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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