Le bois source d’énergie

Traiter du bois comme source d’én­ergie n’est pas un sujet anec­do­tique, même dans un pays dévelop­pé comme la France. L’im­por­tance de cette util­i­sa­tion du bois s’ex­plique aisé­ment. Le bois est le pre­mier com­bustible dont l’homme s’est assuré la maîtrise, et cor­réla­tive­ment l’u­til­i­sa­tion énergé­tique a été la pre­mière util­i­sa­tion du bois.

Ain­si, en France le bois fut jusqu’au XVIII^e siè­cle la prin­ci­pale source d’én­ergie disponible, ce qui explique que la majorité des forêts était traitée en tail­lis (ou en tail­lis sous futaie) à courte rota­tion (quinze à vingt ans).Les sta­tis­tiques forestières mon­di­ales de l’Or­gan­i­sa­tion des Nations unies pour l’al­i­men­ta­tion et l’a­gri­cul­ture (OAA)¹ mon­trent claire­ment que la pro­duc­tion d’én­ergie reste encore la prin­ci­pale util­i­sa­tion directe des vol­umes de bois exploités sur la planète puisqu’elle représente en effet 56 % du total de ceux-ci.

Une sit­u­a­tion con­trastée s’ob­serve selon les con­ti­nents : près de 80 % de bois de chauffage pour l’Asie et l’Afrique, moins de 20 % pour l’Eu­rope et le con­ti­nent améri­cain², indi­ca­teur sim­ple du niveau de développe­ment. Pour nom­bre de pays en développe­ment le bois de feu reste encore la source d’én­ergie pri­mor­diale et, de ce fait, l’u­til­i­sa­tion essen­tielle du bois.

Con­sti­tué essen­tielle­ment d’hy­drates de car­bone, le bois est sus­cep­ti­ble de trois niveaux de valorisation :

• pro­duc­tion d’én­ergie, à la con­di­tion de ne pas avoir un taux d’hu­mid­ité trop élevé, toute forme de bois peut être bois de feu ;
• source de matière pre­mière cel­lu­losique, le bois d’industrie ;
• matéri­au mas­sif, le bois d’œuvre.

Au cours de sa crois­sance, l’ar­bre atteint suc­ces­sive­ment les niveaux de dimen­sion qui lui per­me­t­tent de pass­er de l’usage énergé­tique, à la pro­duc­tion de cel­lu­lose, puis au matéri­au mas­sif. Le choix des cycles de pro­duc­tion forestière (tail­lis ou futaie) dépend donc des pri­or­ités des besoins à sat­is­faire³.

De plus, la trans­for­ma­tion d’un bois matéri­au, en planch­es par exem­ple, va dégager des sous-pro­duits sus­cep­ti­bles d’une val­ori­sa­tion en bois d’in­dus­trie ou, pour les plus dégradés, d’une val­ori­sa­tion énergé­tique ; les sous-pro­duits du bois d’in­dus­trie sont eux-mêmes sus­cep­ti­bles d’être val­orisés à des fins énergé­tiques. Par exem­ple dans les proces­sus, dits chim­iques, de pro­duc­tion de pâte à papi­er, la dis­so­lu­tion de la lig­nine donne des ” liqueurs noires ” pou­vant être brûlées, et assur­er ain­si l’au­tonomie énergé­tique des usines de pâte à papi­er⁴.

L’év­i­dence qui découle de ce con­stat est que tout pro­duit en bois, rondin brut ou fendu en bûch­es util­isé en l’é­tat, sci­age, menuis­erie, char­p­ente, meu­ble, ou papiers et car­tons, a voca­tion à finir en source d’én­ergie. Cepen­dant, une par­tie appré­cia­ble des pro­duits usagés finit par pour­rir ou être brûlée en pure perte.

Aus­si la réflex­ion sur le rôle de la forêt et du bois en tant que ” puits de car­bone ” con­tribuant à la réduc­tion de l’ef­fet de serre doit-elle inté­gr­er deux évi­dences par­fois oubliées.

• La pre­mière est que l’u­til­i­sa­tion énergé­tique du bois, sous quelque forme que ce soit, a au moins le mérite de ne pas libér­er de car­bone fos­sile. Elle est en fait neu­tre ; con­sti­tu­ant une phase du cycle d’un pro­duit renouvelable.
   
