L’essor du bois-énergie en deux tribunes

Bertrand CharrierProfesseur à l’Université de Pau et des Pays de l'Adour, Directeur d’équipe à l’IPREM (Institut des sciences analytiques et de physico-chimie pour l’environnement et les matériaux) et Coordinateur du réseau national XYLOMAT
"Depuis des millénaires, le bois fournit à l’Homme son énergie et ses qualités de matériau utilisés pour la « chimie verte ». Alors que l’action pour le climat s’amplifie dans le monde, sa capacité à capter le carbone a relancé son utilisation."

Le bois, source d’énergie et base de la chimie verte

Le bois a été un des premiers matériaux utilisés par l’Homme aux temps préhistoriques pour se chauffer, chasser, fabriquer des armes et construire des habitations. Puis il a fourni les premières molécules de la « chimie verte ». Il y a 2 000 ou 3 000 ans, les Égyptiens et les peuples du pourtour de la Méditerranée savaient produire du goudron végétal avec les exsudats d’arbres résineux (comme le pin et le sapin). Mélangés à des fibres végétales, ils permettaient d’étanchéifier les coques des bateaux par le procédé du calfatage. Des traces de résines végétales ont été retrouvées sur les céramiques et amphores de l’Antiquité. Elles assuraient notamment l’étanchéité des récipients.

Très vite, les artisans découvrirent qu’en distillant la résine de pin, on obtenait une partie solide et inodore, la colophane, et une autre partie volatile et odorante, l'essence de térébenthine. La colophane, mélangée à l’huile de lin, a permis de fabriquer des vernis d’un tel niveau de résistance, de souplesse et de plasticité que le grand luthier de Crémone, Stradivarius, les utilisa sur ses violons. Ils ont défié le temps puisque qu’ils n’ont généralement pas bougé depuis 300 ans. L’essence de térébenthine s’est vite imposée comme un solvant des graisses et des cires d’une grande efficacité. La laque utilisée depuis très longtemps en Asie est aussi issue d’une résine et de la sève de divers arbustes (dont la gomme d’acacia).

A partir du milieu du XVIII^e siècle, le bois a été le combustibleUn combustible désigne tout composant ou matière solide, liquide ou gazeux susceptible de se combiner à un oxydant... de la Révolution industrielle, avant l’usage massif du charbon. Il a alimenté les fourneaux des chaudières à vapeur et a fourni la structure des premières machines, des premières voitures, des premiers avions. C’est lui qui a donné naissance à l’industrie chimique.

C’était la matière première indispensable et tellement exploitée qu’au début du XIX^e siècle, on s’est aperçu que la forêt disparaissait. Il a fallu la protéger et engager une politique de plantation initiée 150 ans plus tôt par Colbert pour les bois de marine. D’autres énergies ont alors été mises à contribution. Vint l’ère du charbon puis celle du pétrolePétrole non raffiné. , avec toutes les applications dans le domaine des polymères et des plastiques.

Le retour en force du bois
On le redécouvre aujourd’hui en raison de son caractère renouvelable qui le rend précieux pour contenir les émissions de CO₂Dioxyde de carbone. Avec la vapeur d'eau, c’est le principal gaz à effet de serre (GES) de l'atmosphère terrestre... des énergies fossiles et donc lutter contre le réchauffement climatiqueLe réchauffement climatique, appelé aussi réchauffement planétaire ou réchauffement global, est un phénomène d'augmentation de la température moyenne des océans... .

Les technologies du XXI^e siècle permettent d’abord de perfectionner toutes les utilisations qui avaient été mises en valeur au long des siècles précédents. Elles ont permis de comprendre par exemple les réactions chimiques très complexes entre la colophane et l’huile de lin. Des projets sont en cours pour produire des vernis haut de gamme, certes plus chers mais plus performants que ceux provenant du pétrole autant du point de vue technique qu’environnemental.

Le besoin de biocarburantsUn biocarburant est un carburant produit à partir de matières végétales ou animales... de deuxième génération, qui ne proviennent pas de plantes alimentaires, a conduit à relancer les recherches sur l’utilisation du bois. Une usine prototype dans l’est de la France (à Bazancourt près de Reims) travaille sur ce créneau depuis 2008 dans le cadre du projet Futurol.

La filière papetière, qui reste la grande utilisatrice du bois, a su aussi progressivement isoler de la fibre de cellulose très pure. La filière de traitement, par le procédé au bisulfite, permet de fabriquer de nombreux produits dérivés, depuis les explosifs comme la nitrocellulose jusqu’aux émulsifiants pour la cuisine (des glaces par exemple) ou des excipients pour des médicaments. Nous avons dans les Landes une usine du groupe papetier Rayonier qui est devenue leader mondial dans ce secteur.

