Transcript La production de la biomasse végétale - Biomasse

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Production de la biomasse
végétale
Ce support a été réalisé avec le soutien financier du Compte d'affectation
spéciale "Développement Agricole et Rural" du Ministère de l'Alimentation,
de l'Agriculture et de la Pêche
4.
Production de la biomasse végétale
LES SOURCES DE LA BIOMASSE VEGETALE
Ordre de priorité pour la mobilisation
1.
2.
3.
4.
5.
1
Bois
Co-produits des IAA
Co-produits agricoles : résidus de culture (pailles), issues de
silos, lisier …
Déchets verts des collectivités
Cultures dédiées
 Annuelles
 Pérennes et taillis
RETOUR
SOMMAIRE
4.
Production de la biomasse végétale
BOIS : LES SURFACES FORESTIERES
La forêt française en 2007 : 15,71 Mha dont
14,97 Mha de forêt dite de production
=> Une surface en augmentation ...
mais des parcelles parfois difficiles d’accès :
Sur 2,4 milliards de m3 de bois sur pied
> 60% sont faciles à exploiter
> 9% sont moyennement faciles à exploiter
> 31% sont difficiles ou très difficiles à exploiter
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=> A lui seul, le bois ne suffira
pas à répondre aux besoins.
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SOMMAIRE
4.
Production de la biomasse végétale
LES CO-PRODUITS
Résidus de cultures : les pailles
Ex : les pailles de céréales et d’oléagineux
les pailles et rafles de maïs
les anas de lin
©INRA
Les paramètres à prendre en compte pour mobiliser la paille (diapo suivante)
Co-produits des IAA et déchets verts
Ex : les issues de silos
les résidus de distilleries, sucrerie, meunerie, amidonnerie
les coproduits de l’industrie des corps végétaux (tourteaux de colza, de
tournesol)
Des travaux de cartographies ont déjà été réalisés ou sont en cours de réalisation dans différentes
régions : il s’agit de localiser au sein du territoire les gisements déjà existants.
=> Limite de ces gisements : ils sont déjà captés en partie car il existe déjà des valorisations pour
ces co-produits.
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SOMMAIRE
4.
Production de la biomasse végétale
MOBILISATION DE LA PAILLE :
LES PARAMETRES EN JEU
Les contraintes à la mobilisation sont :
 la modification éventuelle des pratiques actuelles des agriculteurs
(enfouissement ou retour direct au sol)
 la nécessité de maintenir un bilan humique correct de la parcelle
Exemple d’outil permettant d’identifier les possibilités d’exportation des
pailles en Picardie : cf. exporter des pailles sans risques.pdf +
cf. feuillet exporter des pailles.pdf
 la rôle du retour au sol des pailles dans la réduction des intrants et la
diminution du risque de lessivage
 le coût de mobilisation, notamment de transport (volume important)
 Le coût des engrais PK de remplacement
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SOMMAIRE
4.
Production de la biomasse végétale
LES CULTURE DEDIEE A LA BIOMASSE
Sorgho
Miscanthus
Orge*
Triticale*
TtCR saule
Switchgrass
Luzerne
Fétuque
Maïs biomasse
TCR peuplier …
* Plante entière
Il peut s’agir de plantes annuelles, pluriannuelles ou pérennes, plus ou moins
connues …
Pourquoi avoir recours à des cultures pérennes ou à des
cultures moins bien connues ?
=> Ces espèces peuvent être plus productives : certaines peuvent produire plus
(ou autant) de biomasse par hectare avec moins d’intrants, moins d’eau, moins
de temps de travail …
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SOMMAIRE
4.