• La deux­ième est que l’ac­tion de l’homme sur les forêts, par le rôle qu’il joue sur l’ex­ten­sion des mas­sifs forestiers et leur ges­tion, peut con­tribuer à un stock­age tran­si­toire du car­bone. Ain­si, pour un pays comme la France, depuis le min­i­mum his­torique mod­erne situé au début du XIX^e siè­cle, le dou­ble­ment des sur­faces forestières s’est égale­ment accom­pa­g­né d’un triple­ment du vol­ume moyen de bois sur pied par la général­i­sa­tion de cycles de pro­duc­tion plus longs, le mode de traite­ment en futaie se sub­sti­tu­ant au taillis.
   

Le vol­ume de bois sur pied en France — estimé par l’In­ven­taire foresti­er nation­al (IFN) à un peu plus de 2,2 Mm³ de ” bois fort “⁵, soit une bio­masse réelle voi­sine de 4 Mm³ — est aujour­d’hui env­i­ron le sex­tu­ple de ce qu’il était il y a deux siècles.

Par ailleurs, un stock­age de longue durée est con­sti­tué par tout ce que l’homme accu­mule dans ses con­struc­tions, ou encore comme mobili­er ou papiers, qui con­stitue un retrait effec­tif par rap­port au cycle nor­mal du carbone.

Mais évo­quer cette ques­tion sta­tis­tique, c’est pos­er le prob­lème de la mesure de la con­som­ma­tion de bois de feu, laque­lle est pour l’essen­tiel une auto­con­som­ma­tion qui échappe aux cir­cuits commerciaux.

Les différentes utilisations du bois pour l’énergie

La consommation des ménages

Le chauffage des maisons indi­vidu­elles, soit à titre prin­ci­pal, soit en appoint, reste de très loin la prin­ci­pale util­i­sa­tion énergé­tique du bois. Comme il s’ag­it essen­tielle­ment d’une auto­con­som­ma­tion, le moyen le plus sim­ple pour estimer l’or­dre de grandeur de cette con­som­ma­tion est d’in­ter­roger les ménages. Ce qu’a fait l’IN­SEE à par­tir de ses enquêtes loge­ments de 1988, 1992 et 1996, com­plétées par celles sur la con­som­ma­tion d’én­ergie effec­tuées par le CEREN (Cen­tre d’é­tudes et de recherch­es économiques sur l’én­ergie), ain­si que celle réal­isée télé­phonique­ment par l’ADEME (Agence de l’en­vi­ron­nement et de la maîtrise de l’én­ergie) à par­tir d’un ques­tion­naire spé­ci­fique por­tant sur la sai­son de chauffe 1998–1999.

La consommation des industries de transformation du bois

Chauf­ferie col­lec­tive. WWW.ITEBE.ORG

Ces indus­tries con­som­ment pour leurs besoins internes une par­tie de leurs sous-pro­duits en bois. C’est en par­ti­c­uli­er le cas pour les séchoirs dont elles sont fréquem­ment équipées, notam­ment les sci­eries qui brû­lent une par­tie des écorces et des sci­ures pro­duites, et une par­tie des chutes de sci­age (doss­es et délignures, dont l’essen­tiel est cepen­dant val­orisé par les indus­tries de la trit­u­ra­tion). Il arrive sou­vent que les sci­eries, surtout quand elles sont de taille arti­sanale, ali­mentent un com­merce local de ces sous-pro­duits, pour un usage énergé­tique domestique.

De même, les sous-pro­duits des indus­tries lour­des (pan­neaux con­tre­plaqués et autres pan­neaux) sont le plus sou­vent util­isés pour cou­vrir tout ou par­tie des besoins internes. Dans le cas de la pro­duc­tion de pâte à papi­er, il faut dis­tinguer deux cas. Les pâtes mécaniques utilisent le bois en plein, les déchets sus­cep­ti­bles d’une util­i­sa­tion énergé­tique étant essen­tielle­ment les écorces et une par­tie du bois. Par con­tre la pro­duc­tion de pâte chim­ique ne récupère que la fibre de cel­lu­lose, soit env­i­ron la moitié du vol­ume du bois ; le sur­plus est con­sti­tué par la lig­nine, qui est dis­soute pour don­ner ce que l’on appelle les ” liqueurs noires “.

