Le bois est plus émetteur de co2 que le charbon. Les émissions seraient à peu prés équivalentes entre le charbon et le bois bûche, le broyage et le séchage rajoutent des émissions supplémentaires qui font que plaquettes et pellets sont sensiblement plus émetteurs (1).
Le co2 est bel et bien émis dans l’atmosphère, pourtant le bois est considéré comme peu émetteur de co2. Ce n’est que par une simple convention de calcul que l’on choisit de ne pas tenir compte des émissions réelles.
Il y a deux façons de justifier cette convention de calcul : « avant la combustion » et « après la combustion ».
« Avant la combustion » :
Il est dit très simplement que les arbres, en poussant, absorbent du co2, le transforment et le stockent. Je dirais, pour simplifier la compréhension, que ce co2 est rendu « prisonnier ».
Quand on brûle du bois, on ne fait que restituer à l’atmosphère la quantité exacte de ce co2 qui avait été capté.
Cela est parfaitement juste ; à ceci prés que c’est exactement la même chose pour les fossiles. Les fossiles, c’était à l’origine du co2 atmosphérique qui a été rendu prisonnier par un long processus. Brûler des fossiles ne fait que restituer à l’atmosphère ce co2. Les fossiles c’est aussi un cycle, qui est juste incomparablement plus long que celui du bois, et donc complètement imperceptible à notre échelle de temps.
Plus généralement, c’est une loi chimique incontournable qui est la même pour tous ces combustibles carbonés : c’est précisément la libération de co2 qui libère l’énergie.
Tous ces combustibles sont donc des réservoirs d’énergie sous forme de « co2 prisonnier ». Et si le co2 n’est pas « prisonnier », il est libéré dans l’atmosphère.
Ce qui importe donc aujourd’hui, avant tout, c’est de laisser ce co2 « prisonnier » autant que possible.
« Après la combustion »
Le réservoir de co2 constitué par le bois a quand même une propriété remarquable : il se régénère à l’échelle de temps d’une vie humaine. En ce sens, la version « aprés la combustion » est nettement plus recevable, puisqu’elle considère qu’après la combustion, les arbres repoussent et absorbent du co2.
Ceci va « compenser » les émissions du bois brûlé, car au bout d’un certain temps il sera « rendu prisonnier » une quantité de co2 équivalente à celle qui a été libérée.
Cette compensation appelle deux remarques :
– La première : il y a un déphasage entre les émissions et leur retour, qui est de quelques décennies.
Le plus souvent il est dit une cinquantaine d’années.
Ce n’est quand même pas tout à fait la même chose ! Et ce d’autant plus que nous sommes en période d’urgence climatique. S’endetter ne serait-ce que sur 50 ans en une telle période peut être qualifié de « solution paradoxale ».
De plus il y a de nombreuses incertitudes sur les hypothèses de base de ce calcul de déphasage. Par exemple :
Vu que toute la croissance de la forêt n’est pas destinée au bois d’énergie, quelle part de la croissance des arbres est affectée au calcul ?
Pendant ce « temps de retour » de 50 ans, nous allons continuer à brûler du bois. Si l’on tient compte de ça, par un calcul simple on peut estimer qu’au bout de 50 ans, c’est seulement 50 % de la quantité totale brûlée qui est retournée sous forme de bois (2).
Ce temps de retour est ainsi très « élastique » selon les hypothèses de calcul retenues. Et ces hypothèses de calcul sont nombreuses et très différentes, parfois évoluent aussi avec le temps…
– la deuxième remarque est un peu moins évidente et pourtant simple.
Une fois émis dans l’atmosphère, les co2 de toutes origines se mélangent. Un arbre qui pousse, à ce que l’on sait (ou que l’on croit savoir !) ne peut pas choisir l’origine du co2 qu’il absorbe. Ainsi l’arbre pousse en absorbant du co2 émis tantôt par du bois énergie, tantôt par du charbon, tantôt par du gaz… bref du co2 global.
Alors que, de fait, cette convention de calcul équivaut à considérer que le bois qui pousse n’absorbe que le co2 émis par le bois énergie.
Ainsi cette neutralité n’est pas une loi scientifique incontournable, et même en plus elle prend des belles libertés avec la réalité des faits.
Pour aller un tout petit peu plus loin dans ce raisonnement, il n’est pas non plus nécessaire de brûler des arbres pour que d’autres (re)poussent.
En d’autres termes, la forêt est un puits de carbone comme les autres : elle absorbe du co2, en émet, et cela que l’on coupe des arbres ou non, qu’on les brûle ou non.
Au delà du déphasage, qui est déjà discutable, c’est purement et simplement la légitimité du calcul de compensation qui peut être remis en cause.
Et c’est largement le cas : de nombreux scientifiques partent en croisade contre ce calcul.(3)
La contestation vient d’outre-atlantique : chez eux, avec leur rituel temps d’avance sur la mode, l’intensification de l’exploitation des forêts à des fins énergétiques commence à faire des dégâts sensibles. Et l’opposition monte avec l’indignation.
