Une source renouvelable de combustible

Derek Earl

Derck Earl, forestier britannique possédant une grande expérience de l'Afrique orientale, est spécialisé dans la production de charbon de bois. La matière du présent article est tirée de son ouvrage Forest energy and economic development (Oxford, Clarendon Press, 1975).

Tirer du combustible des forêts ne signifie pas les exploiter jusqu'à l'épuisement. On peut les aménager de manière qu'elles constituent une source permanente et renouvelable de bois de feu et de charbon de bois. Ainsi devraient procéder les pays en développement, auxquels les forêts fournissent l'essentiel du combustible dont ils ont besoin.

Les réactions chimiques qui libèrent la chaleur des combustibles traditionnels sont toujours les mêmes, l'énergie est dégagée par l'oxydation du carbone et de l'hydrogène. Les seules différences tiennent aux quantités variables de carbone et d'hydrogène par poids unitaire de combustible ou à l'état de ce dernier (liquide, solide ou gazeux). La valeur calorifique d'un combustible s'exprime par le nombre de calories dégagées en en faisant brûler complètement un gramme. (Une grande calorie est la quantité de chaleur nécessaire pour élever d'un degré centigrade la température d'un kilogramme d'eau, une petite calorie étant celle qu'il faut pour élever d'un degré centigrade la température d'un gramme d'eau). Aux fins de planification à grande échelle, les ressources en combustible sont souvent exprimées en équivalent charbon (EC) - énergie équivalente à celle contenue dans une tonne de charbon.

La valeur du bois comme combustible est avant tout fonction de son pourcentage d'humidité initial. Le bois sec est préférable au bois humide pour deux raisons: il possède une plus grande valeur calorifique et coûte moins cher en manutention et transport.

Que l'on veuille utiliser le bois comme combustible primaire ou matière à charbon de bois, il faut le laisser sécher jusqu'à ce que le pourcentage d'humidité tombe à environ 30 pour cent (par rapport au poids du bois sec), ce qui demande de deux à six mois selon le climat.

CHARBON DE BOIS EN TUNISIE cela vaut la peine de planter

En forêt, le bois de feu se mesure à la pile, c'est-à-dire en volume, pour faciliter le contrôle et la détermination des salaires des ouvriers forestiers. Comme intrant industriel, le bois de feu est en général compté au poids. Il peut y avoir de gros écarts entre le poids prévu et effectif de bois contenu dans une pile, en raison des modifications dans le pourcentage d'humidité et entre le volume solide prévu et effectif, que peuvent influencer les dimensions des différentes pièces de bois qui constituent la pile. C'est ainsi qu'une pile composée de bois de grand diamètre a un plus gros volume solide qu'une autre composée de bois de petit diamètre. La longueur des différentes pièces et l'incidence des nœuds et des courbures influent aussi sur le volume solide. Celui d'un stère (c'est-à-dire un mètre cube empilé) est de 0,55 à 0,80 mètre cube, il en résulte qu'une pile du premier type contiendra seulement 69 pour cent de l'énergie contenue dans une pile du second type. Il convient donc d'établir le rapport entre volume empilé et réel pour les différentes catégories de bois de feu et de préparer des courbes de séchage avant d'entreprendre des opérations à grande échelle.

Outre les applications domestiques, le bois peut servir de source de chaleur à de nombreuses industries, briqueteries, distilleries, poteries, raffineries de sucre, tuileries, ouvrages en papier fabriqués à la main, manufactures de tabac et de thé.

Le bois peut fournir de l'énergie mécanique sous forme de vapeur aux scieries, aux locomotives et aux navires, et être utilisé pour la production d'électricité à de nombreuses fins.

Les inconvénients du bois de faible valeur calorifique peuvent être éliminés si la demande est suffisamment forte pour amortir le coût élevé de la transformation en charbon de bois, ce dernier ayant à poids égal un pouvoir calorifique à peu près double du bois.

Le charbon de bois est obtenu moyennant une réduction chimique partielle du bois dans des conditions contrôlées. Son rendement en poids est généralement de 20 à 30 pour cent du poids de bois sec utilisé et, en volume d'environ 50 pour cent. Les techniques vont du simple brûlage du bois sous un revêtement de terre et d'herbe à l'utilisation de cornues et de fourneaux automatiques très perfectionnés. Dans les pays disposant en abondance de main-d'œuvre et de ressources forestières, on peut recourir aux fours d'acier mobiles, méthode peu coûteuse.