Production de la biomasse végétale
LES CULTURES DEDIEES A LA BIOMASSE
Cultures annuelles :
insertion plus facile dans
les rotations
Cultures
connues
Orge*
Triticale*
Cultures en cours
d’étude
Sorgho
(zone nord de la France)
Cultures pérennes/pluriannuelles :
immobilisation d’une partie des
surfaces de la rotation
Cultures
connues
Fétuque*
Luzerne*
Cultures en cours
d’étude
Miscanthus
Switchgrass
Taillis à (très)
courte rotation :
T(t)CR
* Ces cultures connues ont été optimisées pour la production de biens
alimentaires (grains, par exemple) et leur itinéraire technique doit être
adapté pour optimiser la production de biomasse en fonction de plusieurs
critères (eau, intrants, surface nécessaire …)
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SOMMAIRE
4.
Production de la biomasse végétale
LE TRITICALE (1/2)
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Plante annuelle, hybride blé / seigle, rustique avec
une bonne résistance au froid
ITK :
Semis en Récolte au stade grain laiteux (mai-juin) ou à
maturité (juillet)
octobre-novembre
Pas de traitement fongicide et avec une fertilisation
azotée réduite
Récolte :
 Stade laiteux-pâteux (35-45 % MS) : ensilage
• 10-15 t MS/ha
 À maturité (85 % MS) : fauchage / pressage
• 10-15 t MS/ha en situation favorable
• 6-12 t MS/ha en milieu peu alimenté en eau
© INRA
Surface en triticale en 2007 ; en vert : les surfaces sont
les plus nombreuses ; source : Agreste
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SOMMAIRE
4.
Production de la biomasse végétale
LE TRITICALE (2/2)
Atouts et facteurs limitants
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ATOUTS PRINCIPAUX
CONTRAINTES PRINCIPALES
Plante annuelle, facile à inclure dans
la rotation
Nombreuses variétés disponibles pour
une
adaptation
aux
différents
territoires
Potentiels de production connus et
intéressants
plante rustique, conduite de la culture
avec peu d’intrants pour une
production de biomasse plante entière
valorisation de la plante complète
(paille + grains) pour la production
énergétique
Récolte avec un matériel courant
(récolte de céréales)
Densité faible et humidité forte du
produit à la récolte si récolte au stade
grain laiteux pâteux
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SOMMAIRE
4.
Production de la biomasse végétale
LE SORGHO FIBRE (1/2)
Plante annuelle C4, jusqu’à 3 m de haut
ITK :
Semis en avril/mai
exigences thermiques importantes
bonnes facultés d’extraction des minéraux du sol
© BD/CRACA
Récolte : ensilage à l’automne
5 à 15 t MS / ha
20 à 35 % MS
Sorgho versé ; © CA 51
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© INRA
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SOMMAIRE
4.
Production de la biomasse végétale
LE SORGHO FIBRE (2/2)
Atouts et facteurs limitants
ATOUTS PRINCIPAUX
Potentiel
de
production
élevé,
essentiellement sous forme d’un produit
humide
Large gamme variétale pour les sorghos
sucrés, grain et fourragers, pour une
adaptation aux contraintes locales
Bonnes facultés d’extraction de l’eau et des
éléments minéraux du sol qui permettent
une adaptation aux conditions séchantes
Faibles intrants
Valorisation de la plante entière pour la
production d’énergie
Culture annuelle facile à insérer dans les
rotations
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CONTRAINTES PRINCIPALES
Exigences thermiques élevées
Sensibilité à la verse
Très peu de variétés de sorgho fibre
développées, d’où une faible adaptation à
des conditions pédoclimatiques variées
Densité faible du produit à la récolte
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SOMMAIRE
4.
Production de la biomasse végétale
LA FETUQUE (1/2)
Plante pluriannuelle de la famille des graminées
ITK :
Semis au printemps ou en fin d’été, préparation de sol type prairie
(petite graine)
Plusieurs cycles de récolte sur l’année : 1ère récolte à la mi-juin, puis en
été voire même en automne (récolte possible en sec si l’été a été sec)
© BD/CRACA
Récolte :
 En sec : comme un foin (fauchage, andainage, pressage et
stockage à l'abri) ; 10-15 t MS/ha
 Humide : en ensilage
 Rendement : 10 à 15 t MS/ha à partir de la 2ème année
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SOMMAIRE
4.
