enjeux de l'utilisation de la biomasse forestière à des fins de production de bioénergie david...

Enjeux de l'utilisation de la biomasse forestire des fins de production de bionergie David Par Evelyne Thiffault Service canadien des forts

Exploitation forestire et contribution au rchauffement climatique: problme ou solution? Un rapport international publi aujourdhui par Greenpeace On y apprend quen plus de dgrader les cosystmes, lexploitation forestire est une importante source dmissions de gaz effet de serre (GES);..cela risque de librer des GES massivement et rapidement dans latmosphre. GIEC 2007 ch 9: Forestry, AR4, Groupe III mitigation: Un amnagement forestier durable visant maintenir ou accroitre les stocks de carbone tout en produisant dune manire soutenue du bois, de la fibre ou de lnergie, va gnrer les plus grands bnfices durables en matire de mitigation. *(traduction libre)

Les nergies vertes nont plus toutes les vertus

Enjeux de l'utilisation de la biomasse forestire des fins de production de bionergie Rle des forts, de la foresterie et de la bionergie dans la lutte aux changements climatiques Durabilit de la rcolte de biomasse CarboneDurabilit

3.2 Gt C/an Keeling et Whorf, 2005 Anne Concentration en CO2 (ppm) Laugmentation de la concentration atmosphrique en CO 2 est la cause premire des changements climatiques. Le problme GIEC: 450ppm: seuil critique Les prochains 50 ans sont critiques

change Surface terrestre 110 Gt C/an Annuellement, les changes de C entre les forts et latmosphre sont importants Source GIEC/IPCC pour 1989-1998 en Gt C/an 6,3 Gt C/an mission + 1,6 Gt C/an changement dutilisation des terres= 7,9 2,3 ocans2,3 terrestre Augmentation dans latmosphre: 3,3 Gt C/an 2-stock 1-substitution

Comment le secteur forestier peut-il attnuer les changements climatiques? Augmenter le stock de C en fort et dans les produits forestiers Substitution de lutilisation de combustibles fossiles

Augmenter les stocks (?) Stock de la fort canadienne 235 Gt et proportion des missions de GES 1/80 1/375 1/800 total 1/2500 Chaque canadien est propritaire de 7000 t de C forestier et met 5,7 t C en GES /an 260m 100m Gains maintenir!

Historique des stocks de C forestier au Canada variation annuelle maximale 0,3 Gt C/an selon CBM-CFS2 au cours des derniers 100 ans 2000 An 0 -8000 235 Gt C

Variation des stocks de carbone (Modle CBM-CFS-2) Kurz et al. 2002 Productivit totale du biome = PPT- dcomposition - perturbations PPT= productivit primaire totale

Les forts canadiennes depuis lan 2000: source ou puits? Kurz et al. 2008 PNAS Augmenter les stocks de C sur de grands territoires! Forte dpendance de la distribution des classes dge des peuplements (perturbations naturelles, amnagement)

Doit-on craindre une perte de C lie directement aux changements climatiques? FLUXNET Chute de litire et climat Respiration du sol et climat Gradient climatiqueC du solPar, Boutin, Larocque en prparation Zone chaude Zone froide Zone intermdiaire

Augmenter les stocks- chelle de lunit damnagement ou du polygone (?) Quelle est la quantit de C sur mon territoire au point de dpart?

Peut-on augmenter les stocks de C en fort? 1-chelle du site Un cas facile: lAfforestation Gain dans la vgtation---Oui Gain dans le sol---(?)

Peut-on augmenter les stocks de C en fort? 1-chelle du site Afforestation et Gain dans le sol: Mta-analyse mondiale Laganire, Anger, Par, soumis oui Pas certain

Augmenter les stocks (?) Quelle est la quantit de C sur mon territoire au point de dpart? territoire forestier

Distribution des peuplements de diffrentes classes dge en fort normalise et en fort sous perturbations naturelles selon un modle dexponentielle ngative Lauzon, Bergeron, Gauthier, Kneeshaw SFMN 2006

Normalis Exponentielle ngative Biomasse sur pied selon lamnagement

estimation Age dexploitabilit absolu volution du volume marchand brut avec lge MRNFQ 1998 Sapin Baumier IQS21 densit forte

Fort borale mixte- pas de dclin important de la biomasse avec le changement de cohorte (Par Bergeron 1995 J., Ecol.)

