Cycle du bois

La photosynthèse et la respiration autotrophe

Durant toute sa croissance, l’arbre absorbe le gaz carbonique par le processus de photosynthèse. La photosynthèse est le processus par lequel les végétaux absorbent le CO2 disponible dans l’air et dans l’eau qu’ils puisent dans le sol pour les transformer en sucre. Ils rejettent alors de l’oxygène et de l’eau[4].

Par la suite, les végétaux utilisent les sucres issus de la photosynthèse, l’eau et l’oxygène pour produire leur énergie. Il s’agit du processus de respiration autotrophe. Ils relâchent alors dans l’atmosphère du dioxyde de carbone et de la vapeur d’eau[5].

L’absorption du carbone par la forêt

Dans une forêt, le carbone est emmagasiné dans les arbres, le sol et l’humus. Le carbone se dépose dans la biomasse forestière, c’est-à-dire dans les troncs d’arbres, les branches, les racines et les feuilles. Il se dépose également dans le sol et la matière organique morte, composée du bois mort et de la litière[6].

Les arbres séquestrent le carbone pendant leur durée de vie. Lorsqu’ils entrent dans la phase de vieillissement, le carbone est alors peu à peu rejeté dans l’atmosphère. Différents facteurs peuvent contribuer au relâchement du carbone qui avait été emmagasiné comme les incendies de forêt, les infestations d’insectes et les maladies[7].

Les jeunes forêts et les forêts vieillissantes

Les jeunes forêts en croissance stockent plus de CO2 que les forêts à maturité et âgées. On leur attribue souvent le terme de puit de carbone[8].

Bien que les vieilles forêts accumulent peu ou pas de carbone dans la partie épigée des arbres en raison de l’arrêt de croissance et qu’elles émettent du CO2 par la respiration et la décomposition, la quantité accumulée par ces peuplements est importante. Elles sont considérées comme des réservoirs[9].

Au-delà de l’âge, d’autres facteurs peuvent avoir une influence considérable sur la capacité d’une forêt à présenter un bilan carbone positif, tels les changements climatiques, les perturbations naturelles, la résilience et les méthodes d’aménagement préconisés[10].

Le flux du carbone forestier est complexe et certaines notions quant au carbone contenu dans la partie aérienne des arbres versus celui sous le niveau du sol changent au fil de l’acquisition de connaissances.

Dans tous les cas, les superficies forestières doivent être maintenues et augmentées. Jeune ou mature, la forêt joue un rôle dans les changements climatiques en stockant du carbone.

L’aménagement des forêts

L’aménagement forestier et la récolte du bois contribuent à la séquestration du carbone par les arbres sur une plus longue période de temps.

Le cycle de vie d’une forêt naturelle peut être subdivisé en différentes phases. Il y a tout d’abord l’implantation, puis la croissance, la sénescence (le vieillissement) et le remplacement. La sénescence constitue une phase où une grande quantité de CO2 est relâchée dans l’atmosphère[11].

La phase de croissance de la forêt peut bénéficier de l’intervention humaine qui pourra la rendre plus productive et en augmenter la qualité. Dans une forêt aménagée, les arbres sont récoltés à maturité afin de servir en tant que produits du bois. Le bois ainsi utilisé dans des projets de construction séquestre le carbone sur une plus longue période. La récolte permet également aux arbres plus jeunes d’obtenir l’espace et la nourriture dont ils ont besoin pour avoir une croissance optimale. Le processus de photosynthèse peut alors s’opérer plus rapidement et plus efficacement[12]. La forêt se trouve donc en meilleure santé, ce qui la rend plus résistante aux perturbations qu’elle peut subir comme les invasions d’insectes, les changements climatiques et les maladies[13]. La régénération des forêts, grâce au reboisement, permet également une plus grande absorption de CO2[14]. On peut donc conclure qu’à long terme, une forêt aménagée présente un meilleur bilan carbone qu’une forêt non aménagée[15].

