Si du bois brûle, l’humanité pleurera

1- Les risques de pollution par la combustion

La pollution est due essentiellement aux excès d’oxydes d’azote (NOx) et de microparticules (PM : PM10 et PM2.5 selon leur diamètre en microns). Or le chauffage par combustible (bois ou fioul) est responsable de la moitié des particules et beaucoup plus en hiver.

D’où les recommandations d’ATMO-AuRA (ex Air Rhône-Alpes) qui sont :
– éviter les chauffages d’appoint au bois,
– éviter de brûler des déchets verts,
– éviter les foyers ouverts au profit de foyers « flamme verte »,
– entretenir l’appareil de chauffage et sa conduite.

Cependant, la fumée qui sort d’un foyer fermé aux meilleures normes « flamme verte 7* » émet 1000 fois plus de PM10 (30mg/m3) que le taux accepté dans l’air (moins de 50mg/m3 pour l’Union Européenne, 20mg/m3 conseillés par l’OMS, 20 μg/m3 pour les PM2.5). Donc, en hiver, même avec seulement 8% de logements chauffés au bois (selon l’ALEC), dès que le vent faiblit, la pollution grimpe pour atteindre 5 à 10 fois les seuils.

Selon une statistique de l’OMS, la pollution fait environ 48 000 décès prématurés en France soit, par une règle de 3, de l’ordre de 1000 décès dans la Métropole. En ville, l’abandon du chauffage au bois permettrait sans doute de réduire de moitié environ les décès prématurés imputables à la pollution par les particules, qui se chiffrent en centaines.
Et pourtant, pour alimenter le chauffage collectif de la ville, la ville de Lyon vient de construire la centrale de Surville de chauffage par pyrolyse du bois, avec des filtres bien moins efficaces que ceux de l’incinérateur de Gerland.

2- La combustion du bois est aussi une menace pour l’humanité

La neutralité Carbone en 2050 est l’objectif vertueux que l’écologie nous recommande d’atteindre, pour éviter l’emballement du réchauffement climatique.
Or, contrairement à l’opinion répandue, la combustion du bois émet du CO2, gaz à effet de serre qui contribue au réchauffement et donc au dérèglement climatique.

La forêt n’absorbe-t-elle pas du CO2 ?

Les arbres repoussent, absorbent le CO2 transformé en bois, de 400 à 1000 kg/m3 à l’abattage. Les forêts européennes contiennent de l’ordre de 25 à 90 tonnes de carbone à l’hectare. Cela semble idéal pour pouvoir émettre un peu de gaz à effet de serre. Pourquoi n’est-ce pas neutre ? D’ailleurs l’ADEME propose une aide (Air-Bois) à l’acquisition par les particuliers de foyers fermés à haute performance environnementale.

Hélas, l’écologie n’est pas une science aussi simple.

La composition chimique du bois, qui varie peu selon les essences, est la suivante :
– carbone 50% (41,9% à 51,6% selon Patrick Vallet EN Génie Rural des Eaux et Forêts)
– oxygène 42%,
– hydrogène 6%,
– azote 1%,
– matières minérales 1%.
Un arbre coupé a absorbé environ 1,7 fois son poids de CO2, (entre 700 et 1700 kg de CO2/m3), ceci en 80 ans en moyenne, soit entre 20 et 45 kg CO2/an par m3. Mais c’est 2 à 3 fois plus de carbone, en comptant les racines restées dans le sol et les feuilles ou les épines tous les ans. Pour compenser les émissions de gaz à effet de serre annuelle d’un français, il faudrait que l’année de sa naissance on ait planté 365 arbres (un par jour de l’année).
Un français émet par jour autant de CO2 qu’en stocke un arbre par an.

Le CO2 n’est pas absorbé par les forêts primaires

Une forêt primaire n’est pas exploitée par l’homme. Est-ce que les forêts primaires équatoriales ne pourraient pas absorber notre CO2 émis ?
Que se passe t-il quand le bois meure ? Dans une atmosphère chaude et humide, comme au carbonifère, le bois se transformait en charbon, qui piège le CO2. Actuellement elles transfèrent peu de matériaux organiques dans les sols profonds. Une faune très variée mange le bois, pour transformer son carbone en CO2. Cette hypothèse posée par Eugène Odum dans les années 1960 est que ces forêts sont à l’état d’équilibre, c’est-à-dire émettent autant de CO2 qu’elles en absorbent. Des recherches plus approfondies ont montré qu’une petite part est quand même stockée dans le sol.

Une forêt inexploitée n’absorbe pas de CO2, à taux de CO2 atmosphérique constant !
Cependant, si la concentration en CO2 augmente, comme actuellement, la forêt peut stocker une partie du surcroît. Le drame c’est quand la forêt brûle comme en Amazonie, en Australie ou ailleurs, car elle libère brutalement son CO2, qu’elle mettra près d’un siècle à absorber.

