Une analyse du potentiel territorial en bioénergie en France métropolitaine

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Une analyse du potentiel territorial en bioénergie en

France métropolitaine

B. Sion

To cite this version:

B. Sion. Une analyse du potentiel territorial en bioénergie en France métropolitaine. Sciences de l’environnement. 2015. �hal-02604993�

Rapport de stage

« Une analyse du potentiel territorial en bioénergie en

France métropolitaine »

Baptiste Sion

Ecole d’Economie de l’UdA, Master 1 mention Analyse Economique du Développement International

Année 2014-2015

Organisme d’accueil : Irstea, site de Clermont-Ferrand

Maître de stage : Jean-Marc Callois, Directeur du département Territoires Professeur référent : Pascale Combes-Motel

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Remerciements

Je tiens à remercier toutes les personnes m’ayant accompagné, de près ou de loin, dans cette expérience et qui ont fait de ce stage une réussite.

Plus précisément, mes remerciements vont à Cécile Batisse, responsable du Master 1 AEDI du CERDI, et Stéphanie Truchet, chercheuse en économie à Irstea, qui m’ont permis de postuler pour ce stage, Nadia Guiffant, assistant ingénieur Irstea, pour avoir veillé à ce que je puisse bénéficier de bonnes conditions de travail et pour son aide plus concrète à la rédaction de ce mémoire.

Je remercie spécialement Jean-Marc Callois, Directeur du Département Territoires d’Irstea, mon maître de stage, pour son enthousiasme à toute épreuve, sa motivation communicative de la recherche et sa confiance qui m’a permis de mener mes missions à bien. Tout comme Tina Rambonilaza, pour son suivi et nos échanges toujours constructifs.

Merci à Laurence Amblard et Jean-Bernard Marsat, Vincent Banos et Jeoffrey Dehez pour leur partage d’expérience et à Nicolas Mauhé pour les coups de pouces ponctuels.

Je remercie également mon enseignant référent à l’Ecole d’Economie de l’UdA, Pascale Combes Motel, pour sa disponibilité et sa bonne volonté pour collaborer sur ce projet.

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Table des matières

Table des figures... 4

Liste des abréviations ... 5

Préambule ... 6

Introduction – Eléments de contexte ... 7

I. Revue de la littérature ... 8

1. Des objectifs politiques en matière d’énergie ... 8

2. La bioénergie comme moyen de développement des territoires ... 10

3. Conditions nécessaires au développement de la bioénergie ... 11

4. Les freins au développement des bioénergies ... 16

5. Prolongement de la revue de la littérature... 18

II. Méthodologie ... 19

1. Demande énergétique ... 19

2. Potentiel énergétique ... 20

III. Résultats ... 25

1. Résultats départementaux ... 25

2. Résultats à une échelle plus fine ... 29

IV. Confrontation de cas concrets ... 31

1. CC Maremne Adour Côte Sud ... 33

2. CC des Crêtes Préardennaises ... 36

3. CC du Mené ... 39

V. Analyse partielle des initiatives TEPCV ... 43

VI. Limites et prolongements de l’étude ... 45

Bibliographie ... 46

Annexes ... 49

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Table des figures

Figure 1 : Coût global de production d'1 MWh électrique du point de vue du maître d'ouvrage ... 12

Figure 2 – Schéma évaluation de la ressource. Source : ADEME 2013 ... 22

Figure 3 : Répartition moyenne des déjections en France, toutes catégories d'animaux, source MEDDE 2002 ... 23

Figure 4 : Estimation du BE disponible par département, en tep, en 2010 ... 27

Figure 5 : Estimation des ressources méthanisables par département, en tep, en 2010 ... 28

Figure 6 : Estimation du potentiel global en bioénergies par département, en 2010 ... 29

Figure 7 : Ratio de l'estimation de l'offre en bioénergie en 2010 sur la demande énergétique globale estimée en 2012, par département ... 29

Figure 8 : Ratio de l'estimation de l'offre en bioénergie en 2010 sur la demande énergétique globale estimée en 2012, par bassins de vie ... 30

Figure 9 : Mix EnR CC Marmne Adout Côte Sud, en tep, source TEPOS ... 33

Figure 10 : Consommation CC MACS, source ORECCA 2010 & CC MACS ... 34

Figure 11 : Estimation de la consommation énergétique de la CC MACS, en tep en 2012 ... 34

Figure 12 : ressources méthanisables CC MACS, en tep en 2010 ... 35

Figure 13 : Mix EnR CC des Crêtes Préardennaises, en tep, source TEPOS ... 37

Figure 14 : Demande énergétique estimée CC des Crêtes Préardennaises, en tep en 2012 ... 38

Figure 15 : Ressources potentielles pour la méthanisation CC des Crêtes Préardennaises, en tep en 2010 ... 38

Figure 16 : Mix énergies renouvelables CC du Mené, en tep, source TEPOS ... 40

Figure 17 : Demande énergétique estimée CC du Mené, en tep en 2012 ... 41

Figure 18 : Ressources potentielles pour la méthanisation CC du Mené, en tep en 2010 ... 41

Figure 19 : Carte potentiel en bioénergies couplé au nombre de TEPCV en France métropolitaine ... 43

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Liste des abréviations

ADEME : Agence De l’Environnement et de la Maitrise de l’Energie

ANCRE : Alliance Nationale de Coordination pour la Recherche sur l’Energie BCIAT : Biomasse Chaleur Industrie Agriculture Tertiaire

BIBE : Bois d’Industrie et Bois Energie BO : Bois d’Œuvre

CIVE : Culture Intermédiaire à Vocation Energétique CGDD : Commissariat Général au Développement Durable

CCNUCC : Convention Cadre des Nations Unies sur le Changement Climatique CLC : CORINE Land Cover

COP : Conference Of Parties

CRE : Commission de Régulation de l’Energie EnR : Energie Renouvelable

FFOM : Fragmentation Fermentescible des Ordures Ménagères GES : Gaz à Effet de Serre

GIEC : Groupe Intergouvernemental d’Experts sur le Changement Climatique IAA : Industrie Agro-Alimentaire

IFN : Inventaire Forestier National

INSEE : Institut National de la Statistiques et des Etudes Economiques

IRSTEA : Institut national de Recherche en Sciences et Technologies pour l’Environnement et l’Agriculture

ISDND : Installation de Stockage de Déchets Non Dangereux

MEDDE : Ministère de l’Ecologie, du Développement Durable et de l’Energie MB : Menu Bois

OMR : Ordures Ménagères Résiduelles

ONRB : Office National des Ressources en Biomasse

SOeS : Service de l’Observation et des Statistiques (dépend du CGDD) PAC : Pompe A Chaleur

PV : Photovoltaïque

RGA : Recensement Général Agricole

STEU : Station de Traitement des Eaux Usées Tep : Tonne équivalent pétrole

UIOM : Unité d’Incinération d’Ordures Ménagères

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Préambule

Poser les bases de la mesure de l’énergie constitue une première phase indispensable avant de rentrer dans les détails du travail qui suit. Il convient de faire la distinction entre les différentes mesures de l’énergie.

L’unité de mesure standard de l’énergie définie par le système international est le joule (J). Mais en fonction des domaines, d’autres unités de mesures sont préférés tel que l’électronvolt (eV) pour la physique. Pour mesurer l’énergie produite dans l’industrie de l’électricité et plus généralement de l’énergie, le kilowattheure (KWh) est souvent utilisé. Le kilowattheure représente l’énergie consommée par un appareil d’une puissance de 1 000 Watts pendant 1 heure. 1 KWh représente 1 000 Wh et on utilise également tous ses dérivés : MWh (103 KWh), GWh (106 KWh), TWh (109 KWh).

