Enjeux de l'utilisation de la biomasse forestire des fins de
production de bionergie David Par Evelyne Thiffault Service
canadien des forts
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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)
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Les nergies vertes nont plus toutes les vertus
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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
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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
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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
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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
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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!
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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
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Variation des stocks de carbone (Modle CBM-CFS-2) Kurz et al.
2002 Productivit totale du biome = PPT- dcomposition -
perturbations PPT= productivit primaire totale
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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)
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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
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Augmenter les stocks- chelle de lunit damnagement ou du
polygone (?) Quelle est la quantit de C sur mon territoire au point
de dpart?
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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---(?)
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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
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Augmenter les stocks (?) Quelle est la quantit de C sur mon
territoire au point de dpart? territoire forestier
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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
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Normalis Exponentielle ngative Biomasse sur pied selon
lamnagement
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estimation Age dexploitabilit absolu volution du volume
marchand brut avec lge MRNFQ 1998 Sapin Baumier IQS21 densit
forte
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Fort borale mixte- pas de dclin important de la biomasse avec
le changement de cohorte (Par Bergeron 1995 J., Ecol.)
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Reconstitution des stocks de C Oyster River, le de Vancouver:
2500 ha : priodes pr et post-industrielles Pr-amnagement
Post-amnagement
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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.
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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
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Gestion des stocks de carbone (Kurz et al. 2005) Augmentation
Diminution Augmentation Diminution Stocks Rcolte Dforestation
Afforestation Rserves Rvolution courte Rvolution longue
Sylviculture intensive
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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
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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
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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
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Analyse de cycle de vie Perez-Garcia et al. 2005
-Californie-rotation 45 ans
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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
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Rendement nergtique Ryan 2008 FERIC Sources diverses: 20-60%
output net Biomasse forestire Mas thanol
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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.
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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)
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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. "
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Bois de droulage / sciage Bois de pte Biomasse pour bionergie
Source: Groupement forestier de lest du lac Tmiscouata
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Matire organique et lments nutritifs On ne fait pas domelette
sans casser des ufs
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Vraie vie Site rcolt par arbre entier (tronc + branches)
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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
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On a la chance dtre en amont: Prvenir les impacts indsirables
Miam! Des biocarburants! RSERVE MONDIALE DE NOURRITURE
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Dfinir des niveaux de rcolte de biomasse cologiquement
durables
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Quest-ce quon essaie de prserver exactement?
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Sorties Rcolte: Tronc seulement? Arbre entier? Arbre entier +
souche? Lessivage Entres Sol et atmosphre Budget dlments
nutritifs
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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
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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.
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Trs bon pour estimer les sorties Pas si bon pour estimer les
entres Vraiment mauvais pour comprendre ce qui se passe entre les
deux
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Pas un compte de banque!
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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.
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tudes sur le terrain
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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
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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
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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
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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
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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
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Cest correct. La scie mcanique fonctionne au biocarburant.