Valorisation énergétique des biomasses : gisements brut, accessible et mobilisable

Report

Reference

Valorisation énergétique des biomasses : gisements brut, accessible et mobilisable

FAESSLER, Jérôme, AEBERHARD, Annick, LACHAL, Bernard Marie & Service de l'énergie du département de la sécurité, de la police et de l'environnement (Etat de Genève)

Abstract

Ce rapport sur la valorisation énergétique des biomasses analyse les gisements, leurs accessibilités et leurs utilisations actuelles, en déduit des potentiels de valorisation supplémentaire en tenant compte des conflits d'usage issus d'autres politiques puis montre brièvement la diversité et la complexité des filières énergie-matière de la biomasse, de la ressource à la valorisation en passant par la transformation. Le gisement brut de biomasse représente environ 15% de la consommation finale de l'agglomération franco-valdo-genevoise (AFVG), mais une bonne partie de ce gisement n'est pas mobilisable pour la filière énergie.

Environ 11.5% du gisement brut est déjà mobilisé et il reste encore 3% du gisement brut encore mobilisable pour la filière énergie, représentant respectivement 1.5% et 0.5% de la consommation finale de l'AFVG. En résumé, les résultats de cette étude montrent que les biomasses potentiellement mobilisables sur l'AFVG sont comprises entre 117 et 570 GWh selon les scénarios développés, en plus des 382 GWh déjà mobilisés.

FAESSLER, Jérôme, AEBERHARD, Annick, LACHAL, Bernard Marie & Service de l'énergie du département de la sécurité, de la police et de l'environnement (Etat de Genève). Valorisation énergétique des biomasses : gisements brut, accessible et mobilisable. Genève : Service de l'énergie du département de la sécurité, de la police et de l'environnement (Etat de Genève), 2010, 68 p.

Available at:

http://archive-ouverte.unige.ch/unige:23298

Disclaimer: layout of this document may differ from the published version.

1 / 1

Projet VIRAGE

Rapport R5 : valorisation énergétique des biomasses

Gisements brut, accessible et mobilisable

Réalisé pour le service de l’énergie du Département de la Sécurité, de la Police et de l’Environnement (DSPE) de la République et Canton de Genève

Carouge, le 31 août 2010

Jérôme FAESSLER Annick AEBERHARD

Bernard LACHAL

Groupe Energie, Site Battelle, bâtiment D - 7 route de Drize - CH-1227 Carouge Tél. 022 379 06 48 - Fax 022 379 06 39 -

2

3

Remerciements

Nous tenons à remercier les différentes personnes ayant contribué à ce rapport en nous transmettant des précieuses données :

• Toute l’équipe du Groupe Energie ;

• M. Francis Bergeron, étudiant du MUSE de l’Université de Genève ;

• Les différents intervenants des services de l’Etat de Genève : MM. Ansaldi, Beck, Chambaz, Fouvy, Jaggy, Meyer, Pasquini, Steinmann, Viani, Mme Meisser ;

• Mme Catherine Lavallez, Université de Genève ;

• Mme Catherine Bertone, acade SARL ;

• M. Perrin, Xylon SA ;

• L’entreprise Serbeco ;

• L’entreprise Sogetri.

4

Glossaire

Accroissement : Augmentation du volume de bois, du diamètre, de la hauteur, de l’étendue ou de la valeur sur une période donnée. Dans l’IFN Suisse, est considéré comme accroissement l’accroissement du volume de bois sur tige en écorce entre deux inventaires consécutifs (OFEV, 2009).

Agglomération : ensemble urbain composé en général de plusieurs villes interconnectées qui gèrent leurs projets en commun (transports, déchets, projet de réhabilitation de quartiers,…).

Bois de feu : Bois-énergie de forêt en morceaux (bois rond long, bûches, etc.); petit bois (OFEV, 2009).

Bois d’industrie : Bois brut broyé et désagrégé mécaniquement ou chimiquement. Le bois d’industrie entre dans la production de pâtes de bois et de cellulose, de laine de bois, de panneaux de particules et de fibres et d’autres produits industriels. Il se distingue du bois de feu par différentes propriétés qualitatives telles qu’état sanitaire, impuretés, courbure, épaisseur (OFEV, 2009).

Bois d'œuvre : Arbres transformables en produits forestiers industriels. Ce terme est parfois utilisé comme synonyme de bois rond industriel, et désigne parfois certaines grandes pièces de bois de sciage (bois de charpente) consulté le 15 juin 2010).

Bois-énergie : Assortiments de bois utilisés à des fins énergétiques: bois-énergie de forêt, bois des prairies, sous-produits (de scieries), bois de récupération (OFEV, 2009).

Bois-énergie de forêt : Bois-énergie produit dans le cadre de l’exploitation des forêts. En règle générale, il s’agit d’une part du petit bois qui, en raison d’un diamètre insuffisant ou de défauts de qualité, ne peut être utilisé comme matériau, et d’autre part des sous-produits de l’exploitation forestière (ceux-ci comprennent habituellement le bois de la couronne, ainsi que les grumes et les branches non valorisables sous forme de matériau.) (OFEV, 2009).

Bois fort : Volume de bois en surface d’un diamètre supérieur à 7 cm (constitué de tiges et de branches en écorce) (OFEV, 2009).

Bois à problèmes :

Bois résiduel ou sous-produits (sous-produits de scierie) : Restes de bois à l’état naturel issus de la production d’entreprises de transformation du bois telles que les scieries, les menuiseries, les entreprises de charpenterie et les fabriques de meubles. Suivant le mode de production, ils se présentent sous forme de copeaux, de dosses, de plaquettes ou de sciure (OFEV, 2009).

Bois usagé ou déchets de bois imprégnés ou traités de produits de conservation ou qui présentent un revêtement renfermant des composés organo-halogénés (OFEV - déchets).

Bois rond : Assortiments de grumes, de bois d’industrie et de bois de feu produits en forêt (OFEV, 2009).

Bois de sciage : Produits résultant du sciage des grumes

5 Bois usagé :

CEMAGREF : Institut de recherche en sciences et technologies pour l'environnement Déchets de bois issus de la démolition, de la transformation ou de la rénovation de bâtiments ou provenant d'emballages, les vieux meubles. Selon sa provenance, ce bois est à l’état naturel ou a été traité (OFEV, 2009).

Compostage : procédé biologique et aérobie de conversion et de valorisation des matières organiques en un produit stabilisé, hygiénisé, semblable à un terreau, riche en composés humiques, le compost. (AEBERHARD A., 2009)

Coproduit agricoles : matériaux issus de la production de l’agriculture alimentaire.

Déchetterie : Espace aménagé, clôturé et gardienné, où le particulier (et éventuellement l’artisan et le commerçant) peut apporter ses déchets encombrants ainsi que d’autres déchets en les répartissant dans des conteneurs spécifiques (ferrailles, monstres, déchets végétaux, gravats, papiers cartons, verres, plastiques, huiles usagées,...) en vue d’éliminer ou de valoriser au mieux les matériaux qui les constituent.

2010).

Déchets de cuisine : sont composés d’épluchures et de restes de repas.

Déchets d’entreprise : sont composés d’un mélange de lavures de restaurant et de déchets de jardin. (AEBERHARD A., 2009)

Déchets de jardin : sont composés d’herbes et de branchages provenant de taille d’arbres de particuliers (déchets ménagers organiques) ou de professionnels (déchets d’entreprise).

(AEBERHARD A., 2009)

Déchets organiques ménagers : sont composés d’un mélange de déchets de cuisine et de déchets de jardin en proportion variable selon leur provenance rurale ou urbaine.

(AEBERHARD A., 2009)

Décroissement : Diminution du volume de bois en raison de l’exploitation et de la mortalité (OFEV, 2009).