Il est important de bien différencier la mesure de l’énergie, qui s’exprime en Wattheure, de la mesure de la puissance, qui s’exprime en Watt. Le Wh exprime donc la quantité d’énergie consommée/produite sur une période tandis que le W représente le débit d’énergie, c’est-à-dire l’énergie maximale que peut consommer/produire le système par unité de temps. Exprimé en joule, le W correspond à un débit d’énergie d’1 joule par seconde (1 W = 1 J/s) et donc 1 Wh = 3 600 J, car 1 Wh = 1 W × 1 h = 1 W × 3600 s = 3600 J.

Par exemple, on veut calculer la production énergétique d’une chaufferie bois de 2MW sur l’année. On sait qu’elle à un facteur de disponibilité de 40%, c’est-à-dire qu’elle fonctionne 40% des 8 766 heures que comporte une année (365,25 jours x 24 h), soit 3 506 h.

La production d’énergie thermique correspondante est de 2 MW x 3 506 h = 7 012 MWh.

La tonne équivalent pétrole (tep) est une mesure de l’énergie utilisée dans l’industrie et par les économistes car elle est commode pour comparer les différentes sources d’énergies. La tonne équivalent pétrole correspond à l’énergie calorifique d’une tonne de pétrole « moyen ». Cette mesure sera particulièrement utilisée dans notre travail.

Le tableau ci-après présente les conversions entre les différentes mesures.

GJ MWh tep

1 GJ 1 0,278 0,024

MWh 3,60 1 0,086

tep 41,88 11,63 1

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Introduction – Eléments de contexte

Notre rapport à l’environnement a pris un tournant décisif à la fin des années 80 puis dans les années 90 suite au rapport Brundtland de 1987 qui a fait émerger le concept de développement durable et à la création du GIEC en 1988 qui a mis en avant les dangers induits par le changement climatique. Le « Sommet de la Terre » à Rio en 1992 a été l’occasion pour la communauté internationale de montrer leur engagement dans un nouveau modèle de développement économique qui prend en compte les principes du développement durable. On y verra notamment la création de la CCNUCC qui permettra ensuite, en 1997, de ratifier le protocole de Kyoto visant à réduire de 5% les émissions de GES en 2012 par rapport au niveau de 1990 pour les pays concernés. La conférence sur le climat de la fin d’année qui va se tenir à Paris (COP 21) a pour ambition d’arriver à un nouvel accord sur le climat afin de prendre la suite de Kyoto.

La question énergétique s’imbrique pleinement dans la problématique du changement climatique et ainsi, beaucoup de réflexions portent sur la substitution aux énergies fossiles, les économies d’énergies possibles etc… Ce contexte international place donc les préoccupations énergétiques dans une position centrale, et se prolonge au niveau national avec la loi sur la transition énergétique pour la croissance verte adoptée le 22 juillet dernier. Dans beaucoup de pays – développés comme en développement – la question énergétique est de plus en plus analysée au niveau du territoire et plus au niveau national. La transition énergétique participative se met petit à petit en place dans les territoires et il est utile d’analyser certains facteurs pour mieux comprendre les perspectives d’évolution futures, notamment des bioénergies.

L’interrogation centrale de l’étude qui va suivre porte sur l’autonomie énergétique des territoires. Nous allons chercher à répondre aux questions suivantes. Qu’est-ce que l’autonomie énergétique ? Pourquoi viser cet objectif ? Et surtout, pourquoi le territoire doit être le niveau de référence ?

Notre démarche consiste à mettre le territoire au cœur de la réflexion car le nouveau modèle énergétique qui se développe se base sur les territoires, c’est-à-dire là où est consommée l’énergie et, de plus en plus, là où elle sera produite. Ce modèle est différent du modèle traditionnel basé sur l’énergie fossile qui est très largement importée et peu maitrisée. Nous avons ainsi construit un modèle permettant d’estimer la demande énergétique et l’offre potentielle en bioénergie pour les territoires.

Dans un premier temps, une revue de la littérature est proposée afin de présenter des éléments clés sur le sujet. Ensuite, nous exposons la méthodologie suivie pour la construction de notre modèle et nos principaux résultats. Dans un dernier temps, nous exposons les limites et les pistes de recherches ouvertes par ce travail.

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I. Revue de la littérature

Une revue de la littérature sur le sujet de l’autonomie énergétique des territoires a été menée, en se concentrant surtout sur l’énergie issue de la biomasse. Cela nous a permis de faire un point sur l’état de la connaissance et d’orienter notre recherche. Une quarantaine d’articles scientifiques ainsi qu’une quinzaine de rapports ont étaient analysés.

L’étude va porter sur l’ensemble de la ressource biomasse. Le Commissariat Général au Développement Durable défini la biomasse solide comme suit : « elle regroupe le

bois-énergie, les déchets renouvelables incinérés et les résidus agricoles et agroalimentaires. La biomasse au sens large comprend également le biogaz et les biocarburants. » (2014). Ces

ressources sont valorisées par différentes technologies qui permettent la production de chaleur et d’électricité (de façon indépendante ou par cogénération), de gaz ou de biocarburants. Les aspects environnementaux ne seront abordés que marginalement, pour se concentrer plutôt sur les aspects socio-économiques.

1. Des objectifs politiques en matière d’énergie

La volonté politique de développer les énergies renouvelables en Europe est affirmée aujourd’hui. En témoigne le « Paquet Energie-Climat » (Directive 2009/28/CE du 23 avril 2009), qui est le plan d’action de l’Union Européenne, adopté initialement en 2008 puis révisé en 2014. Il fixe comme principaux objectifs les « 3x20 » pour 2020 :

- 20% d’émissions de gaz à effets de serre (GES) en moins, - 20% d’efficacité énergétique en plus,

- 20% d’énergie renouvelable (EnR) dans la consommation finale d’énergie en plus. De plus, la Commission européenne a adopté en 2014 le « cadre d’action en matière de climat et d’énergie pour la période comprise entre 2020 et 2030 » qui fixe comme objectif 27% d’EnR dans la consommation énergétique en 2030.

A cela viennent s’ajouter les objectifs nationaux français, fixés par le Grenelle de l’environnement et la loi transition énergétique pour la croissance verte adoptée le 22 juillet 2015, qui sont de diviser par 4 les émissions de GES à 2050 et d’augmenter la part des EnR à 23% de la consommation finale brute en 2020 et à 32% en 2030 (en partant de 13,7% en 2012).

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- 10% d’EnR dans le secteur des transports (dont 90% de bioénergie)

- 33% d’EnR dans le secteur du chauffage-refroidissement (dont 83% de bioénergie) - 27% d’EnR dans le secteur de l’électricité (dont 11% de bioénergie)

La place faite à l’énergie issue de la biomasse est donc importante ce qui lui confère un potentiel de développement intéressant, notamment dans le secteur du chauffage et du refroidissement.

En ce qui concerne la production de chaleur, un des piliers de la politique de soutien de l’Etat est le fond chaleur qui est géré par l’ADEME (Agence De l’Environnement et de la Maitrise de l’Energie). C’est un outil important, permettant la mise en place de projets pour atteindre les objectifs en termes d’EnR. Initialement doté de 1,12 milliard d’euros sur la période 2009-2013, il a été prolongé dans le cadre de la loi sur la transition énergétique et la croissance verte avec un budget supplémentaire de 420 millions d’euros. Les résultats sur l’emploi sont la création de 5 000 postes pérennes (exploitation et approvisionnement des installations) ainsi que 1 500 emplois annuels pendant 5 ans dans la construction. Pour 2020, le fond chaleur créerait 15 000 emplois d’après les estimations. Il éviterait également l’importation de plus d’1 million de tep par an de combustible fossile soit 300 M€ par an minimum et permettrait donc l’amélioration de la balance commerciale ainsi que le renforcement de l’indépendance énergétique (ADEME 2014). Pour le secteur individuel, d’autres dispositifs existent comme le crédit d’impôt transition énergétique, l’éco-prêt à taux zéro ou les certificats d’économie d’énergie.