Il est à noter que les papeteries industrielles s’orientent de plus en plus souvent vers cette bioraffinerie et ne rejettent plus de sous-produits. Elles peuvent relancer notamment les tanins, utilisés dans les filières du cuir et des encres, ou le tall oil utilisé dans plusieurs filières industrielles (pharmacie, chimie, cosmétique...)

Je ne développerai pas les autres facteurs positifs qui peuvent favoriser le retour du bois ou du carton, comme la limitation de l’usage des plastiques dans certains produits (couverts et assiettes) ou de nouvelles conceptions architecturales évitant le recours au béton.

Une filière de nouveaux emplois
Cette renaissance de la filière présente deux caractéristiques intéressantes :

elle a tous les outils technologiques pour fabriquer en grande quantité mais sans menacer nos forêts. L’habitude a été prise aussi de replanter après utilisation. La surface forestière française (16 millions d’hectares) est deux fois supérieure à celle du début du XIX^e siècle. Bien sûr, ce n’est pas le cas partout dans le monde
La filière emploie près de 400 000 salariés en France. Les écoles de formation bénéficient d’un maillage très important dans toutes les régions, avec trois écoles d’ingénieurs (Nantes, Épinal, Cluny) et beaucoup de très bons lycées professionnels répartis sur tout le territoire.

Et pourtant, la filière a du mal à attirer les jeunes. Trop d’idées fausses circulent sur les métiers du bois alors que la dimension technologique s’impose de plus en plus et multiplie les opportunités professionnelles !

Bertrand Charrier est Professeur à l’Université de Pau et des Pays de l'Adour. Il dirige à Mont de Marsan une équipe de l’IPREM (Institut des sciences analytiques et de physico-chimie pour l’environnement et les matériaux), unité mixte de recherche entre l’Université et le CNRS. Il est également coordinateur du réseau national XYLOMAT, qui regroupe divers acteurs pour des projets R&D, des développements de produits et de prestations diverses liés aux matériaux biosourcés.

Laurent GazullAgronome, Docteur en géographie, et Chercheur au CIRAD
"L’exploitation du bois en tant que combustible est-elle un danger pour les forêts du monde ? Le bois-énergie a le potentiel pour répondre à la demande énergétique croissante et pour jouer un rôle durable à côté des autres énergies renouvelables."

Le bois a une place durable dans le mix énergétique mondial

Le demande en bois pour produire de la chaleurAujourd'hui, en thermodynamique statistique, la chaleur désigne un transfert d'agitation thermique des particules composant la matière... grâce à sa combustion, ce qu’on appelle le bois-énergie ou le bois de feu, est en progression dans le monde, notamment en Europe et en Afrique. C’est une tendance que l’on pensait improbable dans les années 1980. Mais depuis une dizaine d’années, les énergéticiens et économistes ont commencé à réévaluer le bois comme un combustibleUn combustible désigne tout composant ou matière solide, liquide ou gazeux susceptible de se combiner à un oxydant... digne d’intérêt.

En Europe, on est sensible au fait qu’il s’agit d’une énergie renouvelable, locale, et qui n’émet pas de CO₂Dioxyde de carbone. Avec la vapeur d'eau, c’est le principal gaz à effet de serre (GES) de l'atmosphère terrestre... si sa production est bien gérée. Le bois-énergie peut donc aider à atteindre les objectifs de transition écologique que l’Union européenne s’est fixés. En complément du solaire ou de l’éolien, il peut apporter une réponse rapide et efficace.

Dans beaucoup de pays du Sud, et notamment en Afrique sub-saharienne, il est une ressource incontournable. Même dans les villes où le gaz est accessible, même chez les ménages les plus riches, le bois et le charbon de boisLe charbon de bois est du carbone produit par pyrolyse du bois en l'absence d'oxygène... restent les combustibles de cuisson et de chauffage préférés des Africains alors que le gaz est synonyme de danger. Il faudra beaucoup de temps, sans être sûr d’arriver à une conversion à 100%, pour se passer du bois.

Cette forte demande pose-t-elle un réel problème ? Dans l’opinion publique, l’idée est souvent répandue que l’utilisation du bois-énergie porte atteinte aux forêts et est donc néfaste pour l’environnement et le climat de la planète. Cette idée reçue résiste mal à l’analyse.