Gestion durable des forêts : Gestion et exploitation de forêts et de surfaces forestières d’une manière et à une intensité telles qu’elles maintiennent la diversité biologique, la productivité, la capacité de régénération et la vitalité de l’écosystème forêt, et qu’elles ne portent pas préjudice à d’autres écosystèmes. La gestion durable des forêts permet à celles-ci de remplir leurs fonctions écologiques, économiques, et sociales, aux niveaux local et international (OFEV, 2009).

Huiles : sont récupérées en provenance de collectes privées et communales. Conformément aux exigences de l’OFEV, toutes les huiles usées provenant des ramassages communaux sont incinérées, car elles sont régulièrement souillées par des huiles minérales. (GESDEC, 2009) Humidité bois : l’humidité du bois u (humidité atro = humidité absolue) désigne le rapport entre le poids de l’eau contenue dans le bois et le poids du bois absolument sec (anhydre) (VADEMECUM, 2008).

Incinération : technique de combustion complète de déchets combustibles, dans un four et à une température adaptée aux caractéristiques de ces déchets. Elle est généralement couplée avec un système de récupération d’énergie. (AEBERHARD A., 2009)

Lactosérum : également appelé « petit-lait », il est la partie liquide issue de la coagulation du la

6

Lavures de restaurant : correspondent aux restes de repas. Elles sont encore en grande partie données en nourriture pour la filière porcine, mais cette filière sera interdite dès 2011.

(AEBERHARD A., 2009)

Méthanisation : processus biologique de dégradation de la matière organique en milieu anaérobie. La matière est en partie transformée en biogaz. Naturellement, on observe le phénomène dans les marais, les sédiments des rizières et dans les tractus digestifs des ruminants. (AEBERHARD A., 2009)

Mortalité (au sens de l’IFN Suisse) : Arbres absents de la placette-échantillon à la suite de causes naturelles (tempête de vent, érosion, glissements de terrain, etc.) ou arbres morts au court de l’intervalle écoulé entre deux inventaires mais encore visibles sur la placette (OFEV, 2009).

Pellets (granulés de bois) : Les pellets ou granulés de bois sont brûlés dans des chaudières spéciales pour produire de la chaleur. Le matériau de départ (sciure et copeaux de rabotage ou de sciage) ne doit pas contenir de substances étrangères telles que liant, laque ou matières plastiques. Il est compressé sous haute pression en petits bâtonnets. La chaleur produite lors de cette opération active les substances liantes naturellement présentes dans le bois. Les pellets conservent ainsi leur forme sans adjonction d’agglomérant. Grâce à leur faible teneur en eau (8–10 %), ils présentent un pouvoir calorifique élevé (OFEV, 2009).

Pouvoir Calorifique Inférieur (PCI) : C'est l’énergie thermique libérée par la réaction de combustion d'un kilogramme de combustible sous forme de l’énergie de vaporisati

Pouvoir Calorifique Supérieur (PCS) : C'est l’énergie thermique libérée par la réaction de combustion d'un kilogramme de combustible. Cette énergie comprend la mais aussi la combustion. Cette énergie peut être entièrement récupérée si la vapeur d'eau émise est

Teneur en eau du bois : la teneur en eau x (humidité relative) est le rapport entre le poids de l’eau contenue dans le bois et le poids total du bois brut (humide) (VADEMECUM, 2008).

Volume (de bois) selon OFEV : Désigne d’une manière générale le volume ou la masse de bois existant en forêt. Dans l’Inventaire forestier national, le volume de bois de tige en écorce avec la cime et la souche mais sans les branches. On fait une distinction entre le volume total, qui comprend aussi le bois sec ou à terre, et le volume d’arbres sur pied et vivants (OFEV, 2009).

Volume (de bois) selon IFN France : Le volume de bois sur pied correspond au volume bois fort, écorce comprise, des arbres appartenant à des essences forestières et mesurant plus de 7,5 cm de diamètre à 1,30 m. Dans ce volume, seul est pris en compte le tronc jusqu'à une découpe fin bout de 7 cm. La souche et les branches ne sont pas comptabilisées.

Zone forestière (au sens de l’IFN Suisse) : Subdivision de la Suisse d’après les différentes conditions de croissance et de production du bois dans les régions suivantes: Jura, Plateau, Préalpes, Alpes, Sud des Alpes (OFEV, 2009).

7

Liste des abréviations

AFVG : Agglomération Franco-Valdo-Genevoise

CADIOM : Chauffage à Distance par l’Incinération d’Ordures Ménagères CCF : Couplage Chaleur-Force

CRPF : Centres Régionaux de la Propriété Forestière DT : Département du Territoire

MF : Matières Fraîches MS : Matières Sèches

OFEV : Office Fédéral de l’Environnement

PAFVG : Projet d’Agglomération Franco-Valdo-Genevois PCS : Pouvoir Calorifique Supérieur

PCI : Pouvoir Calorifique Intérieur SAU : Surface Agricole Utile

SITG : Système d’Information du Territoire Genevois UIOM : Usine d’Incinération des Ordures Ménagères

VIRAGE : Valorisation Intensive des énergies Renouvelables dans l’Agglomération GEnevoise

8

Table des matières

Remerciements ... 3

Glossaire ... 4

Liste des abréviations ... 7

Table des matières ... 8

Liste des tableaux ... 10

Liste des figures ... 10

Avant-Propos ... 12

Contexte général ... 12

Objectifs du rapport ... 12

Introduction ... 13

1 Biomasse-Energie : généralités et définitions ... 14

1.1 De la ressource à la valorisation ... 15

1.2 Méthodologie ... 17

1.2.1 Gisement brut ... 17

1.2.2 Gisement accessible ... 17

1.2.3 Gisement mobilisable ... 17

1.2.4 Flux de matière et d’énergie ... 17

1.3 Périmètre d’étude ... 18

2 Ressources ... 20

2.1 Agriculture ... 23

2.1.1 Cultures dédiées ... 27

2.2 Bois ... 28

2.2.1 Bois Naturel - Forêt ... 31

2.2.1.1 Genève ... 34

2.2.1.2 District de Nyon ... 35

2.2.1.3 Genevois de l’Ain et de la Haute-Savoie ... 37

2.2.1.4 Résultats, synthèse et contraintes du bois naturel ... 38

2.2.2 Bois déchets ... 42

2.3 Déchets organiques ... 47

2.3.1 Ménagers ... 47

2.3.2 Industriels ... 51

3 Transformateurs et Valorisations ... 54

3.1 Points clés ... 54

9

3.2 Exemples de la valorisation des déchets verts ... 55

3.2.1 UIOM Cheneviers ... 55

3.2.2 Méthanisation du Site de Châtillon ... 57

4 Conclusions et recommandations ... 63

Bibliographie ... 65

Annexes :

A1: données Gisement Coproduits Agricoles

A2 : Flux matière fraîche et énergie Coproduits agricoles Genève A3 : données Gisement Bois Naturel

A4 : description couche SITG A_CAD_COUVERTURE_SOL_BASSE_AGGLO A5 : Flux matière fraîche et énergie Bois Naturel Genève

A6 : calcul des stocks de Forêts

A7 : Flux matière fraîche et énergie Déchets Bois Genève A7b : données Gisement Bois Déchets

A8 : données Gisement Déchets organiques ménagers

A9 : Flux matière fraîche et énergie Déchets organiques ménagers Genève A10 : Estimation des flux annuels de Compost

A11 : données Gisement Déchets organiques Industriels

A12 : Flux matière fraîche et énergie Déchets organiques Industriels Genève A13 : fiche Biomasse

10

Liste des tableaux

Tableau 1 : population par région de l’AFVG ... 19

Tableau 2 : gisements de biomasse de l’AFVG en GWh ... 21

Tableau 3 : SAU de Genève et de l’AFVG (FAESSLER J. et al., 2009) ... 27

Tableau 4 : scénarios hypothétiques de cultures énergétiques (calculs en annexe 1) ... 27

Tableau 5 : résumé des principaux chiffres de la forêt (LEVESQUE C. et al., 2007 et OFEV, 2009) ... 33