Production de la biomasse végétale
LA FETUQUE (2/2)
Atouts et facteurs limitants
ATOUTS PRINCIPAUX
Bonne adaptation à des milieux divers, mais
potentiel maximal en terres profondes et
saines
Supporte des températures élevées, bonne
pousse estivale grâce à un système racinaire
développé et profond
Potentiels de productivité connus et
intéressants
Récolte avec un matériel courant
Culture pérenne (6 à 15 ans)
12
CONTRAINTES PRINCIPALES
Implantation délicate, notamment en raison
de la lenteur de la levée
Densité faible du produit à la récolte
Peu de débouchés actuels en valorisation
énergétique de la biomasse
Itinéraire technique à adapter pour la
production de biomasse en plante entière
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SOMMAIRE
4.
Production de la biomasse végétale
LE MISCANTHUS (1/2)
1ère année
Années suivantes jusqu’à 20 ans
Rhizome prêt
pour implantation
MARS
Récolte de la tige
AVRIL
Implantation des
rhizomes avec une
planteuse pommes de
terre modifiée
© BD/CRACA
© BD/CRACA
JANVIER
Sénescence des tiges et
chute des feuilles
Récoltes « en
sec » en sortie
d’hiver
(80 à 85 % MS)
JUIN
Développement du
miscanthus
en première année
© BD/CRACA
AVRIL
FEVRIER de l’année
suivant l’implantation
Broyage de la culture en
fin de 1ère année
Reprise
de végétation
© JB/CDA27
Possibilité de récolte
« en vert » à l’automne
7 à 25 t MS /ha selon les conditions d’implantation
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SOMMAIRE
4.
Production de la biomasse végétale
LE MISCANTHUS (2/2)
Atouts et facteurs limitants
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ATOUTS PRINCIPAUX
CONTRAINTES PRINCIPALES
Potentiel de productivité important en
situation pédoclimatique favorable
Récolte d’un produit sec directement
utilisable
Culture pérenne (10 à 20 ans) sans baisse de
productivité au cours du temps (à vérifier
selon le mode de récolte)
Besoins en fertilisation modérés peu de
protection phytosanitaire ni d’irrigation (sauf
cas particuliers)
Implantation coûteuse et délicate, conditionnant
la réussite de la culture et nécessitant un matériel
spécifique
Forte sensibilité aux adventices en première et
deuxième année
Entrée en production 2 à 3 ans après
l’implantation et pleine production après 3 à 5 ans
Productivité très variable selon les conditions
pédoclimatiques
Culture encore peu documentée (besoins en eau et
en azote, débouchés, conditions de l’insertion dans
les rotations agricoles et de destruction en fin de
cycle …)
Nécessité d’une bonne portance de la parcelle
en hiver pour la mécanisation de la récolte
Densité faible du produit récolté
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SOMMAIRE
4.
Production de la biomasse végétale
LE SWITCHGRASS OU PANIC ERIGÉ(1/3)
Autre plante pérenne utilisable pour la
production de biomasse
s’implante avec un semoir à céréales
cycle similaire à celui du miscanthus
10 à 25 t MS/ha
© BD/CRACA
© BD/CRACA
15
© BD/CRACA
© BD/CRACA
RETOUR
SOMMAIRE
4.
Production de la biomasse végétale
LE SWITCHGRASS OU PANIC ERIGÉ (2/3)
Cycle du switchgrass
a
b
d
c
Première année
Légende :
a - semis du switchgrass
b - switchgrass 1,5 mois après le semis
c - switchgrass en 1ère année en septembre (Aisne)
d - switchgrass à épiaison en octobre (Champagne-Ardenne)
e - switchgrass en sortie d'hiver avant récolte
(Champagne-Ardenne)
f - redémarrage du switchgrass en avril
g - switchgrass au printemps
10 à
20 ans
g
e
Récolte
f
© a-d-e-g = BD/CRACA ;
b-f = JB/CDA 27 ; c = ED/CRAP
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SOMMAIRE
4.