La séquestration du carbone

Dans une forêt aménagée, les arbres matures sont récoltés afin de servir sous forme de produits du bois au lieu de se décomposer et de relâcher le carbone qu’ils ont emmagasiné au cours de leur croissance. Le carbone se retrouve alors séquestré sur une plus longue durée, c’est-à-dire la durée de vie du projet dans lequel le bois sera intégré[28]. D’ailleurs, la production d’une tonne de bois équivaut à l’absorption de 1,8 tonne de CO2[29]. L’aménagement durable des forêts et l’utilisation du bois dans des projets à long terme (construction de bâtiments, meubles, etc.) contribuent à la lutte contre les changements climatiques et à la réduction d’émissions de gaz carbonique dans l’atmosphère[30].

La possibilité forestière

Le régime forestier au Québec a subi de nombreux changements depuis les 20 dernières années. Suite à une prise de conscience collective de la société québécoise sur la gestion des forêts et l’activité forestière au début des années 2000s, une consultation publique a été réalisée et les possibilités forestières ont été révisées à la baisse en 2005. Le poste de Forestier en chef a alors été créé et la Loi sur l’aménagement durable du territoire forestier a été adoptée en 2011 pour entrer en vigueur en 2013[31].

La possibilité forestière correspond au pourcentage d’arbres qui peuvent être coupés dans une forêt publique par année et de façon perpétuelle sans diminuer la capacité productive du milieu et tout en respectant les différents critères de l’aménagement durable. Il est de la responsabilité du Forestier en chef de déterminer la possibilité forestière pour chacune des unités d’aménagement des forêts publiques de la province[32]. Pour les forêts privées, ce sont les différentes agences de mise en valeur qui calculent la possibilité forestière sur leur territoire[33].

Récolter en deçà de la possibilité forestière signifie qu’une partie des arbres qui auraient pu être récoltés sont restés sur place et entreront donc dans le processus de vieillissement et de décomposition qui favorisera la production de CO2 plutôt que son absorption.

Les résidus de coupe

Selon le type de récolte effectué, le sort des résidus de coupe sera différent. La récolte par arbres entiers, c’est-à-dire la récolte de tout l’arbre coupé incluant les branches et les feuilles, était jusqu’au début des années 2000 la pratique la plus courante dans nos forêts. Les arbres entiers étaient récoltés et transportés en bordure des chemins forestiers où ils étaient ébranchés. Les branches étaient alors laissées sur place et formaient des monticules que l’on appelle andains. L’arrivée de l’abatteuse multifonctionnelle sur les chantiers a modifié considérablement les façons de faire. La récolte par troncs entiers a pris de l’ampleur et est aujourd’hui préconisée par le ministère. Les troncs sont alors ébranchés sur les lieux de coupe et les branches laissées sur place. On évite ainsi de créer des andains[34]. Les résidus de coupe laissés sur place contribuent à la protection des sols contre l’orniérage et au maintien des réserves d’éléments nutritifs. Ces résidus sont parfois indispensables à la présence de certaines espèces animales, d’insectes ou de champignons[35].

L’utilisation de la biomasse forestière n’est pas nouvelle, mais elle rencontre un essor récent. La biomasse signifie la masse du vivant. Mais lorsqu’il est question de biomasse forestière, on fait surtout référence aux résidus de coupe. Ils peuvent comprendre les branches et les feuilles, les arbres malades ou morts, les arbres trop petits pour avoir une valeur commerciale, etc. Cette biomasse peut être transformée en granules ou en biocarburant afin de produire de l’énergie[36]. La récolte des résidus de coupe doit tout de même se faire selon certaines règles, car ces mêmes résidus peuvent avoir des effets bénéfiques pour la forêt. Des études sont en cours afin de déterminer dans quelles circonstances les résidus doivent être laissés sur place et en quelle quantité, sans affecter la productivité de la forêt ni sa biodiversité[37].

