J.D. Keita
J.D. Keita est fonctionnaire forestier au Bureau régional de la FAO pour l'Afrique à
Accra (Ghana).
Dans les pays soudano-sahéliens d'Afrique, le ravitaillement en énergie domestique est le problème principal de la foresterie. L'auteur examine le bilan énergétique du bois et du charbon, passe en revue les implications de ses conclusions pour la politique forestière et suggère d'adopter des moyens qui, tout en permettant de faire face aux besoins énergétiques, contribueront à améliorer l'aménagement forestier et la production dans la région.
A mesure que la population s'accroîtra et que l'urbanisation se poursuivra, les besoins de bois de feu des villes augmenteront eux aussi. Ce phénomène aura des répercussions importantes pour l'aménagement des ressources forestières: d'une part, il soumettra ces ressources à des pressions encore plus lourdes et, d'autre part, il pourrait offrir de nouvelles possibilités d'améliorer l'aménagement des forêts en fournissant les incitations économiques qui manquaient jusque-là.
L'auteur de l'article étudie un des moyens d'exploiter ces nouvelles possibilités en comparant tout d'abord les avantages du charbon de bois et ceux du bois du point de vue du rendement énergétique, puis en dégageant les répercussions pour la politique forestière de l'utilisation croissante de charbon de bois en milieu urbain.
De multiples facteurs influent sur le choix des combustibles, notamment les disponibilités, les prix, la tradition et les préférences personnelles, et il faut en tenir compte pour étudier la question des combustibles.
A noter également que, pour simplifier l'exposé, la comparaison de rendements énergétiques présentée ci-après ne porte nécessairement que sur un nombre relativement limité de variables. En réalité, des éléments tels que le taux d'humidité du bois, la technologie disponible et l'efficacité des foyers peuvent beaucoup varier. Les résultats présentés ci-après sont donc simplement destinés à illustrer les principes de base.
Quel est le meilleur combustible: bois ou charbon de bois? Chacun a ses défenseurs. Les partisans de l'utilisation directe du bois à brûler prétendent que la transformation du bois est une opération qui gaspille beaucoup d'énergie. Pourtant, on oublie souvent que le charbon de bois a un bien meilleur rendement énergétique qu'une même quantité de bois. Il faudrait donc tout d'abord faire un bilan énergétique réel pour déterminer s'il y a globalement gaspillage d'énergie si l'on transforme le bois en charbon au lieu de l'utiliser directement.
Que l'on utilise du bois ou du charbon de bois, d'autres formes d'énergie sont également nécessaires, et, dans les pays en développement non producteurs de pétrole, il faut tenir compte de la facture pétrolière dans tous les aspects de la vie économique. Les deux combustibles, bois et charbon de bois, doivent donc être comparés du point de vue de la consommation de combustible importé d'origine fossile qui est nécessaire pour les mettre à la disposition des consommateurs.
Dans les estimations qui suivent, la valeur calorifique du bois est généralement estimée à 3500 Kcal/kg de bois, bien que les meilleurs bois de chauffe puissent donner de 4500 à 4770 Kcal/kg. Quant au charbon, sa valeur calorifique varie peu, autour de 7500 Kcal/kg. Le produit pétrolier sera considéré comme ayant en moyenne 10000 Kcal/litre de carburant.
Nous désignerons ici par énergie utile, l'énergie effectivement utilisée des sources mêmes d'énergie, et par rendement thermique utile, la quantité d'énergie utile, en pourcentage, tirée d'un kilogramme de matière première (bois, charbon, carburant). La stère (m³) de bois varie. assez considérablement de 215 kg pour les stères de branches tordues des arbustes sahéliens jusqu'à 600 kg pour les stères de bois bien conformés, issus d'éclaircies. Enfin, le rendement moyen de la carbonisation (transformation du bois en charbon) varie de 16 à 30 pour cent du poids de la matière première. Par exemple, 1 kg de bois donnera de 0,16 à 0,30 kg de charbon.
Bien que la carbonisation soit une perte d'énergie, en revanche le charbon de bois obtenu a un rendement plus élevé que le bois. Ainsi, le rendement thermique utile du bois est en moyenne de 8 pour cent et peut même descendre à 5 pour cent avec le foyer africain à trois pierres, fort répandu, alors que celui du charbon atteint une moyenne de 28 pour cent.
