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LES FORÊTS FRANÇAISES, UNE RESSOURCE D’ÉNERGIE La France assure plus de 20 % de la production européenne d’énergie pri- maire à partir du bois, ce qui corres- pond à environ 10 millions de tonnes équivalent pétrole (tep) par an. Les avantages de l’utilisation du bois- énergie sont bien déterminés : il s'agit d'une source renouvelable, le bilan du CO 2 sur le cycle de vie du bois est neutre, les émissions par MWh pro- duit sont généralement plus faibles par rapport aux combustibles fossiles et les sous-produits solides de com- bustion (cendres de bois) peuvent être valorisés. L'utilisation du bois pour la produc- tion d’énergie ne met pas en danger l’immense patrimoine forestier fran- çais (28 % de la surface totale de la France) qui ne cesse d'augmenter de façon naturelle de 30 000 hectares par an et dont une grande partie est encore sous-exploitée. Également des quantités significatives de sous-pro- duits de la filière actuelle, tels que les écorces et les sciures, sont encore à valoriser. L'énergie supplémentaire qui peut être récupérée de ces sources est ainsi estimée à plus de 3 millions de tep par an (soit 12 millions de tonnes de bois). CENDRES DE BOIS DE FORÊTS : DÉCHETS OU PRODUITS ? Les substances minérales qui restent après la combustion constituent les cendres. Dans le cas du bois, le contenu en cendres varie fortement de 0,2 % à 2 % en fonction du type d’arbre et de la partie d’arbre consi- dérée. Par exemple, il est quatre fois plus élevé dans les écorces que dans les tiges. La proportion des substances miné- rales dans les cendres de bois varie en fonction du type de bois utilisé, de la filière d’origine et de la partie de la chaudière où elles sont retenues. En moyenne la composition des cendres est la suivante : Ca (17 %), Si (7,6 %), K (4,2 %), Mg (1,9 %), Al (1,4 %), Mn (1,2 %), Fe (1 %), P (0,9 %), Na (0,7 %), S (0,5 %) et métaux lourds en traces (0,5 %). Les métaux lourds ont une concentration de 1,5 à 3 fois plus élevée dans les cendres volantes (dans les fumées) par rapport aux cendres de foyer. La plupart des substances nutritives accumulées par l’arbre pendant la croissance, principalement le cal- cium, le potassium, le magnésium et le phosphore et en moindre mesure d'autres micronutriments, peuvent se trouver dans des concentrations importantes dans les cendres du bois. C'est pour cela que, en France, la plu- part des cendres issues des chauffe- ries qui brûlent seulement du bois de forêts sont utilisées par les agricul- teurs qui ont stipulé des conventions avec les producteurs d’énergie. Ces cendres, qui autrement seraient mises en décharge, sont cédées gratuite- ment aux agriculteurs qui les utilisent comme engrais naturel et prennent en charge les coûts de transport et d'épandage. IMPACTS DES CENDRES SUR LES ÉCOSYSTÈMES L'impact de la récolte du bois de tige sur l'écosystème forêt est négligeable, même si cela interrompt le circuit de décomposition du bois qui permet de transférer dans le sol les nutriments accumulés par les arbres. Lorsque les branches et les feuilles sont aussi enlevées, les perturbations devien- nent plus importantes car environ 60 % du phosphore, de l'azote et du potassium se trouve dans ces parties. Les pertes nutritives deviennent évi- dentes à long terme et la fertilité du sol de forêt peut diminuer sensible- ment. Pour éviter tout cela, lors de la récolte du bois de résineux on peut laisser les branches à sécher dans la forêt pen- dant quelques semaines (figure 1). Figure 1 : Laisser les branches sécher quelques semaines dans la forêt évite les pertes de fertilité. La dispersion de cendres de bois sur le sol des forêts d’origine : un moyen pour développer de façon durable l’utilisation du bois-énergie, qui est encore sous-exploité en France. BOIS ENERGIE N°6 < JUILLET 2002 > 46 ENVIRONNEMENT CENDRES France et Suède Emil POPOVICI, Enrico BENETTO, Patrick ROUSSEAUX, INSA de Lyon Le recyclage de cendres de bois en forêt ITEBE
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La dispersion de cendres de bois sur le sol des forêts d’origine : un moyen pour développer de façon durable l’utilisation du bois-énergie, qui est encore sous-exploité en France.