Ceci met le doigt sur l’enjeu écologique du problème. Non seulement le bois est, potentiellement, le combustible le plus polluant, mais en plus, il est à l’origine vivant. C’est à dire que les arbres, et plus généralement la forêt, ont un rôle direct sur le climat qui est certainement bien au-delà du simple stockage de co2. Par exemple, un arbre régule sa température en période de forte chaleur. (4) Qui n’a pas remarqué que sous un arbre il faisait providentiellement frais en été ?
Finalement, la vraie question devrait plutôt être : comment brûler des forêts peut-il être neutre pour l’environnement ?
Le bois étant aussi un matériau de construction, la comparaison du bilan co2 de cet usage avec celui du bois énergie s’impose(5).
Pour faire du bois d’œuvre, il faut récolter le bois, le sécher, le transformer en planches ou en poutres. Toutes ces opérations émettent du co2, et le paradoxe est que ces opérations sont aussi nécessaires pour le bois d’énergie industriel, plaquettes et pellets, qui émettent à la base autant de co2 sinon plus que le bois d’œuvre traditionnel ! Plaquettes et pellets sont en effet séchés en chauffant et demandent beaucoup d’énergie pour leur broyage, de l’ordre de celle que demandent les dérivés du bois.
Donc, la construction en bois émet du co2.
Officiellement, dans la même logique de calcul que celle utilisée pour le bois d’énergie, elle est comptabilisée comme positive en co2. C’est tout aussi discutable que le bilan neutre du bois énergie puisque ce qui fait l’accumulation de carbone ce n’est pas le fait de construire en bois, c’est plutôt le temps que l’arbre a mis à accumuler le co2.
En d’autres termes, ne pas libérer ce co2 ne devrait pas être considéré comme une faveur !
Et en plus c’est faux : le bilan est doublement positif.
Je m’explique : déjà, le co2 « prisonnier » dans le bois n’est pas libéré instantanément comme dans le bois d’énergie. Pour le bois d’énergie, le bilan est fait au bout de 50 ans (environ) et si l’on fait le bilan à 50 ans du bois d’œuvre le bois a aussi repoussé, donc dans ce cas là ce co2 piégé par la croissance ultérieure se cumule avec le co2 « non libéré » par le bois d’œuvre qui est toujours là, en principe.
Et comme le bois, à l’abri de l’humidité, peut se conserver plusieurs siècles, on imagine assez bien quel levier de stockage de co2 peut constituer la construction en bois.
Ainsi, s’il devait y avoir une règle générale sur le bilan co2 du bois, ce serait plutôt que plus on allonge la duré de vie du bois sur cette terre, plus on augmente la quantité de co2 prisonnier. Ce qui, forcément, équivaut à diminuer le co2 de l’atmosphère, le but ultime recherché.
Et tout devient limpide : brûler le bois c’est le raccourcissement optimum de la vie du bois récolté, faire des palettes brûlées au bout de quelques mois ce n’est qu’un maigre progrès, faire des récoltes plus fréquentes c’est encore plus optimiser ce raccourcissement. Bref : ce qui nous est présenté comme solution au changement climatique devient l’inverse de la logique que nous devrions suivre pour réduire le co2 atmosphérique.
Et l’agrocarburant avec ses récoltes annuelles devient le sommet du gâchis du potentiel de stockage de co2 qu’offrirait la nature si on la laissait simplement faire : spontanément elle ferait des forêts.
Parce que le co2 qui est émis quand on brûle, il vient bien de quelque part. C’est une inexorable loi chimique qui fait qu’on émet du co2 pour avoir de l’énergie. Il n’est peut être pas aussi facile de la contourner que de simplement changer de réservoir d’énergie !
Actuellement on raisonne en flux de co2 : on considère qu’une forêt absorbe du co2 et en émet aussi si on laisse pourrir le bois, donc autant s’intercaler dans ce flux, ni vu ni connu.
Le vrai problème c’est le stock, puisque tout ce qui est stocké n’est pas dans l’atmosphère.
Et on se rend compte que dès que l’on touche à la forêt, on baisse de plus de la moitié la quantité de carbone, pardon de « co2 prisonnier », qu’elle stocke (explication visuelle en note 6).
Oui, si on raisonne en « stock de co2 », le co2 qu’on émet vient forcément de quelque part.
Dans la comparaison entre bois d’œuvre et bois d’énergie, ajoutons les économies de co2 faites par rapport à la construction en béton (5), et on peut prendre toute la mesure du gâchis qu’est le fait de brûler le bois.
Parce que, contrairement à l’argument présenté comme incontournable pour justifier le bois énergie, toutes les parties de l’arbre sont valorisables en matériaux de construction (7), rien n’oblige à brûler le bois. Ces matériaux sont, par exemple : le lamellé collé, qui utilise de toutes petites sections de bois pour faire des solides structures de grandes dimensions, l’osb, qui fait des parois de maison à ossature bois et qui contribue à leur solidité, et la laine de bois, crucial isolant.