Gestion durable en Europe
En Europe, le bois est utilisé largement depuis des siècles. On a l’impression que les forêts des Landes, de Sologne ou du Morvan ont toujours existé alors qu’elles ont été modelées, voire créées par la main de l’homme pour fournir du bois pour le bâtiment, les bateaux, le chauffage et pour la pâte à papier aujourd’hui. Il est désormais admis que la forêt peut avoir de multiples usages : production de bois, conservation de la biodiversitéLa biodiversité désigne la diversité naturelle des organismes vivants... , stockage du carbone, réserve foncière, espace de loisir. Cela a conduit à une gestion durable alliant des planifications et des sylvicultures adaptées où les (re)plantations jouent un rôle de plus en plus grand. Ainsi, 78 millions d’hectares de forêts sont des forêts plantées et cultivées et cette surface augmente encore sous la pression de la demande accrue en bois-énergie, notamment en Europe de l’Est.

Un déficit de sylviculture en Afrique
En Afrique, le bois-énergie est souvent associé à la déforestation. C’est injuste car il est majoritairement récolté lors de l’ouverture des champs ou pendant le cycle des jachères, c’est-à-dire que la déforestation est avant tout un sous-produit de l'expansion agricole. Il est vrai que dans certaines zones, en particulier autour des grandes villes où la demande est forte, la récolte en bois-énergie aboutit progressivement à une dégradation des massifs forestiers. Mais les coupes rases pour le bois-énergie n'existent pas ou très rarement en Afrique, alors qu'elles peuvent exister en Europe.

Par ailleurs, les forêts africaines souffrent d’un déficit de gestion durable et de sylviculture active, et elles ne sont encore trop souvent dédiées qu’à un usage unique et exclusif : la production de bois d’œuvre ou la conservation de la biodiversité, en négligeant totalement, voire en niant les autres usages dont la production de bois de feu est certainement le plus important. Ainsi, hormis en Afrique du Sud, les plantations forestières sont pratiquement inexistantes (8 millions d’hectares pour toute l’Afrique subsaharienne) et sont victimes d’une image négative qui limite leur expansion.

De mauvais prétextes
On est donc typiquement dans une forme de schizophrénie où on promeut en Europe ce qu'on refuse à beaucoup de pays africains notamment en matière de plantations forestières à but énergétique. Plusieurs prétextes sont avancés :

les plantations énergétiques et leur gestion durable coûteraient cher. Elles ont effectivement un coût, qui est évidemment supérieur à celui de l’exploitation non régulée de la forêt naturelle. Mais on peut alors se demander pourquoi les États acceptent d’engager des dépenses énormes pour subventionner le gaz domestique ou le pétrolePétrole non raffiné. et en grande partie l'électricité, mais pas les plantations de bois-énergie !
les plantations forestières seraient monospécifiques, peu riches en biodiversité, et demanderaient beaucoup d'eau. Certes, toute plantation demande de l’eau, du soleil et a un caractère « artificiel », mais pas plus et voire moins que la culture du maïs, du manioc ou de la canne à sucre.
les plantations de bois-énergie demanderaient beaucoup de terres et si possible des bonnes terres, et entreraient donc en compétition avec la demande alimentaire. Mais on oublie que la demande en énergie domestique est un besoin vital à placer au même niveau que la demande alimentaire. Faire pousser du maïs et ne pas avoir d'énergie pour le faire cuire n'aurait pas de sens…

En résumé, à moins de doter tous les pays subsahariens de centrales nucléaires ou de grands barrages hydroélectriques et de plaques de cuisson à l'électricité, ou d'importer massivement du gaz jusque dans les campagnes reculées, il y a aujourd’hui peu d'alternatives au bois. Pour satisfaire la demande croissante en soulageant la pression sur les forêts naturelles, des exemples de plantations énergétiques réussies existent partout dans le monde à différentes échelles : des grandes plantations brésiliennes très décriées jusqu'aux plantations villageoises éthiopiennes ou malgaches qui sont très bien acceptées par les populations. Depuis une dizaine d’années, des plantations à rotations courtes sont en train de se développer en Afrique Centrale mais ces expériences sont encore à petite échelle.

Le bois seul n'est pas la solution miracle. L’avenir est bien sûr dans un mix énergétiqueLe mix énergétique, ou « bouquet énergétique », décrit la répartition des différentes sources d’énergies utilisées pour la consommation énergétique d’un territoire... intelligent avec du solaire, de l'éolien, de l'hydroélectrique, du gaz importé, mais le bois est incontournable à moyen terme. Il est urgent de développer des plantations dédiées, aux formes adaptées aux contextes locaux, partout dans le monde.

Laurent Gazull, agronome et docteur en géographie, est chercheur au CIRAD, l’organisme français de recherche en agronomie pour le développement durableIl s’agit d’un « développement qui répond aux besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs ». des régions tropicales et méditerranéennes. Ses travaux portent essentiellement sur l’analyse spatiale (localisation, interactions sociales et spatiales, modélisation) des chaines de valeur bioénergétiques (bois-énergie, agrocarburants, bioélectricité) et de l’exploitation des ressources naturelles.