le juste rendement de l’électricité solaire, éolienne et biomasse, et la juste consommation de ressources.

Voici une comparaison du solaire, de l’éolien, du nucléaire et de la biomasse bois pour la production de l’électricité, basée sur la comparaison des consommations par unité d’électricité produite.

La consommation des énergies de flux, solaire et éolien, est faite de la dépense d’énergie pour la fabrication des installations, leur énergie grise. Elles produisent ensuite de l’électricité en utilisant seulement des flux naturels gratuits.

  • Une installation photovoltaïque met environ 3 ans à produire une énergie équivalente à celle qu’elle a consommé pour sa fabrication (1), sur une durée de vie de 30 ans (2), elle aura donc produit 30/3 = 10 fois plus d’énergie qu’elle n’a consommé au total.

Le rendement, qui est le rapport de l’énergie produite par l’énergie consommée, est donc de 10 pour 1, soit 1000 %. Il est en général inférieur à 1, puisque la plupart des transformations se font avec des pertes. Il est ici supérieur à 1 car une installation photovoltaïque utilise le soleil pour démultiplier l’énergie investie, et la démultiplie d’autant plus qu’elle ajoute la plus-value de faire de l’électricité. Il serait donc bien plus juste de juger les panneaux solaires sur ce rendement là, d’autant que… c’est la définition du rendement !

Le rendement traditionnellement utilisé pour les panneaux photovoltaïques est le rapport de l’énergie solaire transformée en électricité sur l’énergie solaire reçue : c’est avant tout un indicateur qui permet de savoir quelle va être la productivité de l’installation. Le soleil n’est pas consommé mais utilisé, et de plus il est gratuit : il est dommage de se référer à l’efficacité de cette transformation.

Un rendement supérieur à 1 grâce à l’aide des éléments naturels est classiquement utilisé pour les pompes à chaleur.

  • Une éolienne a un temps de retour énergétique entre 6 mois et 1 an, et une durée de vie de 20 ans, souvent plus en pratique.

Sur son cycle de vie elle produit donc 20 fois ce qu’elle a consommé pour sa fabrication (3), ce qui correspond à un rendement de 2000 %.

Bien sûr toujours en ajoutant la plus-value de produire de l’électricité.

  • La centrale thermique est le procédé utilisé pour convertir en électricité le bois énergie, et c’est le procédé classique pour le nucléaire, les énergies fossiles, et il peut même fonctionner avec du soleil, c’était le cas de la centrale Thémis.

Le rendement communément accepté pour une centrale thermique est de 33 %

33 % de rendement, cela veut dire qu’une centrale thermique restitue 3 fois moins que ce qu’elle consomme, ou consomme 3 fois plus qu’elle produit (4)

Le principe est de chauffer un fluide pour en faire de la vapeur sous pression, qui fait tourner une turbine, qui entraîne une génératrice qui fait de l’électricité. Ce fluide est refroidi de l’autre côté pour retourner à l’état liquide pour être réchauffé à nouveau… c’est un processus qui génère des pertes, et la loi de Carnot a énoncé dès 1824 qu’on ne pouvait pas espérer de rendements voisins de 1.

  • Au global, si on parle de consommation d’énergie pour produire la même quantité d’électricité :

– une installation photovoltaïque consomme 10 fois moins qu’elle ne produit ,

– une éolienne consomme 20 fois moins qu’elle ne produit,

– une centrale thermique consomme 3 fois plus qu’elle ne produit.

Une centrale thermique consomme donc 30 fois plus qu’un panneau solaire et 60 fois plus qu’une éolienne.

Imaginez que ce sont vos voitures, dans votre garage (imaginez…) la première consommerait 1 litre au 100, la deuxième 2 litres au 100, et la troisième 60 litres au 100.

Vous avez des chances de n’utiliser la troisième que quand les deux autres sont en panne… en même temps !

  • Et la vie d’un combustible commence avant la centrale :

L’uranium doit être extrait puis enrichi avant d’arriver à la centrale, ce qui représente 10 % d’énergie supplémentaire (5)

Le bois doit être récolté, ce qui représente environ 2,7 % de l’énergie du bois (6) puis déshydraté, en séchant « mécaniquement » dans un premier temps jusqu’à une humidité de 20 % environ, le reste est éliminé lors de la combustion en prélevant une part de l’énergie du bois. Et cela représente environ 15 % de l’énergie du bois (7) et le total des deux représente environ 17 %.

au final, faire de l’électricité avec du bois a un rendement d’environ 27 %, il faut presque 4 fois plus d’énergie que l’on n’en récupère sous forme d’électricité. (8)

  • Et les centrales thermiques ont une énergie grise, comme les panneaux photovoltaïques et les éoliennes.

Pour la part énergie grise des centrales thermiques, je n’ai pas de sources, sinon quelques éléments d’un débat qui est basé sur le fait que les centrales thermiques demanderaient moins de ressources pour leur fabrication que les renouvelables et j’en déduis qu’elles demanderaient aussi moins d’énergie grise.

Aussi, ce débat prédit que la conversion de l’électricité au solaire et à l’éolien va consommer beaucoup de ressources, ce qui est vrai.

Par contre, prétendre que les centrales thermiques consomment moins de ressources parce qu’elles en demanderaient moins pour leur fabrication, c’est oublier qu’elles consomment du combustible qui est aussi une ressource.

Comparer des combustibles et des matériaux tels que inox, cuivre, aluminium d’une façon juste n’est pas possible, ce comparatif le fait sur le plan de l’énergie grise, ce qui a son sens vu que produire de l’énergie est la vocation de ces appareils. Et ce comparatif permet de prendre la mesure que les ressources de la fabrication des centrales thermiques sont minimes par rapport à la consommation de combustible.

L’autre critère important, c’est que les combustibles ne sont pas recyclables, excepté pour l’uranium dont le recyclage est très marginal et qui n’est pas vraiment du recyclage mais plutôt une réutilisation unique et partielle.

Ainsi, la consommation globale de ressources est à l’évidence bien plus importante pour l’électricité thermique que pour le solaire et l’éolien.

De plus, que les centrales thermiques demandent moins de ressources ne me paraît pas si flagrant : dans leur procédé, il a une turbine qui entraîne une génératrice, exactement comme dans une éolienne. En quelque sorte, une centrale thermique est une éolienne qui fonctionne avec un vent artificiel !

Bien sûr l’immense avantage est d’avoir du vent quand on veut, par contre il faut fabriquer, et alimenter, la machine à vent. C’est donc beaucoup plus complexe à réaliser, et s’il y a du cuivre dans une génératrice d’éolienne il y en a aussi dans une génératrice de centrale thermique.

Je conçois que les économies d’échelle permettent aux grosses centrales thermiques de prendre l’avantage, par contre pour les petites centrales thermiques urbaines cet avantage n’est pas du tout évident.

 

  • détail des calculs et sources :

(1) Quelques sources parlant du besoin en énergie de la fabrication des panneaux photovoltaïques :

Selon cette source, http://energie-developpement.blogspot.fr/2012/10/EROEI-taux-retour-energetique.html le taux de retour du photovoltaïque est de 6,8, donc il produit environ 7 fois ce qu’il a consommé au départ ; ce chiffre me semble sévère, car selon cette étude :

http://fr.slideshare.net/Innhotep/innhotep-energie-grise-photovoltaque

3 ans est le temps de retour d’une installation en toiture, à paris, avec des panneaux datant d’il y a 15 ans. Et cette valeur de 3 ans (ainsi que la durée de vie de 30 ans) est aussi reprise ici : http://www.photovoltaique.info/IMG/pdf/PV_Fab_Envt_final_26082009.pdf

(2) Cette durée de vie des panneaux est un chiffre communément accepté, il existe sur le marché des panneaux garantis pour cette durée de vie ( par exemple : http://www.alma-solarshop.fr/panneau-solarworld/624-panneau-solarworld-sunmodule-protect-250p.html ) : la longévité réelle est censée être bien au-delà.

La production diminue avec le temps, elle peut être garantie pour être de 85 % de la production originelle au bout de 25 ans. ( http://www.alma-solarshop.fr/panneau-bisol/921-panneau-solaire-bisol-bmo-250-transparent.html )

(3) Ces chiffres sont un « avis d’expert », et ils rejoignent cette source, fréquemment citée, sur l’eroi (taux de retour énergétique) :

http://energie-developpement.blogspot.fr/2012/10/EROEI-taux-retour-energetique.html

qui donne un eroi de 18 pour l’éolien, c’est à dire que l’éolien produit 18 fois plus qu’il n’a consommé pour sa fabrication.

Les chiffres annoncés dans ces calculs d’eroi sont en général très variables, comme on peut le voir sur wikipédia : https://fr.wikipedia.org/wiki/Taux_de_retour_%C3%A9nerg%C3%A9tique

Et en tous cas ce 20 pour 1 de l’éolien semble une moyenne acceptable.

Un mot sur l’EROI, le taux de retour énergétique, que je cite dans les sources : Pour l’électricité éolienne et photovoltaïque ce taux compare l’énergie grise des installations à l’électricité que ces procédés restituent. Ce qui est finalement la seule référence que l’on a « sous la main ».

Pour l’uranium et pour les autres combustibles, c’est l’énergie de l’extraction et de la préparation du combustible qui est comparée à l’énergie restituée, dans le combustible, avant la transformation en électricité ! . En dessous de 1 on dépense plus d’énergie qu’on en récupère donc ce n’est pas rentable. Si l’on comparait ces combustibles, comme pour l’éolien et le solaire, à l’électricité restituée, leur EROI serait de 0,3 et serait calamiteux !

(4) Pour citer une source sur le rendement des centrales thermiques : http://www.negawatt.org/telechargement/PointeElec/nW%20Pointe%20elec%20Presentation%20011209.pdf

Ce rendement est variable selon les énergies utilisées et le type de centrale.

http://direns.mines-paristech.fr/Sites/Thopt/fr/co/centrales-vapeur.html

Les centrales récentes arriveraient à des rendements supérieurs, approchant 40 %. Les centrales nucléaires actuelles ont été construites à une époque où on n’atteignait pas ces rendements, et de plus le fluide qui passe dans le réacteur, pour des raisons de sécurité, est sur un circuit différent que celui qui circule dans la turbine : il y a donc un échange de température supplémentaire qui n’est pas à l’avantage des centrales nucléaires. Les centrales à bois semblent être handicapées par une densité énergétique moindre que celle des autres combustibles, et les rendements réels seraient de l’ordre de 30 %, voire inférieurs, selon cette synthèse : http://www.perspectivesecologiques.com/telechargements/ADRET%20MORVAN%20Biomasse%20Energie%20Article%20J-F%20Davaut%20Avr14.doc

(5) ce que l’on retrouve dans deux sources précédemment citées :

http://energie-developpement.blogspot.fr/2012/10/EROEI-taux-retour-energetique.html

http://www.negawatt.org/telechargement/PointeElec/nW%20Pointe%20elec%20Presentation%20011209.pdf

Sur le Manifeste Négawatt (ma bible, édition 2015, à la page 64), c’est un chiffre de 14 % qui est retenu.