Comment exploiter la forêt pour qu’elle absorbe vraiment du CO2 ?

Mais lorsque l’arbre arrive à sa limite d’âge (50 ans pour certaines espèces et plusieurs milliers d’années pour d’autres), l’exploitation de la forêt consiste à le couper pour éviter qu’il pourrisse sur place et surtout parce qu’on peut en tirer profit.
Il convient donc d’exploiter la forêt pour la débarrasser des arbres morts ou en fin de vie.

Pourquoi il faut éviter de brûler du bois ?

Le bois est une énergie renouvelable, le brûler n’est-ce pas neutre ?
La forêt qui repousse ne compense-t-elle pas le bois brûlé ?
D’ailleurs l’ADEME a instauré une prime air-bois, pour inciter à l’achat de chaudière à bois. La combustion du bois représente seulement 2,6% des énergies émettant du CO2[1]. Ne faut-il pas l’utiliser pour remplacer d’autres combustibles ?

En négligeant le CO2 émis pour planter les arbres, entretenir la forêt, couper les arbres et transporter le bois, la neutralité est vraie sur une longue période. Mais en réalité, la combustion émet du CO2 immédiatement, alors que la repousse du même lopin de forêt s’étale dans le siècle suivant. Alors qu’on vise la neutralité carbone pour 2050, quelle part du CO2 du bois brûlé auront émis les arbres replantés ?

Jusqu’ici, on pensait que les vieux arbres absorbaient moins de CO2. Une étude menée par près de quarante chercheurs, portant sur 80 années, sur 670.000 arbres, de 403 espèces différentes de tous les continents a révélé qu’au contraire ce sont les spécimens les plus vieux et donc les plus grands qui absorbent le plus de CO2. Donc, il ne faudrait abattre les arbres que le plus tard possible ou utiliser du bois mort !
Dans le diagramme suivant, la courbe verte figure la progression croissante du CO2 absorbé par an et la surface pleine, le cumul du CO2 absorbé en fonction de l’âge de l’arbre.

Dans 30 ans, la combustion du bois aura émis, 6 fois plus de CO2 que la quantité absorbée par les arbres replantés, C’est donc une très mauvaise solution pour viser la neutralité carbone.

[1] La moitié des 22% de renouvelable des 20% de calories émises par le résidentiel + des 4% des calories issue du renouvelable dans le tertiaire (10%).

Devrait-on augmenter les forêts en France ?

La France compterait environ 12 Milliards d’arbres (200 t/ha), pour 60 Millions de Français, soit 200 arbres par Français de tous âges, dans des forêts majoritairement exploitées.
A émissions constantes, pour absorber plus de CO2, ne devrait-on pas accroître les surfaces de forêt ?
Pour atteindre la neutralité carbone, il faudrait tripler la surface boisée ?

L’analyse de l’occupation du sol français montre qu’il n’y aurait plus que de la forêt en France !
Et si l’on remplaçait, au moins l’élevage (herbage + fourrage), puisque les ruminants émettent du méthane ?
Or, ce qui compte n’est pas la totalité de ce que la forêt absorbe, mais ce qu’elle absorbe « en plus » de ce que la végétation remplacée absorberait.

Le graphique ci-dessus montre que :
Si la forêt remplaçait les prairies, l’essentiel du stock de carbone étant contenu dans le sol, le bilan du stock de carbone à l’hectare serait du même ordre de grandeur que celui d’une forêt tempérée et même plutôt défavorable.
Il n’est guère envisageable de remplacer un sol agricole par de la forêt et de plus, le bénéfice ne serait guère positif.
Planter de arbres n’engendre un surcroît d’absorption de CO2 que s’ils remplacent des jachères  (1% des sols) ou du bitume.

Pour absorber plus de CO2, il est illusoire d’imaginer d’accroître la surface de nos forêts françaises.
La science nous démontre même le contraire !

Un surcroît de forêts en France contrecarre guère le réchauffement global !

Les arbres apportent un bienfait rafraîchissant aux personnes qui se mettent à l’ombre dessous. De plus, ils diminuent localement la sécheresse de l’air.
Mais qu’en est-il globalement pour la planète ?

Le pouvoir réfléchissant moyen de la Terre (son « albédo ») est (avec l’effet de serre) un facteur déterminant de la température terrestre. Plus l’albédo est élevé, plus l’énergie solaire est réfléchie vers l’espace, sans chauffer le sol. Une variation de 1% de l’albédo moyen, engendre une variation de la température moyenne de l’air au niveau du sol de +/- 0,75°C environ. C’est-l’équivalent de la variation qu’a déjà provoqué l’accroissement des émissions de gaz à effet de serre. Or une forêt a un albédo de seulement 5 à 15% alors qu’une terre agricole avec un albédo de l’ordre de 25% réémet beaucoup plus de chaleur.
Planter des arbres sur une terre agricole, diminuant la réflexion de la surface par la terre, accroît le réchauffement en absorbant d’avantage d’énergie qu’avant !

