REPÈRES

L'UTILISATION ÉNERGÉTIQUE DU BOIS AUJOURD'HUI

I - Les métiers de la forêt et du bois

Du bûcheron au menuisier, l'exploitation et le travail du bois offrent de nombreux emplois spécialisés qui s'exercent en forêt et dans le secteur industriel ou artisanal.

Les bûcherons
La plupart du temps, ils travaillent à leur compte comme entrepreneurs de travaux forestiers. Ils choisissent avec soin la place d'abattage - l'endroit où l'arbre va tomber - pour ne pas abimer semis et arbres voisins. Puis ils pratiquent, du côté choisi pour la chute de l'arbre, une entaille d'abattage, avant de scier la partie restante du tronc. Ils utilisent, depuis les années 1950, des tronçonneuses à moteur, pratiques et maniables, et une serpe pour couper les branches fines. Mais l'abattage demeure une opération délicate comportant des risques d'accidents.
Les résineux montagnards sont abattus l'été, la neige interdisant l'abattage en hiver. En plaine, les feuillus sont abattus l'hiver, période pendant laquelle ils sont hors sève et dépourvus de feuilles. La prise au vent est plus faible et ils sont moins lourds ce qui permet de diriger plus aisément leur chute.
Une fois l'arbre coupé, les bûcherons le façonnent. L'ébranchage consiste d'abord à séparer toutes les branches du tronc à l'aide d'une tronçonneuse, afin d'obtenir une grume. Celle-ci est ensuite tronçonnée en billes et les branches en rondins de même longueur. Si elles ne servent pas à faire des fagots, les ramilles sont abandonnées sur le parterre de la coupe.

Les conducteurs de machines d'exploitation forestière
Ils exécutent des travaux d'abattage, mais surtout de débardage avec des engins forestiers.
Le débardage consiste à déplacer à travers le sous-bois l'arbre coupé et façonné de son lieu d'abattage à un endroit accessible aux engins de transport. Dans les régions montagneuses, on pratique le lançage, mode de débardage qui consiste à laisser dévaler les troncs le long de la pente. Peu coûteux, il abîme cependant les bois. Dans les forêts dépourvues de chemin d'accès et au relief accidenté, on installe un système de câbles, qui joue le rôle d'un téléphérique. Silencieuse, cette méthode est bien adaptée aux réserves animales. Les tracteurs articulés, conçus pour remorquer les grumes à même le sol, règnent partout ailleurs. Les tracteurs porteurs se chargent des rondins.
Une fois débardés, les bois - rondins ou grumes - sont déposés au bord des routes forestières. Ils sont chargés sur des camions, les grumiers, également nommés fardiers, camions équipés d'une grue hydraulique facilitant le chargement. Les bois sont ensuite transportés vers leur lieu d'utilisation : parcs à grumes de scieries, zones de stockage des usines papetières ou de transformation du bois.

Les scieurs
Ils coupent et débitent le bois selon les produits souhaités. Ils travaillent sur des bancs de scie, réglés en fonction de la qualité des grumes.

Les conducteurs de machines-outils à bois
Ils usinent les éléments destinés à fabriquer charpentes, meubles, fenêtres, portes. Ils assurent la conduite et l'entretien des outils.

Les techniciens du bois
Ils interviennent dans les multiples secteurs de la filière bois.
Ils peuvent être chargés de l'approvisionnement des scieries. Ils recherchent alors les coupes, apprécient les volumes et la qualité des bois, conduisent les achats et organisent les chantiers d'exploitation.
Dans les industries de première transformation du bois, ils conduisent la production et interviennent dans les différentes étapes du processus de transformation (sciage, séchage, élaboration des matériaux dérivés).
Les techniciens du bois exercent aussi dans le secteur de la construction et du bâtiment (charpentes, ossatures, agencements, menuiserie...). Ils mènent les études, assurent l'approvisionnement en matériaux, dirigent des chantiers.
Ils peuvent enfin intervenir dans le secteur de l'ameublement pour réaliser des études, suivre les processus de fabrication et assurer des fonctions commerciales.

Les ingénieurs du bois
Ils organisent le travail d'équipe, surveillent et développent des actions dans le secteur du bois et de l'ameublement. Ils sont amenés à travailler sur le terrain (exploitation forestière) ou dans les industries du bois.