(6) l’énergie de la récolte du bois est retrouvée par un calcul, je la déduis de ce bilan co2 donné par l’Ademe :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Contenu_CO2#.C3.89missions_directes_en_CO2_des_combustibles

l’émission de co2 du bois, pour la récolte et le transport, représente la différence entre l’analyse en cycle de vie et les émissions directes, soit, selon la source, 29,5-18,8 = 10,7 g/kwh.

Pour retrouver le pourcentage que représente cette émission, il faut la rapporter aux émissions globales de co2 du bois, et là aussi il faut recourir au calcul, parce que ce chiffre a étrangement un côté confidentiel.

Ces émissions globales se calculent grâce au pouvoir calorifique du bois (5kWh/kg pour le bois sec à 0 %) et à son taux de carbone (50%)

chaque kg de bois contient donc 0,5 kg de carbone, et ces 0,5 kg libèrent 5 kWh ; pour chaque kWh libéré il y a émission de 0,5/5 = 0,1 kg de carbone, ce qui correspond à 3,67 fois plus en co2 donc 367 g/kWh. Oui, le bois a des émissions de co2 à la combustion comparables à celles du charbon.

Les émissions de la récolte 10,7 g/kWh), rapportées aux émissions totales (367 g/kWh), représentent 10,7/367 = 0,027 soit 2,7 %.

(7) – l’énergie de la déshydratation du bois se retrouve aussi par le calcul :

En calculant l’énergie nécessaire à échauffer cette eau de 20° à 100° (4,18 KJ par kg et par degré, 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, taux courant du bois à la récolte, 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.

(8) pour 100 unités d’énergie de combustible à la centrale, la déshydratation rajoute 14,4, la récolte 2,7. il faut donc 100 + 14,4 + 2,7 = 117,1 d’énergie.

La centrale, avec son rendement de 33 %, restitue toujours 33.

le rendement global de la « chaîne » s’exprime donc par 33/ 117,1 = 28,2%.

Ce que soleil et forêt sont capables de produire comme énergie

Voici une analyse de ce que peuvent produire soleil et forêt comme énergie et plus particulièrement comme électricité, 

  • en exprimant ces quantités d’énergie en équivalent litres de fioul, pour mieux appréhender ces quantités ;
  • et comme la nature a besoin de temps et d’espace, nous allons voir ce qu’elle nous offre, en moyenne, sur un mètre carré et chaque année.

 

Au commencement, ces énergies proviennent du soleil.

Son énergie, selon l’ensoleillement moyen annuel français, c’est l’équivalent de 130 litres de fioul par m² et par an (1)

Comme c’est sur chaque m2, sur une toiture d’immeuble cela représente plusieurs camions citernes. (1)

Cette énergie peut être transformée en électricité directement par des panneaux solaires photovoltaïques, et les panneaux standards actuels permettent d’obtenir l’équivalent de 19 litres de fioul, toujours par m² et par an. (2)

avec cette énergie, un vélo électrique fait 30000 km, sans forcer. (3)

Les végétaux captent aussi cette énergie et la stockent en fabriquant leurs tissus végétaux ; on peut utiliser cette énergie sous forme de chaleur en brûlant ces végétaux.

Les agrocarburants sont réputés très efficaces pour cette transformation. La totalité de la récolte d’un champ d’agrocarburants (principalement colza et tournesol  en France), c’est en énergie 0.18 litres de fioul. Ce n’est que la partie « huile » qui devient carburant,  le reste étant valorisé comme aliment pour le bétail. Et ces cultures produisent 0,06 litres de diesel par m² et par an, soit 0,05 pour mille de l’énergie du soleil. (4)

avec lesquels une voiture diesel fait… 1 km. (5)

Pour la forêt, la production moyenne de bois de la forêt française équivaut en énergie à 0,15 litres/m²/an (6) soit un rendement de 1,15 pour mille par rapport à l’énergie du soleil.

Toute la production de la forêt n’est pas vouée à faire de l’énergie : c’est même un des tous premiers critères d’une forêt gérée de laisser l’essentiel de la production pour le bois d’œuvre. Au moins, tout le monde est d’accord là dessus, puisque tout le monde revendique de n’utiliser que du bois de forêt gérée… promis, craché, géré ! (7)

Considérons donc que les deux tiers sont gardés pour le bois d’œuvre, la production moyenne de bois énergie de la forêt française c’est le tiers restant, 0.15/ 3 = 0.05 litres de fioul par m2 et par an, soit… le volume d’un café.

Pour faire de l’électricité avec cette énergie, il faut passer par une centrale électrique à biomasse, qui en restitue 29 % sous forme d’électricité. Soit 0,014 litres/m²/an… le volume d’un bouchon.  Et 1300 fois moins que des panneaux solaires. (8)

Donc il faut plus de place pour produire de l’électricité avec du bois énergie qu’avec des panneaux solaires.

Notre consommation annuelle française d’électricité, c’est 500 Térawattheures.

S’il fallait la produire avec des panneaux solaires, il faudrait recouvrir l’équivalent d’un demi département. (9)

S’il fallait produire toute notre électricité avec le bois énergie, pour ne pas prélever plus que ce que la forêt produit, et avec une forêt gérée pour laquelle seul le tiers de la production devient bois énergie, il faudrait une forêt  qui couvre 6 fois la France, et dont le bois énergie ferait uniquement de l’électricité. (10)

Évidemment on voit qu’il n’y a pas assez, mais on nous a tellement dit qu’on a une belle forêt sous exploitée qu’on est tenté de penser qu’on peut en faire une bonne partie.

La forêt Française, c’est 15,3 millions d’ha, 28 % de la France. (11)

et 85 millions de m3 de bois par an (12).

Nous avons vu qu’il y avait bois d’œuvre et bois énergie, le bois d’œuvre est exploité à 60%, et le restant devant nous servir à nous sevrer du béton et de l’acier de nos constructions, il semblerait prudent d’avoir la sagesse d’éviter de le brûler;

Le tiers restant, 85/3= 28 millions de m3, est donc la capacité totale et raisonnable à dédier au bois énergie.

Un « détail »: La forêt n’est pas exploitable en totalité, elle est en majeure partie privée (11), et une partie des propriétaires n’a pas forcément la préoccupation ou l’envie de considérer « sa » forêt comme une ressource. Difficile à estimer, disons le pour mémoire, sachant que cela est certainement loin d’être négligeable.

Ces 28 millions de m3 de bois énergie sont déjà exploités par les chauffages au bois en place, disons exploités à 60%, chiffre que l’on utilise depuis 10 ans alors que depuis le bois énergie s’est industrialisé et sa consommation a énormément augmenté.

il resterait donc 28/3 = 9,4 millions de m3 de bois énergie disponibles par an, estimation très approximative, l’intérêt étant surtout de voir que comme l’enjeu est de sortir des fossiles, cette fraction restante doit nous servir non seulement à faire de l’électricité, mais aussi alimenter nos chauffages, à fournir de l’énergie à l’industrie, comme la sidérurgie ou les verreries, à fabriquer des agrocarburants de 2e génération, à fabriquer des nouveaux plastiques bio sourcés… et j’en oublie certainement.

Bref, nous avons largement de quoi mettre cette énergie verte « dans le rouge » en surexploitant la forêt.

Nous avons déjà, en France, une quarantaine de centrales électriques qui fonctionnent avec du bois énergie. La consommation cumulée de ces centrales c’est presque le quart de la production totale de de bois énergie de la forêt française (13), et elles produisent moins de 1 % de notre électricité (14)

Et nous avons donc, discrètement, 2 départements de forêt dédiés exclusivement à la production de cette électricité provenant de l’énergie des forêts (15).

De même, les agrocarburants aujourd’hui recouvrent tout aussi discrètement l’équivalent de 4,3 départements. Et comme ce n’est qu’une partie de la récolte qui devient carburant c’est environ 1 département qui est ainsi consacré à de la production d’énergie (16).

Ces 3 départements discrètement dédiés à notre consommation d’énergie sont à comparer au demi département de panneaux photovoltaïques qui produiraient l’équivalent de la totalité de notre consommation d’électricité.

Si je fais tout cela, c’est que je suis comme vous : je préfère voir des arbres que des panneaux photovoltaïques. Ce que j’aimerais juste inspirer, c’est que si l’on veut continuer à voir des arbres, il vaudrait mieux trouver assez vite de la place pour les panneaux photovoltaïques.

Merci de votre lecture.

 

 

et le fioul contient environ 10 kWh par litre, il suffit donc de diviser 1275 kWh/m2/an  par 10 et d’arrondir un petit peu pour trouver 130 litres. ( https://fr.wikipedia.org/wiki/Densit%C3%A9_d%27%C3%A9nergie

36 Mj/litre pour le fioul équivaut à 10 kWh/litre )

 https://fr.wikipedia.org/wiki/Camion-citerne la capacité d’un camion citerne serait comprise entre 15 et 35 m³, soit en moyenne 25 m³ ou 25000 litres ;

Une toiture d’immeuble, disons 500 m², c’est 65 000 litres de fioul ( 500 m² x 130 litres/m² ), soit 2,5 camions citernes de 25 000 litres.

  • (2)   Production des panneaux solaires PV : ce chiffre peut se retrouver de plusieurs façons :

– le « rendement solaire» des panneaux solaires, environ 15 % aujourd’hui. 130 x 0,15 = 195 kWh.

http://www.photovoltaique.info/Estimer-la-production.html environ 1100 kWh par kWcrète. Des panneaux de 1,5 m2 font 250 Wc, soit 167 Wc par m², ou encore 0,167 kWc par m².

1100 x 0,167 = 184 kWh.

  • (3) Consommation d’un vélo électrique. source : mes mesures ! 0,6 kWh (600 Wh) pour 100 km est une estimation correcte de l’énergie dépensée par un cycliste. Les fabricants de vélos électriques, avec 600 Wh de batterie, annoncent « jusqu’à » 200 km d’autonomie, soit le double. http://www.cyclable.com/1039-kalkhoff-pro-connect-.html donc avec 600 Wh (0,6 kWh), faire 100 km « sans forcer », semble juste !

La production annuelle d’un panneau solaire est de 190 kWh : 190 kWh/0,6 kWh pour 100 km = 317 centaines de km, soit 31700 km.