Pour ce qui est de l’électricité issue de la biomasse, le Ministre chargé de l’énergie assigne des objectifs de puissance installé par la Programmation Pluriannuelle des Investissements électriques (PPI). Si les objectifs ne sont pas atteints, le Gouvernement procède à des appels d’offre qui sont gérés par la Commission de Régulation de l’Energie (CRE), d’où l’appellation « appel d’offre CRE ». Ces appels d’offre concernent les grandes installations (supérieures à 12 MWh) et il y a eu 4 procédures d’appel d’offre entre 2003 et 2010 (Lambert and Rohfrisch 2013).

Enfin, dans le domaine des transports, les principaux outils sont fiscaux et ont pour but d’encourager l’utilisation de biocarburants (taxe générale sur les activités polluantes, fiscalité réduite) (Ministère de l'Ecologie 2014).

La consommation d’énergie dans les bâtiments résidentiels et commerciaux représente un tiers des émissions globales de GES. Le développement des EnR pour les alimenter est donc un point crucial (Akhtari, Sowlati et al. 2014). Le rapport de l’association AMORCE (association de collectivités pour la gestion des déchets, l’énergie…) met l’accent sur le fait qu’il existe un important levier sur la maitrise de l’énergie (MDE) qu’il convient d’actionner prioritairement (AMORCE 2014).

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L’utilisation de la biomasse à des fins énergétiques compte pour la moitié de la production d’EnR française en 2012 (AMORCE 2014) et c’est la première source d’EnR en Europe. De plus, il existe un réel potentiel de développement de l’énergie issue de la biomasse au vue des disponibilités de la ressource en Europe et de la maturité qu’ont atteintes les technologies de conversion. Selon certaines estimations, l’électricité issue du bois énergie a un potentiel de développement de 500% entre son niveau de 1995 et 2030. L’utilisation de la biomasse représenterait même un des facteurs les plus importants pour la protection de l’environnement au 21ème siècle au vue de sa neutralité en termes d’émissions de CO2 (Demirbas, Balat et al. 2009).

Il est intéressant de noter que le prélèvement de bois ne représente actuellement qu’environ la moitié de l’accroissement naturel de la forêt en France et que le bois-énergie est une ressource compétitive pour le consommateur (le prix du bois bûche est deux fois moins cher que le gaz naturel et près de trois fois moins cher que le fioul) (ADEME 2014). Il faut prendre en compte qu’une partie du prix du BE est « artificielle » car dépendante des aides publiques. L’évolution du prix et sa stabilité sont donc partiellement adossés aux dispositifs de soutiens.

2. La bioénergie comme moyen de développement des territoires

Il est avancé par beaucoup d’auteurs que le développement de la production d’énergie issue de la biomasse a des retombées socio-économiques au niveau des territoires qui peuvent être importantes au-delà d’un seul affichage politique. L’énergie peut être perçue comme une « clé fondamentale de lecture des territoires » (Avocat, Tabourdeau et al. 2012). C’est au niveau des territoires que l’on peut établir un diagnostic précis des ressources disponibles et des potentiels de développement, que l’on peut mettre en place le dialogue citoyen et la pédagogie nécessaire à la meilleure maitrise de l’énergie et au développement des EnR, que l’on peut développer les filières d’approvisionnement.

Les EnR sont plus intensives en facteur travail que la production d’énergie traditionnelle, et particulièrement celle issue de la biomasse (Thornley, Rogers et al. 2008). Le bois énergie crée 3 à 4 fois plus d’emplois par unité produite que les filières énergétiques classiques selon l’ADEME. Pour calculer la valeur ajoutée créée par un projet de chauffage collectif à la biomasse, Madlener part des statistiques d’input/output nationales autrichiennes. Ainsi, il trouve que pour 1 millions d’euro investi dans un projet, la valeur ajoutée créée est de 1,1 million d’euro et 18 emplois seraient créés. Mais cela doit être interprété avec précaution car l’analyse ne tient pas compte des spécificités régionales et locales (Madlener 2007). Krajnc and Domac ont aussi tenté de modéliser les différents aspects socio-économiques de l’utilisation de la biomasse. Ils ont utilisé un modèle basé sur le multiplicateur keynésien en mettant en œuvre une approche régionale. Le modèle SCORE ainsi développé s’applique à

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deux régions, en Slovénie et en Croatie, et est donc spécifique aux situations de ces économies en transition. Développer un modèle unique s’appliquant à tous les pays apparait compliqué car il faut tenir compte des situations différentes en termes de développement de la filière biomasse, de source d’approvisionnement de la ressource etc… Les principaux résultats montrent que la production et la transformation de la biomasse forestière sont des procédés intensifs en facteur travail et les résultats socio-économiques (création d’emploi, augmentation de revenu…) sont bons (Krajnc and Domac 2007).

Les différents emplois créés peuvent être liés à l’exploitation agricole, au transport, au développement et à la construction des usines (emplois non permanents), ou bien à la chaine d’approvisionnement. Il y a également des effets économiques induits pour le territoire, dus aux investissements réalisés pour la construction d’usines de bioénergie qui auront des retombés dans d’autres secteurs.

Le rapport de la mission d’information sur la biomasse au service du développement durable de l’Assemblée Nationale a mis en avant le fait que le développement des bioénergies devait permettre d’atteindre plus d’indépendance énergétique en mobilisant les ressources au niveau des territoires et pour les territoires afin de ne pas reproduire le schéma des énergies fossiles qui se base sur une dépendance vis-à-vis du reste du monde (Lambert and Rohfrisch 2013).

La montée en puissance de la bioénergie est donc un moyen de développer les territoires en visant une autonomie énergétique et en participant à la lutte contre le réchauffement climatique. Mais ce développement se fait sous certaines conditions.

3. Conditions nécessaires au développement de la bioénergie

Plusieurs auteurs insistent sur le fait que des politiques publiques incitatives sont indispensables au développement d’une filière bioénergie : Akhtari, Sowlati et al. en 2014, Forbord, Vik et al. en 2012 pour la Norvège ou Aste, Buzzetti et al. en 2015 sur le cas italien. La présence d’acteurs forts à tous les niveaux de décision est nécessaire. Il faut des structures d’animation combinées à des initiatives individuelles pour construire un véritable projet d’économie territoriale durable fondé sur la filière bois locale (Madlener 2007). Ces initiatives individuelles et la volonté politique portée par des élus locaux sont particulièrement importantes et on peut les qualifier d’ « influences informelles ».

Quel que soit le pays, la taille des aides et plus généralement les soutiens accordés au secteur de la bioénergie vont jouer un rôle central pour la viabilité économique des projets car cela va affecter leur coût relatif par rapport aux autres énergies (Rodriguez, May et al. 2011). Akhtari, Sowlati et al. (2014) rejoignent cette idée en disant que la production de chaleur et d’électricité par la biomasse forestière est relativement plus chère que les autres

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énergies du fait des coûts fixes importants, d’où la nécessité de politiques incitatives (subventions par exemple).

Ainsi, on peut prendre pour illustration le graphique suivant élaboré par l’association AMORCE.

Figure 1 : Coût global de production d'1 MWh électrique du point de vue du maître d'ouvrage

Ce graphe montre que les tarifs de rachat de l’électricité produite par des EnR sont nécessaires pour qu’une production existe car les coûts de production sont supérieurs aux prix de marché de l’électricité qui est particulièrement bas en France du fait de l’énergie nucléaire qui est bon marché. Selon l’étude AMORCE, les tarifs de rachat actuels ne couvrent pas toujours les coûts des installations de méthanisation. Mais l’étude émet des réserves car les projets sont très hétérogènes (AMORCE 2014). Ce constat peut donc amener à une réflexion sur le niveau de ces tarifs de rachat. Pour les autres technologies, les tarifs de rachat permettent globalement une rentabilité qui sera incitative pour le lancement de nouveaux projets.