Tableau 6 : potentiels de la forêt vaudoise en m³ de bois annuel selon le type de valorisation35 Tableau 7 : données de base sur la forêt des départements de l’Ain et de la Haute-Savoie (source : www.crpf.fr) ... 37

Tableau 8 : résumé de quelques données des forêts régionales ... 41

Tableau 9 : quantité de déchets bois par habitant selon les zones étudiées (en kg/hab/an) ... 42

Tableau 10 : stock de Bois du Canton de Genève (FAIST EMMENEGGER M. et al., 2003) 46 Tableau 11 : comparaison des rendements des filières Châtillon/Cheneviers ... 59

Liste des figures

Figure 2 : périmètre d’étude (source : http://www.projet-agglo.org ) ... 18

Figure 3 : Gisements bruts (B), accessibles (A) et mobilisables (M) de l’AFVG pour les 5 grandes ressources ... 20

Figure 4 : flux de matière fraîche des coproduits agricoles de l’AFVG ... 24

Figure 5 : flux d’énergie des coproduits agricoles de l’AFVG ... 25

Figure 6 : Ressource-stock et flux de Bois-énergie et Bois-matière (AFVG et hors AFVG) .. 29

Figure 7 : cycle naturel de la forêt (FOUVY P., 2009) ... 31

Figure 8 : flux de matière fraîche du bois naturel de l’AFVG ... 38

Figure 9 : flux d’énergie de bois naturel de l’AFVG ... 39

Figure 10 : flux de matière fraîche de déchets de bois de l’AFVG ... 44

Figure 11 : flux d’énergie de déchets de bois de l’AFVG... 45

Figure 12 : flux de matière fraîche des déchets organiques ménagers de l’AFVG ... 48

Figure 13 : flux d’énergie des déchets organiques ménagers de l’AFVG... 49

Figure 14 : flux de matière fraîche des déchets organiques industriels de l’AFVG ... 52

Figure 15 : flux d’énergie des déchets organiques industriels de l’AFVG ... 53

Figure 16 : Estimation du bilan annuel des flux d’énergie UIOM Cheneviers 2006 ... 56

11

Figure 17 : Estimation du bilan annuel des flux d’énergie UIOM Cheneviers 2015 ... 56 Figure 18 : bilan énergétique détaillé de la méthanisation du Site de Châtillon (AEBERHARD A., 2009) ... 58 Figure 19 : potentiels des biomasses au niveau suisse (OFEN, 2006) ... 60

12

Avant-Propos

Contexte général

Ce rapport s’inscrit dans le cadre du projet de Valorisation Intensive des énergies Renouvelables dans l’Agglomération Genevoise (projet VIRAGE), soutenu par le Département du Territoire (DT) de l’Etat de Genève. VIRAGE rassemble différents services de l’environnement et de l’aménagement ainsi que l’Université de Genève afin d’essayer de mieux cerner les potentiels, les limites et la durabilité d’un développement intensif d’énergies renouvelables dans un territoire donné. Les autres rapports effectués dans ce cadre sont disponible sous

Objectifs du rapport

Les questions d’utilisation énergétiques de la biomasse prennent de plus en plus d’importance dans les débats publics et entre experts. Un besoin de clarification existe car des confusions apparaissent parfois entre les différents potentiels, les possibilités d’utilisations et les conflits d’usage avec d’autres politiques.

Ce rapport aimerait apporter quelques éléments de réponse en :

• Analysant les gisements, leurs accessibilités et leurs utilisations actuelles ;

• En déduire des potentiels de valorisation supplémentaire en tenant compte des conflits d'usage issus d’autres politiques ;

• Montrer brièvement la diversité et la complexité des filières énergie-matière de la biomasse, de la ressource à la valorisation en passant par la transformation.

Ce rapport est un document public à diffusion large et tous les détails des calculs se trouvent dans les annexes.

13

Introduction

La ressource Biomasse au sens large touche de nombreux enjeux sociétaux liés à l’environnement, au social et à l’économique. Il s’agit de la première ressource renouvelable mondiale. Elle englobe de nombreux produits, sous-produits et déchets dans différentes filières. Il existe une demande importante de la part des collectivités publiques et de la société civile de prendre en compte de manière interdisciplinaire les ressources Biomasse et de considérer leurs utilisations de manière multifonctionnelles.

Dans le premier chapitre, quelques définitions précisent les différentes ressources, leurs gisements et leurs usages afin d’éviter des confusions et des doubles comptages. Il existe globalement des ressources issues directement de surface forestière ou agricoles et des ressources indirectes issues de déchets. Les ressources peuvent être utilisées dans différents transformateurs pour faire de l’électricité, de la chaleur ou encore des carburants. Ces filières énergétiques de la biomasse sont en général couplées avec une valorisation matière d’une partie de cette biomasse.

Après avoir défini les frontières du territoire analysé, chaque ressource est recensée de manière détaillée dans le second chapitre selon le type de gisement (brut, accessible ou mobilisable) et les différentes contraintes.

Au troisième chapitre, un exemple de filière énergétique de la biomasse avec deux transformateurs est détaillé afin de voir les implications, et notamment la forte interaction entre les politiques de gestion des déchets et celles de l’énergie. Il faut en effet être conscient que, dans ce contexte, la gestion des déchets est généralement prioritaire sur celle de l’énergie.

Enfin, des recommandations générales concluent ce rapport.

14

1 Biomasse-Energie : généralités et définitions

La biomasse-énergie peut être définie comme étant la valorisation énergétique de la biomasse au sens large (bois, agriculture, déchets). Elle ne peut être découplée de ses différentes valorisations matière.

De manière très basique, la production primaire de biomasse est issue de l’action des chloroplastes lors de la photosynthèse, résumée selon l’équation ci-dessous :

nCO₂ + mH₂O + énergie lumineuse → C_nH_2mO_p + (2n +m-p)/2 O₂

Lors de l’utilisation énergétique de la biomasse, l’énergie stockée chimiquement pendant la photosynthèse est récupérée lors de la combustion (oxydation de la biomasse) :

(endothermique)

C_nH_2mO_p + (2n +m-p)/2 O₂ → nCO₂ + mH₂

Il faut noter que de nombreux processus ont lieu entre ces deux équations de début et de fin de chaîne. Par exemple, le bois peut se stocker dans la construction ou les meubles, être réutilisé, puis recyclé sous forme de panneaux de particules et enfin être brûlé dans une usine de traitement de bois usagés : c’est à ce moment que la valorisation énergétique de la biomasse a lieu. De même, la voie biochimique de la valorisation des déchets organiques (transformation en biogaz) aboutit au final à une oxydation du biogaz tout en permettant la production d’un amendement organique (compost). Ces diverses utilisations en cascade des ressources biomasses permettent de valoriser pour plusieurs usages la même ressource.

O + énergie thermique (exothermique)

Au niveau global, la biomasse est neutre en CO2

Cependant, la diversité et la complexité des filières de valorisation de la biomasse ne rendent pas toujours évident la connaissance réelle des flux et la fiabilité d’une gestion considérée comme renouvelable. Idéalement, il faudrait privilégier les flux court lors de l’utilisation de la biomasse, c’est-à-dire utiliser localement ce qui a peut-être été produit non localement. Cela peut être le cas pour le bois usagés notamment, le bois étant lié à des marchés internationaux qui empêchent une traçabilité complète.

étant donné les deux équations ci.-dessus, pour autant que le prélèvement de la ressource se fasse de manière durable, c’est-à-dire au maximum sur l’accroissement naturel et sans décapitalisation du stock. On peut comparer une gestion durable des ressources à l’utilisation chaque année des intérêts d’un placement sans jamais toucher au capital.

