Des énergies renouvelables à la sobriété : la recherche en action
Dans le contexte actuel, accélérer la transition vers les énergies renouvelables s’avère plus que jamais nécessaire. Bois-énergie, méthanisation, biocarburants, agrivoltaïsme y ont toutes leur place, à condition que leur production soit raisonnée. Il s’agit aussi de réduire la consommation d’énergie dans tous les secteurs, sur l’ensemble de la chaîne alimentaire : depuis l’exploitation agricole jusqu’à l’assiette et le traitement de nos déchets, en passant même par notre réfrigérateur !
Publié le 25 janvier 2023
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Nos experts présentent leurs travaux et derniers résultats à l’aide d’exemples concrets avant une session de questions/réponses. En présence également de Philippe Mauguin, président-directeur général d’INRAE et de Monique Axelos, directrice scientifique Alimentation & Bioéconomie d’INRAE.
- 0' - Introduction par Philippe Mauguin, présidente-directeur général d'INRAE
- 9'31 - Le bois, première source d’énergie renouvelable en France : comment trouver l’équilibre pour une gestion durable des forêts ? par Laurent Augusto, directeur de recherche
- 17'17 - Petits méthaniseurs pour grandes villes : les (bio)déchets de nos poubelles pour produire du biogaz ! par Anne Tremier, directrice de recherche
- 25'54 - Des panneaux photovoltaïques dans les champs ? Potentiels et limites de l'agrivoltaïsme par Christian Dupraz, directeur de recherche
- 35' 36 - La chaîne du froid, indispensable à la sécurité alimentaire mais gourmande en énergie : comment produire du froid plus efficacement ? par Laurence Fournaison, directrice de recherche
- 42'52 - Conclusion par Monique Axelos, directrice scientifique Alimentation & Bioéconomie
Éditorial
Si la France n’a pas de pétrole, elle a de la biomasse : ainsi désigne-t-on l’ensemble des matières organiques, c’est-à-dire issues d’êtres vivants, aptes notamment à fournir de l’énergie. C’est d’ailleurs actuellement notre principale source d’énergie renouvelable, devant l’hydraulique ou l’éolien, en grande partie grâce au bois utilisé comme combustible. Il faut rappeler que la surface forestière française a doublé depuis le milieu du XIXe siècle, ce qui crée de la ressource. Outre le bois, la biomasse inclut notamment le colza, avec lequel on produit des biocarburants, les effluents d’élevage ainsi que les déchets de culture ou les coproduits organiques de l’agro-industrie (drêches de brasserie, mélasse…) susceptibles de produire du biogaz après digestion par des microorganismes dans des méthaniseurs *.
Le potentiel est vaste. En valeur absolue, la France est déjà le 2e pays producteur d’énergie primaire renouvelable en Europe, mais des progrès restent à faire sur la consommation finale brute d’énergies renouvelables (17e rang européen). Il ne suffit pas de tourner un robinet pour mettre l’énergie de la biomasse au service du consommateur. Issue du vivant, elle nécessite une chaîne de transformation complexe. D’autant plus que, comparée aux hydrocarbures, la biomasse est volumineuse, peu dense en énergie (il faut beaucoup de biomasse pour générer une même quantité d’énergie qu’avec du pétrole), coûteuse à mobiliser, parfois saisonnière, périssable et très dispersée sur le territoire et pas nécessairement accessible. Sa valorisation énergétique peut aussi créer une compétition avec les cultures alimentaires, et oblige également à des choix d’utilisation : un arbre qu’on brûle, c’est un « puits » * qui ne stockera plus de carbone et un matériau qui ne servira jamais à la construction.
Décarboner notre économie grâce à la biomasse n’est donc pas une mince affaire. Sur tous les aspects de ce défi, fort de sa place de premier institut de recherche français sur les thématiques agriculture, alimentation et environnement, INRAE mène activement des recherches dans le domaine de la bioéconomie et de la mobilisation de la biomasse pour produire de l’énergie tout en veillant aux équilibres entre ses différents usages. Les travaux d'INRAE touchent aussi aux autres énergies renouvelables – comme par exemple l’emploi du solaire sur les surfaces agricoles – et bien entendu à la sobriété énergétique. Car l’objectif de neutralité carbone en 2050 fixé par la Stratégie nationale bas-carbone (SNBC) ne saurait être atteint en France sans une très forte baisse de notre consommation d’énergie. Et que ce soit sur l’évaporation du lait, les besoins en froid, les stations d’épuration ou encore un emploi moderne des ferments, INRAE est aussi au rendez-vous de la recherche sur les économies d’énergie.