Des chercheurs on établi une carte du monde qui indique, selon la région du monde, les zones (de couleur froide) où le stockage de CO2 l’emporte sur la diminution de l’albédo et les zones (de couleur chaude) où c’est l’inverse. Plus de forêts à la place de terres agricoles réchauffe alors la surface… Que voit-on sur ce planisphère ?
En France, remplacer des terres agricoles par des forêts accroîtrait le réchauffement planétaire !

Effet net du remplacement de cultures par des forêts de conifères, en « équivalent émissions de carbone à l’hectare ».
Dans les zones de couleurs bleues, accroître la forêt participe au réchauffement .
Source : Betts, Nature, 2000

Part du CO2 émis par le bâtiment

3) Comment se chauffer pratiquement sans émettre de CO2 ?

Le résidentiel et le tertiaire émettent 30% du CO2 (en Rhône Alpes). Les sources énergétique du chauffage, émetteur de CO2 sont le gaz (28%), le fioul (13%, 2 fois plus émetteur par calorie et le bois (22%, encore plus émetteur).

En France, (et en Suède, Suisse, Norvège…) sur le cycle de vie des unités de production, la quantité de CO2 émise par kWh électrique d’origine hydraulique ou nucléaire est de l’ordre de 10g/CO2 par kWh. De plus, la plupart des installations de production existantes peuvent rester opérationnelles jusqu’en 2050 et ont déjà émis leur CO2. La quantité marginale de CO2 émise en fonctionnement par une centrale nucléaire est limitée à 4g de CO2, et celle émise par une centrale hydraulique est nulle.
Un inconvénient de l’électricité, c’est que les 2 tiers de la chaleur est émise à la source dans les réfrigérants des centrales. C’est pourquoi le coût du chauffage par radiateur est plus élevé que celui du chauffage au gaz, au fioul ou surtout au bois.

Un chauffage aussi économique qu’écologique consiste à remplacer les radiateurs par des climatisations réversibles. Les climatisations ont d’importants avantages :
des émissions de CO2 négligeables,
– un coût de fonctionnement compétitif, équivalent à celui du bois,
– 3 fois moins de consommation d’électricité, comparativement aux radiateurs,
– réduire les effets du réchauffement climatique, en été.
L’effet de serre ou de destruction de la couche d’ozone de leur frigorigène n’existe plus avec les normes actuelles.
Certes, le coût d’investissement est plus élevé, mais le retour sur investissement est généralement inférieur à 10 ans, ce qui est acceptable dans une construction.
La généralisation du chauffage par climatisation réversible :
– éviterait environ les 30% des émissions de CO2 par le chauffage,
– engendrerait donc une économie des 2/3 de l’électricité consommée pour le chauffage des logements, soit 9% de l’énergie électrique.

Cela suffirait pour alimenter en électricité un parc de voitures individuelles rechargeables s’élevant à près de 20% du parc total des voitures et véhicules légers, ce qui devrait se produire dans moins de 10 ans, si la fiscalité continue de favoriser la conversion du transport thermique à l’électrique. Puisque les poids lourds pénètrent peu en ville, cela permettrait, en conséquence, de réduire de 40% la pollution urbaine par les oxydes d’azote et de 20% la pollution par les microparticules.

4)  Que faire des arbres coupés ?

Pour éviter le réchauffement climatique, pourquoi ne pas utiliser le bois comme matériau de construction ?

En effet, la construction de bâtiments en ciment émet énormément de CO2.

Le ciment est fabriqué à partir de calcaire, mélange de carbonate de calcium (CaCO3) et un peu de magnésium (MgCO3). En chauffant les roches à plus de 1450°C, on obtient la réaction : CaCO3 ⇒ CaO + CO2. Le CO2 généré (44% du poids) n’est, en général, pas encore récupéré. La chaux (CaO, 56% du poids) mélangée à un peu d’argile sert à fabriquer le ciment. En conséquence une tonne de ciment émet ainsi 656 kilos de CO2 (selon Lafarge Holcim).
Donc la fabrication du ciment génère un poids de CO2 égal à 60% de son poids.
D’ailleurs, 12% du CO2 émis par l’industrie provient de la fabrication du plâtre et du ciment. Indiquons cependant que, durant la longue vie du béton, un peu du CO2 émis sera capté.

Or il est possible de construire des maisons et des immeubles d’au moins 7 étages en bois et en terre, à la place des matériaux classiquement utilisés en construction (ciment et plâtre), peu écologiques. L’école d’architecture lyonnaise a ainsi réalisé un projet prototype (Terra Nostra) pour démontrer la faisabilité de l’usage du bois pour construire un immeuble (6 étages environ) sobre en CO2.

Utilisé en construction, à la place du ciment (5 fois plus dense que le bois), le bois évite donc d’émettre environ 5 fois son poids de CO2.

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