Production de la biomasse végétale
LE SWITCHGRASS OU PANIC ERIGÉ (3/3)
Atouts et facteurs limitants
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ATOUTS PRINCIPAUX
CONTRAINTES PRINCIPALES
Potentiel de productivité important soumis
à une variabilité plus faible que d’autres
cultures telles que le miscanthus
Bonne tolérance à une très large gamme de
sols et de climats
Culture pérenne (10 à 20 ans) sans baisse de
productivité au cours du temps (à vérifier
selon mode de récolte)
Faibles besoins de fertilisation
Peu de protection phytosanitaire
Pas de matériel spécifique pour le semis
Implantation délicate avec fréquentes difficultés
de germination et de levée
Forte sensibilité aux adventices en première
année
Entrée en production réelle la deuxième année
suivant l’implantation
Culture encore peu documentée (besoins en eau et
azote, débouchés, conditions de l’insertion dans
les rotations agricoles et de destruction en fin de
cycle …)
Nécessité d’une bonne portance de la parcelle
en hiver pour la mécanisation de la récolte
Densité faible du produit à la récolte
RETOUR
SOMMAIRE
4.
Production de la biomasse végétale
LES TtCR DE SAULE
Densité : environ 15 000 boutures / ha
Après 3 ans, les saules atteignent 3,5 m de hauteur et 4 à 5 cm de diamètre
Récolte tous les 3 à 4 ans
Environ 8 t MS / ha / an
Récolte par ensileuse équipée d’une tête adaptée ou par récolteuse de tiges
entières
TtCR de saule en Picardie : l’année de son implantation,
fin mars
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fin avril
fin juin
© CDA60
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SOMMAIRE
4.
Production de la biomasse végétale
LES TCR DE PEUPLIERS
© INRA
Densité : environ 1000 à 2000 boutures / ha
Récolte tous les 7 à 10 ans
Environ 10 t MS / ha / an
Récolte : abattage manuel ou mécanisé
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SOMMAIRE
4.
Production de la biomasse végétale
APPROFONDISSEMENT : RECOLTE
DU MISCANTHUS ET DU SWITCHGRASS (1/2)
Récolte « en sec » en sortie d’hiver (70 – 85 % MS)
Ensilage
… pour la combustion ou les agro-matériaux
Stockage
en vrac :
en tas ou
en boudin
Combiné ensilage (brins longs) / pressage
Stockage
en ballot
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SOMMAIRE
4.
Production de la biomasse végétale
APPROFONDISSEMENT : RECOLTE
DU MISCANTHUS ET DU SWITCHGRASS (2/2)
Récolte « en sec » en sortie d’hiver (70 – 85 % MS) - suite
Fauchage puis pressage
… pour la combustion ou les agro-matériaux
Switchgrass
Récolte « en vert » à l’automne (40 – 50 % MS)
Ensilage
… pour les biocarburants de seconde génération
La productivité est maximale à l’automne.
La récolte nécessite une valorisation rapide du fait de son taux d’humidité élevé.
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SOMMAIRE
4.
Production de la biomasse végétale
CULTURE DEDIEES / TRAVAUX DE R&D
Des travaux sont toujours en cours
© INRA
 REGIX (2006-2009, projet ANR) : comparaison des potentialités des espèces
dans les différents contextes pédoclimatiques français (réseau national)
 LIDEA (2007-2009, projet CasDAR) : précision des itinéraires techniques des
cultures biomasse en Picardie / Champagne-Ardenne
 LIGNOGUIDE (2010-2012, projet CasDAR) :
élaboration d’un guide d’aide au choix des
cultures biomasse en fonction des contextes
locaux de production
 Expérimentation
• au niveau des Chambres d’Agriculture
• de l’INRA
=> carte des sites terrain du
projet Lignoguide
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