Comment ignorer leur existence alors qu’aujourd’hui la plupart des constructions à ossature bois intègrent ces matériaux ?
L’arrêt des fossiles suppose l’arrêt des matériaux de construction actuels : béton, brique, acier, tous très énergivores. À ce moment là, ce sera le bois qui sera le matériau de construction privilégié, s’il en reste encore. La production de la forêt ne suffira pas à couvrir ce besoin, à moins de ne pas brûler de bois et d’utiliser toutes les parties de l’arbre grâce à ces dérivés du bois.
En d’autres termes, aujourd’hui, on se chauffe en brûlant nos maisons de demain.
Ceci est encore aggravé par le fait qu’aujourd’hui beaucoup de bois potentiellement utilisable en bois d’œuvre traditionnel finit dans les chaudières, discrètement, sous forme de plaquettes.
Si on regarde les propriétés d’économies de co2 que permettent de faire l’isolation, toujours dans cette logique de bilan à 50 ans, on se rend compte que le bois transformé en isolant permet d’économiser environ 15 fois le poids de co2 qu’il aurait libéré si on l’avait brûlé (8).
On le savait déjà : incontestablement la seule voie possible c’est celle de la réduction des besoins en énergie.
Ces combustibles étonnamment écologiques, comme l’a été l’uranium, comme l’est le bois énergie, n’incitent pas à aller dans ce sens de réduction des besoins ; au contraire, ils incitent à surtout ne rien changer à nos habitudes, et à transférer la consommation d’un combustible vers un autre.
Raison de plus pour s’assurer que leurs vertus écologiques sont justes.
(1) détail du calcul du bilan carbone :
1 – émissions à la combustion :
Ces chiffres sont confidentiels en ce qui concerne le bois, et ne sont publiés qu’en version « compensée », c’est à dire après des ajustements tout aussi confidentiels.
Elles peuvent cependant se retrouver par le calcul, tout simplement à partir du pouvoir calorifique et de la teneur en carbone : c’est le carbone qui « contient » l’énergie de ces combustibles et l’émission de co2 est proportionnelle à l’émission de chaleur ; c’est la « densité énergétique » des éléments chimiques carbonés qui fait la différence entre les combustibles.
Retrouvons donc les émissions de tous ces combustibles le même calcul, pour avoir des données comparables.
Pour le charbon :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Charbon#Classification_am.C3.A9ricaine
https://fr.wikipedia.org/wiki/Charbon#Classification
La houille contient env 80 % de carbone, pour un pouvoir calorifique PCS 30 à 32,6 Mj/kg
Pour convertir ce PCS (pouvoir calorifique supérieur) en kWh/kg, il faut diviser par 3,6 : 8,33 à 9 kWh/ kg ce qui fait une moyenne de 8,66 Kwh/kg.
Pour avoir le PCI (pouvoir calorifique inférieur) il faut diviser par 1,05 : 8,66/1,05 = 8,2 Kwh/kg
(le pouvoir calorifique inférieur est, comme son nom l’indique, inférieur au pouvoir calorifique supérieur car il ne tient pas compte de l’énergie contenue dans l’eau dégagée sous forme de vapeur à la combustion, et qui restitue cette énergie lors qu’elle se condense. Les valeurs de PCI et PCS étant différentes, il est important de veiller à comparer ce qui est comparable)
autres chiffres sur le pouvoir calorifique du charbon, qui confirment la première source :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Pouvoir_calorifique#Pouvoir_calorifique_moyen_de_quelques_combustibles
http://www.renovationdurable.eu/Notions-Valeurs-de-conversion.html
(pour le bois = 0 en émissions de co2:)
Charbon à 8,33 Kwh/kg en PCI
http://www.econologie.com/pouvoirs-calorifiques-pci-pcs-fuel-gaz/
coke 7,9 kWh/kg
Houille à 8,1 Kwh/kg
anthracite 8,7 kWh/kg
Pour retrouver les émissions de co2, il faut diviser le taux de carbone par le pouvoir calorifique. Pour du charbon à 80 % de carbone, dans 1 kg il y a 0,8 kg de carbone, et on a calculé que ce kg de charbon donne 8,2 kWh. Donc chaque kWh émet 0,8/8,2 = 0,097 g de carbone soit 3,67 fois plus de CO2 : 0,356 kg/kWh ou encore 356 g/kWh.
A noter : le charbon est très variable dans son taux de carbone, et dans son pouvoir calorifique aussi. Les deux varient dans le même sens : le taux de carbone diminue en même temps que le pouvoir calorifique. pour les charbons de mauvaise qualité. les émissions de co2 sont globalement plus importantes pour les charbons moins énergétiques, mais avec une certaine pondération.