  • (4) production des agrocarburants : seule est utilisée l’huile extraite des graines, la tige n’est pas utilisée, et le tournesol et le soja ne sont pas les cultures les plus productives. C’est donc 3 T/ha pour les graines, https://fr.wikipedia.org/wiki/Rendement_agricole#Exemples

http://www.gard.chambagri.fr/fileadmin/Pub/CA30/Internet_CA30/Documents_Internet_CA30/Diversification_Fiches/Fiche_Soja.pdf

Ces graines contiennent 20 % d’huile et le « bio »diesel extrait de ces cultures est d’environ 600 l/ha/an, soit 0,06 l/m²/par an puisqu’un ha c’est 10 000 m2. au moins c’est facile à convertir, c’est déjà du diesel !

https://www.craaq.qc.ca/data/DOCUMENTS/EVC031.pdf

cette production est« brute », il faudrait tenir compte de la production « nette », c’est à dire déduction faite des intrants, du gasoil du tracteur, des transports, des déperditions énergétiques de la transformation…

le restant, le « tourteau », devient aliment pour bétail, et nous mangeons les animaux qui ont mangé ces aliments…

ce tourteau pèse 80 % de la récolte, soit les 3 T initiales x 80 % = 2,4 T, ou 2400 kg pour 1 ha c’est à dire 10 000 m², donc 0,24 kg par m² et par an. Je néglige le taux d’humidité, et le pouvoir calorifique de cette partie de production est d’environ 5 kWh/kg, comme les céréales et le bois (6).

L’énergie de ce tourteau est de 0,24 kg/m² x 5 kWh/kg, soit 1,2 kWh/m²/an. Et 0,12 litres de fioul qui contient 10 kWh/kg.

L’énergie de la totalité de la récolte est donc de 0.12 litres pour le tourteau + 0.06 litres pour le « bio »diesel, soit 0.18 litres de fioul, par m2 et par an.

  • (5) une voiture diesel qui consomme 6 litres au 100 consomme 0,06 l par km. Avec la production « nette » de l’agrocarburant, elle ferait encore moins de distance.

J’ai voulu comparer deux chaînes de production/utilisation , l’une qui cumule l’efficacité (panneaux solaires associés au vélo, le véhicule le plus efficace énergétiquement parlant), et l’autre qui cumule l’inefficacité et les déperditions (agrocarburants et voiture, diesel puisque je parle d’agrocarburant. La voiture électrique est un autre débat…).

  • (6) l’énergie produite par la forêt passe par un « petit » calcul :

il faut d’abord la production moyenne de la forêt française : 5,5 m³/ha/an selon l’inventaire forestier national. http://inventaire-forestier.ign.fr/spip/IMG/pdf/France_part1-2-2.pdf (page 16)

et la même chose sur wikipedia, 86,4 millions de m³ pour 16 millions d’ha : 86,4 / 16 = 5,4 https://fr.wikipedia.org/wiki/For%C3%AAt_en_France#.C3.89volution_de_la_for.C3.AAt_fran.C3.A7aise .

Un ha faisant 10000 m², et 5,5 m³ faisant 5500 litres, cela nous fait 5500/10000 = 0,55 litres/ m².

Avec une densité de 0,55 pour du bois sec à 0%(https://fr.wikipedia.org/wiki/Masse_volumique#Bois)

(moyenne feuillus et résineux)

c’est 0,55 x 0,55 = 0,30 kg/m².

Avec 5 kWh/kg sec à 0 % ( ce chiffre est constant quelle que soit la qualité du bois) https://fr.wikipedia.org/wiki/Bois_%C3%A9nergie#Pouvoir_calorifique

c’est 0,30 x 5 = 1,5 kWh/m²/an.

Soit, divisé par 10 pour convertir en fioul, 0,15 litres par m² et par an. Ouf !

 

 

le bois est deshydraté mécaniquement, ce qui consomme environ 14,4 % de bois supplémentaire en amont de la centrale, il faut donc déduire cette consommation du bilan de la centrale.

Cette énergie de la déshydratation du bois se retrouve 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, taux courant du bois à la récolte, 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.

Un rendement de 33 %, cela veut dire qu’à la centrale, il faut 100 de bois pour avoir 33 d’électricité.

Comme la déshydratation demande 14,4 % de plus, il faut donc 100 + 14,4 = 114,4 pour avoir toujours 33 d’électricité. Et le rendement global s’exprime donc par : 33/114,4 = 28,8 %.

Les 0,05 litres/m²/an de bois,  après les déperditions de la transformation, donnent 0,05 x 0,288 = 0,0144 litres/m²/an. D’électricité.

Comparé aux 19 litres fournis par un panneau solaire, sur un m², c’est 19/0,014 = 1319 fois moins.

  • (9) pour produire l’équivalent de notre consommation d’électricité avec des panneaux PV : La production des panneaux solaires est de 190 kWh par m² et par an, comme vu plus haut.

Soit 10 000 fois plus sur un ha, 1 900 000 kWh/ha/an. Ou 1900 mégawattheures, ou 1,9 Gigawattheures, ou 0,0019 Térawattheures, par ha et par an.

Pour avoir 500 térawattheures, il faut 500/0,0019 = 263 000 ha

La France métropolitaine, c’est 55 millions d’ha.

En proportion, ces 263 000 ha c’est 263 000 / 55 000 000 = 0,0047, soit environ 0,5 % de la France, ou encore un demi département, puisqu’il y en a une centaine.

 

  • (10) Ce calcul découle simplement des précédents : 0,47 % de la surface de la France pour les panneaux photo , 1300 fois plus pour le bois « électricité », calcul (7).

0,47 x 1300 = 611 %. soit 611 départements, avec une centaine de départements par France on arrondit à 6 fois la France.

  • (11) Superficie de la forêt française, 15,3 millions d’ha, dont 10,3 privés (67%) et 28 % des 55 millions d’ha de la France métropolitaine.

http://www.developpement-durable.gouv.fr/La-foret-francaise-en-chiffres.html

et 28 % du territoire à 75 % privés selon l’ONF

http://www.onf.fr/gestion_durable/++oid++9b1/@@display_advise.html

  • (12) La production annuelle de le forêt française est de 85 millions de m³ par an :

 86 millions sur https://fr.wikipedia.org/wiki/For%C3%AAt_en_France#.C3.89volution_de_la_for.C3.AAt_fran.C3.A7aise

et 85 millions sur http://inventaire-forestier.ign.fr/spip/IMG/pdf/France_part1-2-2.pdf (page 16)

  • (13) les centrales à bois énergie actuelles en France :

http://www.energies-renouvelables.org/observ-er/html/energie_renouvelable_france/Observ-ER-Barometre-Electrique-2015-Chap-05-Biomasse-solide.pdf

Page 2 : la puissance installée est de 581 MW

page 4 : 10 MW de puissance nécessitent 120 000 T de bois par an.

Pour 581 MW, if faut donc 58,1 x 120 000 = 6,97 millions de tonnes, 7 millions donc.

Pour du bois humide, à la récolte, je prends une densité de 1,1 T/m³ en moyenne ( https://fr.wikipedia.org/wiki/Masse_volumique#Bois )

et le volume de ce tonnage est : 7/1,1= 6,3 millions de m³ par an.

 

ces 6,3 millions de m³ par an représentent, en % de la production de bois énergie de la forêt française, qui est d’environ 28 millions de m3 par an, 6,3/28 = 0,225, soit 22.5 %.  Ces 6,3 millions de m³ par an représentent ainsi quasiment le quart de la capacité totale de production de bois énergie de la forêt française.

 

  • (14)  production des centrales à bois en place : 580 MW de puissance installée en bois énergie, cela veut dire que ces centrales sont capables de produire 580 MWh en une heure de fonctionnement.

Sur l’année, la production maxi est de 580 MWh x 24h/jour x 365 jours /an = 5 080 800 MWh, à supposer que ces centrales tournent 24h/24 et 365 jours par an, ce qui n’est certainement pas le cas.

5 080 800 MWh, c’est 5 080 Gigawattheures et 5 Térawattheures. Soit 1% de notre consommation annuelle française de 500 Térawattheures.

Et c’est moins de 1%, puisque ces centrales ne peuvent fonctionner en permanence.

 

 

  • (15) Superficie dédiée à notre « électricité bois »:  à 5,5 m3 de bois par ha et par an (6) ces 6,3 millions de m3 représentent la production de 6,3/5,5 = 1,14 millions d’ha de forêt exclusivement dédiés à cette production d’énergie.

En % de la France, qui fait 55 millions d’ha, ces 1,14 millions d’ha représentent 1,14 /55 = 2,07 % de la superficie de la France, ou encore 2 départements.

Si on considère qu’il faut 3 fois plus de superficie en forêt gérée, c’est la production de bois énergie d’une forêt qui couvre 6 départements.

6 départements pour produire ce 100e de notre production rejoint le calcul de ce besoin de 600 départements de forêt gérée pour produire la totalité ;  en fait c’est bien plus, puisque la production correspondante est un maximum (sur)estimé. Cela rejoint les inquiétudes sur le rendement des centrales à bois qui serait bien inférieur à celui des autres centrales thermiques…

  • (16) Superficie cultivée en agrocarburants : 2,4 millions d’ha, selon le Manifeste Négawatt. Par rapport aux 55 millions d’ha de la France métropolitaine, ces 2,4 millions d’ha représentent 2,4/55 = 0,043 soit 4,3 % et 4,3 départements.
    la fraction de la récolte qui devient carburant, c’est environ 20 % en poids et 33 % en énergie. si je compte « en poids », c’est 4,3 x 0,2 = 0.86 départements qui fabriquent du carburant, et « en énergie » c’est 4,3 x 0,33 = 1,4 département… comptons 1 département, simplifier ne nous fera pas de mal !

 

le bois énergie, solution pour le climat ? tout dépend comment on compte.

Article initialement publié le 25/11/2015

La compensation du co2 du bois qui brûle est une façon de compter qui m’a toujours dérangé. Je voudrais plaider pour la remise en question de ce mode de calcul, parce que, associé à d’autres arguments qui parent le bois énergie de toutes les vertus, il favorise l’apparition de nouveaux outils utilisant du bois : les centrales électriques à bois et les chaudières à pellets. Et ces machines font tranquillement changer la dimension de l’utilisation du bois énergie : de « locale et ponctuelle » elle devient « industrielle ».

J’ai donc du mal à partager l’optimisme ambiant sur la capacité de la forêt à assumer cette nouvelle charge, sachant que ce n’est pas la seule charge qui menace la forêt.

Dans un premier temps, voici un condensé des idées de base, que je reprendrai en les explicitant :

– Le bois est un combustible carboné comme les fossiles et il émet deux fois plus de co2 que le fioul et une fois et demi plus que le charbon à énergie produite égale.

– Dans l’atmosphère toutes les origines de co2 se mélangent, et un arbre ne choisit pas l’origine du co2 qu’il consomme. Est-il légitime de dire que la croissance de la forêt compense les émissions du bois énergie alors que dans les faits la forêt compense n’importe quelle combustion, y compris celle des fossiles ? Le bois n’est qu’un combustible comme les autres, le co2 de ses émissions se rajoute au co2 global et la forêt et les autres puits de carbone absorbent une partie de ce co2 global.