Concernant les aspects d’émissions de gaz à effet de serre (en équivalent CO₂), nous avons délibérément décidé de ne pas les analyser. Il est en effet souvent difficile de mettre les frontières du système et nous pensons que la politique de gestion des déchets et la valorisation matière doit l’emporter sur les aspects plus spécifiques de valorisation énergétique. Cela ne veut pas dire que le CO2 n’est pas important mais nous sommes partis du postulat qu’il fallait analyser les flux de matières et d’énergie des ressources biomasse en ne considérant que leur gestion locale, même si une partie de la consommation n’est pas issu de production locale. On admettra donc la neutralité en termes de CO₂ en se basant sur l’hypothèse d’une gestion durable des forêts et de l’agriculture.

15

1.1 De la ressource à la valorisation

Lorsqu’on parle d’énergie, il s’agit de toujours se référer aux filières énergétiques dans leur ensemble selon ce schéma général, qui forme un tout indissociable :

Ressource → Transformation → Valorisation → Prestations

Il existe souvent une certaine confusion entre ressource et transformation, et dans la manière de valoriser l’énergie « secondaire » obtenue après transformation. Dans ce rapport, nous ne parlerons pas de la prestation finale mais il est important de rappeler que toute politique de mobilisation des ressources renouvelables doit impérativement être concomitante avec une politique d’utilisation rationnelle de l’énergie (baisse de la demande, efficacité énergétique et sobriété énergétique).

De la ressource à la prestation, chaque étape a un certain rendement de transformation et aboutit à une valorisation particulière. Cela engendre une certaine complexité dont il est d’autant plus judicieux de tenir compte que différentes filières à partir d’une même ressource peuvent entrer en compétition et engendrer des conflits d’usage. Schématiquement, on peut représenter quelques filières typiques de la biomasse (voir Figure 1) :

Figure 1 : schéma de quelques filières typiques de la biomasse

16

Selon ce schéma, trois grands types de ressources sont définies, elles-mêmes subdivisées selon la classification suivante :

• Bois :

o Naturel ; o Déchets ;

• Coproduits Agricoles : o Paille ;

o Viticulture ; o Arboriculture ; o Maraîchage ; o Prairies ; o Fumier/lisier ; o Cultures dédiées ;

• Déchets organiques : o Ménagers ; o Industriels.

Ces ressources ont chacune des potentiels propres mais ne peuvent pas être séparées de leurs filières dans leur ensemble. En effet, le type de transformation ainsi que la manière de valoriser (chaleur, électricité ou carburant) va influencer fortement sur le rendement global de telle ou telle filière.

Nous observons dans la Figure 1 que dans certaines filières, la double valorisation matière et énergie est essentielle et ne peut être traitée séparément. Un exemple sera détaillé dans le chapitre 3.

17

1.2 Méthodologie

Un des points clés au niveau méthodologique est la définition des différents gisements pour évaluer correctement des potentiels réalistes. Afin de clarifier ce point sensible, nous avons donc défini trois types de gisements : brut, accessible et mobilisable.

1.2.1 Gisement brut

Le gisement brut représente le flux annuel estimé d’une ressource exploitée de façon pérenne (bois, coproduits agricole, déchets organiques).

1.2.2 Gisement accessible

Le gisement accessible est la part du gisement brut réellement valorisable. Il tient compte de critères sociaux et techniques (pourcentage de collecte, accessibilité, rendement de la transformation biochimique des déchets organiques en biogaz¹).

1.2.3 Gisement mobilisable

Le gisement mobilisable est la part du gisement accessible après déduction des ressources déjà utilisées par des filières en place, telles que compostage, alimentation animale, chaudières à bois, amendement organique des sols.

1.2.4 Flux de matière et d’énergie

Afin d’estimer chaque flux, les différents sous-systèmes sont analysés en deux étapes distinctes en faisant d’abord les schémas de flux de matières fraîches (MF), puis à l’aide des taux de matières sèches (MS) et des Pouvoir Calorifique Inférieur (PCI), les schémas de flux d’énergie.

Selon notre expérience et la littérature, les mesures du Pouvoir Calorifique Supérieur (PCS) sur masse sèche de biomasse sont à 10% près approximativement toujours les mêmes (BUCHELIN C., 2007 ; VIQUERAT P.-A. et al., 2006 ; BECK J. et al., 2007 ; base de

donnée autrichienne des PCI :

juin 2010 ; base de données suisse des aliments pour animaux :

Les valeurs de Pouvoir Calorifique Inférieur (PCI) sont plus influencées par le taux d’humidité qui peut fortement varier selon les typologies et la qualité des déchets. De plus, cette étude se veut une visualisation générale des filières potentielles et non pas une analyse spécifique d’un type de déchet pour une certaine installation, les incertitudes ne sont donc pas

1 Les déchets organiques ne sont que partiellement transformé en biogaz, le solde étant valorisé en matière. Cela implique un rendement compris entre le tiers et la moitié de l’énergie totale de combustion du déchet.

18

dans les valeurs exactes de PCS/PCI mais plutôt dans l’estimation concrète des grands flux de matières.

La valorisation matière et le type de transformation (thermique ou biochimique) est prise en compte dans les schémas de flux d’énergie. Certaines petites imprécisions peuvent apparaître étant donné l’agrégation de données en MWh illustrées graphiquement en GWh sur les flux d’énergie.

Les flux de matière sont arrondis à la centaine de tonnes de MF. Sauf mention contraire, l’année type prise en compte est 2007.

1.3 Périmètre d’étude

Le périmètre d’étude analysé ici est le périmètre de l’agglomération Franco-Valdo-Genevoise (FVG ; état début 2010), représenté dans la Figure 2 ci-dessous :

Figure 2 : périmètre d’étude (source

Les flux pris en compte dans cette étude sont ceux issus physiquement (stricto sensu) de ce périmètre d’étude, selon les surfaces agricoles et celles de forêts ainsi que selon les déchets organiques produits par les habitants et les industries de cette région.

19

Il s’agit là d’une méthode se basant sur les flux physiques de production réels de ressource à l’intérieur du périmètre d’étude, ne prenant pas en compte une réalité plus complexe de filières parfois plus large que ce périmètre d’étude. Mais cela à l’avantage de ne comptabiliser que ce qui existe pour une certaine population, étant donné que chaque élargissement du périmètre modifie également le nombre d’habitants considérés.

La population équivalente de ce périmètre est résumée dans le Tableau 1 ci-dessous :

population % source

Canton de Genève 447’584 52

consulté le 20 janvier 2010 Genevois de Haute-Savoie 250’081 29 AGRESTIS SARL. et al., 2009a

Genevois de l’Ain 90’600 10

consulté le

1^er

District de Nyon

février 2010

81’892 9

consulté le 3 février 2010

Agglomération FVG ~ 870’000 100

Tableau 1 : population par région de l’AFVG

Ces chiffres provenant de différentes sources à des périodes variables sont évolutifs. De plus, le périmètre de l’agglomération FVG s’agrandit chaque année, ce qui modifie quelque peu la répartition de la population. Les ordres de grandeur sont conservés.

En terme énergétique, la consommation d’énergie finale (sans le CERN et le kérosène des avions) du canton de Genève est répartie comme suit (ETAT DE GENEVE, 2005) :

• Chauffage = 13.2 MWh/hab

• Electricité = 6.3 MWh/hab

• Mobilité-Carburant = 6.5 MWh/hab

Par simplification, nous pouvons conserver ces ordres de grandeur par habitant pour toute la région, même si cela est approximatif. Cela nous donne globalement une consommation finale d’environ :

• Canton de Genève = 11'600 GWh

• AFVG = 22'600 GWh

20

2 Ressources

Les trois types de ressources sont traités ici selon l’importance quantitative des flux bruts de l’agriculture, du bois et des déchets organiques. Elles sont analysées selon les gisements bruts, accessibles et mobilisables et synthétisées sous forme de flux de matière et de flux d’énergie.

Les détails des calculs sont reportés dans les chapitres et annexes associées.