D'une manière générale, la filière charbon gaspille moins d'énergie que la filière bois si l'énergie utile tirée d'une quantité de bois utilisé directement est inférieure à l'énergie utile tirée de la même quantité de bois transformé en charbon. En effet, 1 kg de bois donne: 3500 (Kcal/kg) x 0,08 (rendement énergétique thermique) = 280 Kcal. Le même bois transformé en charbon (rendement à la carbonisation 20 pour cent) donne: 1 x 0,20 x 0,28 (rendement énergétique thermique) x 7500 (Kcal/kg) = 420 Kcal. Il y a un gaspillage net d'énergie de 140 Kcal si, au lieu de transformer le bois en charbon (même avec un faible rendement à la carbonisation de 20 pour cent), on l'utilise directement dans un foyer de rendement égal à 8 pour cent ou moins.
On peut faire une série de simulations simples en faisant varier valeur calorifique du bois, coefficients thermiques d'utilisation et rendement de la carbonisation (tableau 1). Si l'on considère les hypothèses qui sont à l'origine des données figurant au tableau 1, il faudrait, pour que le bois soit aussi avantageux du point de vue énergétique, l'utiliser avec des rendements respectifs de 12, 9,3 et 8,8 pour cent pour les valeurs calorifiques du bois de 3500, 4500 et 4770 Kcal, au lieu de le transformer au préalable en charbon. Si, au contraire, on arrivait à obtenir un rendement de carbonisation de 30 pour cent et un rendement thermique du charbon de 40 pour cent à l'utilisation, il faudrait utiliser le bois avec un rendement de 25,7 pour cent pour qu'il soit aussi avantageux d'utiliser le bois que le charbon, en considérant des bois à pouvoir calorifique de 3500 Kcal. Avec des bois à 4500 et 4770 Kcal de pouvoir calorifique, ces seuils de rendement deviennent respectivement de 20 et 18,8 pour cent. En brûlant le bois pour usage domestique, un tel rendement est rarement atteint pour ne pas dire jamais.
Tableau 1. Valeur énergétique du bois et du charbon de bois
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Valeur calorifique |
Energie utile |
Energie utile |
Différence |
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Bois |
Bois (8%) |
Charbon (28%) |
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3500 |
280 |
420 |
140 |
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4500 |
360 |
420 |
60 |
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4770 |
381 |
420 |
39 |
Tableau 2. Ebullition de l'eau sur différents types de foyers
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Type de foyer |
Chaleur utilisée (%) |
Economie de bois théorique (%) |
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Foyer trois pierres |
12,76 |
0 |
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Malgache/Nigérien |
18,05 |
30 |
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Métallique, amélioré |
29,13 |
55 |
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En céramique, amélioré |
31,85 |
60 |
Au cours des dernières années, plusieurs projets visant à réduire la consommation des combustibles ligneux ont vu le jour en Afrique. L'origine de la campagne «foyers améliorés» est d'ailleurs à rechercher dans les programmes de lutte contre la désertification, l'économie de bois ayant sans aucun doute un effet «antidésertifiant», incontestable. Les programmes de diffusion de ces foyers améliorés constituent donc un aspect important de la politique forestière, surtout dans les zones arides.
Les foyers améliorés ont fait naître beaucoup d'espoir mais ont aussi provoqué beaucoup de controverses. Cela se comprend car de nombreux éléments différents entrent dans l'utilisation d'un foyer par une ménagère, sans compter que la «ménagère» elle-même n'est pas une unité de mesure homogène.
Deux questions essentielles nous intéressent ici. Quelle est l'efficacité réelle du foyer traditionnel «trois pierres»? En quoi consistent les améliorations de ces foyers améliorés?
Sylvain Strasfogel (1984), dans son rapport sur les résultats de travaux d'organismes d'assistance travaillant à Ouagadougou, fait le point de la façon suivante:
· Les modèles de foyers massifs avec cheminée sont inefficaces. La raison majeure est que les ménagères ne peuvent pas les utiliser avec efficacité car ils manquent de souplesse.· Seuls les foyers améliorés mobiles, métalliques ou en céramique, font preuve d'une efficacité certaine.
En ce qui concerne ces foyers mobiles, des tests d'ébullition d'eau en laboratoire donnent les résultats qui figurent au tableau 2.
Ces résultats ne disputent pas la meilleure efficacité de la filière charbon. En effet, les 12,76 pour cent de rendement du foyer trois pierres en laboratoire peuvent raisonnablement être réduits à 8 pour cent en utilisation réelle du foyer, soit environ 40 pour cent de perte par rapport aux conditions idéales d'utilisation en laboratoire. Il semble évident que les meilleurs foyers à bois, comme le foyer en céramique mobile, atteindront rarement le rendement de 20 pour cent.