Les artisans
Après un diplôme d'État, les jeunes peuvent s'installer comme artisans charpentiers, ébénistes ou menuisiers. Ils peuvent aussi devenir compagnons du devoir en suivant une formation longue fondée sur un perfectionnement acquis de lieux en lieux.

II - Les affouages

En ville, l'utilisation du bois comme moyen de chauffage n'est pas facile car il nécessite des quantités importantes de bois engendrant des problèmes d'approvisionnement et surtout de stockage.
Dans les villages, un feu dans une cheminée un soir d'hiver procure d'agréables sensations mais si l'on veut chauffer toute la maison uniquement avec ce type de combustible, il faut se procurer des quantités non négligeables de cet élément énergétique.
Actuellement encore, dans de nombreuses communes forestières, le moyen le plus évident et le moins coûteux pour se chauffer est de se procurer des affouages.
Beaucoup de communes sont actuellement propriétaires de forêts. L'origine de ces propriétés communales est souvent le résultat d'une longue histoire qui peut remonter pour certaines au XIIe siècle.
En effet, à cette époque et bien plus tard aussi, ces forêts appartenaient à de riches propriétaires mais les habitants des villages avaient obtenu des droits d'usage : prélèvement de bois de chauffage et éventuellement de bois d'œuvre. Progressivement, certains de ces domaines sont passés, de gré ou de force, dans les domaines communaux au cours des temps mais une tradition est restée : les habitants ont conservé le droit à l'affouage, c'est à dire la possibilité de prélever du bois pour leur propre chauffage.
Un massif communal est divisé en plusieurs coupes qui seront exploitées au fil des années. Le passage se fait en général dans une forêt exploitée en taillis sous futaie tous les 20 à 25 ans.
Il suffit donc de posséder une surface suffisamment grande pour pouvoir traiter une coupe chaque année. La surface nécessaire est au minimum de 70 ha exploités chaque année pour environ 70 affouagistes. On doit donc doter la forêt d'un plan d'aménagement à long terme qui est négocié entre la commune et l'ONF (Office National des Forêts) qui, par la loi, gère les forêts communales.
Avant d'exploiter la haute futaie, pour vendre les différents fûts des arbres, il est bon de dégager le taillis qui s'est développé sous ces nobles tiges. C'est à ce niveau que l'affouagiste intervient en supprimant ce taillis et lorsque l'exploitant forestier a dégagé les fûts des arbres vendus, l'affouagiste peut récupérer les houppes ou "têtes" des arbres, encore un bois précieux pour le chauffage.

L'affouage qui est en fait, une jouissance en nature de produits ligneux, est un avantage économique certain pour les habitants d'une commune propriétaire d'une forêt. Chaque habitant peut, en tenant compte des données précédentes obtenir entre 10 à 15 m³ de bois chaque année. Cette quantité peut permettre au propriétaire d'un pavillon d'assurer la plus grande partie de son chauffage hivernal d'où la réalisation d'une économie substantielle.
De plus, la pratique de l'affouage responsabilise l'individu et maintien un lien entre les ruraux et leur forêt. Ils se sentent impliqués à long terme dans la gestion de leur patrimoine forestier, celui qu'ils ont reçu et qu'ils transmettront. L'affouage contribue à maintenir un espace de vie sociale dans les communes rurales.
L'affouagiste a donc des droits dans "sa forêt" mais il a aussi des devoirs. Il doit respecter le règlement d'affouage : préservation des brins d'avenir qui seront nécessaires au renouvellement de la forêt et au maintien de sa diversité. Il doit laisser un lieu propre et sans trace de "civilisation" : bidons, bouteilles, objets divers. Il doit prendre conscience des facteurs écologiques prépondérants de la forêt. Autrefois, il brûlait les branchages inutiles, maintenant, il comprend qu'en laissant pourrir sur place ces rémanents, il favorise le développement d'humus et chaque tas de branchages, avant qu'il ne disparaisse est une véritable niche écologique. Certains affirment néanmoins que le brûlage amène des quantités appréciables d'éléments minéraux dans le sol. C'est exact, mais en réalité, l'apport est trop brutal et une quantité non négligeable est entraînée par les eaux de ruissellement d'où un appauvrissement du milieu. Par contre, lors d'une décomposition naturelle des éléments abandonnés, le retour des minéraux vers le sol se fait lentement.
Dans les sous-bois exploités par les affouagistes ou par les agents de l'ONF, on ne doit pas s'étonner de trouver quelques arbres secs ou pourrissants. Ils ont été laissés en place volontairement car ils constituent l'habitat naturel de nombreux insectes contribuant ainsi au nourrissage des oiseaux et à leur maintien dans le milieu.