Les résultats globaux par ressource sont d’abord synthétisés dans la Figure 3 ci-dessous. La contribution en GWh de chaque ressource est découpée en trois carré de taille différente : gisement Brut (B), Accessible (A) et Mobilisable (M). Les tailles sont indiquées à l’échelle par rapport à la surface de la région qui correspond environ à sa consommation finale d’énergie.

Figure 3 : Gisements bruts (B), accessibles (A) et mobilisables (M) de l’AFVG pour les 5 grandes ressources

B A

M

BOIS NATUREL

B A

B A

M

B A

B A M

BOIS DECHETS DECHETS ORGANIQUES

MENAGERS DECHETS ORGANIQUES

INDUSTRIELS COPRODUITS

AGRICOLES

M

21

Au niveau quantitatif, le tableau suivant peut être donné pour résumer les différents gisements des différentes ressources (voir Tableau 2) :

GISEMENT

UNITE BRUT ACCESSIBLE MOBILISABLE

DÉJÀ MOBILISE

ENERGIE

Bois Naturel GWh 1’274 698 43 153

Bois Déchets GWh 227 227 0 130

Coproduits

agricoles GWh 1’522 1’207 49 0

Déchets organiques ménagers

GWh 244 52 13 3

Déchets organiques industriels

GWh 92 34 12 22

SOMME GWh 3’359 2’218 117 308

Tableau 2 : gisements de biomasse de l’AFVG en GWh

Nous observons déjà que le gisement brut de biomasse représente environ 15% de la consommation finale de l’AFVG, mais qu’une bonne partie de ce gisement n’est pas mobilisable pour la filière énergie pour des raisons qui seront détaillées plus loin. Il ne reste donc « plus que » 3.5% du gisement brut encore mobilisable pour la filière énergie, soit 0.5%

de la consommation finale de l’AFVG.

Concernant le bois déchets, la différence entre le gisement accessible et celui déjà mobilisé en énergie correspond à la partie valorisée en panneaux de particules (valorisation matière) à l’extérieur de l’AFVG. Ces 115 GWh pourraient donc être valorisées en énergie sur l’AFVG.

Pour la partie agricole, une mise en culture énergétique de 10% de la SAU permettrait de valoriser environ 248 GWh supplémentaire.

Enfin pour la partie « bois naturel », un triplement du pourcentage de valorisation en filière énergie plutôt que filière matière (passant de 10% à 30% pour la filière énergie) permettrait de mobiliser 90 GWh supplémentaire sur l’AFVG.

En résumé, les résultats de cette étude montrent que les biomasses potentiellement mobilisables sur la région FVG sont comprises entre 117 et 570 GWh selon les scénarios développés. Nous y reviendrons en conclusion.

22

23

2.1 Agriculture

L’agriculture est un système complexe en soi. Le métabolisme agricole franco-valdo-genevois a été fait de manière détaillée en 2009 (FAESSLER J. et al., 2009) et a permis de reprendre les principaux chiffres présentés ici. Les flux pouvant potentiellement être utilisé pour une valorisation énergétique sont ceux issus des coproduits agricoles, définis comme étant des matériaux issus de la production de l’agriculture alimentaire. La problématique d’éventuelles surfaces spécifiquement dédiées à des cultures énergétiques fait l’objet d’un paragraphe spécifique (voir chapitre 2.1.1 ci-après).

Les flux des coproduits agricoles sont classifiés selon six sous-systèmes :

• grandes cultures (pailles des céréales et des cultures sarclées) ;

• viticulture (sarments et ceps de vignes) ;

• arboriculture (bois arraché tous les 20 ans) ;

• maraîchage (restes de légumes) ;

• prairies (herbes) ;

• production animale (lisiers et fumiers).

Pour l’AFVG, nous aboutissons aux flux de matière et d’énergie suivants pour l’agriculture (voir Figure 4 et Figure 5 ; concernant les figures du canton de Genève seul et le détail des calculs, voir les annexes 1 et 2) :

24

Figure 4 : flux de matière fraîche des coproduits agricoles de l’AFVG

25

Figure 5 : flux d’énergie des coproduits agricoles de l’AFVG

26

Cette figure montre que le gisement accessible des coproduits potentiellement transformé en biogaz est diminué d’autant par la valorisation matière par rapport au gisement brut (flèche rouge de 165 GWh dans la Figure 5). En effet, dans le cas de digesteurs agricoles, seule la moitié du flux de matière est transformés biochimiquement en énergie (biogaz), le solde étant valorisé sous forme de digestat puis de compost (BUCHELIN C., 2007).

Les flux de l’agriculture sont très importants quantitativement, étant donné notamment les surfaces de prairies et les flux issus de la production animale. Cependant, nous observons que la très grande majorité de ces flux sont en conflit d’usage entre une éventuelle valorisation énergétique et la valorisation matière actuelle de l’agriculture comme apport organique aux sols.

Par exemple, l’enfouissement de la paille est nécessaire au maintien de la fertilité des sols à long terme, surtout dans le cas de fermes sans bétails, de plus en plus fréquentes dans le canton de Genève, et a fortiori dans la région (M. Besson, HEPIA, communication personnelle). La paille mobilisable prise ici ne correspond donc plus qu’à 25% de la paille accessible, sans les surfaces spécifiquement cultivées en céréales fourragères.

Autre exemple, le très gros flux d’herbes issu des prairies est entièrement consommé par les animaux. Tout transfert de ce flux dans une valorisation énergétique augmenterait en parallèle les importations de fourrages hors AFVG, diminuant d’autant le taux d’autosuffisance déjà relativement faible de la région (30% selon FAESSLER J. et al., 2009).

Les flux de fumier et de lisier sont également importants mais souvent très localisés et peu transportable. Le gisement mobilisable donné ici est faible car il correspond essentiellement aux fumiers de cheval et aux lisiers de porc, les fumiers de bovins étant considérés comme devant être intégralement remis aux champs pour des questions de fertilité des sols.

Cependant, dans le cas d’exploitations agricoles d’une certaine importance et qui n’ont pas suffisamment de surfaces d’épandage, il peut être intéressant de développer une filière de méthanisation agricole locale. Cette filière a d’autant plus de chance de se développer si quelques coproduits non-agricoles (gazons, poussières de moulins, glycérol) peuvent être incorporés dans le digesteur afin de permettre une meilleure production de biogaz et des rentrées financières pour le traitement de déchets (BUCHELIN C., 2007).

Pour les fumiers et lisiers, la valorisation régionale n’a à notre avis pas de sens mais il peut être intéressant de réfléchir à une valorisation locale, tout en évaluant objectivement les besoins de fertilisation des sols, afin d’éviter des augmentations des importations d’engrais ou d’amendement.

Concernant la valorisation des sous-produits animaux, il faut être conscient que sur le canton de Genève, une autorisation du vétérinaire cantonal est indispensable lors de la construction d’une installation de valorisation de ses sous-produits (source : Mme Meisser, communication personnelle)

27 2.1.1 Cultures dédiées

Actuellement, les quelques hectares dédiées à de la culture énergétique peuvent être considérés comme négligeables. Il s’agit essentiellement d’un peu de Colza qui va à Etoy pour y être transformé en biodiesel. Cette filière n’a pu se mettre en place que lorsque les filières alimentaires étaient très faiblement rémunératrices pour les agriculteurs. Au niveau des politiques locales, la priorité est donnée à l’agriculture nourricière et non pas à l’agriculture énergétique (M. Viani, communication personnelle). Cependant, il n’est pas impossible que des modifications s’effectuent à long terme. C’est pourquoi nous présentons ci-dessous quelques scénarios hypothétiques pour fixer les ordres de grandeur de la quantité d’énergie potentiellement produite (voir ci-dessous les Tableau 3 et Tableau 4).