Le charbon de bois se fabrique surtout à partir de bois ronds et de déchets, les premiers étant les plus abondants.

Le bois rond peut provenir de plantations ou constituer un sous-produit d'autres opérations forestières ou de défrichage. Les troncs et les branches des conifères et des feuillus ainsi que les tiges de palmiers se prêtent tous en général à la fabrication du charbon de bois.

Les déchets contiennent souvent une forte proportion d'écorce, et le charbon de bois qu'on en tire convient à tous usages. L'écorce carbonisée est broyée et mise en briquettes au Japon et aux Etats-Unis, où elle trouve facilement des débouchés.

Les propriétés physiques et chimiques du charbon de bois dépendent de celles de la matière première dont il est tiré et du procédé de carbonisation. La plupart des utilisateurs préfèrent le charbon de bois pas trop cassant, qui s'allume vite et dégage de la chaleur pendant longtemps. Les marchands mélangent souvent différents charbons de bois pour obtenir la qualité qui convient à l'usage domestique.

L'exploitation rationnelle des ressources forestières pour la production d'énergie offre des avantages directs, indirects et non quantifiables.

Le bois de feu et le charbon de bois peuvent permettre importantes économies de devises

1. Four à charbon de bois en briques traditionnel (Argentine).

2. Un four mobile en métal chargé de bois provenant d'espèces sans intérêt.

3. Une simple meule en terre près du chantier d'exploitation, utilisant des déchets.

4. Des cheminées sont montées sur une meule installée par le Uganda Forestry Department.

1. Avantages directs. Le plus évident est la production sur place d'un combustible précieux. Autre avantage, tout aussi important, la production de bois de feu et de charbon de bois permet de réduire le coût des opérations sylvicoles, et augmente par conséquent la rentabilité totale des ressources forestières.

2. Avantages indirects. La création d'emplois en est un, car elle permet non seulement de produire davantage en utilisant mieux les ressources humaines, mais aussi de percevoir des impôts au bénéfice de projets gouvernementaux qui, à leur tour, engendrent de nouvelles possibilités d'emplois. Une grande partie du produit de la vente de bois de feu et de charbon de bois dans les villes retourne aux travailleurs ruraux, ce qui favorise une distribution plus équitable du revenu national dont le plus gros va d'ordinaire et injustement aux travailleurs urbains. Comme les revenus entre les échelons supérieurs et inférieurs accusent moins d'écart dans les entreprises forestières que dans les industries qui souvent doivent faire appel à un personnel hautement qualifié, la distribution verticale des revenus s'en trouve améliorée. L'utilisation, à des fins domestiques et industrielles du combustible fourni par la forêt représente une économie énorme de devises souvent méconnue. Dès l'instant où l'on dispose de capitaux et de compétences techniques suffisants, on peut, à partir du bois de feu, produire toutes les quantités et qualités de charbon de bois convenant à l'exportation. L'existence d'une telle industrie incitera les entreprises locales à fabriquer du matériel de carbonisation, et encouragera les usines à élargir leurs activités en utilisant le combustible national (réactions en chaîne). Enfin, le charbon de bois ne produisant pas de fumée, il ne risque pas d'aggraver les problèmes de pollution dans les grandes agglomérations.

3. Avantages non quantifiables. Ceux-ci sont difficiles à évaluer, mais consistent, entre autres, à encourager l'autosuffisance, à préserver les ressources mondiales de combustible fossile, à réduire le gaspillage, à créer un environnement rural dynamique, à améliorer les aires récréatives et à embellir la campagne.

Tableau 1 Valeurs énergétiques comparées de différents combustibles

Combustible	Calories
Paraffine	10,4
Mazout	9,8
Charbon de bois	7,1
Charbon (bitumineux de bonne qualité)	6,9
Bois (séché à l'air)	3,5

SOURCE: Auteur.

Selon la FAO, la forêt occupe dans le monde près de 3,8 milliards d'hectares sur une superficie terrestre totale d'environ 14,9 milliards d'hectares. Elle renfermerait 312 milliards de mètres cubes de bois de sciage et un volume au moins égal de bois sous forme de branches et d'arbres non commercialisables. L'accroissement estimé de ce matériel sur pied, sa répartition par type de fors t et les quantités produites et utilisées dans les différentes régions sont indiqués au tableau 2.

