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Le bois

Le bois

Le bois énergie place la France en Europe comme premier pays consommateur, du fait de son large marché domestique. Près de 6 millions de foyers (résidence individuelle principale) utilisent un appareil de chauffage au bois. Outre les cheminées traditionnelles, plus de 350000 appareils de chauffage au bois sont commercialisés chaque année (année 2005 source ADEME).
De nombreux progrès ont été réalisés pour rendre ces appareils plus simples, plus souples à utiliser. De nombreux labels de qualité permettent aujourd’hui de choisir entre les différents produits.

Principes et fonctionnement

Le bois : une énergie propre

Le mécanisme de la photosynthèse
Le bois, une énergie propre

Le bois se forme en combinant l’énergie solaire, le gaz carbonique et les matières minérales. Mécanisme fondamental du monde vivant, la photosynthèse est une réaction biochimique qui transforme des molécules d’eau et de gaz carbonique en molécules d’oxygène et de glucides, grâce à l’énergie solaire. Les arbres synthétisent ainsi du bois, qui stocke durablement du CO2 prélevé dans l’atmosphère. Selon les experts du GIEC, la masse océanique stockait 93% du carbone de la planète (environ 39200 milliards de tonne de carbone GtC) en 1996. Le solde, soit environ 7%, se répartit entre les sols, la biomasse et l’atmosphère. Les sols contiennent deux fois plus de carbone que l’atmosphère. Cette dernière, représente moins de 2% du carbone de la planète. Les forêts pèsent pour plus de moitié dans le stock de carbone total (voir figure 1 ci dessous). Elles jouent donc un rôle déterminant dans la capacité de régulation du taux de gaz carbonique.

Où est stocké le CO2 ?
Le bois, une énergie propre

Les arbres, de part leur durée de vie et leurs dimensions importantes, sont de véritables réserves de carbone. Les forêts sont des sites de stockage de carbone à long terme, et sur une faible surface. En France, les forêts stockent en moyenne 138 tC par hectare. Le carbone contenu dans la biomasse représente 43%, contre 53% pour les sols. Au sein de l’arbre même, le tronc et les branches en contiennent les trois quarts, plus de 16% pour les racines, le solde étant réparti entre le feuillage et le bois mort.
Toutefois, le bilan annuel d’une forêt mature est plus contrasté : l’absorption de CO2 est faible car la fixation de carbone par photosynthèse est partiellement compensée par les rejets de CO2 dus au processus de décomposition de la matière organique. C’est bien pendant la phase de croissance, qu’une forêt fonctionne comme une véritable pompe à CO2 !
Les écosystèmes comme les forêts, les prairies, les lacs ou les mers absorbent le CO2 de l’atmosphère et le stockent dans la biomasse, le sol ou encore sous forme inorganique dissoute.
La durée de stockage varie selon la partie de la forêt qui l’absorbe :

  • dans les aiguilles et le feuillage : quelques heures à quelques années,
  • dans les rameaux et les branches : quelques années à quelques dizaines d’années,
  • dans les troncs : quelques dizaines à quelques centaines d’années,
  • dans le sol : quelques centaines à quelques milliers d’années.

Alternative aux énergies fossiles, il peut permettre de réduire la dépendance énergétique de certains pays. Le bois énergie émet douze fois moins de GES en équivalent carbone que le charbon, huit fois moins que le fuel, sept fois moins que le gaz naturel et deux fois moins que la filière électrique. Mais bruler du bois est surtout un jeu à somme nulle: Si le bois est laissé sur place, il se décompose, alors il rejette son CO2 de la même façon que s’il est brulé. Si la forêt est correctement gérée, l’utilisation du bois comme source d’énergie est inoffensive pour l’émission de GES. C’est une énergie compensée.