La disponibilité des ressources forestières va déterminer la taille et le nombre d’usine de production d’énergie. La distribution spatiale des usines va quant à elle être définie par les coûts de transport qui sont fonction de la distance. L’intérêt d’avoir une ressource « locale » est de limiter l’impact des coûts logistiques. La structuration apparait comme essentielle pour éviter les coûts de transaction trop importants qui diluent la valeur ajoutée potentielle. Sur ce sujet de l’impact des coûts de transport et de la disponibilité de la ressource, Jones, Loeffer et al. se sont intéressés à la variation de résidus forestiers exploitables en fonction

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du prix à la tonne et du prix du pétrole. Leur étude, menée sur une région de 515 900ha de l’Ouest du Montana aux Etats-Unis, montre que la faisabilité financière est plus sensible au changement de prix de la matière première (qui a un effet positif sur la quantité exploitée) qu’au changement de prix du pétrole (effet négatif). Ce double effet positif/négatif est relatif à la distance : si elle augmente, le poids du prix du pétrole sera d’autant plus important (Jones, Loeffler et al. 2013).

Globalement, les solutions biomasse sont envisageables en co-combustion avec du charbon ou bien en augmentant le prix du carbone, les objectifs de réductions des émissions de GES ou encore en menant des politiques incitatives (subventions, crédits d’impôts, tarifs de rachat). L’expérience australienne des certificats verts montre de bons effets sur la filière biomasse. En conclusion, l’énergie issue des combustibles fossiles reste plus attractive du fait d’un prix plus faible et d’une meilleure gestion de l’approvisionnement et de la logistique. Les auteurs analysent aussi les systèmes énergétiques de quartier/collectifs comme plus efficaces que les systèmes individuels car ils minimisent les gaspillages énergétiques (Akhtari, Sowlati et al. 2014). Le cas australien peut effectivement être pris en exemple pour montrer que les politiques publiques jouent un rôle sur le développement de la biomasse. L’analyse menée par Rodrigez, May et al. montre que les certificats verts, au niveau de prix étudié, permettent l’exploitation de la biomasse à des fins énergétiques en remplacement des centrales à charbon (Rodriguez, May et al. 2011).

Le coût de stockage est également une donnée importante à prendre en considération. Une étude de cas sur le système de chaleur collectif de William Lake (British Columbia, Canada) sert de prolongement à l’article de Akhtari, Sowlati et al. cité ci-dessus. Le but est de prendre en compte le coût de stockage car la ressource n’est pas accessible en continu (saisonnalité de l’offre due aux difficultés climatiques mais saisonnalité aussi de la demande). Sur une année l’offre excède la demande mais sur certains mois, l’approvisionnement n’est plus possible. On est dans une analyse des coûts avec un flux direct versus flux avec stockage. Le résultat est que la prise en compte du stockage augmente le coût de façon significative (Akhtari, Sowlati et al. 2014). La question de la saisonnalité de la demande ainsi que la problématique du stockage a également été révélée par (Amblard, Taverne et al. 2012) sur le cas spécifique de la région Auvergne.

Dans une autre étude sur le cas de la Lombardie en Italie, Aste, Buzzetti et al. montrent encore une fois l’importance des politiques publiques sur le développement de l’énergie à l’échelle territoriale. Le fait que le marché de la biomasse soit instable affecte la performance économique des usines utilisant la ressource. En Italie, le marché n’a pas su répondre à la forte augmentation de la demande de biomasse dans les dernières années et il en est résulté une forte augmentation des prix ainsi qu’une augmentation de l’offre de ressources. La faisabilité économique d’une usine de cogénération de biomasse se ferait avec un prix aux alentours de 0,012€/kWh, ce qui est plus bas que les prix actuels du marché. L’intuition de cette étude est qu’un effort doit être fait sur le renforcement du

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marché biomasse afin de garantir des conditions économiques favorables au développement de la bioénergie (Aste, Buzzetti et al. 2015). En se concentrant uniquement sur la faisabilité économique, les auteurs préconisent des centrales biomasses de plus grande taille pour générer des économies d’échelle mais en utilisant cette analyse unidimensionnelle, ils ignorent certains aspects relatifs à l’approvisionnement qui vont parfois plutôt dans le sens d’installations de tailles modérées.

Cependant, si les grandes installations vont profiter d’économies d’échelle, elles vont aussi être confrontées à des coûts d’approvisionnement plus élevés (Akhtari, Sowlati et al. 2014). Il est donc nécessaire de faire un arbitrage entre taille et coûts d’approvisionnement en fonction des spécificités du territoire (disponibilité de la ressource, rayon d’approvisionnement…). Madlener et Bachhiesl ont étudié le cas d’une grande unité de cogénération (65,7 MW) dans la ville de Vienne et concluent que la réussite de grandes installations repose sur des facteurs clés de succès comme la nécessité d’une masse critique d’acteurs, d’un consensus politique, de conditions économiques favorables, ou encore la prise de conscience collective de la problématique énergétique. On peut rajouter que les conditions économiques doivent être favorables si l’on souhaite mobiliser des acteurs privés (Madlener and Bachhiesl 2007). Dans une autre étude de cas sur la ville de Bâle, en Suisse, Madlener et Vogtli identifient comme facteurs clés de succès l’intérêt des propriétaires forestiers à valoriser leurs ressources (particulièrement dans le cas de forêts anciennes non profitables) ainsi que la politique climatique nationale qui soutient les projets d’énergies renouvelables à travers des subventions notamment. Dans ces deux cas, la construction de la centrale de grande envergure est venue se greffer sur des sites déjà existant pour permettre d’atténuer le coût des investissements. Finalement, ces études montrent que les zones urbaines sont attractives pour les usages de bioénergie centralisés dans la mesure où la densité énergétique y est plus forte, les réseaux de chauffage urbains permettent d’atténuer les besoins d’investissement, et les grandes centrales de cogénération permettent des économies d’échelle et une haute efficacité de conversion (Madlener and Vogtli 2008).

Le rapport AMORCE reconnait qu’il peut exister des effets d’aubaine aux politiques incitatives, c’est-à-dire que certains projets bénéficiant d’aides auraient pu voir le jour même sans celles-ci. Il est nécessaire de les prendre en compte et de les anticiper avant la mise en place d’une politique de soutien nationale ou locale pour que l’efficacité de celles-ci soit maximale (AMORCE 2014).

Sur le cas spécifique des biocarburants, Milder, McNeely et al. adoptent une approche intéressante par l’écoagriculture, c’est-à-dire en prenant en compte la durabilité de la production, la conservation de la biodiversité et l’amélioration des conditions de vie. Selon eux, l’efficacité maximale en termes socio-économiques pour les territoires est atteinte avec des projets de taille réduite avec un usage local. Les politiques publiques doivent donc, de leur point de vue, inciter l’émergence de projets de taille relativement modeste plutôt que

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des grands projets commerciaux qui sont soutenues traditionnellement (Milder, McNeely et al. 2008). La taille des installations est un point de discussion possible car celles de taille modeste vont avoir un rendement moindre et une sensibilité plus importante à la qualité de la matière première (taux d’humidité, taux de particules fines…). Cette taille optimale va donc faire l’objet d’une évaluation multidimensionnelle dans laquelle rentre aussi biens des critères économiques, que sociaux mais aussi environnementaux.