Tableau 2. Ressources mondiales renouvelables d'énergie d'origine forestière

Type de forêts	Superficie	Accroissement annuel de bois par ha		Accroissement total de bois
	ha	m3	tonnes	m3	tonnes	tonnes d'équivalent charbon
	X 106			X 109	X 109	X 109
De climat frais, conifères	800	4,1	3,0	3,3	2,4	1,4
De climat tempéré, mixtes	800	5,5	4,0	4,4	3,2	1,9
De climat tempéré, chaudes	200	5,5	4,0	1,1	0,8	0,5
Equatoriales ombrophiles	500	8,3	6,0	4,1	3,0	1,8
Tropicales humides caducifoliées	500	6,9	5,0	3,5	2,5	1,5
Sèches	1000	1,4	1,0	1,4	1,0	0,6
Totaux et moyennes	3800	5,3	3,8	17,8	12,9	7,7

SOURCE: Oxford Economic Atlas et l'auteur,

Les forêts naturelles sont en équilibre dynamique, les gains en énergie compensant les pertes. L'aménagement forestier vise à convertir ce potentiel en accroissement effectif utilisable en asseyant les coupes et en suscitant la régénération conformément aux principes écologiques.

Tableau 3. Utilisation des ressources mondiales d'énergie d'origine forestière

	Matériel sur pied	Accroissement	Utilisation à des fins industrielles	Utilisation comme combustible	Consommation totale	Accroissement non utilisé	Accroissement non utilisé en tonnes d'équivalent charbon X109
m³ X 109							in tons CE X109
Pays développés	242	8,8	1,1	0,3	1,4	7,4	3,2
Pays en développement1	382	9,0	0,2	0,8	1,0	8,0	3,5
Totaux	624	17,8	1,3	1,1	2,4	15,4	6,7

SOURCE: FAO et l'auteur.

¹ Définis comme ceux dont le revenu annuel par habitant est inférieur à 500 dollars U.S.

A l'heure actuelle, seuls 13 pour cent environ de l'accroissement des forêts du monde, estimé à 7,6 milliards de tonnes d'équivalent charbon, sont récoltés - 7 pour cent à des fins industrielles et 6 pour cent comme combustible (voir tableau 3). Le reste, soit 6,7 milliards de tonnes d'équivalent charbon (87 pour cent) se disperse et se perd dans l'atmosphère sous forme de chaleur dégagée par la dégradation biologique, les feux sauvages et les brûlis (tableau 4).

Tableau 4 Prix comparés des combustibles

Indice de prix relatifs des combustibles, à égalité de valeur calorifique, dans cinq régions, par rapport au prix du bois de feu ¹

Combustible	Afrique orientale (1970)	Inde (1973)	Nepal (1973)		Rovaume-Uni (1973)
			Katmandou	Villes du Terai
Bois de feu	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
Charbon de bois	1,6	1,1	0,8	0,7	3,5
Charbon	-	0,7	0,8	0,9	0,5
Mazout	2,0	-	-	-	0,7
Paraffine	4,0	1,5	1,6	1,6	0,7-1,0
Electricité	8,9	9,3	28,5	9,3	4,1
Butane	19,8	-	-	-	15,4

SOURCE: Auteur.

¹ On observera que les prix d'un combustible donné ne sont pas comparable s entre les régions.
² Domestique.

Les obstacles à une utilisation plus complète de cette source de combustible sont d'ordre technique, économique et, jusqu'à un certain point, institutionnel. Les problèmes techniques tiennent surtout à la faible capacité thermique du bois de feu par rapport à sa masse, les difficultés économiques aux coûts élevés du ramassage et du transport de la matière première, et les obstacles institutionnels avant tout à la croyance que l'utilisation du bois de feu est une pratique primitive et doit être découragée.

Les problèmes techniques et économiques peuvent être résolus en installant, par exemple, des industries à proximité de forêts aménagées pour assurer un approvisionnement constant en bois de feu, ou en transformant ce dernier en charbon de bois pour éviter les coûts élevés de transport.

Les attitudes institutionnelles qui ont jusqu'à présent encouragé la substitution de réserves non renouvelables d'énergie aux sources renouvelables indigènes d'énergie se modifieront sans doute sous la pression de la nécessité, mais on peut hâter ce processus en adoptant des critères économiques qui tiennent compte des impératifs engendrés par l'évolution de la situation Mondiale en matière de combustible.