La récupéra­tion de l’én­ergie cor­re­spon­dant à ces hydrates de car­bone en solu­tion aque­use est com­plexe, mais on voit bien qu’elle va au-delà d’un sim­ple objec­tif de dépol­lu­tion. Les chaudières de récupéra­tion de ces liqueurs noires, qui con­stituent un investisse­ment très lourd représen­tant env­i­ron le quart du coût total de la con­struc­tion d’une usine de pâte chim­ique, per­me­t­tent en général d’as­sur­er l’au­tonomie énergé­tique de ces usines, et le plus sou­vent de les ren­dre expor­ta­tri­ces d’énergie.

L’estimation de la consommation de bois pour l’énergie en France

La con­som­ma­tion de bois pour l’én­ergie se fait donc sous forme d’au­to­con­som­ma­tion ou de con­som­ma­tions internes. Son appréhen­sion sta­tis­tique n’est donc pas aisée, mais elle est néces­saire pour pré­cis­er le bilan énergé­tique nation­al : en effet, si cette source d’én­ergie qu’est le bois n’é­tait pas mobil­isée, l’essen­tiel des besoins qu’elle sat­is­fait devrait l’être par des éner­gies plus clas­siques dont la con­som­ma­tion aug­menterait d’autant.

En 1991, une esti­ma­tion exhaus­tive per­me­t­tait d’aboutir à un ordre de grandeur d’en­v­i­ron 36 Mm³ d’équiv­a­lent bois rond⁶.

Ce résul­tat était l’ad­di­tion de plusieurs postes :

• l’é­val­u­a­tion des vol­umes de bois fort par l’IFN. À par­tir des vol­umes com­mer­cial­isés, il est ensuite procédé, aux dif­férents stades de trans­for­ma­tion du bois, à une esti­ma­tion des vol­umes théoriques de déchets, et de la frac­tion de ceux-ci qui fait l’ob­jet d’une val­ori­sa­tion énergétique ;
• l’é­val­u­a­tion des vol­umes issus du sur­plus de la bio­masse qui n’est pas directe­ment mesurée par l’IFN ; cette bio­masse totale (petites branch­es et brindilles) peut être éval­uée par cor­réla­tion à env­i­ron 26 % du vol­ume inventorié ;
• les vol­umes issus des ressources ligneuses non inven­toriées, arbres isolés, boqueteaux, parcs, arbres fruitiers, ceps et sar­ments de vigne, etc.

Le total de 36 Mm³ d’équiv­a­lent bois rond se répar­tit approx­i­ma­tive­ment comme suit entre ces trois postes :

1) à par­tir des vol­umes inventoriés

• bois de chauffage : 7 Mm³,
• déchets val­orisés à des fins énergé­tiques : 11,5 Mm³ ;

2) à par­tir de la bio­masse aéri­enne non inven­toriée des sur­faces inventoriées

• bois de chauffage : 7,7 Mm³ ;

3) à par­tir des for­ma­tions non inven­toriées : env­i­ron 10 Mm^3 7.

Cette éval­u­a­tion com­por­tait un tra­vail de recherche de cohérence entre les divers­es sources réper­toriées, et posait le prob­lème de l’é­val­u­a­tion de l’au­to­con­som­ma­tion au regard de l’é­cart de près de 50 % qui était alors con­staté entre l’ac­croisse­ment glob­al annuel de la forêt française (tel que le mesure l’IFN) et la récolte effec­tive (donc y com­pris l’au­to­con­som­ma­tion). Le vol­ume de bois fort auto­con­som­mé avait été alors éval­ué à seule­ment 7 Mm³, ce qui ne remet pas en cause le diag­nos­tic glob­al de sous-exploita­tion de la forêt française.

Les résul­tats des dernières enquêtes réal­isées directe­ment auprès des ménages mar­quent une remar­quable sta­bil­ité par rap­port à cette pre­mière éval­u­a­tion. Leur con­som­ma­tion de bois de feu peut être estimée à un ordre de grandeur de 50 mil­lions de stères de bois, soit env­i­ron 30 Mm³ (le stère est un vol­ume appar­ent qui représente un vol­ume réel de 0,55 à 0,66 m³ selon le diamètre moyen des rondins empilés), soit un apport de l’or­dre de 7,3 Mtep (mil­lions de tonnes équiv­a­lent pét­role), ou encore un peu plus de 3 % du bilan énergé­tique de la France.