Le biogaz constitue aussi une ressource intéressante car sa production est stockable, transportable, mieux prévisible que l’éolien et le solaire et substituable aux carburants fossiles. Elle peut être valorisée en chaleur, en électricité, en cogénération ou trigénération, injectée dans le réseau de gaz naturel ou utilisée comme biocarburant. C’est une technologie assez bien maîtrisée, avec encore des problèmes de gestion des intrants hétérogènes dans le modèle français, et qui s’insère parfaitement dans les territoires avec des petites unités de production. Le potentiel de développement en France porte sur le biogaz agricole car le biogaz de décharge est déjà largement valorisé. En effet, le modèle français de production de biogaz est largement tourné vers la ressource issue des décharges (à 70%) contrairement au modèle allemand qui se base sur le biogaz agricole qui représente le gros potentiel de développement de la filière. Une autre différence entre les modèles est qu’en France, la production de biogaz doit se faire à partir de plusieurs ressources et cela afin de limiter l’utilisation des cultures dédiées ce qui n’est pas le cas en Allemagne (ANCRE 2015).

Il existe plusieurs technologies permettant la valorisation du biogaz qui sont rappelées dans l’étude ANCRE :

- Les installations de récupération du biogaz d’Installation de Stockage de Déchets Non Dangereux (biogaz de décharge)

- Les installations de méthanisation industrielle (surtout IAA, chimie, papeteries) - Les installations de méthanisation agricole

- Les installations de méthanisation territoriale (qui lient agriculteurs, entreprises, collectivités)

- Les installations de méthanisation des boues de station d’épuration - Les installations de méthanisation des déchets organiques des ménages.

Les ressources mobilisables sont également très diverses. Les quatre grandes familles sont les déjections animales, les résidus de culture, les résidus d’IAA et les résidus municipaux. Chaque déchet à un potentiel méthanogène qui est calculé en m3 de CH4 (méthane) par

tonne de matière brute.

Si on prend les chiffres globaux, la production de biogaz allemande est 15 fois supérieure à celle de la France (Lambert and Rohfrisch 2013). Le projet actuel du gouvernement français fait une large place au biogaz et devrait permettre son développement dans les territoires agricoles. Le fait qu’il soit maintenant possible d’injecter directement le biogaz dans le

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réseau de gaz national, comme la Suède ou la Suisse entre autres, constitue également un facteur de développement potentiel de ce procédé. C’est d’ailleurs dans cette optique de développement de la filière biogaz que le Ministère de l’Ecologie, du Développement Durable et de l’Energie français a lancé un appel à projet en septembre 2014 afin d’appuyer les phases de projets de construction de 1500 méthaniseurs en trois ans. La question des débouchés est cruciale car le biogaz produit dans les décharges françaises est encore trop souvent considéré comme un déchet. En 2013, sur les 7 TWh de biogaz produits, 3 ont été brulés à la torchère par « manque d’organisation et de débouché » (Lambert and Rohfrisch 2013).

Irstea travail sur les questions de l’insertion de la méthanisation dans les territoires. L’unité de recherche TERE1, en collaboration avec le bureau d’étude Akajoule, ont mis en place une

méthodologie pour minimiser l’impact environnemental de l’implantation de la méthanisation dans les territoires. Le principe est de mettre en relation les besoins territoriaux en termes de

méthanisation, les ressources mobilisables et les performances environnementales.

4. Les freins au développement des bioénergies

McCormick et Kaberger ont mené une analyse sur les barrières au développement des bioénergies avec une étude empirique. Selon eux, on peut distinguer 3 grandes catégories de barrières : les conditions économiques (compétition avec les énergies fossiles), le savoir-faire et la capacité institutionnelle (expérience des acteurs), et la coordination de la filière d’approvisionnement (synergies, contrats). Aucune de ces barrières n’est absolue et il est possible de mettre en œuvre des stratégies pour les dépasser (subventions, développement de projets pilotes ou de champions locaux) (McCormick and Kaberger 2007).

Madlener met en avant l’influence importante de l’industrie énergétique traditionnelle comme un frein au développement de la bioénergie au niveau des territoires. Il est alors nécessaire d’avoir un lobbying intensif et des politiques et soutiens publics forts pour combattre cette influence (Madlener 2007). De plus mettre en œuvre une multitude de projets locaux permet de diluer l’expansion de la bioénergie, ce qui permet d’atténuer le pouvoir de lobbying de l’industrie énergétique traditionnelle.

On peut également noter des différences entre pays en termes de prédisposition à l’utilisation de l’énergie issue de la biomasse. « L’énergie issue de la biomasse est une source importante d’énergie renouvelable, particulièrement dans les pays dépendant traditionnellement des ressources issues de la forêt » (Krajnc and Domac 2007). En effet, dans certains pays, l’utilisation de la biomasse n’est pas courante et peine à trouver le soutient de la population ou même des décideurs politiques. Il est nécessaire d’informer

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pour que les effets négatifs (pollution de l’air, congestion due au trafic pour l’approvisionnement, odeurs, apparence visuel) soient contrebalancés par les effets positifs (autonomie énergétique, baisse des émissions de GES, développement territorial). En Italie, les ressources en biomasse sont considérées comme des déchets ce qui obère le développement de certains projets, comme à Umbertide (McCormick and Kaberger 2007). Il en va de même en Australie, ou l’énergie issue de la biomasse est souvent vue par l’opinion publique comme non-renouvelable ou non-verte (Rodriguez, May et al. 2011).

La bioénergie est aussi souvent considérée comme une énergie du passé plutôt qu’une énergie du présent et du futur (McCormick and Kaberger 2007) d’où une nécessité d’informer et de faire évoluer les consciences collectives sur ce sujet.

Un autre point est qu’il peut exister une différence entre les ressources théoriquement disponibles et celles qui le sont réellement du fait de contraintes techniques (en termes d’accessibilité notamment). Il est donc important de prendre en compte les estimations avec précaution (Akhtari, Sowlati et al. 2014). C’est ce qui est prévu par la méthodologie de suivi de la disponibilité de biomasse de l’Observatoire de la biomasse français. En partant d’un « volume total » estimé, elle prévoit la prise en compte du volume qui doit retourner au sol (pour maintenir la fertilité, lutter contre l’érosion…) ainsi que du volume qui n’est pas mobilisable pour cause de contraintes techniques. On obtient alors un « volume théoriquement disponible » auquel on soustrait le volume prélevé actuellement pour d’autres usages et on dégage ainsi le « volume mobilisable ».

Le rapport de l’ANCRE sur l’organisation des filières biomasse pour l’énergie confirme les questionnements sur la disponibilité réelle de la ressource en comparaison avec la disponibilité théorique. Mais le frein principale est le manque d’organisation des filières d’approvisionnement qui est dû à une incertitude quant à l’évolution des prix et de la disponibilité réelle de la ressource, au fait que les modèles économiques ne sont pas définis clairement, et au fait qu’il existe des barrières règlementaires (temps de traitement des dossier par exemple). Concernant la filière bois-énergie, il met en avant le problème potentiel de la concurrence entre les usages du bois et aussi celui du morcellement de la forêt française entre différents acteurs qui est à 75% privée en France. Finalement, ce rapport plaide pour une organisation territoriale des filières bois-énergie car chaque territoire à ses propres caractéristiques (ANCRE 2015). Il y a donc clairement un enjeu de mobilisation de la ressource. Esteban, Riba et al. affirment qu’en améliorant cette mobilisation, les coûts de production de chaleur des petites unités seraient améliorés (Esteban, Riba et al. 2015).

Les coûts d’investissement dans les technologies des bioénergies restent élevés et le retour sur investissement est de 10 ans au minimum ce qui rend les aides publiques indispensables pour assurer la faisabilité des projets.