Pour le bois :
le PCI du bois sec à 0 % est de 5 kwh/kg , https://fr.wikipedia.org/wiki/Bois_%C3%A9nergie#Pouvoir_calorifique
et 50 % de carbone, https://fr.wikipedia.org/wiki/Bois#Composition_chimique
selon le même calcul que pour le charbon, taux de carbone divisé par le pouvoir calorifique :
0,5/5 = 0,100 kg de carbone et 0,367 kg de co2/kWh ou encore 367g/kWh.
Émissions équivalentes à ce qu’émet la combustion de la houille donc.
Emissions pour le gaz naturel :
le méthane est à 60 % de carbone par définition, à partir du poids moléculaire.
Son pci est de 50 MJ/kg, https://fr.wikipedia.org/wiki/Pouvoir_calorifique#Pouvoir_calorifique_moyen_de_quelques_combustibles
il faut diviser par 3,6 pour convertir ces mégajoules en kWh : 50/3,6 = 13,9 kwh/kg.
Ensuite, comme d’habitude maintenant, diviser le taux de carbone par ce pouvoir calorifique :
0,6/13,9= 0,043 kg de carbone, donc 0,043 x 3,67 = 0,158 kg par kWh à la combustion, ou encore 158 g co2/kWh.
Ce qui donne en résumé : (émissions en g de co2 par kWh)
bois 367,
charbon 356,
méthane 158 soit 2,3 fois moins que le bois ou le charbon.
2 – émissions à l’extraction :
le taux de retour énergétique donne la quantité d’énergie nécessaire à l’extraction rapportée à la quantité d’énergie utilisable ; on peut en déduire les émissions de CO2 correspondantes.
Pour convertir ces dépenses énergétiques en CO2 je vais considérer que cette extraction a consommé du fioul, ce qui est le plus probable.
Quelques sources sur le taux de retour énergétique :
http://energie-developpement.blogspot.fr/2012/10/EROEI-taux-retour-energetique.html
| Biodiesel | 1.3 |
| Sable bitumineux | 3 |
| Huile de schiste | 5 |
| Solaire photovoltaïque | 6.8 |
| Nucléaire | 10 |
| Hydrocarbures | 14.5 |
| Éolien | 18 |
| Charbon | 80 |
| Hydroélectrique | 100 |
– pour le charbon :
2 à 30, 80 sur la précédente source… je pourrais retenir 16, moyenne de la première source, la deuxième semblant au chiffre retenu pour les gisements exploités au début du siècle précédent.
Si l’évolution de l’eroi du charbon a suivi celle des hydrocarbures, il serait plus logique de retenir un eroi de 10.
un eroi de 10, ça veut dire que pour 10 kWh produits avec du charbon il a fallu dépenser 1 kWh pour extraire ce charbon.
Donc pour 1 kWh il a fallu 0,1 kWh pour l’extraction.
Avec 324 g de CO2 par kWh pour le fioul (tableau ci dessous), ces 0,1 kWh ont émis 0,1 x 324 = 32,4 g de CO2.
– Pour le gaz :
je retiens un eroi de 5, moyenne des sources.
Ce qui veut dire que pour 5 kWh produits avec du gaz il a fallu 1 kWh pour extraire ce gaz, soit par kWh produit avec du gaz il faut 1/5 = 0,2 kWh.
Convertis en CO2 sur la base des émissions du fioul, les émissions du gaz pour l’extraction sont de : 324 x 0,2 = 64,8 g de CO2.
– Pour le bois :
cette source ADEME donne les émissions CO2 du bois à la récolte, par déduction :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Contenu_CO2#.C3.89missions_directes_en_CO2_des_combustibles
| Combustibles | Émissions directes |
Émissions ACV |
|---|---|---|
| Bois énergie | 18,8 | 29,5 |
| Charbon | 345 | 377 |
| Essence (SP95, SP98) | 253 | 314 |
| Fioul domestique | 272 | 324 |
| Fioul lourd | 283 | 324 |
| Gaz naturel | 204 | 243 |
| Gazole | 256 | 323 |
| GPL | 233 | 260 |
Sur ce tableau 18,8 g de CO2 sont comptabilisés pour la combustion, et l’analyse en cycle de vie donnerait donc 29,5 – 18,8 = 11,7 g de co2/kWh pour cette part d’extraction.
Les émissions trouvées par le calcul se recoupent plutôt bien avec celles de ce tableau : pour le gaz (+8%) et pour le charbon (-3%) ce qui rassure sur la validité du calcul. Les émissions calculées du gaz sont sur la base du méthane pur, ce qui peut expliquer la différence avec les émissions du gaz naturel données sur ce tableau.
3 – cas particulier du bois, le séchage :
Le bois vert contient plus de la moitié de son poids en eau. .https://fr.wikipedia.org/wiki/Bois_%C3%A9nergie#Teneur_en_eau
C’est la raison pour laquelle les bûches doivent sécher à l’air deux ans avant d’être efficaces comme combustible. Le bois est séché mécaniquement dans le processus de fabrication des plaquettes, et qui plus est, séché au bois, ce qui rend le calcul plus simple : il est juste de rajouter les émissions de cette énergie sur la base des émissions du bois.