Reconstitution des stocks de C Oyster River, le de Vancouver: 2500 ha : priodes pr et post-industrielles Pr-amnagement Post-amnagement

Quelle est la perte de C en fort lors de la transition de territoires forestiers non-amnags vers des territoires amnags? Rponse: ca dpend de la frquence des perturbations et de lamnagement prconis. Quelques exemples: Simulations de Kurz and Beukema, Apps (1998- Mitigation and adaptation strategies 2:405-421): En 50 ans: Perte de 0 40% du C en fort Simulation sapinire (cycle de feu 250 ans- coupe 60 ans normalis): Baisse de 40% lquilibre.

Impact de lamnagement forestier sur le C en fort: 1-point de dpart: Tous types de forts sur friche Fort normalise vs fort naturelle Foresterie extensive normalis vs foresterie intensive 2-amnagement intensif: plus forte productivit, moins de superficie autant de C sur pied que lamnagement extensif Possibilit de pertes Gains concrets

Gestion des stocks de carbone (Kurz et al. 2005) Augmentation Diminution Augmentation Diminution Stocks Rcolte Dforestation Afforestation Rserves Rvolution courte Rvolution longue Sylviculture intensive

Il ny a pas que la squestration de C en fort qui permet de lutter contre les changement climatique. Les produits forestiers peuvent rduire les missions de CO 2 en substituant des produits de tels que: Les combustibles fossiles Lacier Le bton Les produits agricoles

1 + 1 = 3 ou Comment les produits du bois peuvent avoir un effet plus grand que leur masse ou leur contenu en C Une cuillre en bois: 17 g CO 2 Une cuillre en mtal: 460g CO 2 Une cuillre en plastique: 200g CO 2 Source: UK forestry commission 2008

Stockage dans la construction et substitution Projet Fairmule House, Londres Construction de 5 tages en bois: 360m 3 = 300 t CO 2 Remplacement de lacier et du bton: on vite lmission de 720 t CO 2 Source: CEE 2006

Analyse de cycle de vie Perez-Garcia et al. 2005 -Californie-rotation 45 ans

Fort tropicale convertie en production de canne sucre pour biothanol (Fangione 2008) Comment rconcilier une perte de stock (kg/ha) et un produit de substitution (kg/ha-an) ? (concept de la dette de C: Fangione et al. Science: 2008) Dette de 700 t CO2/ha paiement 7.1/an Temps pour repayer la dette= 100 ans Tourbire tropicale convertie en production de canne sucre pour biothanol (Fangione 2008) Dette de 3500 t CO2/ha paiement 7.1/an Temps pour repayer la dette= 500 ans

Rendement nergtique Ryan 2008 FERIC Sources diverses: 20-60% output net Biomasse forestire Mas thanol

Fort borale- perte de 0 40% du C en fort lors de la conversion (Kurz, Beukema, Apps 1998) Cas 2- peuplier haute productivit Volume maturit: 300 m 3 /ha Dette 0-40%= 120 m 3 /ha Productivit 4m 3 /ha-an, PEH 8 15 m 3 /ha-an; Remboursement de la dette: 0-30, 0-15, 0-8 ans Comment rconcilier une perte de stock (kg/ha) et un produit de substitution (kg/ha-an) ? (concept de la dette de C: Fangione et al. 2008) Cas 1- pinette noire faible productivit Volume maturit: epn 50 m 3 /ha Dette 0 40%= 20 m 3 /ha Productivit= 1 m 3 /ha-an; Remboursement de la dette: 0 20 ans.

Comment la fort peut limiter nos missions nettes de C latmosphre? Stocker du bois ou des produits forestiers Utiliser les produits du bois pour substituer la consommation de produits qui gnrent la production de combustible fossiles *** Accrotre ou maintenir le stock de C en fort (pas toujours possible) Comment concilier les effets sur les stocks de C et ceux sur leffet des produits? le Concept de la dette de C (Fangione 2008--Science)

Conditions gagnantes GIEC 2007 ch 9: Forestry, AR4, Groupe III mitigation: " Un amnagement forestier durable visant maintenir ou accrotre les stocks de carbone tout en produisant dune manire soutenue du bois, de la fibre ou de lnergie, va gnr les plus grands bnfices durables en matire de mitigation. "

Bois de droulage / sciage Bois de pte Biomasse pour bionergie Source: Groupement forestier de lest du lac Tmiscouata

Matire organique et lments nutritifs On ne fait pas domelette sans casser des ufs

Vraie vie Site rcolt par arbre entier (tronc + branches)

Cest aussi a la vie Peuplier poussant prs dune pile de branches Peuplier poussant loin de la pile de branches Site de coupe par arbre entier Source: David Par, CFS

On a la chance dtre en amont: Prvenir les impacts indsirables Miam! Des biocarburants! RSERVE MONDIALE DE NOURRITURE

Dfinir des niveaux de rcolte de biomasse cologiquement durables

Quest-ce quon essaie de prserver exactement?