– Le co2 est global, le carbone est local : un arbre stocke du carbone là où il pousse, pas de compensation possible entre voisins. Lorsque l’on brûle un arbre cinquantenaire, il faudra invariablement de l’ordre de cinquante ans pour que le ou les successeurs sur son emplacement rétablissent le stock de carbone, c’est à dire qu’ils consomment une quantité de co2 équivalente à celle libérée. C’est incomparablement plus court que pour le charbon, mais c’est loin d’être immédiat et en tous cas c’est bien après les échéances de limitation d’émissions que nous fixons aujourd’hui. Et du co2 aurait quand même été séquestré si le bois n’avait pas été brûlé.

– Le bois d’œuvre reste stock de carbone, avec les dérivés du bois tout arbre et toute partie d’arbre est utilisable en bois d’œuvre, et avec l’arrêt des fossiles le bois deviendra le matériau de construction privilégié : ce besoin futur devrait s’anticiper aujourd’hui.

– La forêt française est aujourd’hui épargnée surtout parce que nos importations de bois d’œuvre externalisent une bonne partie de son exploitation et que nos importations de nourriture, en particulier aliments du bétail, externalisent la concurrence des terres agricoles donc la déforestation. Est-il légitime de la considérer comme un cas isolé ? La forêt au niveau global n’est pas plus renouvelable que le charbon au rythme actuel de son exploitation et de la déforestation.

Ayant parlé d’arguments qui parent le bois énergie de toutes les vertus, je vais organiser mes explications autour d’un passage en revue de ces arguments :

- « le bois est renouvelable » :

Il me semble important de rappeler que le bois est une énergie de stock. À utiliser renouvelable systématiquement, beaucoup de personnes finissent par le percevoir comme un flux. Stock ou flux, c’est plutôt simple à définir : un stock on peut en faire un tas. Le soleil, le vent, ce sont des flux : instantanés, non stockables et non surexploitables. Pour de l’eau, c’est moins évident : un cours d’eau c’est un flux, un barrage c’est un stock.

Et les énergies de stock se renouvellent aussi. Y compris les énergies fossiles ! (excepté le nucléaire, l’uranium étant un minerai qui ne se renouvelle pas) La durée du cycle des fossiles est à l’échelle géologique, sur plusieurs millions d’années, ces fossiles étant une fraction infime de la biomasse qui suit un séjour dans les entrailles de la croûte terrestre. Et qui finit par s’y accumuler en grande quantité. On peut donc considérer que, chaque année, la nature fournit un quota de pétrole, de gaz et de charbon !

Tout ça pour dire que ce qui définit si c’est renouvelable ou pas, ce n’est pas le temps que cela prend pour faire un arbre, du charbon, du pétrole. C’est renouvelable que dans la mesure où on ne prélève pas plus que la capacité de renouvellement. Au delà, on déstocke. Ainsi les fossiles pourraient être renouvelables si l’on ne dépassait pas leur quota annuel… ce qui n’est pas vraiment le cas.

Et pour le bois, c’est sans appel : selon la FAO, la forêt mondiale perd 13 millions d’ha par an, quasiment l’équivalent de la forêt française ! (15,6 millions d’ha). À ce train là, la forêt mondiale (4 milliards d’ha) est condamnée à terme d’environ 300 ans, soit une échéance comparable à celle du charbon (200 ans), sachant que cette cadence à toutes les « chances » de s’accélérer, puisque la pénurie des fossiles va accentuer le report sur cette ressource facile d’accès. Au sens strict du terme, aujourd’hui, le bois n’est pas plus renouvelable que le charbon. Et il ne devrait donc plus avoir le label de « renouvelable » depuis bien longtemps, ce qui éviterait d’entretenir la confusion avec « inépuisable ».

- « Le bois énergie est neutre en co2 » :

 

Dans les calculs comparant les émissions co2 des différentes sources d’énergie, le bois et la biomasse affichent généralement des valeurs très faibles car ce sont des chiffres « compensés ». Un calcul simple permet de comparer les quantités réelles de co2 libérées par un combustible, à partir de chiffres que l’on connaît bien et que l’on ne discute plus depuis bien longtemps : la teneur en carbone de la matière et son pouvoir calorifique, puisque pendant la combustion le carbone de la matière s’associe à l’oxygène de l’air, en libérant de l’énergie.

Le bois est composé de 50% de carbone, et la combustion d’un kilo de bois libère en moyenne 3,5 kWh, (bois « sec » de deux ans, à 15 % d’humidité, une partie de l’énergie totale a servi à évaporer cette humidité). Cela fait 142 g de carbone libéré pour 1 kWh émis (500g /3,5 kWh), soit 521 g de co2/kWh (3,67 fois plus en g co2) https://fr.wikipedia.org/wiki/Bois

Avec le bois vert, c’est pire : il y a plus d’humidité à évaporer. Le pouvoir calorifique est même divisé par plus de 2 pour le bois vert ! ( http://www.acqualys.fr/page/tableau-comparatif-pouvoir-calorique-inferieur-pci-des-energies )

Et pour les centrales électriques à bois, on attend rarement deux ans de séchage… le bois vert est déchiqueté puis déshydraté, à grand renfort d’énergie grise. « grise », ou plutôt « transparente » : cette énergie ne se voit pas, et, comme dit le dicton, ni vu ni connu.

Le charbon est composé (en moyenne) de 80 % de carbone, et la combustion d’un kilo de charbon libère 8,3 kWh (30MJ), soit 96 g de carbone pour 1 kWh et 353 g de co2/kWh. https://fr.wikipedia.org/wiki/Charbon

le fioul : 86 % de carbone, 12 kWh/kg. Soit 72 g de carbone et 264 g de co2/kWh. https://fr.wikipedia.org/wiki/Fioul

Donc, la combustion du bois libère au moins 2 fois plus de co2 que le fioul et 1,5 fois plus que le charbon à énergie égale. Et ce résultat est parfaitement logique : les fossiles sont des dérivés de matière organique (le charbon est essentiellement dérivé de matière organique végétale) qui ont subi une « densification énergétique » dans leur processus de transformation.

Une exonération à ce niveau, ce serait plutôt un paradis fiscal : là où ceux qui en ont le plus rendent le moins de comptes.

Voici les arguments couramment avancés pour justifier cette singulière minimisation du co2, avec mes réponses.

— « la croissance des arbres compense le co2 de ceux qui sont brûlés »

Dans l’atmosphère toutes les origines de co2 se mélangent, et un arbre ne choisit pas l’origine du co2 qu’il consomme. Dans les faits, le co2 de la combustion du bois se rajoute au co2 global et la forêt et les autres puits de carbone absorbent une partie de ce co2 global.

Dans ce contexte, affecter la captation de co2 des arbres à la compensation des émissions des copains pourrait bien être de l’ordre du favoritisme.

Sur la base de ce constat du co2 « mélangé », il apparaît que d’un point de vue « émissions de co2 », il est plus judicieux (ou moins absurde) de brûler des fossiles que du bois : la quantité globale de co2 émise est moindre pour la même énergie produite, et le travail d’absorption du co2 par la forêt n’en est que plus efficace.

Le co2 atmosphérique augmente parce que la quantité de carbone stocké sur terre diminue. De la même façon, que ce carbone soit stocké dans les arbres ou dans les fossiles, il est stocké. Ce qui est important aujourd’hui pour limiter l’élévation du taux de co2, c’est de laisser ce carbone stocké autant que possible.

L’absorption du co2 par les végétaux peut se concevoir comme un flux global, du fait que le co2 se dissipe dans l’atmosphère. Pour le carbone stocké, de l’autre côté de la barrière, cela n’est plus possible : un arbre stocke du carbone là où il pousse, pas de compensation possible entre voisins.

Ainsi là ou avec le co2 on était tenté de voir une compensation immédiate, côté carbone il apparaît qu’il y a au minimum une notion de déphasage : Lorsque l’on brûle un arbre cinquantenaire, il faudra invariablement de l’ordre de cinquante ans pour que le ou les successeurs sur son emplacement rétablissent le stock de carbone, c’est à dire qu’ils consomment une quantité de co2 équivalente à celle libérée. C’est incomparablement plus court que pour le charbon, mais c’est loin d’être immédiat : déjà ce « temps de retour » fait que l’effet co2 atmosphérique n’est pas nul.

Dans les autres cas de figure où le bois n’aurait pas été brûlé, soit pas d’exploitation du tout, soit exploitation pour le bois d’œuvre, il y aurait eu une « séquestration positive », et non une « séquestration de rattrapage ». C’est donc plus qu’une perte de temps, c’est un manque à gagner co2 que ce bois énergie à généré.

« oui mais, cinquante ans après, c’est rattrapé » je vous entends dire (et merci pour votre remarque). Eh bien non. Je vais prendre un exemple pour lequel les théories de compensation sont nettement mois tentantes : la feuille de paye. Vous gagnez 1000 euros par mois, et l’augmentation annuelle est de 100 euros. Votre patron vous dit : cette année, pas d’augmentation. Toujours 1000 euros de salaire l’année n+1, et, enfin, 1100 euros l’année n+2. C’est compensé ? Non, parce que sinon vous auriez eu 1200 euros. Ce déficit, il se reportera d’année en année et vous aurez 100 euros par mois en moins toute votre vie (et même à la retraite, puisque cela influera sur son calcul…).

Je vais même un peu plus loin. Votre chaudière à bois, elle ne va pas brûler du bois (c’est à dire annuler l’augmentation du carbone stocké, vous aviez compris la similitude avec le salaire), une seule fois, puis attendre que ce soit compensé. Chaque année, à vie, elle va recommencer sa besogne.

Donc, cela revient à bloquer, à vie, votre augmentation de salaire.

Neutre, ou neutralise ?

— « une forêt ancienne ne stocke plus, en l’exploitant elle recommence à stocker »

Un arbre vivant séquestre du co2, le bois mort en décomposition le restitue. Pour que le bilan s’équilibre, il faut que le bois mort s’accumule.

La forêt française est exploitée de longue date et la quantité de bois mort y est plus proche de la pénurie que de l’excès. Elle est très loin de cet état d’équilibre.

Pour qu’une forêt arrive à ce stade de neutralité de bilan co2, il faut que les arbres aient le temps de pousser, de mourir, puis d’avancer dans leur décomposition. Il faut donc, selon la longévité des espèces présentes, rarement moins d’un siècle sans exploitation et parfois plusieurs.

La forêt n’est pas un réservoir de stockage idéal, il a sa limite de capacité. Est-ce une raison pour le vider ? Je le rappelle encore, tout carbone stocké sur terre, c’est autant de co2 en moins dans l’atmosphère. Que le bois soit mort ou vivant, cela reste un stock de carbone. Le bois mort est un stock à durée limitée, mais perpétuellement renouvelé… si rien n’est exploité.