Unités Genève AFVG

Surface Agricole Utile (SAU) productive totale hectares 9’850 55’850

SAU grande culture hectares 6’000 17’800

Dont Oléagineux hectares 1’400 Non déterminé

Tableau 3 : SAU de Genève et de l’AFVG (FAESSLER J. et al., 2009)

Scénario Zone

concernée SI ALORS

production de 1 Genève 10% grandes cultures en Colza (Biodiesel) 4.8 GWh 3 Genève 10% SAU en Cultures dédiées (Bois intensif) 44 GWh 5 AFVG 10% grandes cultures en Colza (Biodiesel) 33 GWh 7 AFVG 10% SAU en Cultures dédiées (Bois intensif) 248 GWh

Tableau 4 : scénarios hypothétiques de cultures énergétiques (calculs en annexe 1)

Les deux grandes différences entre les cultures de Colza transformées en biodiesel et les cultures intensives de bois à courte rotation sont d’une part la durabilité de la fertilité des sols qu’il faudrait étudier dans le cas du bois à courte rotation (SPINELLI R. et al., 2006) et d’autre part la valorisation matière existant dans la filière Colza (tourteaux donné en alimentation animale). Cela explique la différence de production brute d’énergie secondaire du Tableau 3.

Nous voyons que le biodiesel obtenu représente des quantités relativement modestes par rapport à la demande de mobilité actuelle mais pourrait contribuer, dans une certaine mesure et pour autant que cela soit accepté socialement et politiquement par tous les acteurs, à avoir une partie des déplacements avec des carburants issus de l’agriculture locale (par exemple pour les transports publics ou le parc automobile de l’Etat).

28

2.2 Bois

Le bois est une ressource issu du soleil via la photosynthèse et se retrouvant stockée sous de multiples formes dans nos sociétés. Afin de simplifier l’analyse de la ressource, nous avons procédé ici à une séparation entre

• bois naturel des forêts ;

• bois usagé ;

Concernant le bois naturel, la forêt s’accroit naturellement selon un rythme dépendant des essences et de l’état de la forêt, d’environ 6 à 12 m³

Concernant le bois usagé, nous considérons qu’il s’agit d’une ressource renouvelable même s’il peut être exploité de manière non durable. En effet, du moment que ce flux de bois déchets existe, il est intéressant de le valoriser sous forme de matière ou d’énergie.

/ha/an. Les différents gisements discutés ici se basent sur cet accroissement et sur son possible prélèvement.

Les flux de bois issus de la forêt sont très complexes (industrie de première et seconde transformation, bois-énergie direct), impliquent de nombreux acteurs et influencent de nombreuses politiques (économiques, environnementales, énergie, etc…). Le bois est avant tout valorisé sous forme de matière, l’utilisation énergétique se situant souvent après une cascade d’autres utilisations.

L’objectif ici n’est pas de traiter de toutes ces filières d’utilisation du bois mais plutôt d’analyser de manière simplifiée à l’aide de notre méthodologie la ressource réelle de bois et de mettre en perspective quelques enjeux des différentes utilisations de ce bois.

Il est important de distinguer les stocks de bois (essentiellement forêts et bâtiments) des flux annuels de prélèvement de ce bois. On peut représenter graphiquement les stocks de la forêt et les stocks temporairement accumulés dans les meubles et les bâtiments avec les différentes utilisations de ce bois (voir Figure 6 ci-après).

Pour simplifier les calculs, nous avons systématiquement pris une teneur en eau moyenne de 33%, soit 67% de MS pour tous les bois, ce qui correspond plus ou moins à des plaquettes séchées quelques mois en forêt.

29

Figure 6 : Ressource-stock et flux de Bois-énergie et Bois-matière (AFVG et hors AFVG)

Nous voyons que les flux peuvent entrer ou sortir de l’agglomération à l’une ou l’autre des étapes. Cela complexifie grandement les flux réels et complets de bois. De plus, l’utilisation se fait aussi en cascade à l’intérieur de filières industrielles avec des besoins propres (énergie interne, revente, etc…). Il paraît donc illusoire de vouloir tenter de comptabiliser correctement les consommations locales réelles de bois en matière et énergie. Nous pouvons en revanche comptabiliser le bois annuel issu de la forêt pour déduire les potentiels en valorisation énergie ou matière.

La présence ou non d’une filière industrielle de seconde transformation pourrait tout de même favoriser à long terme la filière bois-énergie car beaucoup de résidus de bois peuvent être valorisé en bois-énergie à partir de sciure et résidus. La scierie Zahnd à Rueyres, dans le canton de Vaud (80 km de Genève), a d’ailleurs installé un couplage chaleur force (CCF) dernièrement pour produire aussi de l’électricité.

Stocks Forêts

Stocks Bois Bâtiments + Meubles Ressources AFVG

Transformateurs (hors AFVG)

Valorisations AFVG

Bois d’oeuvre

Panneaux, Meubles

Valorisation Matière

Mort naturelle Accroissement non prélevé Branches laissées sur place

Industrie 2^ème transformation

Industrie 1^ère transformation

Energie interne

Energie interne

Bois de feu

Valorisation Energie

Production pellets

Ressources hors AFVG

Transformateurs (AFVG)

Bois de feu

Stocks Forêt + Bois Bâtiments

+ Meubles

Valorisations hors AFVG

Valorisation Matière Valorisation

Energie

30

31 2.2.1 Bois Naturel - Forêt

Les différents gisements discutés ici se basent sur l’accroissement naturel et sur son possible prélèvement. Dans tous les cas, afin d’utiliser de manière pérenne cette ressource, on ne doit pas dépasser l’accroissement moyen annuel. Il est même souhaitable de laisser environ 20%

de la forêt suivre un cycle naturel complet sans prélèvement (voir Figure 7 ci-dessous).

Figure 7 : cycle naturel de la forêt (FOUVY P., 2009)

De même, l’exportation des rémanents (branches et feuilles) restants après une coupe doit être effectuée de manière raisonnée étant donné leur teneur en éléments minéraux élevés (surtout dans les feuillages) et le possible appauvrissement des sols forestiers. Une synthèse de l’INRA donne quelques pistes selon le type de sol (CACOT E. et al., 2006) :

• laisser sécher les rémanents 6 mois sur place avant leur récolte ou récolter en hiver pour les feuillus ;

• se limiter à une récolte tous les 20 ans voir une seule fois sur la vie du peuplement.

Les surfaces et les volumes des forêts sont estimés lors d’inventaires nationaux qui sont effectués en général tous les 10 ans. Ces volumes de bois sur pied correspondent plus ou moins aux stocks contenus dans les forêts. En effet, certains volumes de petites tailles ne sont pas comptabilisés. Par exemple, l’inventaire forestier national français « calcule le volume de bois fort tige (sur écorce) des arbres vivants dont le diamètre à 1m30 est supérieur ou égal à 7,5 cm »

32

suisse, le bois mort gisant au sol plus grand que 7 cm est comptabilisé dans l’inventaire

(source :

important de pouvoir comparer les évolutions des stocks entre deux inventaires afin de comprendre l’évolution de nos forêts.

Une synthèse de plus de 200 études françaises concernant la valorisation énergétique du bois a été effectuée par le CEMAGREF (LEVESQUE C. et al., 2007). Cette étude montre la diversité des méthodes utilisées pour la comptabilisation des différents gisements de biomasse forestière (bruts, accessibles, mobilisables). Elle a mis en exergue les difficultés liées aux diverses définitions (volume total ou disponible uniquement pour la filière énergie ?), aux problèmes d’unités de volume (m³ de bois fort-tige ou m³ totaux, y compris les rémanents ?) et à la prise en compte ou non des utilisations existantes du bois (industrie, énergie, xylochimie). Elle confirme que les méthodes sont multiples et qu’il faut toujours bien savoir de quoi on parle. Dans ce rapport, la plupart des données théoriques son tirées du vadémécum d’Energie Bois Suisse (VADEMECUM, 2008).