On a tendance à sous-estimer les effets de la crise de l'énergie sur les pays en développement en raison de leur consommation relativement faible d'énergie commerciale qui, en 1970, n'atteignait pas 10 pour cent de la consommation mondiale totale.

Le bois utilisé comme combustible Avantages Pour de nombreux pays, c'est le combustible le plus économique non seulement à la tonne mais aussi à l'unité de chaleur. Convenablement séché, il brûle facilement et sans danger et des travailleurs semi-spécialisés peuvent rapidement apprendre à l'utiliser avec économie. Une main-d'œuvre spécialisée est toutefois nécessaire lorsqu'on utilise des fourneaux modernes. Son stockage n'exige rien d'autre que des espaces libres. Inconvénients Sa production exige une main-d'œuvre importante, ce qui le rend coûteux dans les régions où les salaires sont élevés. Faute d'un aménagement rationnel, les forêts arrivent vite à épuisement. L'utilisation du bois nécessite organisation et coopération avec les départements forestiers et les autres utilisateurs de la terre. Sa valeur calorifique est inférieure à celle de combustibles fossiles. Son stockage exige beaucoup de place à proximité de son lieu d'utilisation. Le charbon de bois utilisé comme combustible Avantages Il brûle presque sans fumée et produit un foyer qui dégage de l'énergie sous forme surtout de chaleur radiante. Il se broye aisément en une poudre fine qui peut être utilisée dans les appareils standards de chauffage à combustible pulvérisé. Sa valeur calorifique est analogue à celle d'un charbon de qualité supérieure. Il agit comme un agent réducteur puissant à haute température. Il a de nombreux emplois industriels. Inconvénients Sa faible densité nécessite des dispositions spéciales de transport et d'emmagasinage. Il est plutôt fragile et se casse facilement pendant la manipulation ou la compression, ce qui ne nuit en rien à sa valeur calorifique. Comme avec tous les combustibles à forte teneur de carbone, il faut, pendant la combustion, veiller à la libre circulation de l'air, en raison du danger d'intoxication par l'oxyde de carbone.

Tableau 5 Consommation d'énergie des pays en développement en 1970

Sources commerciales	D'origine forestière	Total
Millions de tonnes d'équivalent charbon
613	403	1016

SOURCE: Annuaire statistique des Nattons Unies et FAO.

De nombreux pays tropicaux en développement disposent de vastes forêts sous-exploitées qui pourraient être aisément aménagées pour produire rapidement du combustible à des fins industrielles, tout en continuant à satisfaire les besoins domestiques. Il est à noter que 80 pour cent environ des ménages dans les pays en développements se servent actuellement de bois de feu ou de charbon de bois. Ces mêmes pays renfermeraient près de 500 millions d'hectares de forêt ombrophile, 500 millions d'hectares de forêt tropicale humide caducifoliée, et 1 milliard d'hectares de forêt tropicale sèche. L'accroissement inutilisé de 3,5 milliards de tonnes d'équivalent charbon des pays en développement tropicaux représente 51 pour cent de l'accroissement forestier mondial, plus du triple de leur consommation totale d'énergie actuelle et environ la moitié de la consommation d'énergie commerciale mondiale qui en 1970 s'est élevée à 6,847 milliards de tonnes d'équivalent charbon.

Dans les pays en développement, les ressources humaines sont généralement sous-employées et la main-d'œuvre peut d'ordinaire être distraite de l'agriculture de subsistance au plus grand profit de l'économie dans son ensemble. L'exemple de l'Ouganda montre que la participation active du département forestier à la promotion de l'industrie du charbon de bois, moyennant l'organisation de cours, de démonstrations et d'activités de recherche, a élargi les possibilités d'emplois et créé une richesse nouvelle (voir tableau 6).

Tableau 6 Tendance de la consommation de charbon de bois en Ouganda

Année	Tonnage national produit	Nombre d'homme employés à la production	Tonnage importé
1962/63	200	15	22000
1964/65	1200	84	27000
1966/67	6000	270	29500
1968/69	21500	1400	30000
1970/71	58535	3660	17000

SOURCE: Forestry Department of Uganda.

A en juger par l'expérience que l'on a des forêts ombrophiles et caducifoliées tant en Afrique qu'en Asie, il suffirait d'aménager systématiquement 10 pour cent de leur superficie pour produire, à partir des qualités de bois non commercialisable obtenues par conversion de ces forêts, assez de combustible pour soutenir une croissance annuelle de 5 pour cent de la consommation totale d'énergie des pays en développement pendant plus de vingt ans.