Arbre cassé réservé aux oiseaux
© Jean-Pierre BOUET

La gestion de la forêt évolue donc avec les besoins de la société. Autrefois, uniquement considérée comme une source de revenus et un moyen de chauffage, la forêt et le bois font toujours partie de notre patrimoine forestier mais aussi aujourd'hui de notre patrimoine naturel et culturel. La gestion actuelle permet d'y favoriser une sylviculture de qualité, une diversité de la faune et de la flore. Le maintien de l'affouage permet au citoyen de s'y impliquer.

III - Le charbon de bois : fabrication et utilisations

Une fabrication industrielle
La carbonisation du bois correspond à un savoir-faire très ancien. Le principe consiste toujours à laisser le bois se consumer lentement en l'isolant sous la terre ou dans une gigantesque "marmite". La combustion, privée d'air, est incomplète et permet de récupérer, non pas des cendres, mais du charbon de bois.

En France, de nos jours, la carbonisation du bois est effectuée selon le procédé primitif des meules, soit dans des appareils portatifs ou fixes, mieux adaptés aux nécessités d'une production rationnelle. En effet, depuis la fin du XIXe siècle, sont apparus divers genres de fours de carbonisation en briques, de forme rectangulaire ou hémisphérique. D'autres types de fours, en métal ou en blocs de béton peuvent aussi servir à la carbonisation. Dans ces fours, les bûches sont empilées très serrées. On compte de dix à quatorze heures pour le chargement et de cinq à six jours pour la cuisson. Le refroidissement d'un four rectangulaire prend de deux à trois jours de plus que celui du four hémisphérique.

Les fours actuels, de type cornue ou tunnel, à production continue, fonctionnent entre 300 et 400 °C et donnent un charbon de bois de qualité homogène. Contrairement aux méthodes anciennes, qui laissaient échapper les sous-produits de la carbonisation, les techniques modernes permettent leur récupération. Ainsi, la carbonisation du bois fournit, d'une part, un combustible très léger qui brûle sans flammes, non polluant et exempt de cendres. Il fournit d'autre part des gaz combustibles utilisables industriellement et des liquides dont on peut extraire l'acétone, l'alcool méthylique, l'acide acétique.

Résultats de la carbonisation : moyenne en poids
              charbon de bois = 30 %
              gaz combustibles = 25 %
              goudrons = 5 %
              pyroligneux = 35 %

Des utilisations dans l'industrie
Le charbon de bois, après un sursaut pendant la Deuxième Guerre mondiale, du fait de l'alimentation des gazogènes, puis un certain redémarrage à la suite des chocs pétroliers de 1973 et 1979, perd inexorablement du terrain et n'est plus guère élaboré comme combustible de chauffage. La France en produit chaque année 600 000 tonnes, l'essentiel de la production provient de l'Allier et du Lot-et-Garonne.

Le charbon de bois sert pour la cuisson des aliments au barbecue. D'allumage facile, de longue tenue de feu, épuré, dépoussiéré, il est vendu au poids ou au volume. Au Canada, il sert au chauffage des wagons ferroviaires.

Sous le nom de charbon actif, il est devenu un matériau de plus en plus technique. Le charbon actif est une matière carbonée dont la structure poreuse est développée grâce à un procédé d'oxydation contrôlée appelée "activation". Les pores ainsi obtenus développent une immense surface, capable d'attirer des molécules, en phase liquide ou gazeuse, selon le phénomène de l'absorption.

Ses utilisations sont très diverses :
              traitement de l'eau (20 % du marché mondial),
              décoloration du sucre,
              purification de gaz (masques à gaz, filtres de cigarettes),
              pharmacie : absorption des gaz intestinaux et facilitation du transit alimentaire,
              alimentation animale (volaille),
              traitement des sols.