La politique de la Confédération concernant la ressource Bois a été redéfinie dans un rapport effectué par l’office fédéral de l’environnement (OFEV) et ayant été largement discutée avec les acteurs économiques et politiques. Les six objectifs principaux sont (OFEV, 2008) :

1. Utiliser le potentiel de production de bois durable ; 2. Favoriser la demande de bois matière en Suisse ;

3. Favoriser la valorisation du bois-énergie des forêts, du bois des prairies et du bois de récupération ;

4. Utiliser la ressource en cascade ;

5. Renforcer la capacité d’innovation de la filière bois ;

6. Assurer la coordination avec d’autres politiques sectorielles.

Nous voyons bien que les différents objectifs reflètent les différentes utilisations, matière ou énergie. En terme quantitatif, environ 25% de la ressource est utilisée dans la filière énergie au niveau suisse (OFEV, 2008). Dans le cadre d’une politique de gestion durable, il serait possible de doubler ces volumes de bois-énergie à moyen terme, pour autant que les coûts de mobilisation de cette ressource soient couverts. En effet, la majorité des surfaces pouvant être mieux exploitées se situent dans les Alpes et les Préalpes, où les coûts de récolte sont plus élevés. (OFEV, 2008)

Malgré les tendances à la mondialisation, le bois brut n’est pas – à ce jour – une matière première négociée à l’échelle mondiale, mais plutôt une ressource régionale La part actuelle des résineux représentent 84% du marché européen. En Suisse, le scénario « tendance pour 2025 » montre une progression de 30% de mobilisation du bois, avec passablement de bois énergie tirés des feuillus (OFEV, 2010).

33

La synthèse du CEMAGREF ainsi que l’annuaire suisse du bois (OFEV, 2009) donne quelques chiffres globaux sur les forêts françaises et suisses qui donnent une bonne vue d’ensemble. Elles sont reproduites dans le tableau ci-dessous (voir Tableau 5) :

Unité France Suisse rapport CH/F

Surface de forêt Mha 15.5 1.25 8%

Volume sur pied Mm³ 2’370 407 17%

Production biologique Mm³ 103 à 115 9.7 9%

Rapport privée/publique % 75/25 29/71

Volume moyen m³/ha 160 346 216%

Production brute m³/ha/an 7.1 7.8 110%

Production nette

(sans mortalité naturelle) m³/ha/an 6.1 6.2 101%

Récolte totale Mm³ 52 à 61 5.3 9 à 10%

dont commercialisée Mm³ 33.6 (2004) 3.9 (2008) 12%

dont bois-énergie Mm³ ~ 21 1.4 7%

dont autoconsommé Mm³ ~ 18 0.9 5%

Gisement total supplémentaire Mm³ 30 à 40 2.7 à 3.2 7-9%

Gisement économiquement

rentable pour bois énergie Mm³ 12 à 16 0 à 1.8 0 à 11%

Tableau 5 : résumé des principaux chiffres de la forêt (LEVESQUE C. et al., 2007 et OFEV, 2009)

34

2.2.1.1 Genève

A Genève, depuis 1985, environ la moitié de l’accroissement a été prélevé pour faire essentiellement du bois énergie. Le solde a permis de reconstituer un stock devenu très faible après la première moitié du XXème siècle (FOUVY P., 2009). Désormais, le stock étant reconstitué, il paraît raisonnable de prélever plus, le problème étant actuellement plutôt les aspects économiques pour augmenter ce prélèvement dans les forêts privées.

Il existe cependant un déséquilibre entre les forêts publiques qui sont presque entièrement exploitée et dont il ne reste plus de potentiel et les forêts privées qui ne sont presque pas exploitées (M. Jaggy, communication personnelle). L’objectif du DNP est de prélever les deux tiers de l’accroissement (soit 4 m³

Une étude sur le potentiel du bois énergie sur le canton pour la période 2009-2023 a été effectuée dernièrement (XYLON, 2009). Cette étude abouti à un potentiel total de 9’550 m

/ha/an) sur la majorité des forêts du canton (sauf les réserves). Actuellement, 90% du prélèvement va en bois énergie étant donné la jeunesse de la forêt genevoise. A moyen terme, ce chiffre devrait peu évoluer.

3

• Une coupe de bois n’est prise en compte que si le volume moyen dépasse 150 m

de bois sur 2’560 ha répondant aux critères de passage en coupe et permettant un maintien de la pérennité de la forêt. Les critères suivants ont été appliqués pour l’étude :

3

• Le taux de prélèvement est de 20% du volume sur pied ;

/ha ;

• Le diamètre minimum à partir duquel on peut faire du bois d’œuvre est de 25 cm, pour seulement 5% pour feuillus et 20% pour résineux, le solde étant valorisé en bois- énergie ;

• Une surface ne peut faire l’objet que d’une seule coupe tous les 15 ans.

Notre approche abouti à un volume accessible de 10'240 m³ de bois, ce qui est comparable aux résultats de Xylon (voir annexe 3).

35

2.2.1.2 District de Nyon

Pour la partie concernant le canton de Vaud, les chiffres utilisés ici sont tirés du volet forestier du projet BoisEau (CANTON DE VAUD, 2008). Ce projet, piloté par le service des forêts, faune et nature, s’est basé essentiellement sur les informations sectorielles des responsables locaux des forêts. Il s’agit d’une image de l’état de l’exploitation des forêts dans le canton de Vaud et des potentiels de développement du bois énergie. Les chiffres principaux sont résumés dans l’annexe 3.

Cette étude a été faite par arrondissement forestier et ne correspond malheureusement pas aux districts tels que défini dans le Projet d’Agglomération Franco-Valdo-Genevois (PAFVG).

Cependant, en prenant les arrondissements forestiers de Nyon et Rolle, la surface de forêt correspond presque au nouveau district de Nyon de l’agglomération et est à un niveau de détail suffisant pour notre étude. (étude complète disponible sous

Les différents potentiels de la forêt vaudoise sont résumés ci-dessous (voir Tableau 6).

L’énergie mobilisable ne comprend pas la partie déjà utilisée sur le district dans des chaudières bois :

Canton de Vaud Nyon/Rolle

Résineux Feuillus Total Total

Potentiel Sciages 254’000 39’000 293’000

57’000

Potentiel Industrie 27’000 9’000 36’000

Potentiel Energie 21’000 129’000 150’000 22’000

Potentiel Total 302’000 177’000 479’000 77’000

Bois Energie utilisé 14’000 104’000 118’000 20’000

Bois Energie mobilisable

Tableau 6 : potentiels de la forêt vaudoise en m³ de bois annuel selon le type de valorisation

Au niveau du canton, l’accroissement naturel annuel est estimé à 626'000 m³t/an (m³t = m³ de bois selon tarif vaudois – bois mesuré sur pied – approximation ; CANTON DE VAUD, 2008), ce qui veut dire que le potentiel total correspond à 75% de l’accroissement naturel de la forêt, soit un solde de 25% pour une gestion durable de la forêt.

36

De plus, le service de la forêt, faune et nature préconise de décapitaliser pendant environ 50 ans pour diminuer les quantités stockées dans les forêts de 340 m³t/ha à environ 300 m³t/ha, cela afin de favoriser une biodiversité forestière. Pour cela, il faudra mobiliser encore 280'000 m³t/an en plus des 479'000 m³t/an, soit environ 760'000 m³t/an en tout.

Un aspect intéressant relevé dans le rapport BoisEau est la différence de consommation de Bois énergie issu de la forêt et estimée à 120'000 m³/an en tout et de la consommation réelle de 40'000 m³/an pour la somme des chaufferies de plus de 30 kW (CANTON DE VAUD, 2008 pp.17 et 18). La différence se trouve probablement à la fois dans la consommation de petites chaufferies individuelles et également dans le marché du bois plus étendu qu’uniquement le marché vaudois (export côté Genève, Valais, voir Italie). Le bon niveau de l’échelle du territoire entre d’un côté la production brute et de l’autre la consommation de cette production pose de nombreuses questions difficiles à résoudre étant donné le marché ouvert du bois.

