Basée sur une vrai étude sur la filière paille construction en Bourgogne Franche Comté
Qu’est ce que la biomasse, quels sont les enjeux autour de la biomasse. La biomasse est un concept peu connu et assez surprenant par rapport à nos manière de pensée habituelle. Par exemple la faune sauvage n’existe pas dans la biomasse. En effet dans biomasse il y a masse, et la faune sauvage ne pèse rien. A contrario on peut dire que l’essentiel de la biomasse animale en France est celle des vaches laitières, autour de 50%. Avec le reste des vaches elles constituent 80% de la masse animale. Les milliards de poulets à côté pèsent bien peu.
De manière intéressante à l’échelle mondiale la masse des hommes est à peu prés équivalente à celle des fourmis, deux espèces hyper-sociales et avec une « réussite » évolutive certaine ce qui n’est sans doute pas fortuit.
Cette « masse » de bio présente un enjeu très fort pour la transition écologique. C’est bio donc « renouvelable » et décarboné. Cependant ça contient du carbone qui peut se substituer à nos ressources fossiles pour la chimie et les matériaux. Et la masse peut nous fournir de grande quantité d’énergie décarbonée.
Cependant il s’agit d’être vigilant. Cette biomasse a déjà ses usages, avec l’exploitation forestière et l’agriculture.
Nous présenterons les enjeux à travers la filière paille qui est à la fois simple pour une présentation pédagogique mais assez compliqué pour présenter l’essentiel des enjeux.
La filière Paille
Sur ce diagramme nous représentons les usages de la paille depuis la production jusqu’à son utilisation. Nous y distinguons plusieurs zones qui permettent de décrire les principales notions liées à la biomasse.
Rendement biomasse / rendement produit
A gauche nous avons justement la biomasse qui est une notion finalement assez inhabituelle. Ce qu’on connait c’est le produit (Le nœud grains ici). Quand on entend parler de rendement Il s’agit du rendement du grain disons pour le blé entre 60 quintaux 80 quintaux . Hors ici on va considérer l’ensemble de la biomasse c’est-à-dire grain + tiges et on pourrait aussi considérer les racines. Et notre rendement ici il va plutôt être entre 120 et 160 quintaux à l’hectare réparti entre grain et paille.
Coproduits
Et dans le vocabulaire lié à la biomasse on parle pour la paille de co-produits, le « co » signifiant que le but premier de la production de biomasse n’est pas la production de paille mais bien la production de grain.
Le coproduits a deux devenir, il peut rester au sol, soit à travers le chaume qui est la partie non coupée ou soit de la paille coupée que l’on laisse au sol. Ici on introduit la notion de durabilité, c’est-à-dire qu’on ne veut pas que la culture appauvrisse les sols et il s’agit d’assurer de suffisamment de matière organique retourne au sol pour maintenir la fertilité du sol l’année suivante.
Usages traditionnels
Enfin sur la droite du diagramme nous avons la notion d’usage traditionnels qui dans le cas présent est l’usage de la paille en litière pour les animaux qui finit en fumier.
Le gisement durablement disponible
Enfin nous pouvons introduire la notion de gisement durablement disponible, qui est le solde de la paille disponible une fois que les objectifs de durabilité et les usages sont traditionnels sont satisfaits, et qui peut être mobilisé pour de nouveaux usages, en particulier ici pour la construction en paille.
Ainsi nous avons présenté ici les principaux notions autour des enjeux de biomasse: Biomasse, produits, coproduits, durabilité, usages traditionnels et enfin usage nouveaux.
Applications
Dans la suite nous présentons un exemple de calculs inspiré d’une étude réelle pour répondre à la question de la disponibilité de la ressource (calcul du GDD) et les raisons possibles de ses variations. Relativement au diagramme précédents deux quantités sont connus, la quantité de grain produite, et le cheptel bovins qui est indirectement lié à notre schéma. C’est pourquoi nous ajoutons dans notre diagramme une branche de calcul qui va de cheptel à litière.