IV - Le bois-énergie

Le bois-énergie est constitué des ressources ligneuses d'origine forestière, agricole ou urbaine. Il satisfait environ 14 % de la demande énergétique mondiale. Il représente la principale source d'énergie des pays en développement, mais ne couvre que marginalement les besoins énergétiques des pays développés.

Une utilisation surtout classique
Sa reproduction naturelle fait du bois une énergie renouvelable qui se consomme dans bien des lieux de la planète sans souci de sa gestion. Certaines parties du monde (Asie, Afrique, Amazonie) accusent un déboisement progressif, mais le potentiel mondial reste important. L'accès à d'autres sources d'énergie n'empêche pas les populations d'Europe d'utiliser de grandes quantités de bois, particulièrement dans les régions forestières, ou à proximité des industries productrices de déchets de bois.

Le bois de feu
© Géographie, classe de 2e, Paris, Istra, 1987 - Coll. MAHÉ, Troyes

Aujourd'hui, le bois représente, pour un pays comme la France, une part marginale de l'approvisionnement énergétique. Le chauffage au bois représente 8 à 9 millions de tonnes équivalent pétrole, soit 4 % de la consommation totale d'énergie du pays.
L'utilisation classique de bois de feu non raffiné (bûche, rondin) comme combustible représente plus de 75 % de celle du bois-énergie : 6 millions de résidences principales (30 % des ménages) sont chauffées tout ou partie au bois. Celui-ci représente pour la moitié de ces utilisateurs le moyen de chauffage principal souvent en association avec le fioul, et pour l'autre moitié un mode de chauffage d'appoint. Par ailleurs, près de 350 chaufferies au bois fonctionnent à l'initiative de collectivités locales propriétaires de forêts.
Quatre facteurs au moins déterminent cette utilisation classique :
- le faible prix du bois-énergie, de surcroît souvent auto-produit,
- le chômage qui amène certains personnes à se procurer leur propre énergie,
- les technologies simples et anciennes de l'utilisation du bois,
- la bonne image du bois comme élément de confort et de convivialité.

En Europe de l'Ouest, le bois ne satisfait qu'une faible part des besoins en énergie : 2 % en moyenne.
Certains pays européens développent le recours au bois-énergie. Leur politique repose sur la taxation des émissions polluantes, bénéfique aux énergies renouvelables, sur une aide aux investissements, sur un programme de recherche important, sur une information de la population et sur une abondance des ressources, à l'exception du Danemark. Le succès s'explique aussi par une longue tradition de chauffage au bois et par l'implication du grand public.
En Autriche, près de 300 chaufferies fonctionnent au bois et représentent une puissance thermique de 400 MW. Le bois couvre 13,5 % des besoins énergétiques. En Finlande, les réseaux de chaleur développés grâce à l'abondance des ressources en biomasse-bois, couvrent 45 % des besoins de chauffage. Le bois-énergie assure la fourniture de 14,5 % des besoins énergétiques. Le Danemark développe aussi des réseaux de chaleur fonctionnant au bois et à la paille. Ailleurs, en Espagne, en Italie, en Allemagne, politiques en faveur de la biomasse pour la production d'électricité aidant, des chaufferies importantes sont mises en place. En Italie et en Allemagne encore, ainsi qu'en Grande-Bretagne, sont développées des plantations de taillis à courte révolution (aussi nommés taillis à croissance rapide (TCR). Il s'agit de la culture intensive d'essences améliorées génétiquement, plantées à haute densité et exploitées selon un cycle court (5 à 10 ans) pour produire de l'électricité à partir du bois.

Des utilisations nouvelles encore balbutiantes
Le bois-énergie peut être utilisé comme combustible raffiné par processus thermochimiques (pyrolyse, gazéification), et peut participer aux biocarburants et à la cogénération d'électricité.
Dans le domaine des carburants, le bois-énergie se heurte à la concurrence de la biomasse non alimentaire (amidon, huiles) et au recyclage des déchets permettant d'obtenir du méthanol. Les prix de rachat de l'électricité produite par cogénération à partir du bois sont trop faibles pour favoriser la filière. Celle-ci ne bénéficie d'un dispositif réglementaire favorable qu'en Italie, Allemagne et Grande-Bretagne.

V - Les utilisateurs du bois-énergie : la chauffage urbain

Un exemple : le chauffage urbain de la ville de Vitry-le-François (Marne)
Il n'est pas aisé d'utiliser le bois comme source d'énergie chez un particulier en milieu urbain. Par contre, le bois peut-être employé d'une façon appréciable en chauffage collectif.