37

2.2.1.3 Genevois de l’Ain et de la Haute-Savoie

La région Rhône –Alpes est la deuxième région forestière française avec de la forêt sur 33%

de son territoire et la troisième région productrice de bois de France. Globalement, la France récolte environ 63% de l’accroissement moyen (DE GALBERT M., 2007). Les synthèses des données des Centres Régionaux de la Propriété Forestière (CRPF) donnent de nombreuses informations utiles par département (voir Tableau 7) :

Unités Ain Haute-Savoie

Forêts

Forêts privées

Forêts publiques

Taux boisement

Volume sur pied

Production annuelle

Récolte annuelle

Taux prélèvement actuel

Tableau 7 : données de base sur la forêt des départements de l’Ain et de la Haute-Savoie (source

Environ 90 à 95% de la récolte actuelle est dédiée au bois d’œuvre et au bois d’industrie, le solde étant vendu comme bois de feu (non compris l’autoconsommation).

A l’aide de la couche du Système d’Information du Territoire Genevois (SITG)

« A.CAD_COUVERTURE_SOL_BASSE_AGGLO » (voir détails dans l’annexe 4), nous pouvons estimer précisément les surfaces de forêt sur les deux départements faisant partie de l’AFVG. Les surfaces en jeu sont presque identiques, soit 35'400 ha de forêt pour l’Ain appartenant à l’AFVG et 36'400 ha pour la Haute-Savoie appartenant à l’AFVG, ce qui revient dans les deux cas à environ 20% de la surface de forêt des deux départements.

Actuellement, à peine 10% de ce qui est utilisé l’est pour le bois-énergie. Nous avons conservé ce rapport pour le développement futur de ces filières. Mais il est possible que la valorisation énergétique du bois se développe plus vite que la valorisation matière pour des raisons de coûts de l’énergie et que 20 ou 30% de potentiel mobilisable de Bois-énergie au lieu de 10% mette à disposition encore plus de GWh pour la valorisation énergétique.

Une estimation a été prise en considérant que le gisement accessible pourrait monter jusqu’à 50%, ce qui est très optimiste et ne pourrait se faire qu’avec de vigoureuses politiques de mise en place et de développement de filières (voir plus loin).

38

2.2.1.4 Résultats, synthèse et contraintes du bois naturel

Les flux en tonnes et en GWh du bois naturel de l’AFVG sont donnés dans les Figure 8 et Figure 9 ci-dessous. Les flux du canton de Genève se retrouvent dans l’annexe 5.

Figure 8 : flux de matière fraîche du bois naturel de l’AFVG

39

Figure 9 : flux d’énergie de bois naturel de l’AFVG

Une partie du flux « valorisation matière à mobiliser » de 320 GWh (de l’ordre de 30 à 50%) terminerait au final en valorisation « énergie » étant donné les méthodes de transformation

40

dans une scierie (production de bois d’œuvre et solde de sciures qui peut par exemple être transformé en pellets.

Il peut donc être pertinent de réfléchir à terme d’avoir une scierie sur la région FVG. Etant donné la répartition des stocks de bois, la France pourrait accueillir une grosse scierie assez proche de Genève qui ferait de la valorisation énergétique et matière.

41

Par rapport à un travail régional qui avait été fait en 2001 (programme Interreg II), la ressource mobilisable pour l’énergie que nous trouvons ici se situe dans les mêmes ordres de grandeur (INTERREG IIa, 2001).

Pour augmenter la mobilisation du bois de la forêt, les points clés seraient notamment (DE GALBERT M., 2007) :

• Combattre le morcellement en faisant du regroupement par gestion ou par foncier ;

• Développer des débouchés locaux et soutenir les prix ;

• Prendre en compte les contraintes écologiques, notamment si on a l’intention de prélever une partie des rémanents ;

• Nécessité d’améliorer la mécanisation et l’organisation logistique du prélèvement ;

• Eventuellement, aménager des routes pour prélever du bois en zone « difficile » ou

« très difficile ».

Une évaluation des stocks de ces différentes forêts régionales s’est faite à l’aide des densités moyennes estimées et des productions brutes moyennes (voir annexe 6). Le résumé de synthèse est donné ci-dessous (voir Tableau 8).

Unité Genève Nyon Genevois de l’Ain

Genevois de

Haute-Savoie AFVG

Surface de forêt ha 3’000 13’752 35’410 36’390 88’550

Volume moyen

des forêts m³/ha 212 338 168 253 231

Production

brute annuelle m³/ha/an ~ 6 ~ 6 6.7 10.9 8

Densité

moyenne arbres t/m³ 0.65 0.54 0.62 0.57 0.59

Rapport forêts

privée/publique % 46/54 32/68

(Vaud) 63/37 70/30 60/40

Stock forêt tonnes 413’000 2'510’000 3'688’000 5'248’000 11'859’000

Tableau 8 : résumé de quelques données des forêts régionales

Au niveau du territoire régional, aucune scierie d’importance n’existe à proximité, la plus proche étant la scierie Zahnd qui se trouve à environ 80 km de Genève, à Rueyres, dans le canton de Vaud.

42 2.2.2 Bois déchets

Le Bois déchets (ou usagé) est défini comme un d

A Genève, deux entreprises principalement récupèrent les bois usagés : Serbeco et Sogetri.

Nous avons donc eu facilement accès aux données genevoises par catégories selon la classification simplifiée suivante :

échet de bois issus de la démolition, de la transformation ou de la rénovation de bâtiments ou encore provenant d'emballages ou de vieux meubles. Selon sa provenance, ce bois est à l’état naturel ou a été traité et peut être considéré comme non dangereux ou dangereux. De manière générale, la valorisation de la partie dangereuse ne peut se faire que dans une usine d’incinération ou une cimenterie, tandis que la valorisation de la partie non dangereuse rentre en concurrence entre une valorisation matière et une valorisation énergie.

• Bois usagé non dangereux

• Bois problématique dangereux

Les quantités de bois problématique dangereux du canton de Genève sont bien connues et une règle de trois selon le nombre d’habitant nous a permis d’estimer les tonnages de bois dangereux pour les autres régions de l’agglomération, soit 6.5 kg/habitant/an.

Nous avons également ajouté les 1'000 tonnes de bois flottants qui sont charriés annuellement jusqu’au barrage de Verbois et qui sont valorisés à l’Usine d’Incinération des Ordures Ménagères (UIOM) des Cheneviers (VIQUERAT P.-A. et al., 2006). Ces bois flottants ont une teneur en matière sèche d’environ 67% tandis que les autres types de bois usagés (chez Serbeco ou Sogetri) contiennent environ 85% de MS (M. Girod, communication personnelle).

Dans le cadre du programme Interreg II de promotion du bois énergie, deux rapports ont été fait au début des années 2000 sur l’état des lieux en France et en Suisse (INTERREG IIb, 2001; INTERREG IIc, 2001, voir Tableau 9).

Région ^Unité _déchets ^Bois problématique ^Dont Source Suisse

2001

France

Genève

District Nyon

Genevois Ain

Genevois Haute-

Savoie

AFVG

Tableau 9 : quantité de déchets bois par habitant selon les zones étudiées (en kg/hab/an)

43

Ces bois problématiques doivent être traités dans des usines appropriées. S’ils ne peuvent être traités localement, ils doivent être exportés pour de la valorisation matière ou énergie. De notre point de vue, il serait plus intéressant, dans la mesure du possible, de valoriser énergétiquement et localement cette ressource. En cas de besoins de passages de la frontière avec du bois usagés le traitement administratif qui s’ensuit peut être assez lourd, surtout lorsqu’il s’agit de déchets de bois problématiques.

Les flux en tonnes et en GWh des déchets de bois de l’AFVG sont donnés dans les Figure 10 et Figure 11 ci-dessous. Les flux du canton de Genève se retrouvent dans l’annexe 7. Ces flux, correspondant à l’année 2008, ont été calculés par M. Francis Bergeron, étudiant du MUSE faisant son travail de master sur le bois usagés de la région.