— « un arbre à maturité ne stocke plus de co2 »

Ce qu’il faut aussi savoir, comme l’explique remarquablement le botaniste Francis Hallé, c’est qu’un grand arbre est aussi en pleine puissance pour capter les polluants atmosphériques, y compris le co2. Ce qui s’explique par l’importance de la surface développée de ses feuilles et racines, sans comparaison avec celle d’un jeune arbre. L’age auquel l’arbre ne stocke plus est donc très proche de la fin de vie. Dans la forêt de Tronçais, cette maturité est jugée par parcelle et on essaie de s’en approcher au plus près : les coupes des chênes s’y font vers 250 à 300 ans d’âge…

— « avec la décomposition, le bois serait retourné co2 »

Très tentant cet argument. Le bois se décomposera, en effet, mais dans un long cycle d’une durée comparable à celle de sa croissance. En le brûlant on remet immédiatement dans l’atmosphère du carbone qui serait resté stocké sur du long terme. Pour les mêmes raisons que le déphasage avec la croissance, ce déphasage avec la décomposition n’est pas neutre.

D’ailleurs, un compte en banque fonctionne à peu près comme une forêt : il y a un flux entrant, enfin je l’espère pour vous, et un flux sortant. Fatalement, l’argent qui rentre sortira un jour, tôt ou tard et plutôt trop tôt. Finalement, ce bois énergie nous annonce une bonne nouvelle : nous pourrions dépenser notre argent prématurément sans effet sur le stock.

Pour une fraction de ce bois, l’étape ultime de cette décomposition est, après compostage, l’intégration à la matière organique du sol. C’est à dire du très long terme. Et les arbres sont généralement coupés bien avant leur fin de vie : ils auraient eu encore quelques décennies de stockage devant eux avant de commencer leur cycle de décomposition.

Même la biomasse « à court terme », par exemple les déchets organiques urbains, ne devrait pas être compensée. Cette biomasse peut être valorisée dans un cycle long de carbone : le compostage et la méthanisation permettent d’obtenir respectivement compost et digestat, qui sont valorisables à long terme dans le sol.

La réflexion sur une éventuelle compensation des déchets à court terme soulève aussi un questionnement général d’ordre éthique : n’y a t-il pas, dans cette recherche de compensation co2, une forme de déni de l’empreinte écologique de nos activités ?

- Viennent ensuite les arguments plutôt en faveur du potentiel de la forêt :

— « la forêt française a doublé en 150 ans » :

Fortuitement, 150 ans correspond au moment où la forêt était au plus bas. Elle était prise entre deux maux : elle fournissait au 18e siècle l’énergie des machines à vapeur de l’ère pré-industrielle, et les surfaces agricoles ne cessaient de se développer. Et pourquoi elle a doublé ? Parce qu’avec l’arrivée des fossiles elle a eu une baisse de la pression d’exploitation, (voire une stabilisation de cette pression selon les sources) et parallèlement, l’intensification de l’agriculture a réduit la concurrence des terres agricoles. Ce qui a permis à la forêt de se requinquer partiellement. Aujourd’hui, cette réduction des surfaces agricoles se poursuit, puisque nous importons davantage notre nourriture, mondialisation oblige. Le phénomène est contrebalancé par un autre mal moderne : l’artificialisation des terres. De sorte que, selon les sources là aussi, la surface de la forêt française aujourd’hui n’augmente plus. Aujourd’hui, cette forêt c’est 28 % de la superficie du pays, et elle est déjà exploitée à 50/60 %. Cette situation de répit de la forêt est pourtant bien artificielle, car depuis deux siècles les menaces d’exploitation ont changé de dimension : les besoins en énergie ont explosé, la population a doublé et la consommation de viande, très demandeuse de surfaces agricoles, a fortement augmenté. Ainsi cet historique devrait, en toute sagesse, nous rappeler à la prudence parce que nos aïeux ont déjà pu mettre à mal la forêt dans un contexte nettement moins critique. Au lieu de ça, Il est utilisé dans une habile tournure de phrase pour dire : « la forêt va très bien, on peut couper ».

— « Le bois c’est local » :

Bel optimisme de penser que la forêt française échappe à la mondialisation. Ceci dit ce n’est pas le cas et pour l’instant la mondialisation protège la forêt française. Notre bois d’œuvre vient pour beaucoup d’Europe de l’est et des forêts tropicales, et, comme vu plus haut, l’agriculture française est concurrencée par l’étranger et les surfaces agricoles diminuent. En même temps, au niveau mondial, la forêt régresse inexorablement au profit de besoins de surfaces agricoles en perpétuelle augmentation. Et avec des perspectives d’accentuation du phénomène.

L’analyse du potentiel de la forêt française est faite sur des données franco-françaises, dans un contexte mondial qui est complètement opposé. Combien de temps nos frontières vont protéger notre forêt de ce contexte mondial ?

Notre forêt fait aussi partie de la forêt mondiale, est il légitime de la traiter comme un cas à part quand ça nous arrange ?

Et même si cette situation perdurait, une autre épée de Damoclès, bien pire, plane sur la forêt : avec l’arrêt des fossiles, tout devra être « biosourcé » et donc on aura encore besoin de nouvelles cultures qui devront être dédiées à produire nos plastiques, nos tissus, nos objets de consommation, nos matériaux de construction. Sans oublier qu’il faudra aussi nourrir toujours plus de monde. Et c’est toujours la forêt qui trinque : besoin de bois d’œuvre, de bois énergie ? C’est pris directement la forêt. Besoin de place pour de nouvelles cultures, pour de l’artificialisation ? c’est pris aussi sur la forêt, à travers la déforestation.

— « Tout l’arbre ne peut être valorisé en bois d’œuvre » :

En théorie, un arbre a plusieurs usages en fonction de la taille de ses rameaux. Pour une fois, la règle du porte monnaie va dans le bon sens et ce qui peut être utilisé pour des planches dans un arbre a des chances de l’être, vu que c’est mieux payé. Ceci dit, ceux qui se chauffent au bois ont pu remarquer à la taille des bûches que les extrémités descendent souvent assez bas : il y a quand même un décalage entre la théorie et la pratique. Dans l’exploitation industrielle, la mécanisation amène une grosse dérive : ce sont les grumes (les troncs dans lesquels on peut faire des planches) qui sont exploités pour l’énergie, les rameaux étant laissés sur place : exactement à l’opposé de la théorie !

Et même si cette théorie était respectée, je ne suis pas d’accord sur le fait que les extrémités ne pourraient finir que dans une chaudière.

Avec le lamellé collé, qui utilise de toutes petites sections de bois, on obtient des poutres de toutes tailles qui ont des qualités mécaniques supérieures au bois brut. Et dans un contreplaqué, plus les plis sont fins, meilleure est la résistance !

Mais surtout, aujourd’hui on sait faire du bois d’œuvre avec des copeaux. L’osb, avec des gros copeaux de bois déchiqueté, fait des panneaux de bonne qualité structurelle pouvant faire des parois à des maisons à ossature bois , tout en contribuant à la résistance et en protégeant de la pluie. L’aggloméré, que tout le monde connaît, a révolutionné l’ameublement. Et il permet de recycler toutes formes de bois. Plus récemment, on a appris à faire de la laine de bois, un remarquable isolant. Et avec la trituration, procédé utilisé pour la pâte à papier, on peut tirer de la cellulose de la moindre brindille , cellulose qui peut servir de base pour les colles de certains de ces dérivés du bois.

Bref (là c’est le bricoleur qui parle) : le bois est un matériau fantastique, capable de quasiment tout faire, conciliant beauté, résistance, légèreté.

Le bois est bien plus précieux qu’un simple combustible, et il me semble aussi déplacé de le mettre dans une chaudière que de mettre de l’électricité dans un convecteur.

Et le bois d’œuvre a une qualité supplémentaire sur laquelle il n’y a aucune ambiguïté de calcul : il garde le carbone soigneusement stocké.

D’un côté, avec le bois énergie, le co2 est libéré dans l’atmosphère ; de l’autre, le même bois utilisé en bois d’œuvre garde ses qualités de stock de carbone. Rien que pour cette propriété, le bois ne devrait être exploité que pour le bois d’œuvre. Ce ne serait pas plus compliqué que ça de réduire le co2 atmosphérique, et en plus on risque de bien en avoir besoin de ce bois d’œuvre quand il faudra se passer de béton, de brique, d’acier… tous ces matériaux de construction traditionnels qui ont en commun d’être très « fossilivores », parce qu’ils demandent des cuissons à des très hautes températures, de plus de mille degrés.

— « Une forêt bien gérée se renouvelle » :

Certes, selon l’ardeur de la tronçonneuse, la forêt se remet plus ou moins bien. La façon dont on coupe est importante, vitale sous certains climats. Ceci dit cet argument laisse oublier que le tout premier des facteurs de renouvellement de la forêt, c’est le temps. Bien gérer une forêt est un luxe que l’on peut se permettre si la pression d’exploitation n’est pas trop grande. Et on ne peut l’apprécier qu’au niveau global. Pour être plus explicite, imaginez que vous n’avez que le bois de votre jardin pour vous chauffer : il devient évident qu’il faut qu’il soit assez grand pour que les arbres aient le temps de repousser entre deux coupes.

La forêt mondiale est un jardin partagé, il est déjà trop petit pour nous tous.

- Alors on fait quoi, on brûle du charbon ?

Celle là, je savais que vous alliez l’aimer : que vous ayez, comme moi, prôné la sortie du nucléaire ou bien prôné la persévérance dans cette énergie responsable, vous avez reconnu l’argument massue. Non, bien que j’aie argumenté que le charbon était moins émetteur de co2 que le bois, il n’y a toujours pas besoin d’aller jusque là. La réponse reste l’incontournable et maintenant classique logique Négawatt. Le scénario Négawatt fait appel au bois énergie dans des proportions très mesurées et calculées, sachant qu’il y a eu au préalable réduction des besoins. Aujourd’hui, nous faisons passer la charrue avant les bœufs : on convertit d’abord à l’énergie miracle qu’est le bois et on verra ensuite pour les économies.

— Je rajoute juste deux petits calculs de coin de bureau du genre de ceux qu’on devrait faire plus souvent :

Vous habitez dans 50m2, et vous consommez 4 stères de bois par an. À 500kg de bois sec par stère, cela vous fait deux tonnes de bois (vous avez un ascenseur, bien sûr). Ces deux tonnes correspondent à 36 m³ de laine de bois (à 55 kg/m³), qui répartis, sur les faces de l’habitation, représentent une épaisseur de… 20cm !

Évidemment que ce n’est pas si simple, mais n’est-ce pas absurde de se chauffer inlassablement avec une matière qui pourrait, en un an ou deux de consommation, rendre anecdotique cette dépense tout en rendant votre habitation bien plus confortable ?