Dans les zones rurales, la distribution de bois ou de charbon de bois ne nécessite pas de transport sur de grandes distances. Tel n'est pas toujours le cas du ravitaillement des zones urbaines. Des quantités importantes d'énergie, souvent d'origine pétrolière, sont nécessaires au transport des combustibles du lieu de production au lieu de consommation. Le bilan énergétique global doit aussi tenir compte de cette dépense d'énergie. L'énoncé général de l'équation est simple: l'énergie utilisée pour le transport du bois ou charbon de bois doit être inférieure à l'énergie transportée.
En Afrique, les transports de bois et de charbon de bois vers les villes s'effectuent généralement avec de vieux camions, bien qu'une certaine quantité soit acheminée à dos d'homme, par bicyclette ou sur des charrettes. Il est difficile de déterminer des conditions moyennes d'exploitation pour de tels véhicules. Prenons plutôt l'exemple d'un transport par une structure organisée, disposant d'un parc de camions de transport. Ceux de l'Opération aménagement et production forestière, du Service des eaux et forêts de Bamako, consomment en moyenne 37 litres de carburant aux 100 km et transportent en moyenne 16 stères de bois par voyage. Dans ces conditions, l'énergie transportée est de 3500 Kcal/kg x 325 (kg par stère) x 16 stères = 18,6 x 106 Kcal. En appliquant le coefficient de rendement thermique de 8 pour cent, cette énergie se réduit à 1,48 x 106 Kcal.
A mesure que la population s'accroîtra et que l'urbanisation se poursuivra, les besoins de bois de feu des villes augmenteront eux aussi, phénomène qui aura des répercussions sensibles sur l'aménagement des ressources forestières.
L'énergie servant à faire le transport est égale à 37 litres/100 km x 10000 Kcal/litre = 3700 Kcal/km. Il y a égalité entre les deux quantités d'énergie à partir de 400 km de parcours, et comme les véhicules retournent toujours à vide la distance maximale de transport du bois est dans ce cas de 200 km. Par conséquent, au-delà d'une telle distance on dépense plus d'énergie pour le transport que le bois transporté peut lui-même fournir. Cette distance est d'ailleurs fort optimiste car on signale des consommations moyennes de camions de 75 litres de carburant aux 100 km, ce qui réduit la distance de ravitaillement à 100 km. Il en résulte qu'en améliorant le rendement thermique d'utilisation, on allonge la distance de ravitaillement.
Dans le cas du charbon de bois utilisé avec un rendement de 28 pour cent, l'énergie consommée par le camion et l'énergie transportée s'égalisent à environ 2000 km, soit une distance d'approvisionnement de 1000 km. En améliorant le rendement d'utilisation du charbon à 40 pour cent, c'est sur 3000 km que l'on peut transporter, soit une distance d'approvisionnement possible de 1500 km. Les résultats se passent de commentaires. Le charbon permet d'apporter l'énergie domestique aux villes africaines de bien plus loin.
Dans les pays non producteurs de pétrole qui comptent de grandes agglomérations, tels que le Sénégal et le Soudan, l'utilisation de charbon plutôt que de bois permet de réduire sensiblement la facture pétrolière du transport. Prenons l'exemple de Dakar, ville de plus d'un million d'habitants, où il se consommait environ 100000 tonnes de charbon par an en 1979-1980, dont 95 pour cent étaient transportés par camion.
En estimant à 16 pour cent le rendement moyen général de la carbonisation au Sénégal (Otchun, 1983) les 95000 tonnes de charbon transportées par camion équivalent à 593750 tonnes de bois, qui représentent 1826923 stères (1 stère = 325 kg). Si l'on devait transporter tout ce bois avec les camions du Service des eaux et forêts du Mali, cela ferait 114182 chargements de camion à transporter sur une distance moyenne de 400 km, soit une consommation de carburant de 16899036 litres, c'est-à-dire près de 6 pour cent de la consommation totale sénégalaise d'essence et de gasoil en 1978.
La consommation de carburant serait en réalité supérieure, car les vieux camions qui servent au transport de bois et de charbon partent souvent à vide.
Dans les mêmes conditions, le transport des 95000 tonnes de charbon requiert 3515000 litres de carburant (camion transportant quatre tonnes de charbon en moyenne). Cela représente cinq fois moins de produits pétroliers consommés en route.