 
Le bois, une énergie propre
 

Le bois : une énergie disponible

La forêt française ne cesse de s’accroître en volume et en surface. Elle occupe 28% de territoire national (15,4 millions d’hectares en 2003, voir graphique à droite), ce qui représente un volume sur pied de 2,1 milliards de m3 de bois. Elle occupe aujourd’hui 50% de plus de surface qu’à la fin du XIX ème siècle.
Le bois couvre actuellement en France seulement 4% des besoins énergétiques globaux. Les résidus de l’exploitation forestière laissés sur le sol après une coupe en forêt (appelé « rémanents »), représentent un gisement (voir figure 1 source IFN) de 34 millions de m3, soit 7.3 millions de tonnes équivalent pétrole Il convient d’ajouter à ce montant 4.9 Mtep en cas d’intensification des prélèvements.
L’ADEME (Agence pour le Développement et la Maitrise de l’Energie) estime que 4 m3 de bois énergie économise 1t de pétrole et évite le rejet de 2.5 tonnes de CO2. Toujours selon l’ADEME, en terme socio-économique, la récolte, la transformation et l’utilisation de bois énergie sont des activités créatrices d’emplois, en particulier en zone rurale. Il faut compter en moyenne un emploi pour 2000 m3 de bois énergie. Au niveau économique, le prix du bois énergie n’est pas corrélé aux prix des énergies fossiles. Il est peu coûteux.

 
Evolution de la surface forestière française
Le bois, une énergie disponible
Les gisements inexploités
Le bois, une énergie disponible
 
 

Les combustibles bois-énergie (source DGEMP-Ademe)

Le terme bois énergie recouvre la valorisation du bois en tant que combustible sous toutes ses formes, de la bûche à la sciure, en passant par les plaquettes forestières et bocagères. Le tableau suivant décrit les principaux combustibles répertoriés :

Contenu énergétique du bois en fonction de son taux d’humidité
Combustibles Définitions Humidité en % (1) Contenu énergétique
MWh / t (2) tep / t (2)
Bûches rondins ou quartiers de 25, 33, 50 cm ou 1 m 15 à 40 1,4 à 2,1 / stère 0,12 à 0,18 / stère
Briquettes ou bûches reconstituées copeaux et sciures pressés et agglomérés formant un bloc ou un cylindre de 20 à 30 cm de longueur et pesant 1 à 2 kg. 8 4,6 0,39
Granulés sciures compressées se présentant sous la forme de cylindres de quelques centimètres de longueur. 8 4,6 0,39
Ecorces / sciures co-produits de l'industrie du bois 40 à 60 1,6 à 2,8 0,14 à 0,24
Plaquettes d'industrie broyats de chutes courtes déchiquetées issues de l'industrie du bois 40 à 60 1,6 à 2,8 0,14 à 0,24
Plaquettes forestières et bocagères combustibles provenant du déchiquetage des résidus d'exploitation et d'entretien des forêts et bocages (branchages et petits bois). 20 à 50 2,2 à 3,9 0,19 à 0,33
(1) humidité sur masse brute (masse totale, eau comprise)
(2) par tonne sauf mention contraire
 
 

Les équivalences énergétiques

Les combustibles bois-énergie sont comptabilisés le plus fréquemment en masse (à la tonne) ou en volume (au m3), parfois directement en tep ou MWh. Le stère utilisé, notamment dans le secteur domestique, est une unité spécifique à la bûche.
Ces combustibles sont par nature, de formes et de caractéristiques très variables. Aussi, est-il difficile de déterminer, a priori, une équivalence fixe et unique entre masse, volume et contenu énergétique.
Cependant, en première approche, on peut considérer que le contenu énergétique d'une tonne de bois ne dépend que de son humidité, l'essence n'étant que secondaire. A l'inverse, le contenu énergétique d'un m3 de bois dépendra, lui, à la fois de l'humidité et de l'essence considérée : les bois tendres (résineux) et les bois durs (feuillus) n'ont pas, en effet, la même densité ou masse volumique :

Masse du bois en fonction de son humidité
Famille d'essence Humidité (1) Contenu énergétique Masse volumique
(kg/ m3)
MWh / t tep / t
Bois tendres (résineux) 0% 5 000 0,43 450
20% 3 900 0,33 560
50% 2 200 0,19 900
Bois moyens 0% 5 000 0,43 550
20% 3 900 0,33 690
50% 2 200 0,19 1 100
Bois durs (feuillus) 0% 5 000 0,43 650
20% 3 900 0,33 810
50% 2 200 0,19 1 300
(1) humidité sur masse brute
Stère et équivalence énergétique
L'Observatoire de l'Energie, dans le cadre de la réalisation du bilan énergétique officiel de la France (chapitres production et consommation), établit les données en millions de tep, en retenant la convention suivante :
1 tonne = 1,7 stère = 0,257 tep = 2990 kWh pci