La ville de Vitry-le-François
© Vitry Habitat

La ville de Vitry-le-François, dans la Marne, est la première ville en France à posséder une chaufferie originale, importante et novatrice, utilisant comme source d'énergie le bois, ce système étant associé à un réseau de distribution de chaleur.

Comment fonctionne cette chaudière géante ?
Les essences utilisées comme bois-énergie sont essentiellement le chêne et le hêtre sous forme de déchets : sciures humides, copeaux secs, bois déchiquetés sous forme de plaquettes sèches ou humides, bois de rebut comme les palettes, granulés à base de sciure. Ce bois-énergie approvisionne d'une façon automatique trois chaudières de 3,6 mégawatts, 5,4 mégawatts et 6,6 mégawatts soit 15,6 mégawatts qui produisent de l'eau chaude à 90°C.

Les chaudières
© Vitry Habitat

L'eau chaude est véhiculée vers les postes de livraison par trois réseaux de conduits enterrés constitués de tubes d'acier pré-isolés par du polyuréthanne. Quinze kilomètres de canalisations véhiculent ainsi l'eau avec une faible déperdition de chaleur (moins de 0,2 °C au km). 60 000 mégawatts/heures issus de la combustion sont distribués annuellement pour assurer le chauffage de certains secteurs de la ville.
Le stockage du combustible est fait sous des hangars métalliques pour environ 1 200 tonnes soit 3 500 m³ apparents (MAP). Une autre partie du stock se trouve à l'air libre, de l'ordre de 10 500 t (30 000 MAP) correspondant à la moitié de la saison de chauffage.

Stockage sous hangars
© Vitry Habitat

Stockage à l'air libre
© Vitry Habitat

L'approvisionnement se fait pendant 200 jours au rythme de six camions par jour. Les installations sont faites pour fonctionner sans présence humaine continue : elles possèdent une marche automatique surveillée à distance. Toutes les données sont saisies par un ordinateur central qui transmet les ordres nécessaires à une série d'automates qui commandent les différentes phases de la combustion.

Quels sont les avantages de l'utilisation de la biomasse ?
Les émissions de gaz et particules dans l'atmosphère sont réduites. Il n'y a aucune production de soufre et en réalisant une bonne combustion et en utilisant des filtres appropriés on divise par 40 le taux de monoxyde de carbone rejeté dans l'air et par 5 le taux de poussières. Concernant le dioxyde de carbone rejeté, la quantité est égale à celle qui a été prise par la fonction chlorophyllienne du bois lors de sa pousse. Ainsi, tant que l'on ne brûle pas plus que l'on replante, il n'y a aucun apport dans l'atmosphère. On peut dire ainsi que le bois-source d'énergie n'émet pas de dioxyde de carbone dans l'air.
Le bois est donc un combustible naturel, une source d'énergie renouvelable qui peut être substituée aux énergies fossiles avec moins de rejets dans l'atmosphère et pour un coût moins élevé : 1 à 4 centimes d'euro du kw/h pour la chaudière industrielle à 2 centimes d'euro en général (beaucoup d'industries utilisent leurs propres déchets), le coût du chauffage électrique étant d'environ de 11 centimes d'euro.
La production d'énergie par la biomasse à des impacts sociaux. Elle procure trois fois plus d'emploi que celle issue du gaz ou de l'électricité.
Au niveau de l'économie, les énergies classiques sont importées contrairement à celle issue de la combustion du bois. Elle ne dépend pas du cours du dollar et elle assure un développement local par la gestion des déchets issus du bois.
Enfin, l'utilisation de la biomasse contribue à l'entretien des forêts en utilisant les rémanents c'est à dire les bois qui sont abandonnés par l'exploitant du bois d'œuvre.

La chaufferie de Vitry-le-François (Marne)
Elle a été créée sur l'initiative de Vitry-Habitat (Société gérant des HLM) en 1985 et a remplacé 18 chaufferies qui fonctionnaient au fioul. L'idée a germé à la suite du choc pétrolier des années antérieures. A cette époque, les locataires des immeubles payaient plus de chauffage que de loyer. En 1984/1985 le chauffage en monnaie actuelle, pour un appartement de 100 m² était de l'ordre de 1 170 euros par an. En 1999/2000, le chauffage par la biomasse était d'environ 515 euros par an.