Sorties Rcolte: Tronc seulement? Arbre entier? Arbre entier + souche? Lessivage Entres Sol et atmosphre Budget dlments nutritifs

Analyse de risque de perte dlments nutritifs pinette noire en fort borale Sable Rsidus de coupe Indice de qualit de station 9 12 15 18 9 12 15 18 9 12 15 18 Type de sol Enlevs (Coupe par arbre entier) Laisss sur le site (coupe par tronc entier) faible Moyenne leve Densit Mince TillArgile Mince Sable TillArgile Risque lev Risque modr Risque nul Risque faible Source: Par et al. 2002

Charge critique Dpts Soufre + Dpts Azote = Dpts cations basiques + Altration cations basiques Prlvement cations basiques + Immobilisation Azote + Prlvement Azote + Dnitrification Azote Dpts Chlore Lessivage Capacit de neutralisation de lacidit Quantit de dpts atmosphriques acides quun sol peut recevoir avant que des effets nfastes se produisent. Arbre entier : Prlvement Charge critique Tronc entier : Prlvement Charge critique Plus cette quantit est leve, plus le sol est rsistant lacidification.

Trs bon pour estimer les sorties Pas si bon pour estimer les entres Vraiment mauvais pour comprendre ce qui se passe entre les deux

Pas un compte de banque!

Larbre nest pas un puits dlments nutritifs pour le systme Arbres croissance rapide Ne causent pas lappauvrissement du sol. Plus de feuillage, plus de racines, plus de litire retourne au sol Blanger et al. 2004. Can. J. For. Res. 34: 560-572. Thiffault, Par. Blanger: Travaux sur des plantations de peuplier hybride sur friche agricole. Exprience du sandbox La prsence darbres augmentent substantiellement laltration des sols, i.e. les entres dlments nutritifs dans le systme. Bormann et al. 1998. Biogeochemistry 43: 129155.

tudes sur le terrain

Effet de la rcolte du tronc + rsidus par rapport la rcolte du tronc seulement 0 2 4 6 8 10 12 14 Carbone pH N NminPKCaMg Nombre dtudes Pas deffet Diminution Source: Antti Wall, Finnish Forest Research Institute tudes sur le terrain

Rservoirs de cations changeables (Ca, Mg, K) Tronc + Rsidus rcolts Tronc seulement Annes aprs coupe 123456789101112131415 20 COUPECOUPE Calcium Magnsium Capacit du sol retenir les cations Rduction de la concentration en Calcium dans les lacs: baisse des populations de Daphnia Jeziorski et al. 2008. Science 322: 1374-1377 tudes sur le terrain

Donnes minires > 80 000 chantillons de sdiments de lacs, cours deau, sols Pour chaque chantillon: Concentration en Calcium, Magnsium, Potassium

Concentration du sol en calcium Concentration faible Concentration leve (Faire la carte, cest la partie facile) Pas de rcolte de rsidus Propice rcolte de rsidus

Pour conclure Dveloppement de lignes directrices pour le Qubec Oui la rcolte des rsidus de coupe, mais: Limiter ou viter la rcolte de rsidus: chelle rgionale: Zones dont les sols sont peu fertiles chelle locale: Sols trs minces (< 25 cm) Tourbires Sables grossiers Peuplements de pin gris

Suivi cologique des oprations de rcolte Evelyne: 418-648-4933 David: 418-648-7598 [email protected] [email protected] Protocole/Mthodes de suivi Sol, croissance de la rgnration, biodiversit Projet CR du Bas St-Laurent et groupement forestier de lest du Lac Tmiscouata Projets Cyclofor, Tembec, AbitibiBowater Projet CLD du Haut-St-Franois

Cest correct. La scie mcanique fonctionne au biocarburant.

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