Les données sont d’une part variable d’une année sur l’autre et d ‘autres part notre connaissance sur la quantité de fumier produite par vache étant incertaine, plusieurs hypothèses sont possibles. Enfin l’usage envisagé est la construction en paille et nous considérons qu’une maison en paille nécessite en moyenne 10 tonnes de paille.
Nous complétons ces données par des hypothèses sur la quantité de paille produite par tonne de grain et la quantité qui est laissée au sol. Nous donnons aussi la composition en paille du fumier.
Avec ces informations nous pouvons réaliser un calcul déterministe pour nos deux années et deux hypothèses sur la production de fumier.
Résultat : GDD pour 2010, hypothèse 14 t fumier / bovin
Résultat : GDD pour 2015, hypothèse 14 t fumier / bovin
Résultat : GDD pour 2010, hypothèse 9 t fumier / bovin
Résultat : GDD pour 2015, hypothèse 9 t fumier / bovin
Analyse des résultats
Ces calculs mettent bien en exergue que nos résultats sont très variables à la fois pour des causes « réelles » de bonne ou mauvaise récolte d’une année sur l’autre mais aussi pour des causes de « connaissances » incertaines. On voit bien que selon nos hypothèses notre gisement est positif ou négatif en 2015.
Filière paille : recyclage
Le modèle présenté est bien sur simplifié. Notamment il n’y a pas de retour au sol du fumier ou même du digestat d’un méthaniseur qui aurait utilisé le fumier. Le diagramme suivant montre comment le diagramme se complexifie avec ses deux usages. On voit ainsi apparaitre des stratégies alternatives de retour au sol, retour direct, retour par le fumier, retour par le digestat.
A retenir sur la filière paille pour la construction
La construction d’une maison nécessite en paille ce que consomme trois vaches annuellement en litière. On peut aussi comparer sur la durée de vie d’une vache (8 ans), sa consommation de litière correspond à la quantité de paille pour construire 2 ou 3 maisons. En considérant qu’en Bourgogne Franche Comté il y a 700 000 vaches cela donne déjà une indication du potentiel.
Concrètement selon Arvalis-Elba en 2015 la paille durablement disponible en BFC était de 332 k tonnes soit 33 000 maison en paille de 100m2 (10t de paille/maison)
En Bourgogne Franche Comté sur un an en 2019 13 300 logement ont été autorisés ce qui signifie que même dans le cas le plus extrême d’une construction généralisée en paille la ressource en paille serait suffisante pour couvrir les besoins. Bien sur dans ce cas extrême il ne s‘agirait plus d’un gisement durable dans la mesure ou cet usage serait en concurrence avec la litière et le retour au sol.
En conclusion la quantité de paille pour la construction sera toujours infime par rapport au quantité de paille pour la litière. Les ordres de grandeurs sont sans comparaison, pour l’un on parle en milliers tonne et l’autre en millions de tonne.
Conclusions
Cet exemple sur la paille a permis de bien mettre en évidence les notions et enjeux autour de la biomasse que l’on va retrouver avec le bois par exemple.
- Manifestement la paille est une ressource « bio » et massive.
- L’importance des co-produits: C’est un co-produits associé à un produit principal qui est le grain. Nous ne produisons pas de la paille pour soi.
- Des données peu précises: D’un point de vue « donnée » la paille n’est pas mesurée comme le grain et on doit dériver ses quantités de celle du grain moyennant des hypothèses.
- Durabilité: Il y a un enjeu de durabilité autour de la paille car elle est un des vecteurs principal du retour de carbone au sol.
- Concurrence d’usage: Il y a une concurrence avec les usages traditionnels en particulier la litière pour l’élevage.
- De nouveaux usages: par rapport aux usages traditionnels de nouveaux usages de la paille existe pour la construction ou l’énergie avec les méthaniseurs.
L’ensemble de ces considérations existent sur bien des filières biomasse (pensons au bois énergie par exemple). Il s’agit toujours de calculer un gisement, de produits ou sous produits pour lesquelles généralement nous avons peu de données, de prendre en compte les usages traditionnels et leur rôle pour la durabilité et les stratégies bas carbones.