Vitry Habitat
11 bis, rue de la Pépinière - BP 32 - 51301 Vitry-le-François Cedex
Tél. 03.26.74.16.98 - Fax. 03.26.74.34.57

Le patrimoine géré par la société est de 4 500 équivalents logements correspondant à des logements, des bâtiments publics (groupes scolaires, services techniques de la ville, serres municipales, centre hospitalier, médiathèque) et des locaux industriels (bureaux, magasins, centre commercial).
Cette chaufferie a été réalisée avec le concours financier de l'État, des collectivités locales, départementales et régionales, de l'ADEME et de l'Europe (programme Feder).

VI - Quel avenir pour le bois-énergie ?

En France, la mobilisation du potentiel supplémentaire (bois des éclaircies, déchets des industries du bois, bois de rebut) permettrait de couvrir 6 % de la consommation et de suivre les directives européennes qui encouragent la production d'électricité à partir d'énergies renouvelables. La part produite par celles-ci n'atteint encore que 15 % pour un objectif à atteindre de 22,1 % en 2010. Dans le cadre d'une politique de développement de l'utilisation du bois-énergie pour des impératifs économiques, sociaux ou écologiques, la consommation de ce dernier pourrait au moins doubler et assurer près de 5 % des besoins énergétiques de l'Union Européenne.

Des handicaps
Le développement de la filière bois-énergie n'a pas été aussi important que l'on aurait pu l'envisager pour plusieurs raisons.
              - la dispersion de la ressource rend sa mobilisation coûteuse : collecte, transport, stockage.
              - le bois-énergie présente des handicaps par rapport aux autres énergies : rendement longtemps insuffisant qui entrave la diffusion de solutions innovantes et écologiquement satisfaisantes, coût d'équipement et d'exploitation plus lourds dans un contexte de prix des énergies fossiles déprimé.
              - les incitations financières et fiscales insuffisantes.
              - la production de bois-énergie n'est pas toujours prise en compte dans les politiques forestières nationales, dominées par la production de bois d'œuvre ou de bois de trituration pour l'industrie.
              - la sous-estimation de la filière bois-énergie entraîne une insuffisance de moyens financiers pour la promotion et la recherche.
              - la crainte de concurrencer l'approvisionnement des papeteries et des usines de trituration freine les initiatives.

Des atouts
Plusieurs arguments permettent de justifier le développement de la filière bois-énergie.
              - l'impact sur l'environnement est assez faible en matière de rejets polluants. Les chaudières récentes émettent beaucoup moins de gaz à effet de serre que les chaudières au gaz ou au fioul. Comparé aux combustibles fossiles, le bois a une très faible teneur en soufre. Contrairement aux énergies fossiles, le bois est une énergie renouvelable sur une durée allant de 5 à 200 ans. Il s'inscrit dans la problématique du développement durable comme les autres énergies renouvelables (solaire, éolienne...).
              - le bois-énergie offre un débouché aux déchets de l'industrie du bois, aux broyats d'emballages perdus (palettes, caisses, cagettes) et aux coupes d'éclaircie nécessaires à une sylviculture dynamique. L'utilisation des sous-produits en permettant une exploitation et une valorisation optimale de la forêt, favorise le maintien du paysage et des autres fonctions écologiques de la forêt : régulation climatique, protection des sols...
               - l'impact sur l'emploi et le développement local se traduit par le maintien et la création d'emplois en milieu rural pour les agriculteurs se diversifiant dans la production de bois-énergie où ils assurent l'exploitation et la transformation du produit bois. Selon des estimations, l'utilisation du bois comme source d'énergie pourrait générer quatre fois plus d'emploi que l'utilisation des combustibles traditionnels.
              - l'évolution des techniques de transformation du bois en énergie est significative en matière de chauffage, avec l'amélioration des chaudières et chaufferies au bois, et de développement de l'hydrolyse et de la gazéification.
              - le gel des terres agricoles permet l'utilisation forestière de millions d'hectares.

Cependant, en dépit de ces atouts, et à moins d'une hausse durable du prix des énergies fossiles, le développement de la filière bois-énergie ne peut se faire qu'au prix d'une volonté forte et constante.