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- Méthaniseur : aussi appelé digesteur, il s’agit d’un réacteur dans lequel la matière organique est dégradée par des microorganismes en l’absence d’oxygène, ce qui conduit à la formation de biogaz (mélange de méthane, de CO2 et de quelques gaz traces) et d’un produit solide riche en matière organique, le digestat (résidus solides issus de la méthanisation).
- Puits de carbone : la capacité des arbres à absorber et stocker du CO2durant leur croissance fait d’eux des « puits de carbone ».
Au sommaire de ce dossier
Le bois, source d’énergie
En France, le bois-énergie représente 36 % de la production d’énergies renouvelables et 35 % de la consommation toutes énergies renouvelables confondues. Sa place de 3e massif forestier d’Europe et de première ressource renouvelable nationale impose la forêt, et donc la filière forêt-bois, comme acteur central de la stratégie d’atténuation du changement climatique. Grand enjeu de la recherche sur le sujet : guider scientifiquement les pratiques forestières afin que les prélèvements soient compatibles avec le caractère renouvelable de l’énergie fournie.
Produire des gaz renouvelables
On associe facilement la production de gaz renouvelable à la méthanisation. Et pour cause, la filière est en plein essor. D’après le ministère de la transition énergétique, le gisement global mobilisable à l’horizon 2030 pour la méthanisation a été évalué à 56 GWh d’énergie primaire en production de biogaz. La méthanisation est un sujet d’étude majeur pour INRAE depuis ses prémices, mais l’institut se penche aussi sur d’autres processus innovants comme la production d’hydrogène par voie biologique.
| Le biométhane | Le biohydrogène |
| Fin 2021, la France comptait 1 300 unités de production de biométhane qui ont fourni 0,92 % de la consommation française de gaz. | Le gaz hydrogène est actuellement produit à 95% à partir de méthane fossile, un procédé fortement émetteur de dioxyde de carbone. En 2021, la production des 94 millions de tonnes de H2 produites au niveau mondial a libéré 900 millions de tonnes de CO2 dans l’atmosphère. |
Biocarburants
En 2009, le biocarburant est entré dans les mœurs – et dans les réservoirs – des automobilistes français. Cette année-là, les stations-services se sont enrichies d’une nouvelle offre : le SP95-E10 pour « sans-plomb indice d’octane 95 avec 10 % d’éthanol ». Tout comme le biodiesel, qui représente 78 % de la consommation nationale de biocarburants, le bioéthanol est dérivé de la biomasse. En 2018, la France était le 1er pays européen consommateur de biocarburants, avec une consommation totale de 36 TWh dont 28 pour le biodiesel et 8 pour le bioéthanol. À elle seule, la production de bioéthanol destinée à un usage carburant mobilise environ 3 % de la surface agricole française globale de céréales et de plantes sucrières .
Agrivoltaïsme
La filière solaire photovoltaïque s’est fortement développée en France à partir de 2009. En 2021, 13,2 GW étaient installés. En février 2022, le président de la République a fixé comme objectif pour 2050 une puissance installée de 100 GW. Cela représente une surface de 1 000 km² à déployer, soit l’équivalent de la Martinique ou de 2 fois le territoire de Belfort. Si les toits, friches industrielles et autres ombrières de parking ne suffisent pas, on peut envisager un déploiement dans les champs !
Sobriété énergétique
Parce que les énergies fossiles sont à l’origine du réchauffement global de l’atmosphère et aussi parce que leur coût, lié à l’épuisement progressif de cette ressource, devient prohibitif, il faut en réduire la consommation. L’équation est complexe car les énergies fossiles restent encore vitales pour les systèmes agricoles et alimentaires. La sobriété énergétique n’est donc pas une option, mais bel et bien un objectif prioritaire.
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Monique Axelos
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Coordinatrice scientifique du dossier
Directrice scientifique Alimentation & Bioéconomie