Reste-t-il un rôle pour le bois énergie dans les années 2010?

La toute première ressource énergétique, le bois, a été amassé pour servir de carburant aux êtres humains des siècles durant. Au regard des recherches scientifiques actuelles, cette relation serait en cours depuis au moins 125.000 ans. Plus récemment, le bois devient la victime de notre développement étrenné: la déforestation se repète inextricablement afin de permettre l’expansion de projets agricoles ou d’élevage. Pourtant, le bois garde un certain poids en tant que ressource énergétique. De l’avis de certains chercheurs, il aurait même un potentiel inexploité. Pris entre tradition futurisme, voici un tour d’horizon de la place du bois énergie dans les années 2010.

La ressource énergétique exclusive de 5% des français

Woodpile

Source: Picjumbo

La production mondiale de bois est en régression depuis 2004, et cette année, seules 30% des forêts dans le monde ont été utilisées pour en produire pour les besoins de l’humanité. Un exemple s’il en est de la capacité sylvestre restante, la quantité de forêts en France a doublé depuis 1850. On serait porté à croire que cela provient entièrement du passage à des ressources énergétiques fossiles, délaissant le bois qui servait à chauffer le foyer de nos ancêtres et nourrir les chaudières de ses machines à vapeur.

Pourtant, un sondage OpinionWay mené en 2017 pour le compte du site Quelleenergie.fr révèle que 5% des français chauffent encore leur maison au bois, afin de bénéficier des économies non-négligeables de la production de chaleur d’un poêle ou d’une cheminée. Avec un Pouvoir Calorifique Supérieur de 4kWh/kg pour le bois et environnant 7 kWh/kg pour le charbon de bois, on se situe bien en deçà des principales énergies fossiles. Mais par rapport à elles, les dérivés du bois bénéficient de stocks étendus et peu chers : la facture annuelle moyenne pour un chauffage entièrement au bois en France est de 811 EUR. Cela démontre que la combustion lente et peu exothermique du bois a sa place.

Cela se confirme aux quatre coins du globe, où cette ressource conserve une part variable de ses consommateurs. En Chine, en Afrique et en Amérique latine, cette part varie entre 30 et 90% des domiciles, selon le pays et la saison. Avec 3% de la population mondiale qui habite en forêt, il est aussi de bon ton ces jours-ci de se rappeler que certains n’ont pas le choix. En raison d’un réseau énergétique peu développé, en Nouvelle-Zélande, 37% de ménages se chauffent encore principalement au bois ou au charbon de bois.

Intégration dans le paradigme actuel

S’il n’est pas rare de voir le chauffage au bois comme impossible ou désuet dans notre mode de vie actuel, son usage en tant que biomasse persiste. Des chaufferies biomasse ont repris la combustion du bois (et au-delà, de toute matière organique qui est composée de cellules eucaryote) mais à plus grande échelle dans le cadre de réseaux de chaleur ; les centrales à cogénération font de même pour l’électricité.

La France n’a pas beaucoup intégré ce type de schéma de production dans son mix énergétique, malgré quelques exemples dans le cadre de réseaux de chaleur, comme la Centrale du Wacken à Strasbourg. C’est surtout en dehors de l’Occident qu’on voit une recrudescence de ce type d’installations. En Chine, la cogénération à base de bois pèse pour environ 5% de la production d’énergie sur le territoire national, après plusieurs grands projets de construction. En Amérique Latine (environ 4% de la production énergétique des Etats) et en Afrique (3-4% de la production énergétique des Etats), la part reflète moins un engouement pour cette technologie que le fait que l’infrastructure énergétique existante est peu puissante et peu répandue respectivement [1].

Incorporation du bois dans les projets des producteurs de biocarburant

Fueling up car

Source: Picjumbo

Le biocarburant est une alternative au carburant fossile : des ressources liquides, riches en molécules hydrocarbonées synthétisées qui sont combustibles à l’aide d’un moteur, viennent remplacer le pétrole brut dans l’étape de raffinage. Au lieu de ressources fossiles, le raffinage du biocarburant utilise pour la biomasse les stocks naturels d’énergie des plantes chlorophylliennes.

Cela se prête à des abus. Selon un rapport de la Banque Mondiale, alors que les prix des denrées utilisées par les producteurs ont doublé sur la période 2002-2008, la moitié de la nouvelle demande sur cette période provenait des producteurs de bioéthanol. Pour cette raison, le marché de la production est en quette d’éloignement des cultures alimentaires.

Pour certains chercheurs, le retour au bois est la solution qui s’impose. L’expérimentation avec les enzymes permet d’atteindre de nouveaux pics d’efficacité. Par conséquent, certains producteurs privilégient les mélanges et la modification génétique ; d’autres, le recours aux enzymes naturels, plus aptes à décomposer la lignocellulose de certaines plantes récalcitrantes. Les champignons et le gribble (crustacé marin) seraient particulièrement adaptés à ce type de biomasse.

Le saule en particulier est un choix présentant de forts avantages. Il a un taux de conversion de l’énergie solaire fulgurant, témoigné par sa forte croissance (plusieurs mètres en quelques mois, arrivée à maturité à partir de 6 mois). Cette conversion est efficace, avec un bois qui offre une bonne combustion. De plus, le saule se nourrit de ses feuilles mortes, ce qui retire le besoin annuel de fertilisants après arrivée à maturité. Enfin, il a peu d’impact à long terme sur la richesse des sols. A titre scientifique, quelques modèles agricoles d’exploitations de saules sont en cours.