Au delà de ces exemples d'équivalence pour quelques taux d'humidité, les graphiques qui suivent permettent d'établir l'équivalence énergétique correspondant à l'humidité et au type d'essence souhaité :

 
Le bois, équivalences énergétiques
 

Contenu énergétique (kWhPCI / t)

Le contenu énergétique du combustible bois (ou PCI : pouvoir calorifique inférieur) dépend principalement de son humidité, l'essence du bois n'étant que secondaire :
Contenu énergétique du bois en fonction de son taux d’humidité
Le bois, masse volumique
 
Evolution du PCI du combustible en fonction de son humidité
Formule (en kWh / t) : PCI (E%) = (PCI (0%) x (100 - E) / 100) - 6 x E avec : - PCI (0 %) = contenu énergétique moyen du bois sec, soit 5 000 kWh / t - E = l'humidité (sur masse brute) du bois en pourcentage
 
Masse volumique (kg / m3)
La masse volumique du bois varie selon les deux paramètres : humidité et essence. On distingue ainsi 3 grands groupes d'essences de bois :
- bois tendres, de masse volumique plus faible (essentiellement des résineux) : sapin, épicéa, peuplier, douglas;
- bois moyens : châtaignier, aulne, pin maritime, pin sylvestre;
- bois durs, de masse volumique plus élevée (essentiellement des feuillus) : hêtre, charme, chêne, frêne.

Formule (en kg / m3) : Mv (E%) = Mv (0%) x (1 + E / (100 - E) ) avec
- Mv = masse volumique basale, soit 650 kg / m3 pour les bois durs, 550 kg / m3 pour les bois moyens, 450 kg / m3 pour les bois tendres
- E = l'humidité (sur masse brute) du bois en pourcentage.
Masse du bois en fonction de son taux d’humidité
Le bois, masse volumique
 
 
Le stère et équivalents énergétiques
Le stère est une unité à part, spécifique à la bûche. Un stère est défini comme la quantité de bois bûche contenu dans un cube de 1 m de côté. Le volume occupé est de 0.87 m3, soit environ 600 kg de bois. Mais une fois recoupé en bûches de 50 cm de longueur, le stère n’occupe plus que 0.83 m3, et plus que 0.75 m3 en bûches de 33cm. Cette quantité variant selon l'humidité, la taille des bûches, les courbures…, on pose par convention pour les conversions énergétiques : 1 stère = 0,147 tep ou 1 700 kWh (pour une humidité d'environ 30%), ou encore équivalent à 150 m3 de gaz, à 150 litres de fioul. 60% de stère de bûches = 1 m3 apparent de plaquettes = 1000kWh. 1000kWh = 100 litres de fioul = 220 kg de granulés = 500 kg d’écorces. Sources: Ademe / Biomasse Normandie " Chaufferies à alimentation automatique " - Juin 1999 Ademe / Arthur Andersen " Le chauffage domestique au bois " - Janvier 2001
 
 
Le bois, Le stère et équivalents énergétiques
 

La certification NF de bois de chauffage
Utiliser un bois humide dans un appareil de chauffage au bois réduit le rendement énergétique de celui-ci et entraîne une augmentation des émissions polluantes. Pour prévenir ces pratiques courantes, l'ADEME soutient l'action des entreprises certifiées NF Bois de chauffage qui garantissent les 3 caractéristiques essentielles : garantie du produit livré, garantie d'information et garantie du confort et de la sécurité. L'étiquette de la marque NF Bois de chauffage, jointe sur les produits vendus ou à la livraison par les entreprises certifiées, fournit aux consommateurs toutes les informations essentielles pour estimer la qualité correspondante : le groupe d'essences (chêne, hêtre, charme,…) ; la longueur ; le niveau d'humidité ; la quantité livrée en stères Pour plus de renseignements, voir le site de NF Bois de chauffage : http://www.nfboisdechauffage.org/certification/ademe.htm

Le bois, NF bois de chauffage
 
 
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