Cette énergie se retrouve aussi par le calcul, en calculant l’énergie nécessaire à échauffer cette eau de 20° à 100° (4,18 KJ soit 0,00116 kWh par Kg d’eau et par degré,), puis pour la faire évaporer, c’est à dire la chaleur latente de vaporisation de cette eau (2265 Kj/kg, soit 0,63 kWh/kg).
En prenant 50 % de taux d’humidité, ce bois contient, par kg, 0,5 kg d’eau pour 0,5 kg de matière sèche. Pour 1 kg de matière sèche il y a donc 1kg d’eau à évaporer. Pour chauffer cette eau : 0,09 Kwh (=1 x 0,00116 (100°-20°)), Pour évaporer cette eau : 0,63 Kwh (=1×0,63) Soit 0,72 Kwh au total.
Le pouvoir calorifique du bois sec à 0 % est d’environ 5 kWh/kg, il est toujours inférieur en pratique puisqu’il y a une eau résiduelle qui est évaporée en prélevant de l’énergie de la combustion du bois.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Bois_%C3%A9nergie#Pouvoir_calorifique
Donc dans 2 kg de bois à 50 % d’humidité, il y a 1 kg de bois sec qui a un pouvoir calorifique de 5 kWh, et 1 kg d’eau qui a demandé 0,72 kWh pour son évaporation.
En proportion cela fait 0,72/5= 0,144 soit 14,4 % de l’énergie contenue dans le bois.
Ce séchage émet donc 367g x 0,144 = 52,8 g co2 / kWh
Le total des émissions du bois est donc de : 367 g (combustion) + 11,7 g (extraction) + 52,8 g (séchage) soit 431,5 g co2/kWh.
TOTAL DU BILAN : (g co2/kWh) :
gaz méthane : 158 + 64,8 = 222,8
charbon : 356 + 32,4 = 388,4
bois : 367 + 11,7 + 52,8 = 431,5
(2) Le déphasage entre les émissions et le retour sous forme de bois :
Le temps de retour serait largement supérieur au temps de croissance des arbres si l’on prenait en compte le fait que l‘on brûle du bois en continu.
Considérons qu’on coupe et brûle chaque année une quantité de bois correspondant à x tonnes de co2 libéré dans l’atmosphère. au bout de 50 ans on a libéré 50xt de co2. Les arbres qui ont repoussé par la suite, sur les parcelles récoltées, au bout de 50 ans ont absorbé xt + 49xt/50 + 48xt/50 + 47xt/50 + ….+ 3xt/50 + 2xt/50 + 1xt/50 soit au bout de 50 ans 25xt de co2 est absorbé. le bilan au bout de 50 ans serait donc que seul l’équivalent de la moitié du co2 émis a été absorbé par cette succession.
Calcul bien sûr qui ne veut pas dire que cette absorption peut être dédiée à la compensation des émissions de ce qui a brûlé.
(3) La contestation de la neutralité par les scientifiques :
– lettre cosignée par 61 scientifiques américains pour demander au gouvernement britannique d’arrêter l’importation de bois énergie nord-américain, l’usage de ce combustible étant argumenté par une neutralité carbone qui n’a pas lieu d’être : http://www.perspectivesecologiques.com/telechargements/SOS%20FORET%20MONDE%20American%20Scientists%20to%20UK%20Energy%20Minister%2024%20April%202014.pdf
– Rapports de différents groupements de défense de la forêt, recensant plusieurs rapports scientifiques, qui dénoncent unanimement la neutralité carbone :
http://globalforestcoalition.org/wp-content/uploads/2015/12/bioenergy-report1.pdf
http://www.greenpeace.org/canada/Global/canada/report/2011/10/Biomascarade%20Greenpeace.PDF
http://www.biofuelwatch.org.uk/2013/biomass-faq-2/#C6
http://www.maforests.org/Chris-Matera-Biomass%20Carbon%20Emissions.pdf
– (contre)-argumentaire d’un membre du GIEC :
– Rejet de l’argument de la « neutralité carbone » par l’administration Obama – Juillet 2015:
(4) la régulation de la température par les arbres :
(5) Calcul de la consommation d’énergie par le béton et par le bois de construction :
Cette consommation s’appelle l’énergie grise, elle est chiffrée :
https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_grise
le béton armé c’est 1,85 Mwh/m³.
le bois, c’est de 0,1 à 0,6 Mwh/m³.
La fourchette est importante pour le bois d’œuvre, je n’ai pas accès au détail de ce calcul. Ce qui peut justifier un tel écart, c’est le séchage, qui peut être naturel ou mécanique.
Considérons que le bois d’œuvre à séchage naturel c’est la fourchette basse de ces chiffres, soit 0,1 Mwh/m³, ce qui correspondrait à l’énergie nécessaire à la récolte, au transport, et à la transformation, c’est à dire le sciage.