Les prix actuels pratiqués pour le bois et le charbon de bois favorisent l'utilisation du charbon chez les consommateurs urbains. En effet, en termes d'énergie utile, la calorie provenant du charbon est moins chère que la calorie provenant du bois. Par exemple, à Ouagadougou, le prix du kilogramme de bois était en 1979 de 14 francs CFA, alors que le prix du kilogramme de charbon était de 60 francs CFA. Si le consommateur de charbon de Ouagadougou utilise ce produit avec un rendement thermique de 28 pour cent, la calorie lui revient à 60: 7500 x 28 pour cent = 0,028 francs CFA. La calorie tirée du bois lui revient à 14: 3500 x 8 pour cent = 0,05 francs CFA, soit près du double.
Voici un autre exemple: Le Département des forêts du Sénégal rapporte qu'en 1978 les prix à Dakar étaient les suivants: 20 francs CFA pour 1 kg de bois et 25 francs CFA pour 1 kg de charbon. Dans ce cas, la calorie dérivée du charbon est encore meilleur marché. Cependant, cela est anormal, car la seule valeur du bois servant à fabriquer le charbon est de 125 francs CFA, en estimant à 16 pour cent le rendement de la carbonisation et à 20 francs CFA le coût effectif du bois. La consommation de charbon représente dans ce cas une énorme subvention de la forêt à la consommation d'énergie à Dakar. Mais cela est un autre problème important sur lequel il n'est pas possible de s'étendre ici. Il convient toutefois de souligner deux points.
· Si le prix du charbon se rapprochait un peu plus des coûts de production (tout au moins du prix du bois nécessaire pour fabriquer le charbon), le charbon importé de zones éloignées deviendrait compétitif, rendant ainsi possible l'organisation d'un commerce de charbon entre la ceinture de forêt humide et les zones de savane et du Sahel. Selon une étude de la FAO (Otchun, 1983) 1 kg de charbon fabriqué en Côte d'Ivoire. et transporté à Dakar reviendrait à 114 francs CFA.· Même dans les pays autres que le Sénégal, où les prix du charbon sont libres, il existe encore un monopole institué par les transporteurs et les propriétaires de véhicules. Cette situation n'est pas profitable aux charbonniers qui sont en fait des paysans; ils font ce travail durant la morte-saison. Il faudrait peut-être organiser les charbonniers en coopératives pour leur permettre de bénéficier davantage de leur travail de fabrication du charbon et de l'exploitation des ressources de leur environnement. Si l'on veut intéresser les paysans à l'aménagement des forêts, il faut d'une manière ou d'une autre les intéresser au bénéfice.
On peut résumer de la façon suivante:
· Du point de vue énergétique, la filière charbon de bois reste supérieure à la filière bois tant que le rendement thermique utile du bois reste inférieur à 20 pour cent.· Du point de vue de la communauté nationale, la filière charbon reste plus économe d'énergie, même au-delà du rendement thermique de 20 pour cent pour le bois, chaque fois que des transports importants interviennent pour que le combustible atteigne les consommateurs.
· Il est nécessaire de dissocier le problème des villes de celui des campagnes. Il faut favoriser l'utilisation du charbon dans les villes. Il a d'ailleurs d'autres avantages dont il n'a pas été fait mention ici: le charbon provoque moins de nuisances pour l'environnement et moins de fumée, le stockage est plus facile, etc.
· L'utilisation du charbon permettra d'augmenter la valeur ajoutée de la production forestière à laisser dans les campagnes (valeur du bois sur pied, coupe, carbonisation), à la condition toutefois d'arriver au juste prix dans le secteur charbon, par rapport au secteur bois.
· Pour compenser une telle hausse des prix, il faut développer des systèmes de fourneaux plus économiques, afin d'augmenter les rendements thermiques et réduire ainsi les besoins en énergie domestique.
Il est incontestable que toute économie d'énergie a des effets immédiats sur les forêts et l'environnement, en particulier dans les grandes villes où la concentration démographique oblige à surexploiter les forêts. Ensuite, la possibilité qu'offre le charbon de bois de pouvoir faire venir l'énergie de plus loin est de nature à alléger aussi la pression sur les ressources forestières dans l'environnement des villes.
La décision de promouvoir l'utilisation du charbon à la place du bois n'amènerait pas des changements uniformes dans la politique forestière dans les divers pays africains au sud du Sahara, puisqu'ils ne jouissent pas des mêmes conditions climatiques, ni ne sont dotés des mêmes ressources forestières.