Le pellet donne encore une autre dimension à cette gabegie : pour faire des pellets on réduit en sciure, déshydrate et comprime le bois dans une débauche d’énergie. Ce ne serait pas bien plus compliqué d’en faire de l’isolant !

Puisque j’en suis aux pellets, je vous invite à noter que la « débauche d’énergie » incluse dans la fabrication du pellet est soigneusement oubliée dans le calcul du rendement de la chaudière. Qui serait bien sûr bien moins glorieux avec un calcul objectif. L’atout officieux du pellet, il n’est pas dans le rendement, il est mécanique : il rend le bois « fluide comme du fioul » et le pellet circule par aspiration dans des tuyaux. Donc il peut permettre l’automatisation, la régulation, et supprimer les manutentions : la corvée du bois, quoi. C’est à dire qu’il supprime l’obstacle majeur au chauffage bois généralisé. Voici pourquoi je considère le pellet (et son cousin, le bois déchiqueté) comme une menace potentiellement importante pour la forêt.

La vraie solution chauffage, c’est l’isolation. La chaudière, c’est juste s’il reste des sous, et s’il est encore besoin de chauffer : oui, cela peut être facultatif.

Bref : penser le changement plutôt que changer le pansement. (Francis Blanche)

Bien sûr, si vous êtes locataire, vous n’avez pas cette marge de manœuvre (quoique…) mais vous pouvez donner à votre propriétaire l’argument qu’aujourd’hui tous les programmes immobiliers se vendent avec HQE ou BBC en première ligne des pubs. Ce ne sera pas de l’argent perdu pour lui. Et que de toutes façons ce sera prochainement obligatoire.

— Deuxième calcul, tout aussi simple et parlant :

L’énergie du soleil, c’est, en moyenne européenne, 100 litres de fioul/m²/an. (env 1000 kWh/m2/an) La production de bois de la forêt française, c’est 5,5 m³/ha/an ( http://inventaire-forestier.ign.fr/… ) soit 0,5 litres de bois m²/an, équivalent à 0,1 litres de fioul m²/an… c’est 1000 fois moins que le soleil direct au m2 ! à Montpellier, mon centre du monde, le soleil c’est 140 litres/m²/an, et la garrigue sèche environnante c’est 1m3 de bois /ha/an, soit 7700 fois moins… Se chauffer au bois, c’est donc prendre ses aises avec la nature, sachant qu’un panneau solaire thermique capte très bien cette chaleur, d’une façon très simple et avec un rendement souvent bien supérieur à celui d’un poêle. Mieux : une simple fenêtre au sud est le meilleur des capteurs de chauffage solaire !

Un panneau photovoltaïque ne capte « que » 15 % de cette énergie, mais la restitue sous la forme noble d’électricité. Pour produire cette électricité avec du bois, il faut de 400 à 600 fois plus de surface au sol qu’avec le soleil du midi, selon si l’on cogénère ou pas. 10 m² de cellules photovoltaïques produisent autant que 4000 à 6000 m² de forêt ! à ce tarif là, ce n’est même pas complètement absurde d’artificialiser les champs par des centrales photovoltaïques. Bon, ça le reste quand même, il y a déjà assez de surfaces artificialisées.

Dois-je préciser quelle énergie me semble sous exploitée ?

En complément : « menaces sur la forêt française », un reportage paru sur france 5 le 20 octobre 2015 qui montre que l’engouement actuel sur ce bois énergie « vert » n’est pas à prendre à la légère :

Pourquoi le bois énergie est plus émetteur de co2 que le charbon

Le bois est plus émetteur pour deux raisons :

La première est chimique : dans les combustibles carbonés, c’est le carbone qui contient l’énergie, et la libération de cette énergie ne peut se faire qu’en émettant du co2. Le carbone du bois est moins « dense en énergie » que celui des fossiles, donc émet plus de co2 à énergie produite égale.

La deuxième est physique, il contient la moitié de son poids en eau à la récolte, et demande de l’énergie pour son séchage.

article écrit en collaboration avec Jean Christophe Rossi, enseignant chercheur chimie, précieux co auteur/ relecteur. Publication initiale le 29/02/2016

Voici quelques mois, je partais en croisade contre cet engouement pour le bois énergie.

C’était alors ma logique de pensée qui me poussait dans cette démarche, n’arrivant pas à adhérer à l’argumentaire de la compensation CO2 et à l’optimisme sur l’abondance de la ressource.

Par ailleurs, une lointaine formation d’agronome m’a laissé quelques notions de la composition du bois et le voir catalogué comme « peu émetteur de CO2 » me faisait réagir.

D’abord seul contre (presque) tous, j’ai depuis appris que le vent tournait dans la communauté scientifique, comme le démontrent ces deux rapports :

celui de la coalition mondiale des forêts (un consortium de 80 ONG de 52 pays différents), publié à l’occasion de la cop 21 et son résumé en français ,

et celui de Greenpeace « de biomasse à biomascarade » réalisé en 2011. Ils expliquent que :

- les émissions brutes de CO2 du bois sont bel et bien plus importantes que celles du charbon (jusqu’à +150 % selon Greenpeace) ;
- la convention de calcul qui annule purement et simplement ces émissions (la « compensation CO2 ») n’a pas de raison d’être ;
- le bois ne devrait pas être considéré comme renouvelable.

L’essentiel y est dit, j’aimerais apporter ici un modeste complément.

J’ai souhaité tenter d’expliquer pourquoi le bois est un gros émetteur de gaz à effet de serre : c’est tellement à contre-courant de ce qui est habituellement dit qu’il me semble qu’une justification s’impose pour aider à admettre ce fait.

Il y a deux raisons simples qui font que le bois est très émetteur de CO2 : l’une chimique et l’autre physique.

La raison chimique :

Le bois, comme tous les êtres vivants, est composé essentiellement de molécules à base de carbone, des « chaînes carbonées » associant carbone, oxygène, hydrogène et de nombreux autres constituants en plus petite quantité.

Les énergies fossiles aussi sont composées de chaînes hydrocarbonées, et ce n’est pas un hasard : ils sont dérivés des êtres vivants ! Un long cycle de transformation en a sensiblement modifié la composition chimique.

Lors de la combustion (réaction d’oxydation par O2) de ces chaînes carbonées, le carbone et l’hydrogène réagissent avec le dioxygène de l’air, les liaisons entre atomes sont brisées et réorganisées. Ces transformations libèrent du CO2, de l’eau et de l’énergie sous forme calorique.

Par exemple, dans le cas simple du méthane : CH4 + O2 → CO2 + 2 H2O

Ici un atome de carbone comporte 4 liaisons vers d’autres atomes d’hydrogène. Dans le cas de la molécule de méthane, les quatre liaisons de l’atome de carbone sont brisées et toutes ont été oxydées et ont fourni de l’énergie.

Si l’atome de carbone est déjà lié à un atome d’oxygène, la liaison (déjà oxydée) n’est pas brisée et donc seules les liaisons restantes contribuent au dégagement de l’énergie.

Par contre, une molécule de CO2 reste émise pour chaque atome de carbone en jeu dans la combustion. Chaque molécule de CO2 émise dans une combustion n’a donc pas forcément engendré la même quantité d’énergie : c’est pourquoi il y a des combustibles plus efficients que d’autres, et des combustibles moins émetteurs de CO2 que d’autres. Le tableau suivant donne l’énergie de combustion dégagée par g de gaz(4)

Ainsi, plus il y a d’oxygène dans la chaîne carbonée, moins il y a d’énergie disponible. Mais il y a tout autant de CO2 au final. La teneur en oxygène du « combustible organique » est donc liée à son efficience.

Pour les gaz, deux fois et demi moins émetteurs de CO2 , que le charbon, il n’y a pas du tout d’oxygène :

le propane C3H8

Le bois est composé essentiellement de (50%) cellulose(5) (polymère du glucose), de lignine(6) (25 à 30%) qui est un polymère complexe constitué de motifs phénoliques comme l’indique l’image suivante et d’hémicellulose.

Structure possible d’une lignine de pin : (source des images : wikipedia, bois)

Structure d’une cellulose : chaque « O » désigne un atome d’oxygène : au premier coup d’œil, on voit que le bois contient une grande quantité d’oxygène.

En effet, en moyenne, la composition centésimale massique du bois s’établit comme suit : C 50 % ; O 42 % ; H 6 % ; N 1 % ; composés minéraux 1 % (Ca, K, Na, Mg, Fe, Mn, S, Cl, Si, P).

Au passage, on note la présence d’atomes d’azote (N 1%) : ils deviendront des oxydes d’azote NOx,dont le protoxyde d’azote NO2 qui est 300 fois plus efficace que le CO2 pour l’effet de serre, et qui contribue au phénomène des pluies acides.

Cet azote est, à l’origine, prélevé dans le sol. Un cycle naturel le restituerait au sol, sans création de NOx. En brûlant le bois, on transforme l’arbre en machine à fabriquer du NOx et à le rejeter dans l’atmosphère.

Le charbon ne possède quasiment pas d’oxygène : 7-8 % en masse, contre 42 % pour le bois.

La raison physique :

Encore une fois, c’est relativement simple : le bois vert contient de l’eau. De 30 à 70 % de la masse totale.

Cette eau doit d’abord s’évaporer pour que la combustion du bois se fasse, sinon la température ne peut pas s’élever à une valeur suffisante.

Ce restant d’eau est évaporé en ponctionnant une partie de l’énergie de la combustion : le bois finit de se sécher au feu de bois en quelque sorte. Et l’énergie demandée par cette déshydratation correspond à environ 15 à 20% de l’énergie contenue dans le bois. Et cette énergie n’est pas non plus prise en compte dans les bilans carbone du bois énergie ! (7)

Pour comparer aux énergies fossiles, cette énergie de déshydratation est, à elle seule, du même ordre, voire supérieure à celle demandée pour l’extraction du charbon, ou pour l’extraction et le raffinage des pétroles conventionnels : 10/15 % de l’énergie totale initiale (Source Négawatt(8) : Même si le bois est une ressource locale et facile d’accès, le simple fait qu’il contienne de l’eau annule cet avantage par rapport aux fossiles, pourtant extraits des profondeurs et transportés sur des milliers de km.

Si on rajoute l’énergie nécessaire à la récolte et au transport du bois cela devient pire.

Bien sûr j’oublie aussi l’énergie du broyage des plaquettes et surtout celle des pellets, broyés beaucoup plus finement puis fortement comprimés.