Pour la récolte et le séchage, les émissions sont estimées en note (1), je garderai ces chiffres.
Le sciage seul, ce serait donc moins de 0,1 Mwh/m³, pour le bois d’œuvre traditionnel. En prenant 0,2 Mwh/m³, je majore ce chiffre de façon à faire une moyenne estimée entre bois d’œuvre traditionnel et dérivés du bois, qui sont nettement plus consommateurs d’énergie mécanique pour leur transformation.
La transformation du bois serait donc d’environ 1,85/0,2 = 10 fois moins de co2 que le béton.
Pour comparer , nous devons transformer ces chiffres en émissions de co2 :
Admettons que le béton est fabriqué par du fioul. C’est à peu près ça question co2, pour le reste des émissions c’est pire : charbon, huiles de vidange usagées et plastiques ménagers sont au menu.
Ce fioul émet 324 g co2 par kWh, ou encore 0,324 kg / kWh. https://fr.wikipedia.org/wiki/Contenu_CO2#.C3.89missions_directes_en_CO2_des_combustibles
soit, pour les 1,85 Mwh/m³, ou encore 1850 kWh/m³, c’est 1850 x 0,324 = 600 kg de co2 par m³ de béton.
Par différence, le bois étant donc en moyenne 10 fois moins consommateur d’énergie grise, le bois d’œuvre émet 60 kg de co2 par m3.
Les dérivés du bois sont bien sûr plus consommateurs d’énergie que le bois brut, puisqu’ils sont plus transformés. Ceci dit :
– de nos jours pour brûler le bois il faut le broyer, parfois très finement, et le sécher. La consommation d’énergie des pellets est vraisemblablement plus importante que celle de beaucoup de dérivés du bois.
– le bois est un matériau facile à travailler, malgré plus de transformations il reste logiquement moins émetteur de co2 que les matériaux qui demandent des cuissons à des températures importantes, comme le béton, l’acier, les enduits ciment ou les laines minérales.
– les dérivés du bois sont des matériaux qui sont utilisés en quantités moindres. Par exemple le lamellé collé, plus résistant et plus stable que le bois brut, permet d’utiliser environ 30 % de bois en moins.
Et le gain est parfois spectaculaire comme sur les poutres en I qui associent judicieusement lamellé collé et OSB.
Nous devons maintenant comparer les quantités totales de co2, donc connaître les volumes utilisés : considérons que 1 m³ de bois peut remplacer 1 m³ de béton.
C’est à peu près le cas pour les murs, pour les planchers et toitures le bois permet d’utiliser encore moins de volume que ce que l’on aurait utilisé avec du béton.
Le bois c’est à la fois solide et léger. Le béton armé, bien que très solide, c’est très lourd. Et en construisant avec du béton il faut ajouter beaucoup de béton pour supporter le poids… du béton.
Pour comparer avec les émissions à la combustion, il faut savoir combien de co2 aurait émis ce m³ de bois.
1m3 de bois, à une densité de 550 kg/m³ et avec un pouvoir calorifique de 5 kWh/kg, c’est potentiellement 2750 kWh par m³.
J’ai calculé précédemment que le bois émettait officieusement 431 g co2 / kWh, ou encore 0,431 kg co2 / kWh.
Ces 2750 kWh auraient donc émis 2750 x 0,431 = 1185 kg de co2, disons 1200 pour arrondir.
Et pour finir la comparaison,
le m³ de bois qui aurait émis 1200 kg de co2 en brûlant :
– a émis 60 kg de co2 pour être utilisé en construction,
– et a permis d’économiser 600 kg de co2 sur la fabrication du béton.
En d’autres termes : le bois émet de 6 à 20 fois moins de co2 quand il est utilisé pour la construction plutôt que brûlé, et rentabilise largement et immédiatement la dépense en se substituant au béton. Tout en conservant piégé deux fois plus de co2 qu’il n’en aurait fallu pour fabriquer ce béton.
(6) le stockage de carbone par la forêt
un arbre accumule le co2 en poussant. La vitesse d’absorption n’est pas constante, dans un premier temps l’arbre pousse lentement, puis dans la force de l’âge pousse plus vite et en fin de vie sa croissance se ralentit.
Ensuite il meurt. À ce moment le co2 est lentement restitué à l’atmosphère.
On considère que la durée de décomposition est à peu prés équivalente au temps de croissance, c’est à dire qu’un arbre centenaire mettra à peu près cent ans à se décomposer totalement. Pour simplifier, je considère que la courbe de décomposition est symétrique de la courbe de croissance.
Voici ce que cela donne sur un graphique :
Ce graphique est bien sûr extrêmement schématique et n’a pas d’autre prétention que d’expliquer la logique d’un phénomène, sans la chiffrer.