La production de bioénergie à partir des résidus du bois peut contribuer à réduire l’empreinte écologique de l’industrie du bois en permettant de réduire notre utilisation de combustibles fossiles[38]. L’utilisation de la biomasse comme source énergétique rejette tout de même du CO2 dans l’atmosphère. Ce n’est qu’en tenant compte de l’analyse du cycle de vie du bois et qu’en remplacement des énergies fossiles qu’elle se présente comme une option écologique. Le carbone séquestré dans le bois sera inévitablement libéré dans l’atmosphère lors de la décomposition du bois. Sa combustion à des fins énergétiques ne fait que libérer le gaz carbonique plus rapidement. À court terme, la bioénergie produit des gaz à effet de serre, mais à long terme, la bioénergie a un bilan carbone moindre que celui des combustibles fossiles[39].

On dénombre en Estrie environ 150 usines de 1re, 2e et 3e transformation de bois. Le secteur de la transformation représente à lui seul 20 % de la main-d’œuvre travaillant dans le secteur manufacturier de la région. Ces entreprises produisent plus de 500 produits du bois différents, en passant par le bois de construction, la papeterie, l’ébénisterie, les instruments de musique et bien d’autres[40].

Les extractibles forestiers

Avant de le transformer en produit manufacturé, on peut prélever du bois les extractibles forestiers, qui sont utilisés par les compagnies pharmaceutiques, agroalimentaires, cosmétiques et nutraceutiques[41]. Ces extractibles sont classés dans deux grandes familles : les terpènes et les polyphénols[42]. Les extractibles diffèrent selon qu’ils sont prélevés du tissu bois ou de l’écorce des arbres. Ils diffèrent également selon les espèces d’arbres et les procédés d’extraction[43]. Les molécules de polyphénols, entre autres, ont des propriétés très intéressantes. Elles sont antioxydantes, anticancéreuses, antibiotiques et anti-inflammatoires[44]. L’Estrie compte cinq entreprises qui utilisent et extraient ces éléments du bois récolté pour en faire des huiles essentielles, un produit qui se classe dans la famille des polyphénols[45].
 

Les matériaux de construction

Par la transformation du bois en différents produits de construction, on augmente la durée pendant laquelle le carbone est séquestré en lui donnant une longévité accrue[46]. Le processus de transformation du bois est beaucoup plus écologique que celui d’autres matériaux qui sont parfois utilisés pour le même genre de produits. À titre d’exemple, il nécessite quatre fois moins d’énergie que le béton, neuf fois moins que l’acier, 26 fois moins que le plastique et 70 fois moins que l’aluminium[47].
 

Les résidus du bois

Les résidus de bois issus des usines de transformation sont souvent réutilisés pour produire de la bioénergie, ce qui représente des économies pour ces entreprises. Dans les scieries, environ 56 % du bois qui arrive des forêts ne pourra servir sous forme de planche. Il servira donc comme sous-produit du bois. Les copeaux de bois sont redirigés en majorité vers les industries papetières[48]. La majeure partie de la biomasse utilisée pour produire de l’énergie au Canada provient des usines de transformation. Dans le secteur des pâtes et papiers, on estimait en 2007 que 58 % de l’énergie utilisée provenait de la bioénergie forestière[49].

Il existe différents procédés pour transformer la biomasse en énergie. Les biocombustibles peuvent se retrouver sous la forme solide, liquide ou gazeuse. Dans les industries papetières, c’est souvent le déchet liquide, ou liqueur noire, issu du procédé de désintégration dans la chaudière de récupération qui est utilisé à des fins énergétiques. Cette façon de faire permet également de recycler certaines substances chimiques[50]. On utilise aussi, dans certaines usines, l’écorce des arbres que l’on brûle pour produire de la chaleur ou de la vapeur qui permet d’actionner des turbines pour la production d’énergie[51].

À partir des résidus de scierie qui sont broyés et comprimés, on produit également des granulés de bois. Environ 85 % de ces granulés de bois produits au Canada sont exportés en Europe. La bioénergie fait partie de la stratégie dont s’est dotée l’Union européenne pour atteindre ses cibles de réduction de gaz à effet de serre[52].

