du Sabah) de 10 MWe, ali­men­tée en par­tie à par­tir de plan­ta­tions d’a­ca­cias pour l’au­to­pro­duc­tion d’élec­tric­ité dans un com­plexe d’in­dus­tries du bois.

Jacques VALEIX (73),
directeur du départe­ment Forêts du Cirad,
Alain BERTRAND,
socioé­con­o­miste de l’unité pro­pre de recherche “ Usages locaux
des ressources forestières et poli­tiques publiques ” du Cirad,
Philippe GIRARD,

chef de l’unité pro­pre de recherche “ Bio­masse-énergie ” du Cirad

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