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Concernant les biocarburants, on peut noter la décision du parlement européen par une directive adoptée le 28 avril 2015 de limiter le taux d’incorporation des biocarburants de 1ère génération à 7% de la consommation énergétique finale dans le secteur des transports en 2020. Ce faisant, le parlement souhaite prendre en compte l’effet global des biocarburants G1 qui réduisent bien les émissions de GES quand ils sont consommés mais entraînent aussi une réallocation des terres et des conflits d’usage avec des terres agricoles vivrières et des appropriations de terres non-agricoles (forêts…). Le développement des biocarburants G2 (mobilisant des résidus de culture et moins de cultures dédiés) ainsi que de G3 (par des micro-algues) est encouragé car leur rendement énergétique et leur bilan environnemental devraient être supérieurs à terme. Il y a donc un obstacle législatif pour les biocarburants de G1.

5. Prolongement de la revue de la littérature

Cette revue de la littérature nous a montré que beaucoup de travaux étaient des études macroéconomiques ou portaient sur des cas concrets. Nous avons repéré une variété importante d’approches en économie territoriale, sans qu’une ne s’impose vraiment. Notre choix s’est porté sur une étude du potentiel physique mobilisable qui permette de descendre à un niveau géographique fin. Cet angle d’attaque n’a pas était rencontré et cela permettrait donc d’enrichir la connaissance du lien entre énergie et territoires.

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II. Méthodologie

Pour estimer le potentiel de la bioénergie au niveau des territoires, nous avons décidé d’établir une base de données au niveau le plus fin possible, c’est-à-dire au niveau des communes. Ce traitement nous permettra par la suite d’agréger les données pour les visualiser et les exploiter au niveau des bassins de vie, des EPCI, des cantons, des pays etc… Une estimation départementale des ressources a déjà été faite pour le bois-énergie par le Cemagref en 2009 (Ginisty, Chevalier et al. 2009) et pour les ressources méthanisables par l’ADEME en 2013 (ADEME 2013). Nous nous sommes inspirés de ces études pour définir la méthodologie d’estimation des ressources.

La base de données comprend un volet offre découpé entre bois énergie et ressources méthanisables, et un volet demande énergétique. L’idée est de pouvoir se servir de cet outil afin de confronter offre et demande énergétique sur un territoire donné.

Les différents volets de données (demande énergétique, offre bois énergie, offre ressources méthanisables) sont découpés en plusieurs classeurs Excel afin de réduire la taille des fichiers.

Chaque base de données est complétée par une feuille comportant un tableau croisé dynamique afin de fournir une vision synthétique des résultats.

1. Demande énergétique

La demande énergétique se décompose entre la demande résidentielle et la demande des secteurs professionnels (agriculture, industrie, tertiaire, transport).

Afin d’estimer la demande résidentielle, les données mobilisées sont la population par commune issue du recensement de la population 2012 produit par l’INSEE, ainsi que la consommation énergétique par région issue des sources par énergies 2012 du SOeS. Grâce à ces données, on peut calculer une consommation par habitant en tep par an qu’on applique à la population de chaque commune. On obtient ainsi une estimation de la demande énergétique résidentielle communale.

D’un autre côté, la demande énergétique des secteurs professionnels est calculée grâce aux données de l’INSEE sur la connaissance locale de l’appareil productif de 2012 qui nous donne le nombre d’emploi par secteur d’activité. La consommation finale d’énergie par grand secteur d’activité est extraite des chiffres clés des énergies, édition 2013 du CGDD. Ces deux jeux de données nous permettent de calculer la consommation énergétique annuelle par emploi et par secteur en tep par tête. De la même façon que pour la demande résidentielle,

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on applique ce ratio à la population communale suivant les différents secteurs d’activité afin d’obtenir la demande énergétique globale.

2. Potentiel énergétique

L’énergie issue de la biomasse provient de ressources diverses qu’il convient d’identifier dans un premier temps. Nous distinguons les ressources bois, afin de produire de la chaleur ou de l’électricité, et les ressources méthanisables qui produiront du biogaz transformé ensuite en chaleur, électricité ou biocarburant.

Nous avons estimé les ressources en bois grâce aux données CORINE Land Cover 2010 produites par l’Agence européenne de l’environnement. Cette base de données européenne sur l’occupation des sols nous donne accès à la surface des forêts au niveau communal. Les surfaces retenues sont celles de feuillus, celles de résineux et les surfaces mixtes pour lesquelles nous avons fait l’hypothèse d’un découpage 50% feuillus et 50% résineux. Il est à noter qu’une mise à jour de cette base de données devrait être rendue disponible dans le deuxième semestre de 2015 ce qui permettra une mise à jour de notre base. En appliquant un ratio de m3 de bois récoltable par hectare, qui a été défini en utilisant les données de l’étude du Cemagref de 2009, nous obtenons une base communale de la ressource bois énergie disponible. Cette base comprend le BE disponible en prenant en compte les contraintes d’accessibilité. En effet, l’étude du Cemagref s’est appuyée sur les données IFN relatives à l’exploitabilité (accessibilité, distance de débardage, pente et nature du terrain). Nous prenons donc en compte ici le BE disponible et exploitable (en incluant le menu bois), mais on ne tient pas compte de la part déjà valorisée et utilisée. C’est donc un potentiel global.

Il est à noter que les ressources prises en compte sont seulement celles issues de la forêt. Les ressources non forestières (par exemple le bois de haies) ne sont pas prises en compte ici.

Le facteur de conversion m3/tep utilisé est celui retenu par l’ONRB, soit 1m3 => 0,22 tep.

Un autre volet est celui des ressources méthanisables. Les ressources prises en compte sont :

 Les pailles de céréales

 Les autre résidus d’agriculture (résidus de silos et menue paille)  Les déjections animales (fumier et lisier)

 Les biodéchets des ménages  Les déchets verts

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Les données sont issues du recensement agricole de 2010, de l’étude de l’ADEME de 2013 sur les gisements potentiels en méthanisation au niveau départemental et de la base de données des STEU disponible sur le portail de l’assainissement communal.

Il existe une variété importante de ressources potentiellement méthanisables, cependant nous en avons écarté certaines du fait d’un potentiel marginal et/ou d’une estimation difficilement réalisable.

Les ressources identifiées hors périmètre de l’étude de l’ADME de 2013 : - Les algues vertes

- Les micro-algues

- L’herbe de bord de routes - Les prairies

- Les productions agricoles de fruits et légumes

A ceci, on peut rajouter 3 types de ressources qui ont été estimés dans l’étude précitée mais pas dans notre cas :

- Les ressources d’industrie agro-alimentaires (IAA) qui étaient difficiles à évaluer au niveau communal.

- Les biodéchets de la restauration, des petits commerces, de la distribution, des marchés. Ces ressources restent marginales dans le mix méthanisable (inférieur à 1% selon l’ADEME).

- Les matières de vidange qui font partie des ressources liées à l’assainissement, du fait de l’absence de données au niveau communal.

Donc l’estimation faite ici n’est pas complète. L’idée est d’avoir un modèle qui donne des intuitions sur les conditions de mobilisation des ressources à des niveaux géographiques fins.

La méthodologie suivie suit celle proposée par l’ADEME dans son étude de 2013. Nous allons la détailler ci-après. Cette méthode est intéressante car elle prend en compte les usages présents des ressources.

1. On part des données brutes disponibles (surface, tonnage…) auxquelles on applique un ratio de production. Cela définit en premier lieu un gisement brut de production (GBP). C’est par exemple la quantité de paille de céréale à l’hectare en tonne de matière brute. 2. En appliquant un taux de réduction sur le GBP on obtient le gisement brut disponible

(GBD). Ce taux de réduction permet de prendre en compte les usages concurrents de la ressource.

3. On prend ensuite en compte l’accessibilité technique, économique et sociale grâce à un taux de mobilisation, cela donne un gisement net disponible (GND). C’est sur ce GND que notre étude portera car il apparait comme le potentiel réellement mobilisable.