Revers publics et solutions

Mais ces débouchés voilent la face au vrai problème créé par le bois et ses sous-produits.

Le chauffage domestique au bois n’est pas un modèle efficace de chauffage dans les villes, car le bois a un effet très négatif sur la pollution, avec des émissions conséquentes de suies et de fumée. Lorsque les combustions sont démultipliées sur plusieurs milliers de logements dans une zone limitée, on peut rapidement atteindre des pics de pollution. C’était le cas le 30 décembre dernier à Paris, et par conséquent, la Mairie a du temporairement interdire le chauffage au bois dans la capitale. Selon certaines études, 20% des particules fines que nous rejetons proviendraient du chauffage au bois.

Plusieurs campagnes de communication occidentales identifient aussi le charbon de bois comme un produit souffrant d’une des plus mauvaises tracabilité au monde. Les distributeurs en France s’accomoderaient de charbon qui proviendrait de groupes criminels, d’organisations terroristes ou de fournisseurs renégats faisant progresser la déforestation à travers le monde, selon l’ONG The Forest Trust (TFT).

Les biocarburants revêtent encore aux yeux de certains, la réputation (certes, écornée ces dernières années) d’une solution miracle à l’ardue réduction de l’empreinte carbone des transports motorisés. Toutefois, les chercheurs du groupe britannique Transport & Environnment tirent la sonnette d’alarme : les coûts de production seraient bien trop élevés pour que ces sous-produits du bois s’imposent dans le transport aérien, qui représente actuellement une part non-négligeable de l’empreinte carbonique de l’humanité.

Conjuguer le passé et l’avenir

Pourtant, doit-on se contenter d’adapter le bois à notre société actuelle ? En cherchant dans le passé récent, on peut trouver des exemples de technologies plus adaptées à ce matériau. Pendant la Seconde Guerre Mondiale, le moteur à gazogène embarqué a servi de chambre à combustion alternative aux voitures de nombreux français privés d’essence par la pénurie et les blocus. Ce « moteur » se compose d’un réservoir concentrique, accessible par un sas, et que l’on remplit de bois. Ce bois sert de combustible à la combustion réalisée dans le foyer, optimisée par un clapet qui alimente en air ou asphyxie le feu.

Les gaz produits sont convertis en énergie mécanique par le moteur. Si le pouvoir calorifique du bois est inférieur à celui de la majorité des biocarburants, le gazogène embarqué reste encensé par certains historiens de nos jours. A condition que le bois présente une humidité comprise entre 12 et 15%, le rendement de cet appareil en « gaz des forêts » est 3,6 fois plus élevé qu’une combustion d’éthanol de bois (ou 3,3 pour une combustion de méthanol de bois) pour la même quantité de départ de bois.

Schematic of the Stirling Engine

Source: www.explainthatstuff.com

Limites et évolutions

L’excédent de poids du gazogène embarqué contraint de nuancer cette performance dans le cas d’un moteur automobile. Depuis juin 2016, les espoirs peuvent se reporter sur un “nouvel” arrivant… Le moteur Stirling est en réalité encore plus vétuste, remontant à 1816 ! Cela na pas empêché que l’amateur Josh MacDowell de San Antonio, au Texas, réussisse à réadapter le système de recyclage de gaz de combustion et de conversion mécanique obtenir un rendement semblable avec une camionnette hybride Ford et ce à moindre poids. La camionnette, équipée d’un moteur de ce cru, recharge une pile automobile grâce à la conversion de la décompression du gaz de combustion en énergie mécanique. Cette solution élégante diminuerait également les émissions de particules fines. L’Université du Texas a déjà apporté son aide au constructeur pour porter ce projet au prochain niveau.

Ces modèles ont encore des progrès à faire. Et cela ne pourrait être que le début. A en croire Alain Damien, chercheur au sein du groupe Energie-Déchets-Environnement d’EdF, le plus grand ennemi que cette technologie doit encore pourfendre est « la paresse du bio-automobiliste qui limite son effort à appuyer son doigt sur un pistolet de pompe à carburant liquide. »

 

[1] Données collectés par références aux rapports de la RTE, l’EIA, l’EHINZ, la MBIE, d’IRENA, d’IEA, de la IEEFA, de l’ADEME, de X-Environnement et du site EDF L’énergie en questions.

Grégoire SMELT est étudiant-juriste d’origine franco-britannique et fait parti du Master 2 GEDD de l’Université de Strasbourg.

Sources:

https://www.planetoscope.com/forets/279-production-de-bois-dans-le-monde.html

http://www.sudouest.fr/2017/05/14/les-sombres-origines-du-charbon-de-bois-3444785-705.php

https://www.lenergieenquestions.fr/73-millions-de-francais-se-chauffent-aujourdhui-au-bois/

http://immobilier.lefigaro.fr/article/les-francais-et-le-chauffage-ces-cinq-chiffres-a-retenir_a1df9d1a-d3e2-11e6-89bf-777adbd27c0b/

https://www.google.fr/amp/s/www.digitaltrends.com/cars/stirling-hybrid-engine/amp/

http://www.bbc.com/news/science-environment-40599491

http://www.bbc.com/news/science-environment-37108962

http://www.bbc.co.uk/programmes/b007h8zs

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