Les perspectives

Un exer­ci­ce essen­tielle­ment de débusquage d’au­to­con­som­ma­tion et de con­som­ma­tions internes per­met ain­si de mon­tr­er qu’au­jour­d’hui le bois est la plus impor­tante des éner­gies renou­ve­lables après l’hy­droélec­tric­ité et très loin devant les autres (éolien, géother­mie, solaire).
Cela étant, les per­spec­tives de crois­sance de cette source d’én­ergie sont réelles, pour plusieurs raisons complémentaires :

• les sources de pro­duits ligneux actuelle­ment exploitées à des fins énergé­tiques mon­trent encore des poten­tiels de développe­ment réels ;
• la forêt française est sous-exploitée de façon chronique depuis plus d’un quart de siè­cle, et ce de façon crois­sante ; l’é­cart est tel que cer­tains sont d’ores et déjà préoc­cupés des con­séquences à long terme de ce prob­lème sur la péren­nité de nos forêts⁸ ; la val­ori­sa­tion énergé­tique pour­rait assur­er un débouché à cette pro­duc­tion, tout en per­me­t­tant le renou­velle­ment et l’en­tre­tien de nos ressources forestières ;
• les car­ac­téris­tiques du bois, matéri­au renou­ve­lable, ne sont pas seule­ment un slo­gan, mais une réal­ité dont les util­isa­teurs sont de plus en plus conscients.

Selon le ” Plan nation­al de maîtrise de l’én­ergie “, les per­spec­tives de développe­ment de l’u­til­i­sa­tion énergé­tique du bois à l’hori­zon de 2010 vari­ent selon les secteurs d’utilisation.

L’én­ergie domes­tique devrait rester le secteur le plus impor­tant. Cepen­dant, le marché rur­al tra­di­tion­nel cor­re­spond à des modes de con­som­ma­tion qui con­nais­sent un repli pro­gres­sif. Ce repli devrait être com­pen­sé par une action sur les con­struc­tions pavil­lon­naires neuves, par l’équipement en chem­inées munies d’in­serts, et par les réseaux de dis­tri­b­u­tion. La crois­sance de ce débouché devrait finale­ment attein­dre 10 % sur la péri­ode, pour aboutir à une con­som­ma­tion de l’or­dre de 35 Mm³ ou l’équiv­a­lent de 8,5 Mtep.

Compte tenu de la surabon­dance de la ressource, la lim­ite de son développe­ment est essen­tielle­ment liée à la demande. Celle-ci doit être stim­ulée, pour per­me­t­tre en par­ti­c­uli­er une meilleure val­ori­sa­tion de nos ressources forestières, et ain­si réduire l’ag­gra­va­tion de la sous-exploita­tion et du vieil­lisse­ment résul­tant des forêts françaises.

L’u­til­i­sa­tion énergé­tique du bois dans l’in­dus­trie devrait croître de 5 % par an, pour attein­dre 4 Mm³ par an, soit env­i­ron 1 Mtep. S’agis­sant de la val­ori­sa­tion de déchets, son développe­ment est essen­tielle­ment lim­ité par l’ex­is­tence du gise­ment de ressource en déchets ligneux inex­ploités, actuelle­ment estimé à 2 Mm³.

Le chauffage col­lec­tif et urbain devrait, avec une crois­sance annuelle de 20 %, attein­dre un niveau de 1 Mm³ (0,25 Mtep) par an d’i­ci 2010.

Pour ce type d’u­til­i­sa­tion, les besoins poten­tiels sont très supérieurs aux besoins actuels. Les chauf­feries col­lec­tives dis­posent main­tenant de tech­nolo­gies per­for­mantes et maîtrisées, en par­ti­c­uli­er la cogénération.