(Détail du calcul à partir de chiffres pris sur : https://fr.wikipedia.org/wiki/Bois_… pouvoir calorifique du bois PCI à 60 % d’humidité : 1,7 kwh/kg, ce qui fait 4,25 Kwh/kg de « l’extrait sec » contenu dans ce bois (1,7/(100-60/100)=4,25) PCI à 11 % d’humidité : 4,4 Kwh/kg, soit 4,94 Kwh/kg d’extrait sec (4,4/(100-11/100)=4,94) La différence entre ces deux chiffres c’est 14 %, (1-(4,25/4,94*100)), soit l’énergie consommée par le séchage de 60 % à 11 % d’humidité. On retrouve quelque chose d’équivalent en calculant l’énergie nécessaire à échauffer cette eau de 20° à 100° (4,18 KJ par Kg d’eau et par degré), puis pour la chaleur latente de vaporisation de cette eau (2265 Kj/kg) : avec un bois à 60 % d’humidité il faut 2,5 kg de bois humide pour avoir 1kg de matière sèche, donc 1,5 litres d’eau à évaporer. Pour chauffer cette eau : 0,14 Kwh (=1,5×4,18x(100-20)/3600), Pour évaporer cette eau : 0,94 Kwh (=1,5×2265/3600) Soit 1,08 Kwh au total. L’énergie totale contenue dans ce bois à 60 % d’eau était donc de (1,7 (le PCI/kg) x 2,5 kg)+ 1,08 Kwh qui ont servi à évaporer l’eau = 5,33 Kwh. Et par rapport à ce total, 1,08 Kwh c’est 20 %.)

quelques points à considérer avant de dire que le tram est écologique

Les transports en commun, ça a potentiellement des atouts écologiques par rapport au transport individuel, et de toutes façons c’est une nécessité sociale.

Un tram, c’est spacieux, confortable, pratique, prioritaire, valorisant… voici pourtant quelques points à envisager avant de dire que c’est écologique :

 

1- Un tramway plein est un petit progrès sur l’auto, un tramway vide est un désastre.

De la même façon qu’une voiture est moins pire en covoiturage, un tram est plus ou moins intéressant en fonction de son taux de remplissage. La notion de poids mort par passager évalue cette efficacité écologique :

Quand un tram est bondé, c’est comme si chacun avait 130 kilos à déplacer.

Si vous êtes seul dedans, vous déplacez quarante tonnes ! À moins de 30 personnes dans une rame de tram (moins d’un siège sur deux est occupé), il est plus écologique que chacun se déplace seul en voiture… des unités plus petites, plus fréquentes aux heures de pointe, apporteraient un meilleur service, avec une bien meilleure efficacité écologique.

 

2- le coût écologique d’une voie ferrée ne se rentabilise jamais.

Les rails sont censés faire gagner des frottements. On sait faire des véhicules qui consomment 1 litre d’essence pour 3000 kilomètres, sur des pneus. La vraie économie d’énergie est dans l’allègement des véhicules.

L’énergie grise nécessaire à la création d’une ligne de tram, c’est environ l’énergie qu’il faut pour déplacer le tram pendant vingt ans. (détail des calculs ici)

Et des véhicules optimisés pour leur poids et leur taux de remplissage pourraient, avec cette énergie, se déplacer pendant 50 à 100 ans !

 

3- Le transport électrique prolonge notre dépendance au nucléaire.

Convertir la mobilité à l’ électrique, sur rails ou sur pneus, est créer un besoin supplémentaire en électricité. Augmenter nos besoins en électricité avant de l’avoir convertie au renouvelable, c’est signer pour une prolongation supplémentaire des centrales actuelles. Le problème du nucléaire est à la fois très complexe et très simple : nos centrales ont entre 30 et 40 ans d’âge, et ont été prévues pour durer 30 ans. Nous avançons comme des escargots dans la transition, alors que plus tôt on les arrêtera, et moins on aura de risque qu’un « gros pépin » nous oblige à le faire dans l’urgence.

4- Malgré sa motorisation électrique, le tram émet autant de micro-particules que les voitures qu’il remplace.

Incroyable ? non, tout simple. Les roues en métal du tram s’usent, et émettent des micro particules. Entre les mesures faites dans les zones réservées au tram et celles faites prés des voies rapides, il n’y a pas de différence de quantité de micro-particules. (références ici)

Bref : les rails, ça coûte un bras, c’est une énergie grise phénoménale, ça fait du bruit pour les riverains, et ça remplace les émissions des voitures question pollution.

Pas de solution ? bien sûr que si, et même bien mieux pour bien moins cher !

Des véhicules:

– réellement optimisés pour le « poids mort par passager » à la fois plus écologiques et plus économiques à réaliser ;

– en petites unités qui seraient plus fréquentes aux heures de pointe et dans les tronçons les plus fréquentés, ce qui améliorerait à la fois le taux de remplissage et la fréquence de passage, donc le service pour les usagers et… l’emploi, en embauchant des chauffeurs ;

– qui seraient prioritaires (pas besoin de rails pour ça!), avec accès handicapés, porte vélos extérieurs…

– qui seraient confortables (on sait le faire avec les voitures), et pourquoi pas pendulaires (qui contrebalancent la force centrifuge dans les virages, on l’a fait pour des trains) ;

– sur des pneus, donc sans aménagement coûteux de voirie, et qui pourraient aller partout… ce qui n’est pas le cas du tram !

– et surtout : une mobilité électrique sur caténaires, dont l’ossature supporterait des panneaux solaires. les voies seraient ainsi couvertes de panneaux solaires. Au lieu de rajouter de la consommation d’électricité, ces « petits trams sur pneus »  seraient réellement écologiques,  autonomes voire positifs en énergie.

 

la liberté de pencher dévoile de nouveaux avantages

Article initialement publié le 24/10/2015

Je me décide à vous rendre compte des avancées de l’engin au moment où je commence l’étape « coffre », qui amène une évolution bien visible, ce qui manquait ces derniers mois. L’engin a cependant beaucoup avancé sur des finitions.

Mais la richesse de cette période a bien été dans les rencontres permises par ce véhicule : le premier avantage « bonus » de cet engin qui penche, c’est qu’il suscite curiosité, sympathie, attrait. Un petit aperçu de ces instants, qui commence par le mot qui a pour moi bien marqué ces derniers mois : Alternatiba. A l’origine, il fallait reconnaître les parcours pour l’équipe du tour en tandem, puis les guider dans les étapes avant et après Montpellier. Avec assez d’autonomie pour faire les étapes aller retour, la possibilité d’utiliser les pistes cyclables, l’engin s’est montré particulièrement adapté pour cette tâche. Cela a été un grand plaisir et une superbe expérience de partager deux jours de cette aventure extraordinaire menée par une poignée d’individus hors du commun, qui a suscité un élan tout aussi hors du commun. Quelques uns de l’équipe ont tenté leur chance sur l’ulp. Joan, (sur la photo, avec son omniprésent sourire) l’a carrément adopté, et a même fait la vélorution de Sommières avec. Quant à moi, j’avais troqué mon engin contre une place sur la triplette. Je confirme, faire un tour de France avec ces tandems est un fantastique exemple de solidarité !

Quelques autres événements ont été l’occasion de rencontres marquantes, parmi eux le challenge éduc éco qui s’est déroulé à côté de Toulouse au mois de mai http://www.educeco.net/ . C’est une course à la moindre consommation où des groupes d’étudiants arrivent à faire des prodiges avec des moyens dérisoires, des consommations de l’ordre de 1 litre aux… mille kilomètres ! Et jusqu’à 3000 km avec un litre pour les records. Avec des engins propulsés, entre autres, par des moteurs de tronçonneuse dotés de systèmes d’injection bricolés. Ceci devrait, en principe, donner une idée de la marge de progression qui existe par rapport à nos moyens de locomotion actuels. Ces engins roulent à 25 km/h de moyenne, c’est à dire à peu près comme une voiture en milieu urbain, ils ont une carrosserie, harnais et arceaux de sécurité… les rendre utilisables au quotidien pourrait se faire sans majorer grandement leur consommation. Je venais avec la curiosité de voir quels secrets utilisaient ces engins, et je crois que le mien a finalement été une curiosité… au pays des curiosités ! Cerise sur le gâteau, l’ulp et le vélomobile d’Arnaud ont inspiré une nouvelle catégorie pour la course, qui serait ouverte à ces dérivés du vélo utilisables au quotidien. (Arnaud est un grand contributeur du forum vélorizontal, plein de bons conseils que j’ai d’ailleurs largement suivis ; http://velorizontal.bbfr.net/t19228… )

Un autre lieu où l’engin a eu un accueil remarquable : le fablab de Montpellier, http://www.labsud.org/ Je pensais à priori que ce serait dans le milieu écologiste que l’accueil serait le meilleur. Il a, sans problème, toujours été excellent. Mais c’est clairement dans les milieux de « mécaniciens » où il suscite le plus d’attrait, et plus particulièrement chez les motards. Je crois que je préfère encore ça : un engin conçu à la base pour économiser l’énergie qui est apprécié avant tout pour son côté ludique !

Petit bilan de ces rencontres et essais, depuis que le châssis est au point : environ 80 personnes ont testé l’ulp, et sur ce nombre, environ une dizaine sont arrivées à gérer l’équilibre uniquement avec le guidon, une dizaine d’autres ont libéré l’inclinaison mais ont préféré garder les pieds sur les appuis d’équilibre.

Les essais ont été le plus souvent très courts, c’est pourquoi le nombre de ceux qui ont passé le cap de pencher est relativement faible. Le sourire en fin d’essai est une constante mais ce n’est pas pour autant un instant « zen », et c’est aussi pourquoi ces essais découverte sont très courts : le besoin d’une une phase de relâche se fait vite sentir.

Un seul incident à déplorer : l’engin s’est couché à basse vitesse sans égratignure pour personne. Et la personne à qui c’est arrivé a retenté sa chance juste après, pour arriver à avoir l’équilibre « sans les pieds » quelques dizaines de mètres plus tard : cela pour confirmer que les plus téméraires sont favorisés pour passer ce cap, parfois en prenant un peu plus de risques que les autres. Et ceux qui ne veulent pas prendre de risques ne sont pas obligés de le faire et l’engin leur reste accessible : l’apprentissage peut être très progressif.

Voici enfin les évolutions de ces derniers mois.

La remarque incontournable étant : « c’est bas, on ne va pas être vu par les automobilistes et c’est dangereux », j’ai essayé d’être à l’écoute de cela en rehaussant le siège, de 17,5 cm exactement. Commençons par le positif :

 ça fonctionne très bien, même mieux : il est plus facile de garder un cap bien droit. Cela peut paraître surprenant, en fait c’est la logique d’équilibre d’une moto qui est bien plus haute. Il devrait donc être possible d’être plus haut encore. Par contre, sur un engin qui ne penche pas, ça aurait été carrément dangereux.

 les voitures laissent le passage quasiment à chaque carrefour. Je pense que la position assise, les pieds sur les appuis d’équilibre, donne l’impression que c’est un véhicule pour handicapés. Déjà, l’effet de curiosité donnait droit à des faveurs ; là c’est royal…

Par contre cela ne me convient pas :

 la sensation de conduite est moins grisante. Filer à ras du sol, c’est quelque chose : ceux qui ont essayé le kart confirmeront (oui, j’avoue, j’ai essayé aussi…)

 En position inclinaison bloquée, c’est moins stable et donc l’apprentissage est plus délicat : souhaitant faire quelques adeptes, je préfère que mon exemplaire reste adapté à l’apprentissage. À cause de cela, il y a donc un compromis de hauteur à trouver.

 je ne me sens pas plus en sécurité en étant plus haut : le voisinage des voitures n’est, pour moi, pas plus rassurant (ni plus agréable) et je sens que même en position basse les voitures me voient bien : à de rarissimes et inévitables exceptions près, elles dépassent en s ’écartant largement, elles ne forcent pas le passage et même souvent elles restent un moment derrière (par curiosité je suppose) avant de dépasser.