Quand un arbre meurt, il laisse de la lumière pour un ou plusieurs successeurs, qui entament leur croissance avant que « le vieux » ne se soit décomposé. Ainsi le « co2 prisonnier » dans l’arbre qui se décompose se cumule avec celui de l’arbre qui pousse. L’un augmente en même temps que l’autre diminue, ce qui fait que, schématiquement, on peut considérer que le « stock de co2 » reste constant au-delà d’un certain âge de la forêt, soit la durée de vie moyenne des arbres ; c’est très variable, considérons pour l’exemple que c’est environ une centaine d’années.
Si l’on exploite, la croissance de l’arbre est interrompue à un certain niveau, et de fait on empêche l’arbre de se décomposer en forêt puisqu’on exporte le bois. Si ce bois est gardé en bois d’œuvre le stock est juste déplacé, s’il est brûlé, le stock de carbone en forêt représente le stock de carbone total.
Voici le graphique pour une forêt exploitée :
Cette courbe (en pointillé rouge) représente donc la quantité de bois, ou aussi de « co2 prisonnier », qui reste en forêt ou qui reste tout court si le bois est brûlé, donc renvoyé sous forme de co2 dans l’atmosphère.
Dans un premier temps, (sur la gauche de la courbe), l’hypothèse est une exploitation régulière à 50 ans. Le niveau moyen du « co2 prisonnier » est constant, et visuellement à moins de la moitié de ce qu’il y aurait si on avait laissé la forêt à elle même (courbe en pointillé rose)
Ce qui est logique : le bois mort ne se cumule plus avec le bois qui pousse, et la croissance interrompue de l’arbre fait qu’il a eu moins de temps pour cumuler le « co2 prisonnier ».
Ce constat simplement visuel permet de réaliser que dés qu’on touche à la forêt, on fait baisser le « niveau du réservoir de carbone » qu’elle constitue.
En raisonnant en flux de co2, comme nous faisons, nous occultons cet aspect de réservoir dont le niveau à baissé. Même si le niveau est constant, il est quand même à un niveau plus bas que ce qu’il devrait être ; et en ce sens, en brûlant le bois, nous faisons baisser la quantité de « co2 prisonnier » d’une façon durable. Même si ce réservoir dont le niveau ne baisse pas peut donner l’illusion qu’il reste plein.
Bref : on se contente de voir que le stock ne baisse pas, il faudrait voir qu’il est maintenu bas.
Dans un deuxième temps, de 200 à 300 ans on considère qu’il n’y a pas de coupes, le niveau moyen remonte, puis les coupes s’accélèrent, le bois est coupé de plus en plus jeune, c’est la surexploitation. Réduire l’intervalle des coupes revient à réduire encore plus la quantité de « co2 prisonnier », et le sommet de cette réduction d’intervalle est l’agriculture : une coupe rase chaque année. Dans ce cas, il devient évident que le stock de « co2 prisonnier » est maintenu au plus bas.
(7) toutes les parties de l’arbre sont valorisables en bois d’œuvre :
quelques exemples industriels :
le lamellé collé permet de travailler à partir de toutes petites sections de bois, donc d’augmenter le « rendement bois d’œuvre » d’un grume :
http://nordic.ca/fr/produits/glulam-bois-lamelle-colle-nordic-lam
Ces dérivés de bois permettent aussi des économies de matière à la construction : http://chibou.com/fr/produits/bois-ingenierie
La laine de bois peut provenir, comme les pellets, de sous produits de scierie :
http://www.isonat.com/isolation/isonat-duoprotect_19.html
le plus surprenant : le myco-matériau. On fait pousser des champignons sur de la matière végétale, on le stabilise à chaud. Le mycélium devient un liant.
Ce procédé permet de faire de l’isolant à partir de n’importe quel sous produit, agricole ou syvicole. http://eco-energie-montreal.com/post/substitut-styromousse-biodegradable-greensulate/
(8) Calcul de l’économie de co2 par l’isolant :
Le bilan thermique d’une habitation, c’est compliqué parce que c’est une passoire à trous variables : il y a des murs, un sol, un plafond, des fenètres, une ventilation… une bonne isolation passe par le bouchage de tous les trous.
Dans notre cas, il s’agit de comparer un mur non isolé à un mur isolé, et la règle devient simple comme bonjour : deux fois plus d’épaisseur d’isolant = deux fois moins d’énergie pour faire la même chose.
Là où ça devient intéressant, c’est que dans une habitation, il y a des apports gratuits : le roi soleil bien sûr, et aussi la cuisson, et… nous mêmes. Oui, chacun de nous est un petit radiateur qui s’ignore, 100 watts environ. Ce n’est pas rien : mettez 10 personnes dans une pièce et vous pouvez couper le convecteur.
Et comme ces apports gratuits sont fixes, c’est la consommation de chauffage qui baisse en premier. En d’autres termes, il est possible de construire passif sous n’importe quel climat, il suffit d’adapter l’isolation en fonction.
C’est aussi bête que mettre une grosse doudoune pour faire du ski sans avoir froid.
Nos habitations, c’est comme si on faisait du ski avec un t-shirt chauffant, puisque c’est moins cher qu’une doudoune.