Le bois, l’acier ou le béton?

Quand vient le temps de choisir un matériau de construction pour un bâtiment, le bois entre en compétition notamment avec le béton et l’acier. Dresser le bilan carbone d’un matériau par le recours à l’analyse du cycle de vie est une méthode qui permet de mesurer l’empreinte écologique réelle du matériau[53]. Le bois comme matériau sort grand gagnant de ces analyses, loin devant l’acier et le béton. Bien que l’acier soit un matériau recyclable, l’analyse de son cycle de vie dévoile qu’il s’agit de l’une des industries les plus énergivores dans le domaine[54].

Le bois est le seul parmi ces matériaux pour lequel on peut avoir la certification d’un organisme indépendant qui nous assure que les méthodes et modes de fabrication correspondent à des exigences environnementales élevées[55]. De plus, le bois est issu d’une ressource renouvelable et les forêts québécoises sont aménagées selon les critères de l’aménagement durable. L’utilisation du bois permet également de soutenir une industrie du Québec dont plusieurs municipalités dépendent et qui fournit environ 59 129 emplois dans la province[56]. L’utilisation de produits du Québec, en plus de soutenir l’économie locale, réduit également l’émission de CO2 par le transport de marchandises[57]. L’utilisation du bois comme matériau de construction pour les bâtiments résidentiels, industriels, commerciaux et institutionnels permet de séquestrer le carbone sur une longue durée. D’ailleurs, on retrouve 28,5 tonnes de dioxyde de carbone séquestrées dans une maison à ossature en bois de 216 m2, superficie moyenne des maisons canadiennes, soit l’équivalent de sept années d’émissions pour une petite voiture[58].

À la séquestration s’ajoute l’effet de substitution

En utilisant le bois en remplacement de l’acier ou du béton, on double l’effet bénéfique du bois. À l’effet de séquestration du carbone s’ajoute celui de substitution . Le fait de substituer ces produits dont la production est très énergivore et dégage une forte quantité de CO2 réduit de manière non négligeable l’empreinte écologique de la construction[60]. Chaque m3 de bois utilisé en construction à la place du béton ou de l’acier équivaut à 1 tonne de gaz carbonique en moins dans l’atmosphère[61]. De plus, le bois, ayant de fortes capacités isolantes et une faible conductibilité thermique, permet de réduire considérablement les coûts et l’énergie nécessaire au chauffage du bâtiment[62].

Le bois pour des constructions commerciales

Le bois est déjà largement utilisé dans la construction de bâtiments résidentiels, mais très peu utilisé lorsqu’il s’agit de bâtiments commerciaux, industriels ou institutionnels. En 2007, le pourcentage de charpente en bois dans les constructions institutionnelles, commerciales et industrielles n’était pas plus élevé que 15 %[63]. Des études démontrent que plus de 80 % des bâtiments non résidentiels au Québec pourraient être construits avec une charpente en bois[64]. Des organismes demandent d’ailleurs à ce que le gouvernement montre l’exemple dans ce domaine en s’engageant dans les constructions en bois notamment pour ses édifices publics[65].

Multiples avantages à opter pour le bois

Les structures en bois offrent de multiples avantages tels que la légèreté et une plus grande résistance aux séismes. Elles permettent également d’atteindre de grandes portées et de grandes hauteurs[66]. Le bois offre une excellente résistance au feu, généralement au-dessus de celle de ses compétiteurs[67]. Sa résistance thermique est 500 fois plus grande que celle de l’acier et 10 fois plus grande que celle du béton[68].