Les tableaux 7 à 9 donnent une estimation de la main-d'œuvre nécessaire pour préparer les quantités de bois et de charbon de bois obtenues grâce à ces opérations de conversion.

Tableau 7 Forêts tropicales

Estimation comparée de la production par hectare à la suite d'opérations de conversion

Type de forêts	Bois de feu	Charbon de bois (fours mobiles)	Charbon de bois (meules en terre)
tonnes
Ombrophiles	120	30,0	15,00
Tropicales caducifoliées	50	12,5	6,25
Moyennes	85	21,3	10,63

SOURCE: Auteur.

Tableau 8 Combustible et énergie

Estimation comparée de la production de combustible à la suite de la conversion de 100000 hectares de forêt tropicale

Combustible	Millions de tonnes		Millions de tonnes d'équivalent charbon
	max.	min.	max.	min.
Bois de feu	12,0	5,0	6,0	2,5
Charbon de bois (fours mobiles)	3,0	1,3	3,1	1,3
Charbon de bois (meules en terre)	1,5	0,6	1,5	0,6

SOURCE: Auteur.

Tableau 9 Main-d'œuvre

Main-d'œuvre nécessaire à la production de combustible à la suite de la conversion de 100000 hectares de forêt

Combustible	Jours/homme par ha		Jours/homme par tonne d'équivalent	Total années/homme (200 Jours) en milliers
	max.	min.		max.	min.
Bois de feu	120	50	2,0	60	25
Charbon de bois (fours mobiles)	210	88	7,0	105	44
Charbon de bois (meules en terre)	308	128	20,5	154	64

SOURCE: Auteur.

On pense que la conversion de 100000 hectares de forêt tropicale (en admettant un rendement moyen de 85 tonnes par hectare) donnerait chaque année une quantité de bois de feu équivalente à 4.2 millions de tonnes de charbon et fournirait: des emplois à 42500 hommes. Si le bois de feu devait être transformé en charbon de bois, cet effectif serait encore plus grand.

La source d'énergie que constitue la forêt est vitale pour la plupart des pays en développement. C'est ce que méconnaissent souvent les planificateurs lorsqu'ils jugent que la conversion des terres forestières à d'autres usages est nécessaire à la croissance économique.

Nous sommes d'avis quant Il nous qu'une production accrue du combustible en provenance des forêts, pourvu qu'elles soient bien aménagées, est non seulement indispensable à la survie mais aussi de nature à faciliter l'approvisionnement en combustible dont on a besoin pour le développement économique.

La production de bois de feu et de charbon de bois peut être associée à l'amélioration de la production de bois de sciage dans les forêts tropicales grâce à des opérations culturales convenables, ou s'inscrire dans un programme de reboisement avec des essences à croissance rapide capables de fournir plusieurs tonnes de combustible en équivalent charbon par hectare et par an.

Cette entreprise revêt une importance particulière pour les pays en développement disposant de terres sous-exploitées et de ressources en main-d'œuvre sous-employées et pourrait fort bien bénéficier d'une assistance technique de la part d'organismes extérieurs.

Les projets destinés à développer le patrimoine de sources renouvelables d'énergie méritent une priorité plus élevée que celle qu'on leur a accordé jusqu'à présent.

DE JEUNES YÉMÉNITES RAMASSENT DU BOIS il faudrait plus de coupes

Où sont les statistiques sur le bois de chauffage? Bien que la consommation mondiale d'énergie tirée du bois soit supérieure à celle de l'énergie fournie par toutes les sources hydro-électriques, nucléaires et géothermiques réunies, les statistiques en la matière sont rares. L'Annuaire des produits forestiers de la FAO publie périodiquement des chiffres sur le bois de chauffage et le charbon de bois dans le cadre des données annuelles sur la production et le commerce des produits forestiers. Les chiffres figurant à la dernière édition datent de 1973 et ceux de la prochaine, dont la parution est prévue pour 1976, couvriront l'année 1974. L'Annuaire statistique des Nations Unies contient des statistiques détaillées sur la consommation mondiale d'énergie, mais ne donne aucune information sur celle du bois de chauffage et du charbon de bois; par conséquent, il serait opportun de le consulter en même temps que l'Annuaire des produits forestiers de la FAO.