Bon, ceci dit vous attendez patiemment un chiffrage, et le voilà.
Ne quittez pas votre patience, bien que simple, ce calcul est long.
Le flux d’énergie par unité de surface, c’est la différence de température entre l’intérieur et l’extérieur, divisé par la résistance thermique surfacique : soit flux en watts = deltaT /R.
https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9sistance_thermique
Donc une simple division permet de résoudre notre cas basique.
Prenons une habitation carrée de 50 m². Cela veut dire 50 m² de plafond, autant de sol, 4 murs de 7m de long sur 2,5m de haut, soit 70 m² de murs. Au total 170m2 de parois, pour simplifier sans portes ni fenêtres, nous comparons juste les déperditions qui traversent les murs.
Choisissons une différence moyenne de température, arbitrairement : disons 10° : 20° à l’intérieur pour 10° en moyenne à l’extérieur.
Premier cas, tout est en parpaings et, comme chacun sait, le R d’un parpaing est de 0,2. avec enduits et doublage briques, le R total est d’environ 0,7.
La déperdition d’énergie est : 10°/0,7 = 14 watts, pour chaque m². Soit 14W x 170m2 = 2380w pour maintenir l’habitation en température. En 1 heure, c’est 2380 wh ou encore 2,4 kwh. Par jour, c’est 2,4 x 24 h = 57 kWh, et sur 4 mois d’hiver c’est 120 jours x 57 = 6840 kWh .
Pour ordre de grandeur, à 1500 kWh par stère, et un rendement de combustion de 70 %, cela ferait 6 stères : à peu près cohérent, surtout que l’on ne tient pas compte des apports solaires qui auraient diminué cette valeur.
Deuxième cas, on rajoute 10 cm de laine de bois tout autour : murs, sol, plafond.
Le R est d’environ 2,5, auquel s’ajoute le parpaing qui est toujours là, soit 2,5+0,2 = 2,7.
on recommence : 10/2,7 = 3,7 Watts, soit 3,8 fois moins que les parpaings seuls… au final sur 4 mois, c’est 1810 kWh au lieu de 6840, soit 5000 kWh d’économisés.
Il faudrait combien de bois pour fournir cette énergie économisée ? Simple. Le bois, archi sec (environ 6/8 %, humidité d’un pellet) à a un pouvoir calorifique de 4,7 kWh/kg.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Bois_%C3%A9nergie#Pouvoir_calorifique
donc 5000 kWh/ 4,7kWh/kg = 1060 kg de bois archi sec.
De la laine de bois pour une isolation intérieure, c’est 110 kg/m³ de bois archi sec.
http://www.isonat.com/uploads/files/produits/IsonatFiberwood/FIBERWOOD-8p-2016-BD.pdf isonat multisol 110 ; notez que quand on peut isoler en laine flexible, http://www.isonat.com/uploads/files/produits/Isonat55/Fiche_Isonat%2B55_0616-BD.pdf pour 2 fois moins de bois on a une isolation encore meilleure, ceci dit je ne veux pas prendre des chiffres qui pourraient sembler pousser dans le sens où je veux aller)
1060 kg de bois de chauffage économisés pourraient donc permettre de fabriquer 1060/110 = 9,6 m³ de laine de bois. Répartis sur les 170 m² de parois de notre cube habitable de 50 m², cela ferait une épaisseur de 5,6 cm. (9,6m3 / 170m2 = 0,056m, soit 5,6 cm) soit plus de la moitié des 10 cm d’isolant qui ont permis cette économie de bois de chauffage.
bref, les 10 premiers cm d’une isolation de laine de bois sur un mur en parpaings font économiser plus de la moitié de leur poids en bois énergie chaque année. Sur 50 ans, cette isolation fait économiser 28 fois son poids en bois d’énergie. (10cm / 5,6cm x 50ans = 28)
Si on renforce l’isolation, en rajoutant 10 cm de laine de bois.
Le R est de 2,5 pour les 10 premiers cm, + 2,5 pour les 10 suivants, + les 0,2 symboliques pour le parpaing. Donc R = 2,5+2,5+0,2 = 5,2.
Notre consommation d’énergie sera 10/5,2 = 1,92 Watts par m². Sur l’hiver, c’est 940 kwh. Soit 870 Kwh d’économisés par rapport à l’isolation de seulement 10 cm : les 10 premiers cm font économiser 5000 kwh, les 10 suivants 870 kWh, soit presque 6 fois moins pour la même quantité d’isolant.
Sur 50 ans de chauffage, les 10 cm supplémentaires font quand même gagner 5 fois leur poids en bois d’énergie.
À l’inverse, les 5 premiers cm sont extrêmement « rentables », sauf qu’avec 5 cm on est loin de la super doudoune. Je ne fais donc même pas le calcul.
Sur la moyenne, une super isolation comparée à une passoire énergétique, c’est donc 28 + 5 / 2 = environ 16 fois le poids d’isolant économisé en bois d’énergie. Et autant de co2 qui reste prisonnier.