Encore faut-il pren­dre les dis­po­si­tions néces­saires pour assur­er la régu­lar­ité de leur appro­vi­sion­nement en com­bustible. En out­re, il s’ag­it d’une fil­ière créa­trice d’emplois, 2 à 3 pour 1 000 Tep. Au regard des besoins, le gise­ment foresti­er est d’ap­parence illim­ité⁹, mais les ” réma­nents ” forestiers (bois restant sur le parterre des coupes après exploita­tion) une fois con­ver­tis en pla­que­ttes revi­en­nent env­i­ron trois fois plus cher que les déchets des scieries.

Au total, le plan de maîtrise de l’én­ergie pour­rait per­me­t­tre une économie de l’or­dre de 2,2 Mtep d’i­ci 2010, par sub­sti­tu­tion de 6,6 Mm³ de pro­duits ligneux.

Les per­spec­tives qui vien­nent d’être présen­tées peu­vent paraître très pru­dentes et restent dans des fil­ières d’u­til­i­sa­tion où les pos­si­bil­ités de mod­erni­sa­tion sont réelles, mais néan­moins très classiques.

La ques­tion peut être posée, elle le fut au moment du sec­ond choc pétroli­er, du développe­ment d’autres fil­ières. Il s’ag­it en par­ti­c­uli­er du développe­ment de bio­cen­trales, de la pro­duc­tion directe de bio­car­bu­rants et de la gazéi­fi­ca­tion. Les tech­nolo­gies cor­re­spon­dantes sont pour l’essen­tiel maîtrisées depuis longtemps dans leur principe, les gazogènes par exem­ple, mais leur seuil de rentabil­ité n’est pas atteint dans le con­texte économique prévis­i­ble des dix prochaines années. Dans l’é­tat actuel de leur maîtrise, il faudrait en effet pour qu’il le soit plus qu’un dou­ble­ment du prix de l’énergie.

Conclusion

Il appa­raît ain­si, d’une part que l’u­til­i­sa­tion à des fins énergé­tiques du bois dans notre pays est finale­ment plus impor­tante que ce que l’on croit générale­ment, et, d’autre part, qu’il existe de réelles per­spec­tives de développe­ment qui jus­ti­fient qu’elle soit encour­agée. Il s’ag­it en effet d’une énergie renou­ve­lable qui ne con­tribue pas, sous réserve d’une ges­tion durable des forêts pro­duc­tri­ces de bois, à l’aug­men­ta­tion du taux de gaz car­bonique dans l’at­mo­sphère, et dont l’in­ci­dence est donc neu­tre sur le cycle du carbone.

Si le bois pour l’én­ergie est un sous-pro­duit et cor­re­spond à une util­i­sa­tion finale sec­ondaire — le bois d’œu­vre et d’in­dus­trie restant l’ob­jec­tif de pro­duc­tion pre­mier des forêts -, le développe­ment de cette val­ori­sa­tion du bois pour­rait, au moins à titre tran­si­toire, assur­er un débouché sup­plé­men­taire à la ressource forestière française dont la sous-exploita­tion devient préoccupante. 

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1 — ” Sit­u­a­tion des forêts du monde “, édi­tion 2001. L’OAA est plus con­nue sous son sigle anglais FAO.
2 — Au sens des Nations unies, les pays mem­bres de la CEI, issue de l’an­ci­enne URSS, sont décomp­tés à part. Pour ce qui est du con­ti­nent améri­cain, le bois de chauffage représente la moitié de la récolte de bois pour le sous-con­ti­nent de l’Amérique du Sud.
3 — Sauf sit­u­a­tion locale de con­trainte, la des­ti­na­tion énergé­tique ne saurait être l’ob­jec­tif pre­mier de la sylvi­cul­ture. Le ren­de­ment énergé­tique de la pho­to­syn­thèse est très inférieur à celui d’un pan­neau solaire.
4 — Ce point est repris plus loin.
5 — Vol­ume sur écorce du bois de diamètre supérieur à 7 cm.
6 — ” Le bois de feu en France “, par G.-A. Morin et P. Laufer, in La Revue forestière française, n° 3, 1991.
7 — Chiffre prob­a­ble­ment un peu surévalué.
8 — Voir arti­cle de Jean Léonard, inspecteur des Eaux et Forêts et doc­teur en géo­gra­phie, in La Revue forestière française, n° 2, 2000.
9 — L’é­cart entre l’ac­croisse­ment biologique de la forêt française mesuré par l’IFN et les vol­umes récoltés est de plus de 30 Mm³.

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