Les déchets issus de la construction, de la rénovation et de la démolition

Selon des données recueillies et publiées par Recyc-Québec, l’organisme évalue à 1,85 M de tonnes de résidus reçus dans tous les centres de tri de la province au cours de l’année 2015[69]. Les centres de tri ont expédié 53 % des matières sortantes vers le recyclage et la valorisation. On évalue à 58 % la proportion de matière issue de la construction, de la rénovation et de la démolition (CRD) qui ont été dirigées vers le recyclage et 39 % la proportion qui a été expédiée vers la valorisation. Des matières sortantes de ces centres, on évalue à 23 % les matières qui ont été éliminées et à 24 % celle qui ont été dirigées vers des lieux d’élimination afin de servir de matériel de recouvrement alternatif[70].

Le bois

Les déchets du bois peuvent aisément être recyclés en des matériaux de grande valeur tels que les panneaux de fibre à densité moyenne, le bois à entures multiples et le bois-plastique. Les déchets du bois peuvent également être transformés en paillis, en litière ou encore servir de combustibles utiles[71].

Au niveau de l’industrie, la récupération des déchets du bois est une pratique très courante. Les usines récupèrent environ 94 % des déchets de bois qu’ils produisent. Le portrait est bien différent sur les sites de démolition de bâtiment et pour les déchets municipaux. De ces déchets, environ 5 % sont recyclés ou compostés, 26 % sont brûlés en vue de produire de l’énergie et 69 % se retrouvent dans les sites d’enfouissement. Pourtant, les deux tiers des déchets enfouis pourraient être recyclés[72].

Les matériaux issus de la construction sont facilement récupérables. En revanche, ceux issus de la démolition sont difficiles à récupérer. Ils sont souvent mélangés avec d’autres matériaux et métaux, ce qui en rend une bonne proportion inutilisable. Il faudrait changer les habitudes de démolition pour effectuer du démantèlement, ce qui permettrait de récupérer les matériaux qui sont encore réutilisables ou récupérables[73].

Le bois constitue le matériau de construction étant le plus acheminé vers des centres de recyclage ou de valorisation, représentant au total 56 % des matériaux de construction envoyés vers ces centres. Le bois sortant des centres de tri est envoyé à 63 % vers des centres de valorisation et à 37 % vers des centres de recyclage. Au niveau du recyclage du bois, le matériau est transformé en panneaux de particules (mélamine) ou en panneaux de fibres de bois. Il y a cependant une plus forte demande du marché énergétique que de celui des produits recyclés. Le bois y est donc acheminé en plus grande quantité. Le bois destiné à une valorisation énergétique trouve preneurs notamment chez les industries de pâte et papier, les cimenteries et les serres[74].

Enjeux pour le domaine

Il y a actuellement peu de réduction et de réemploi des matériaux de construction. D’ailleurs, le choix des acheteurs de privilégier des maisons neuves au détriment de résidences plus anciennes contribue à une surconsommation de matériaux[75].

De plus, le processus de démolition traditionnel est souvent utilisé au détriment de méthodes plus écologique comme la déconstruction sélective, ce qui constitue un enjeu majeur pour le domaine. La déconstruction sélective demande des infrastructures et une organisation pour permettre la réutilisation et le réemploi des matériaux dans d’autres constructions. Ce système n’est pas encore bien implanté dans la province[76].

Les coûts reliés au recyclage et à l’élimination constituent également un obstacle à l’utilisation de ces modes de gestion des résidus. Il en coûte parfois aussi cher d’envoyer un matériau au centre de tri que de l’envoyer directement dans un site d’enfouissement. Le marché pour les produits recyclés ou valorisés fluctue énormément, ce qui cause une grande variation dans les prix. Le prix est l’un des principaux facteurs incitatifs pour l’industrie à se tourner vers des pratiques écologiques[77].

Conclusion

Une fois les matériaux redirigés vers la réutilisation, le recyclage ou la valorisation, le cycle de vie du bois recommence. Pour les produits qui ont été éliminés ou enfouis, leurs émissions de CO2 sont alors captées par les jeunes arbres en croissance. Ces jeunes arbres retraverseront le cycle pour être eux aussi transformés en produits du bois et ainsi séquestrer le carbone pour toute la durée du projet dans lequel ils seront utilisés.