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LES FORÊTSFRANÇAISES, UNERESSOURCE D’ÉNERGIELa France assure plus de 20 % de laproduction européenne d’énergie pri-maire à partir du bois, ce qui corres-pond à environ 10 millions de tonneséquivalent pétrole (tep) par an. Lesavantages de l’utilisation du bois-énergie sont bien déterminés : il s'agitd'une source renouvelable, le bilan duCO2 sur le cycle de vie du bois estneutre, les émissions par MWh pro-duit sont généralement plus faiblespar rapport aux combustibles fossileset les sous-produits solides de com-bustion (cendres de bois) peuventêtre valorisés.L'utilisation du bois pour la produc-tion d’énergie ne met pas en dangerl’immense patrimoine forestier fran-çais (28 % de la surface totale de laFrance) qui ne cesse d'augmenter defaçon naturelle de 30 000 hectares
par an et dont une grande partie estencore sous-exploitée. Également desquantités significatives de sous-pro-duits de la filière actuelle, tels que lesécorces et les sciures, sont encore àvaloriser. L'énergie supplémentairequi peut être récupérée de ces sourcesest ainsi estimée à plus de 3 millionsde tep par an (soit 12 millions detonnes de bois).
CENDRES DE BOIS DEFORÊTS: DÉCHETS OUPRODUITS?
Les substances minérales qui restentaprès la combustion constituent lescendres. Dans le cas du bois, lecontenu en cendres varie fortementde 0,2 % à 2 % en fonction du typed’arbre et de la partie d’arbre consi-dérée. Par exemple, il est quatre foisplus élevé dans les écorces que dans
les tiges.La proportion des substances miné-rales dans les cendres de bois varie enfonction du type de bois utilisé, de lafilière d’origine et de la partie de lachaudière où elles sont retenues. Enmoyenne la composition des cendresest la suivante: Ca (17 %), Si (7,6 %),K (4,2 %), Mg (1,9 %), Al (1,4 %),Mn (1,2 %), Fe (1 %), P (0,9 %), Na(0,7 %), S (0,5 %) et métaux lourdsen traces (0,5 %). Les métaux lourdsont une concentration de 1,5 à 3 foisplus élevée dans les cendres volantes(dans les fumées) par rapport auxcendres de foyer.La plupart des substances nutritivesaccumulées par l’arbre pendant lacroissance, principalement le cal-cium, le potassium, le magnésium etle phosphore et en moindre mesured'autres micronutriments, peuvent setrouver dans des concentrationsimportantes dans les cendres du bois.C'est pour cela que, en France, la plu-part des cendres issues des chauffe-ries qui brûlent seulement du bois deforêts sont utilisées par les agricul-teurs qui ont stipulé des conventionsavec les producteurs d’énergie. Cescendres, qui autrement seraient misesen décharge, sont cédées gratuite-ment aux agriculteurs qui les utilisentcomme engrais naturel et prennenten charge les coûts de transport etd'épandage.
IMPACTS DES CENDRESSUR LES ÉCOSYSTÈMESL'impact de la récolte du bois de tigesur l'écosystème forêt est négligeable,même si cela interrompt le circuit dedécomposition du bois qui permet detransférer dans le sol les nutrimentsaccumulés par les arbres. Lorsque lesbranches et les feuilles sont aussienlevées, les perturbations devien-nent plus importantes car environ60 % du phosphore, de l'azote et dupotassium se trouve dans ces parties.Les pertes nutritives deviennent évi-dentes à long terme et la fertilité dusol de forêt peut diminuer sensible-ment.Pour éviter tout cela, lors de la récoltedu bois de résineux on peut laisser lesbranches à sécher dans la forêt pen-dant quelques semaines (figure 1).
Figure 1 : Laisser lesbranches sécherquelques semainesdans la forêt évite lespertes de fertilité.
La dispersion de cendres de bois sur le sol desforêts d’origine : un moyen pour développer defaçon durable l’utilisation du bois-énergie, qui estencore sous-exploité en France.