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Cependant la méthodologie de l’ADEME va plus loin en définissant un gisement mobilisable (GM) avec un taux de pénétration de la méthanisation. Ce GM représente la quantité de ressource mobilisable pour 2030 selon un scénario défini par l’ADEME.

Le graphique ci-dessous résume la démarche.

Figure 2 – Schéma évaluation de la ressource. Source : ADEME 2013

Les ressources sont détaillées par catégorie ci-après.

 Les ressources agricoles

o Les ressources issues de l’élevage

Elles se composent des déjections animales qui sont comprises en 2 catégories : les fumiers et les lisiers. C’est une ressource assez stable dans le temps car le bétail est assez constant en France (ADEME 2013).

Périmètre de notre étude

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Nous reprenons l’hypothèse de l’ADEME, qui s’appuie sur les données fournies par le MEDDE, que 50% des déjections se font directement au champ et ne peuvent par conséquent pas être méthanisées. Elles retournent donc directement à la terre et servent d’engrais naturels. Le découpage est le suivant :

Figure 3 : Répartition moyenne des déjections en France, toutes catégories d'animaux, source MEDDE 2002

Le recensement agricole de 2010 donne le nombre d’animaux par communes. Pour chaque espèce, nous avons appliqué un tonnage de déjection par tête et par an, nous avons différencié la part de fumier et de lisier et nous avons estimé le potentiel méthanogène. Ces déjections animales sont utilisées par les agriculteurs comme fertilisant en épandage direct. Ainsi, la méthanisation n’apparait pas comme un usage concurrentiel car le substrat peut se substituer à cet épandage direct dans la mesure où la même fertilisation des sols est atteinte. Le retour au sol doit se faire à hauteur de 50% de la matière organique produite afin de maintenir la fertilité des sols que ce soit sous la forme organique fraiche (retour direct), de fumier ou de digestat suite au processus de méthanisation.

A priori, il n’y a pas de limite théorique à la mobilisation de cette ressource. Le seul facteur important est la taille critique des projets de mobilisation. Il y a une contrainte à disposer d’un minimum de ressource pour pouvoir initier un projet de méthanisation.

o Les ressources végétales

Nous distinguons plusieurs sous-catégories :

- Les pailles de céréales (blé tendre, orge, maïs-grain, colza, tournesol et autres céréales),

- Les CIVE,

- Les autres résidus de cultures (menu paille et issus de silos et fanes de betteraves). Les données de superficies sont disponibles grâce au recensement agricole. Nous avons appliqué les ratios de production de paille définis par l’ADEME pour chaque catégorie et nous avons ensuite calculé les potentiels méthanogènes.

Les Cultures Intermédiaires à Vocation Energétique sont implantées pendant la période d’inter-culture, sur un cycle court. C’est un bon recours aux cultures dédiées car elles n’accaparent pas les terres et ne concurrencent pas les autres types de cultures. Une étude

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de l’ADEME en 2013 donne des informations détaillées sur les rendements énergétiques ainsi que sur les coûts de production des CIVE.

Les surfaces potentielles de CIVE sont calculées comme l’ensemble des surfaces de cultures de céréales à paille, auquel on déduit les surfaces de colza et de cultures de printemps précédées de céréales à paille.

 Les ressources de l’assainissement

Ce sont les boues urbaines et graisses issues des dégraisseurs des Stations d’Epuration Urbaines (STEU). Les graisses sont des ressources particulièrement intéressantes car elles ont un potentiel méthanogène élevé.

 Les biodéchets des ménages

Nous avons pris en compte la Fragmentation Fermentescible des Ordures Ménagères (FFOM), qui correspond au biodéchets et déchets verts collectés, car c’est cette part des déchets qui a un potentiel méthanogène. Grâce à la base de données SINOE de l’ADEME, nous avons appliqué les ratios de collecte de déchets par habitants régionalisés. Il est à noter que cette FFOM n’est mobilisable pour la méthanisation qu’en présence d’une politique de collecte sélective qui permette de l’isoler.

Ce potentiel est donc soumis à l’existence ou à la mise en place de cette politique de tri.

 Déchets verts

Ils correspondent aux déchets verts traités par les déchetteries. Les données ne sont disponibles qu’au niveau national est sont de 118 kg/hab/an. Sont pris en compte ici les déchets verts des ménages traités en déchetterie (3,5 Mt), des collectivités (1Mt) et des entreprises (3,2 Mt). Ces données sont issues du rapport de l’ADEME sur les déchets (ADEME 2014).

Pour pouvoir utiliser ces données au niveau territorial, il faut prendre en compte l’existence ou non d’une déchetterie sur le territoire étudié. Dans la mesure où les territoires étudiés seront souvent des pays ou communautés de communes, nous supposons qu’ils sont pour la plupart équipé d’une ou plusieurs déchetteries.

Nb : Les données issues du recensement agricole sont incomplètes pour certaines communes. En effet, certaines données sont soumises au secret statistique quand le nombre d’exploitation est trop faible sur une commune par exemple. Une méthode d’estimation possible aurait été d’estimer les données manquantes à partir des données cantonales. Cependant, il est difficile de faire ce travail sur toutes les communes où des données sont manquantes. Ainsi, les estimations fournies ne sont que partielles.

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III. Résultats

Afin de présenter nos résultats, nous allons dans un premier temps faire une agrégation par départements puis analyser dans un second temps à une échelle plus fine.

1. Résultats départementaux

Une première approche des résultats est faite par départements. Nous allons présenter les 4 cartographies :

 L’estimation du potentiel en bois énergie

 L’estimation du potentiel en ressources méthanisables  L’estimation de la somme du potentiel en bioénergie

 Une carte présentant le ratio offre en bioénergie sur demande énergétique.

Une carte de l’estimation de la demande énergétique est présentée en annexe.

Les cartographies ont étaient réalisées grâce au logiciel ArcGIS, avec des fonds de carte IGN. Les classe ont étaient déterminées par la méthode des seuils naturels de Jenks. Celle-ci définie des classes de façon à maximiser la variance inter-classes et minimiser la variance intra-classes. On appelle cette méthode « méthode des seuils naturels » car les limites des classes correspondent à des endroits où se trouvent des différences significatives dans les données, les classes sont donc dépendantes de regroupements naturels des données étudiées.

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Figure 4 : Estimation du BE disponible par département, en tep, en 2010

La ressource en BE est bien entendue liée au couvert forestier mais surtout à l’exploitation du bois d’œuvre (BO). Ainsi, c’est dans des départements où l’exploitation de la forêt est importante et où la filière bois est développée qu’on trouve le plus de potentiel en BE comme dans les Landes par exemple2.

La ressource globale en BE après réfaction estimée pour la France est de plus de 7,5 millions de tep ou 34,5 millions de m3 environ. L’étude Cemagref de 2009 qui a servie de référence à notre travail comptait 29,3 millions de m3 (6,4 millions de tep). Cet écart peut provenir du fait que la base de calcul n’est pas la même entre les 2 études. Nous nous sommes basés sur les données CLC tandis que l’étude Cemagref avait pour base les données de l’Inventaire Forestier National (IFN).

L’étude de l’ADEME intitulée « évaluation du gisement de bois pour l’énergie » (ADEME 2009), a évaluée la disponibilité annuelle en BE et MB à 4,3 millions de tep exploitables (si on retient une hypothèse de 26,3% de BE dans le BIBE). Une des principales différences entre l’étude Cemagref de 2009 et cette étude de l’ADEME est que la première s’est attachée à définir la ressource mobilisable sur les seuls critères techniques tandis que la seconde a suivi une démarche technico-économique. Cela peut expliquer la différence de résultats entre les deux études et donc, in fine, avec notre étude.