TRANSPORT DU BOIS DE FEU PAR CAMION - quelle est la quantité d'énergie consommée?
Cependant, quelques éléments seront communs, à savoir:
· La priorité doit être donnée à l'aménagement des ressources existantes. Leur utilisation pourrait servir à couvrir les besoins énergétiques des populations urbaines, quelle que soit leur localisation sur l'ensemble du territoire national. Les gouvernements seraient ainsi incités à protéger et aménager toutes les ressources forestières situées sur leur territoire.· Dans certains cas, des ressources forestières situées hors des frontières nationales pourraient même être utilisées.
· En ce qui concerne les reboisements - énergie pour les grandes villes, le choix des localisations tiendrait davantage compte des conditions climatiques et édaphiques que du critère de proximité des lieux de consommation. Cela donnerait aux forestiers une plus grande souplesse pour effectuer des plantations en blocs dans les zones favorables. Ces plantations devraient dans ces conditions être considérées comme des entreprises économiquement viables.
· L'agroforesterie et la foresterie de protection seraient développées dans les zones où il n'y a encore ni les espèces ni les techniques adéquates pour établir des plantations en blocs. Ainsi, on pourrait aménager des forêts et des plantations dans les zones de savanes humides pour ravitailler les villes de la zone sahélienne.
· L'organisation du transfert de ressources devrait être un des éléments importants de la politique forestière des pays ayant des zones favorables et défavorables pour la production forestière, bien que ce transfert ne doive pas relever uniquement de l'entreprise forestière. D'autres agents économiques plus efficaces devront intervenir et surtout éviter le concept de subvention à la consommation d'énergie. L'exploitation des ressources des zones de production doit générer des ressources susceptibles d'assurer la pérennité de l'opération, d'où une grande responsabilité pour les forestiers.
Pour mettre à exécution cette politique, les activités suivantes devraient être entreprises ou intensifiées:
· Mise au point et diffusion de foyers améliorés pour charbon de bois. Le point de départ de toute politique d'économie d'énergie doit commencer par l'économie dans l'usage même des ressources. C'est à ce stade que l'impact est généralement le plus significatif.· Amélioration du rendement de la carbonisation. Elle constitue le second élément important d'économie de combustible. Des résultats appréciables peuvent être obtenus rapidement car cette activité s'adresse à un nombre plus restreint d'exécutants - les charbonniers dont la formation devient ainsi plus facile. Un rendement de 40 pour cent de foyers de combustion combiné avec un rendement à la carbonisation de 30 pour cent permet d'utiliser, rappelons-le, plus de 25 pour cent de l'énergie totale. La formation de bons charbonniers doit être une activité prioritaire des administrations forestières.
· Mise en place d'un système de transfert efficace de commerce du charbon de bois. Les services forestiers pourraient encourager la formation de coopératives et groupements de charbonniers, afin qu'ils puissent bénéficier de crédits bancaires pour obtenir les équipements de transport.
· Coopération régionale. Elle doit être organisée pour faciliter les transferts hors des frontières nationales. Les administrations forestières des pays concernés doivent être réciproquement informées à tout moment de la situation des ressources, de l'offre et de la demande, et des perspectives envisagées. Cela est nécessaire pour qu'elles puissent ajuster leurs activités de soutien aux transferts de ressources.
Le problème essentiel de la foresterie en Afrique au sud du Sahara est aujourd'hui la fourniture de l'énergie domestique à la majorité de la population. Il en sera ainsi pendant encore une longue période.
L'urbanisation accélérée doit obliger, à la fois dans un souci d'économie d'énergie et de protection de l'environnement, à promouvoir dans les centres urbains l'utilisation du charbon de bois au lieu du bois. Ce charbon de bois se verra promu au rang de marchandise échangeable dans le cadre d'un commerce à longue distance. Cela devrait avoir des conséquences sur l'aménagement et la gestion des forêts du continent.
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OTCHUN, B. 1983 |
Etude sous-régionale des possibilités d'exportation de charbon de bois des pays riches en ressources forestières vers les pays déficitaires en Afrique centrale et occidentale. Rapport d'une consultation FAO. |
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STRASFOGEL, S. 1984 |
Diffusion massive des foyers améliorés au travers des unités locales de production et de distribution - le cas des foyers améliorés en céramique. Informations de l'Association bois de feu, N° 11. |