BOIS ENERGIE N°6 < JUILLET 2002 > 46
ENVIRONNEMENT CENDRES
France et Suède
E m i l P O P O V I C I , E n r i c o B E N E T T O , P a t r i c k R O U S S E A U X , I N S A d e L y o n
Le recyclagede cendres de bois en forêt
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Les aiguilles vont alors tomber etlibérer la plupart des nutriments dansle sol. Cependant, dans ce cas letaux de récolte de biomasse diminueet le coût total peut augmenter.Une autre solution pour rééquilibrerle bilan des substances nutritives dansle sol est le recyclage des cendresissues de la combustion du bois. Dansce cas tous les nutriments prélevésdes forêts pendant la récolte de la bio-masse (sauf l’azote et quelques autrescomposants qui sont perdus dans lesfumées) retournent au sol et lescations Ca2+, Mg2+, K2+, avec leurcaractère alcalin aident à diminuerl’acidité des sols.Le recyclage peut être considérécomme un très bon exemple d'éco-logie industrielle du bois-énergie caraucune substance externe à l'écosys-tème et/ou anthropique n’est intro-duite.
QUOI, COMMENT ETQUAND RECYCLE-T-ON?Principalement il s'agit d'enlever lesbranches et les autres résidus desforêts là où le recyclage des cendresissues de la combustion ou l'apportdes substances nutritives de com-pensation sera possible. Afin de sou-tenir d'une façon optimale la crois-sance d’une nouvelle générationd’arbres, la dispersion des nutrimentscontenus dans les cendres doit com-mencer cinq ans avant la coupefinale. Le circuit de recyclage des bio-cendres issues de la combustion com-prend la collecte, le traitement, letransport et la dispersion dans la forêt(figure 2). Il peut aussi être nécessairede stocker les cendres dans des dépôtsintermédiaires entre ces étapes prin-cipales.En Suède, par exemple, toutes cesopérations sont strictement régle-mentées pour prévenir la formationde lixiviat, à cause duquel la plupartdes nutriments pourrait être enlevéepar l'eau de pluie et dispersée dansdes sols différents des ceux de la forêtd’origine. La quantité recyclée estlimitée en fonction de la qualité dessols, du type du bois extrait et de laquantité de bois qui va rester dans laforêt. La quantité maximale qui peutêtre recyclée dans le cas d’enlèvementdu bois et de tous ses résidus est 3tonnes par hectare pendant le tempsde croissance d’un arbre (50 ou 60ans). Cette quantité est limitée à 2tonnes dans le cas d’enlèvement detiges et d'écorces.Les cendres recyclées ne doivent pasêtre trop solidifiées et agglomérées
pour faciliter l'épandage et la disso-lution lente pendant 5 à 25 ans et laconcentration en substances nutri-tives et métaux lourds est strictementréglementée.Les cendres recyclées doivent être sta-bilisées par addition d'eau et ensuitesolidifiées. Cela se fait par :- auto-solidification qui comprend unbroyage mécanique à la dimensionsouhaitée, la dispersion uniforme surle sol, l'addition d’eau et la compres-sion ;- granulation : dans des installationsfixes de compactage ou roulage eten présence d’eau, cette technique estla plus adaptée aux petits gisementsde cendres et donne un produit quiprésente un temps de lixiviation assezélevé.Pour maximiser la rentabilité écono-mique du recyclage, il faut essayerd'utiliser des équipements déjà exis-tants sur place qui nécessitent desadaptations minimales, par exempledes camions avec plateformes échan-geables ou des tracteurs avec des dis-positifs de dispersion (figure 3). Dansles sites isolés ou à accessibilitéréduite, il est possible d’utiliser deshélicoptères mais les coûts sont troisfois plus élevés.Le coût de la mise en décharge a aug-menté suite aux dispositions envi-ronnementales et à la taxe sur la miseen décharge. À l'heure actuelle, lecoût varie de 68 à 114 euros partonne, taxes comprises. En Suède lescoûts de recyclage des cendres enforêts se montent en moyenne à150 euros/ha, soit de 50 à 75 euros
pour une tonne.En conclusion, compte tenu des coûtsde stockage et des avantages pour lespropriétaires de forêts et de chauffe-ries, cette option semble de plus enplus prometteuse. �
CONTACT :Enrico BENETTO, Emil POPOVICIEcoInnova sasEnvironment Parkvia Livorno 6010144 [email protected]@ecoinnova.it
Figure 3 : Pour une dispersionéconomique descendres, on utilise du matériel déjàexistant.
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ENVIRONNEMENT CENDRES
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Figure 2 : le recyclagedes cendres est un bonexemple d'écologieindustrielle car c'est un circuit fermé et auto-alimenté.