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Voir sur le sujet des filières bois les projets d’Irstea intitulés COLENER pour la région Aquitaine ou BENEFITS pour la région Auvergne.

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Figure 5 : Estimation des ressources méthanisables par département, en tep, en 2010

On constate que les ressources méthanisables se trouvent dans les régions agricoles comme la région Centre, Poitou-Charentes, la Picardie ou encore la Bretagne. Les régions montagneuses sont faiblement dotées en ressources.

L’estimation globale pour l’ensemble du territoire français est de plus de 4,9 Mtep de ressources méthanisables. L’étude de l’ADEME sur « l’estimation des gisement potentiels en méthanisation » (ADEME 2013) donnait le chiffre de 185 TWh (soit 15,9 Mtep) de gisement mobilisable à 2030. La différence est très importante et est due d’une part au secret statistique qui fausse les sonnées communales du RGA et d’autre part, mais dans une moindre mesure, à la non prise en compte de certaines ressources dans notre étude. Il est nécessaire d’affiner la méthodologie utilisée sur ces ressources.

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Figure 6 : Estimation du potentiel global en bioénergies par département, en 2010

Comme nos deux sources d’énergies (le BE et les ressources méthanisables) sont mesurées en tep, nous pouvons les additionner afin de former une estimation du potentiel global en bioénergies.

En comparaison, le BE semble fournir un potentiel global plus important que les ressources méthanisables. Il est donc logique de voir que les départements qui apparaissent comme ayant la plus grande estimation de potentiel global en bioénergie soient ceux ayant un fort potentiel en BE (les Landes, la Dordogne ou la Côte d’Or).

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Figure 7 : Ratio de l'estimation de l'offre en bioénergie en 2010 sur la demande énergétique globale estimée en 2012, par département

Cette dernière carte présente le ratio offre/demande par département. Le calcul de ce ratio permet une meilleure représentation des zones à fort potentiel en bioénergie. Les départements avec le plus fort potentiel sont ceux les moins peuplés et donc ceux qui ont potentiellement le moins d’activité sur leur territoire. En effet, les deux départements qui dépassent les 50% d’autonomie énergétique potentielle grâce aux bioénergies sont la Lozère (62,7%) et la Creuse (55%), respectivement dernier et avant dernier en termes de population. D’autres départements ont des potentiels intéressants, 13 se situant entre 30 et 50% d’autonomie énergétique potentielle grâce aux bioénergies.

2. Résultats à une échelle plus fine

Notre recherche portant sur l’autonomie énergétique au niveau des territoires ruraux, des résultats départementaux ne sont pas satisfaisants. En effet, ceux-ci sont déjà facilement disponibles et n’apportent pas grand-chose à la connaissance sur le sujet. La construction de notre modèle d’estimation nous permettant de descendre à un niveau plus fin, nous avons étudié ce même ratio offre/demande sur les bassins de vie, c’est-à-dire le niveau le plus fin du maillage territorial. Ils représentent le territoire sur lequel les habitants ont accès aux équipements et services les plus courants.

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Figure 8 : Ratio de l'estimation de l'offre en bioénergie en 2010 sur la demande énergétique globale estimée en 2012, par bassins de vie

Nous constatons ici que les bassins de vie sont hétérogènes en termes de potentiel énergétique, et ce à l’intérieur des départements. Cela affirme la pertinence de notre démarche qui est d’étudier le potentiel physique au niveau le plus fin possible et montre que l’échelon territorial est pertinent quand on étudie les questions énergétiques.

Certains territoires ont les ressources pour atteindre plus d’autonomie énergétique, et cela de façon significative. Les bassins de vie les plus foncés sur la carte correspondent à ceux ayant les ressources potentielles pour atteindre une autonomie complète grâce aux bioénergies (autonomie supérieure à 107%). Notre modèle estime que 43 bassins de vie pourraient atteindre 100% d’énergie produite grâce aux bioénergies, tout usage confondu. Dans beaucoup d’autres, les bioénergies ont un rôle non négligeable à jouer dans le mix énergétique territorial car le potentiel est réel.

Il est important de garder à l’esprit que les projets en bioénergie, et notamment en méthanisation, sont soumis à des minimum d’approvisionnement. Certains territoires ont été identifiés comme ayant un fort potentiel par rapport à leur demande énergétique mais si c’est un territoire peu peuplé et vaste, il peut être difficile de mettre en place des projets qui soient efficaces (coûts de transport trop important, densité énergétique trop faible…).

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IV. Confrontation de cas concrets

L’idée de ce travail est de pouvoir confronter notre étude à des cas concrets. Nous avons souhaité axer notre étude sur l’échelle locale car les projets menés localement ont un bénéfice marginal élevé sur le plan social mais aussi économique. La mobilisation des ressources dans un rayon proche permet une gestion durable de celles-ci et des retombées économiques et sociales sur le développement du territoire.

La dynamique d’appel à projets Territoires à Energie Positive pour la Croissance Verte (TEPCV) initiée par Ségolène Royal a fait émerger beaucoup de projets. Cependant, il est assez complexe d’avoir des informations détaillées sur les objectifs des porteurs de projets (réduction des consommations énergétiques, développement de l’éolien, du solaire, de la méthanisation, du bois énergie…).

Le réseau Territoires à Energies POSitives (TEPOS) rassemble depuis 2011 les territoires qui ont pour objectif la réduction de leurs besoins énergétiques et le développement des EnR. Ce réseau fournit des informations plus complètes sur les objectifs des territoires et ses membres ont souvent répondu à l’appel à candidature du MEDDE. Les données sur les productions et consommations d’énergie des territoires proviennent de ce site et sont souvent des estimations.

Nous avons retenus quelques cas concrets sur des territoires qui se sont engagés dans des démarches TEPOS et TEPCV et qui ont des caractéristiques différentes que ce soit en termes de taille, de composition de la demande énergétique, d’objectifs etc…

Pour chaque cas, nous définirons précisément pourquoi nous l’avons retenu comme exemple, ses objectifs pour devenir TEPOS/TEPCV, sa situation actuelle en termes de production d’EnR. Nous le soumettrons ensuite à nos estimation afin d’analyser son potentiel de développement des bioénergies.

Chaque étude de cas suit la trame suivante :

Nom du territoire Nombre d’habitants : Région : Département : Critères de sélection : Objectifs du territoire :

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Analyse de l’offre :

Demande énergétique estimée : Potentiel en BE :

Potentiel méthanisation : Potentiel global bioénergies :

Part du potentiel de bioénergie dans la demande estimée : Utilisation actuelle des ressources :

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1. CC Maremne Adour Côte Sud

Nombre d’habitants : 57 808 Région : Aquitaine

Département : Landes

Critères de sélection : Cette communauté de commune se situe dans les Landes, en région

Aquitaine qui est la 1ère région productrice de BIBE. Nous supposons donc des ressources importantes en BE.

Objectifs : produire 100% de l’énergie via les EnR pour tous les usages (électricité, chaleur et

mobilité) à l’horizon 2050 avec également un objectif de 30% d’économies d’énergie. Situation actuelle pour la production d’EnR :

o capacité en chaleur issue de la biomasse de 120 000 MWh, soit 10 320 tep, ce qui couvre 29% des besoins

o capacité de 5 600 MWh (482 tep) de photovoltaïque (3% des besoins en électricité).

Figure 9 : Mix EnR CC Marmne Adout Côte Sud, en tep, source TEPOS

Analyse de la demande :

La CC appuyé par l’Observatoire Régional Energie Changement Climatique Air en Aquitaine (ORRECA) a réalisé un diagnostic des consommations énergétiques du territoire.

La consommation globale s’élève à 116 100 tep en 2010 d’après ce diagnostic. Notre estimation est très légèrement supérieure car on obtient 123 362 tep de consommation énergétique estimée sur l’année 2012.