 à cette hauteur, je suis assis plus haut qu’une voiture « classique » . Que les voitures récentes soient de plus en plus hautes est à mon sens un engrenage dont les effets pervers sont nombreux, et dont les motivations me semblent discutables. En rehaussant le siège par un artifice j’ai la sensation désagréable de donner l’impression de suivre ces motivations , même si ce n’est pas le cas. le siège est donc redescendu de 12 cm, restant à +5cm, pour pouvoir loger une poulie sous le siège qui permet à la chaîne de transmission de mieux fonctionner.

Cette petite élévation n’enlève pas cette perception « d’engin bas ». Il me reste deux pistes pour corriger cette impression :
 faire une carrosserie qui monte au dessus de la tête, pour « matérialiser la hauteur ». La position est bien plus haute que sur un vélo couché trois roues classique parce que l’assise est plus haute et la position moins couchée, et pourtant cela ne saute pas aux yeux. Cela permettra aussi d’appuyer le futur pare brise.

 faire une suspension à grand débattement, bien plus confortable et qui, de fait, fera prendre un peu de hauteur. Ceci est encore permis parce que le véhicule peut pencher dans les virages : sur un engin qui penche la suspension n’a pas d’effet parasite dans les virages alors que sur un véhicule fixe elle génère du roulis.

Augmenter le débattement sur ce train avant serait par contre un peu délicat à mettre en application. Vu qu’il a par ailleurs d’autres défauts à corriger, voici une raison supplémentaire d’envisager un prochain exemplaire… La cogitation a démarré !

La fabrication du coffre, en photos :

Je ne souhaite plus garder la carrosserie des premiers croquis, pour garder cette bien agréable sensation de rouler au grand air, sans ossature permanente tout autour. Ce sera donc un simple coffre, et le pare brise sera complètement amovible. quelques petites modifications préalables, comme le déplacement des commandes qui étaient sur la barre derrière le siège (au premier plan) et qui passent sur le guidon. Le premier jet, la silhouette de la partie centrale. Selon la première idée : monter au dessus de la tête pour rendre l’engin visible. Je ne persévérerai pas plus dans cette forme, finalement bien trop massive à mon goût.

Notez au passage que les batteries sont maintenant dans des boites de part et d’autre de la roue arrière. Cela non plus, je ne le garderai pas. Faire et défaire, c’est toujours faire… le deuxième essai, dessiné à l’ordinateur à partir d’une maquette faite à la main : le monde à l’envers ! Ceci parce que mon logiciel n’est pas à l’aise avec ce genre de forme libre, par contre si je reproduis en silhouette la maquette j’ai les cotes précises pour faire un gabarit à l’échelle 1. le deuxième gabarit , nettement moins imposant que le premier. La construction : j’ai opté finalement pour coller des blocs de polystyrène, provenant de récup (dans les chantiers de rénovation d’étanchéité de toiture, l’isolant est jeté par camions entiers). Les « couples » sont dégrossis, puis ajustés au fur et à mesure. En procédant ainsi, il est possible d’avoir une bonne symétrie entre les deux côtés. De cette façon, j’ajuste aussi cette « caisse » à la forme du châssis, et j’aurai donc une empreinte pour faire une partie inférieure, un « fond de coffre ». Les blocs de polystyrène sont collés entre eux à la mousse polyuréthane (que des noms sympathiques…). cette mousse a une dureté comparable au polystyrène qui donne la forme, donc elle ne perturbe pas trop le ponçage. La photo c’est pour la petite astuce du bout de tuyau (noir) qui tient replié le tube de la bombe : ainsi il joue le rôle de bouchon, et le contenu de la bombe se conserve entre deux usages. Une seule bombe a suffi pour tout l’assemblage. Avancement de la forme, avec le collage de nouveaux blocs. Ils doivent être pressés pendant le collage, la mousse qui colle étant expansive. Dégrossissage, à la scie sabre qui a une lame suffisamment longue pour couper les 10 cm d’épaisseur des blocs de polystyrène. Puis ajustage avec une petite ponceuse à bande, avec un abrasif au grain très gros. Des gabarits en aluminium (di-bond, pour être précis, et de récup, bien sûr) , tordus à la bonne forme, permettent d’ajuster le profil et de contrôler la symétrie. La fin de l’ajustage se fait à la main, avec de l’abrasif fixé sur une planche de bois.

Forme n°2 terminée. Ça me convenait à peu près, mais je trouvais ça encore trop « massif ». Après hésitations et nouvelles maquettes, la difficile décision est prise : mieux vaut retailler. Là ça me convient nettement plus : ce sera donc un simple coffre profilé, servant aussi de garde boue. Un arceau, qui passera au dessus de la tête, viendra plus tard. Pour égaliser la forme, le polystyrène est recouvert d’enduit à l’eau, initialement fait pour le bâtiment. il y aura plusieurs couches, chacune suivie d’un ponçage. Cet enduit permet de se dispenser des coûteux et polluants mastics à base de résines de synthèse, tout en étant très facile à travailler. Vu que c’est destiné à faire un exemplaire unique, je prendrai encore d’autres libertés par rapport au procédé de construction classique avec moule, toujours dans l’esprit d’économiser de ces résines… et du temps.

Avant la fin du coffre, la prochaine étape prévue est la recharge solaire : là aussi, il y a eu des changements de cap à l’usage. Pourquoi mettre un panneau solaire sur un engin qui est, dès qu’il le peut, abrité dans un garage ? Une bien meilleure façon de le faire rouler au solaire sera de passer ma mon habitation en autoconsommation photovoltaïque et de gérer les recharges dans la journée. Ayant deux accus qui sont, chacun, capables d’assumer les besoins des déplacements locaux habituels, il sera même possible d’en recharger un à sa base pendant que l’autre se déplace, accompagné du reste du véhicule et de son conducteur.

correction des défauts de jeunesse

Article initialement publié le 07/05/2015

A ce stade je reconnais que je pousse un soupir de soulagement, par rapport à des inquiétudes sur lesquelles je ne m’étais pudiquement pas trop étendu. Les premiers essais ont montré un engin grisant, mais avec des inconvénients qui demandaient de bonnes doses de persévérance, de témérité et de tolérance pour l’apprécier.

La faute d’abord à une direction imprécise, ce qui a été long et compliqué à corriger mais c’était sans inquiétude : il était clair qu’ avec un travail soigné l’amélioration serait au rendez-vous. Et elle l’a été.

Le gros point d’interrogation était par rapport à cette impossibilité de poser les pieds à terre à l’arrêt ou a très basse vitesse, ce qui mettait une ambiance plutôt angoissante dès qu’il fallait ralentir. Et la fausse manip se terminait souvent par l’engin qui se penche jusqu’en butée, impossible à redresser sans un effort surhumain. Très désagréable, surtout si quelqu’un regarde. La quête de ces derniers mois a donc été de trouver une option de « gestion de la basse vitesse » qui soit intuitive, confortable… et efficace.

Aujourd’hui le résultat est très satisfaisant : le comportement est épatant dès que ça roule et la très basse vitesse comme l’arrêt se gèrent très bien. L’apprentissage aussi est grandement facilité : plus besoin d’être téméraire pour s’y aventurer.

Un petit tour à bord en vidéo pour vérifier ? :

https://vimeo.com/126688873

Comme d’hab, compte rendu en images : L’ensemble biellettes de direction, juste avant la pose. Un progrès radical.

Des améliorations sur le guidon ont aussi contribué à mieux « sentir » l’engin.

La première solution « basse vitesse » : un blocage de l’inclinaison par des disques de frein attachés aux bras de suspension. Il y a deux bras de suspension coaxiaux, l’étrier de frein est donc modifié pour pincer deux disques : un disque par bras.

L’ensemble est en place.

Finalement, ce n’est pas adapté : cette option génère des fausses manœuvres, il est très inconfortable de ne plus pencher même en roulant tout doucement. En plus ce n’est pas fiable : ça glisse si on sollicite. Avec galères à la clé.

Grosse déception, mais en même temps sans surprise : cette l’option a été retenue sur quelques unes des tentatives de commercialisation d’engins de ce type, et ils ont tous été retirés de la vente… peut être que ce dispositif est le coupable. C’est aussi le principe de blocage des scooters à 3 roues, mais il se déverrouille automatiquement dès les premiers tours de roue. Pour nous le besoin est différent car on n’a pas la possibilité de mettre les pieds à terre.

Deuxième tentative : des pédales d’équilibre.

Après tout, pour gérer l’équilibre à basse vitesse, puisque le blocage pur et simple est inadapté, pourquoi pas piloter cet équilibre par le plus performant des ordinateurs : le cerveau humain.

Ces pédales sont attachées via des câbles et des poulies aux bras de suspension : en poussant sur l’une ou l’autre, on fait pencher d’un côté… ou de l’autre.

Mais là aussi, grosse déception : le mouvement n’est pas intuitif, et génère des frayeurs en cas de confusion. Un apprentissage pourrait compenser cela, mais il y a déjà bien assez de choses à apprendre sur cet engin !

En désespoir de cause, une ultime solution est arrivée : des pédales basses !

Rappel : la position de « basse vitesse » précédente était les pieds simplement sur les bras de suspension supérieurs. L’action était intuitive, et fonctionnait bien, Mais cette position était inconfortable et il était difficile de passer de la position pédalage à cette position. Nettement plus confortable, efficace, et facile à attraper : des appuis sur les bras de suspension inférieurs. Anso à la démo, qui, dès le premier tour du pâté de maisons, a acquis sa « liberté de pencher »

Le démontage de toutes les « assistances au pilotage » devenues inutiles : Le côté frustrant du « travail mis au rebut » dans cette opération a été largement compensé par la sensation d’arriver enfin à un engin beaucoup plus simple, efficace et accessible à (presque…) tous-tes.

Une vue de ces pédales basses : tout bête non ?

Elles ont encore quelques petits défauts, mais à côté de qu’on a connu, on peut être indulgents. Il y a encore d’autres pistes pour gérer la basse vitesse, mais celle là me convient très bien : pour une fois que mon cerveau torturé accouche de quelque chose de simple… Adjugé !

Il y a quand même un autre dispositif qui complète bien les pédales basses :