- Le bois comme source d'énergie
- Le Bois industriel
- Le Bois de trituration
- Autres
- Glossaire

Le bois comme source d'énergie

Le bois de chauffage ou bois de feu se définit comme tout type de bois utilisé dans le but de chauffer, de cuisiner ou de créer de l'énergie. C'est aujourd'hui une source de débouché vers lequel beaucoup d'Etats se dirigent en raison des faits suivants :
- la combustion du bois dans des chaufferies bien conduites est saine et écologique,
- contrairement aux énergies dites fossiles ou fissiles, le bois est une ressource renouvelable.

Une part importante de la production et de l'utilisation des combustibles ligneux chappe gnralement aux circuits commerciaux formels et nest de ce fait pas toujours prise en considration par les statistiques.

Sur plus de trois milliards de mètres cubes de bois récoltés chaque année, on estime que la moitié environ est destinée directement au bois de feu sous sa forme brute ou sous celle de charbon de bois. Dans certains pays cette source d'énergie avoisine et dépasse même cette valeur. C'est le cas du Mali par exemple.

Le du charbon de bois

- Historique

Jusqu'au milieu du XIXe siècle, la technique des meules a été la plus utilisée pour obtenir ce produit : le bois empilé est recouvert de terre ou d'herbe et enflammé. Durant l'opération, les composants volatils contenus dans le bois, comme l'eau par exemple, passent sous forme de vapeur. Une partie du carbone contenue dans le matériau est utilisée comme combustible et le reliquat se transforme en charbon.

Selon le procédé moderne de transformation du bois en charbon de bois, le matériau est amené à très haute température dans une cornue ou un tunnel et dégage des co-produits importants tels que l'acétone, le méthanol ou l'acide acétique qui peuvent être extraits en les ramenant à l'état liquide par une opération de condensation. Le charbon de bois du fait de son taux très élevé en carbone produit davantage de chaleur que son équivalent en volume bois.

- Processus de fabrication moderne ou la carbonisation du bois par pyrolyse

Le charbon de bois est issu d'une opération de pyrolyse qui s'effectue sur un mode artisanal ou industriel. Ce procédé de fabrication porte le nom de "carbonisation" et comporte les étapes suivantes :

• quand la température atteinte est inférieure à 200°C, on est en phase de séchage. L'eau contenue dans le bois s'évapore sous l'effet de la chaleur entraînant avec elle une partie des produits volatils présents dans le matériau.

• entre 200°C et 380°C, il se produit une réaction exothermique . Celle-ci a pour conséquence de produire simultanément des gaz oxygénés et des hydrocarbures tels que le méthane, l'éthane et l'éthylène. Parallèlement, se forment des co-produits comme l'acide acétique, le méthanol et l'acétone, ainsi que des goudrons légers. Le produit obtenu à la fin de cette phase peut déjà être considéré comme du charbon. Toutefois, sa teneur en carbone ne représente que 80% du total.

• entre 380°C et 500°C, les gaz qui s'échappent lors de l'augmentation de température sont principalement des hydrocarbures et le charbon obtenu titre aux alentours de 85% de carbone.

• Si l'on continue à chauffer le matériau jusqu'à 700°C, on assiste à une phase de dissociation. Les gaz qui sont libérés sont moins nombreux, mais contiennent de l'hydrogène, ce qui a pour conséquence d'élever encore le niveau de carbone du charbon (90-95%).

Une fois l'opération de carbonisation achevée, on obtient du charbon dont la composition peut varier plus ou moins selon l'essence choisie, la température atteinte durant la pyrolyse et la température de recuit.

Une fois l'électrolyse terminée, le charbon se compose de différents éléments en quantités variées. Le charbon de bois est un produit très riche en carbone, en général entre 82% et 86%. En dehors du carbone, le charbon se compose de 12 à 15% de matières volatiles (gaz combustibles : hydrogène et oxygène notamment) et de 2 à 3% de cendres composées de matières minérales telles que la silice, le fer ou le calcium (cette liste est générale et non exhaustive car des traces de métaux alcalins, de phosphore ou d'azote peuvent parfois être relevées).

Le tableau ci-après présente les critères de qualité généraux du charbon de bois. Toutefois, il est intéressant de mettre en exergue les quelques critères qui revêtent une grande importance sur le marché international. D'un point de vue physique, il faudra prêter attention à la résistance à la compression du charbon de bois qui définira le type d'applications auxquelles il pourra être destiné, le taux de reprise d'humidité qui permettra de mettre en place de bonnes conditions de conservation et la densité. D'un point de vue chimique, seront à observer : le taux de cendres produit à la fin de la combustion, la teneur en produits volatils, le taux de carbone fixe et le pouvoir calorifique du charbon de bois.

Source : Guide technique de la carbonisation : la fabrication du charbon de bois (Dominique Briane, Jacqueline Doat), éditions Edisud, 1985

Le charbon de bois possède des applications aussi diverses que variées. On note par exemple :
- la production de carburants pour les gazogènes,
- la fabrication de combustibles,

Le charbon de bois est en effet employé comme combustible aussi bien dans les pays en développement que dans les pays industrialisés bien que l'optique d'utilisation soit différente. Dans les premiers, il représente un mode traditionnel de cuisson des aliments, alors que dans les seconds, il est plus communément utilisé dans le cadre des loisirs. La préparation de barbecue, par exemple.

Le charbon de bois entre dans la production de coke pour la métallurgie. Il est également employé comme intrant dans l'industrie chimique pour des opérations de déshydratations ou d'adsorption. Sous la forme de charbon actif, il permet d'épurer les eaux ou les produits agricoles.

Le bois industriel

Les usages industriels du bois résultent de sa structure et de sa composition. Le bois est hétérogène, hygroscopique et poreux. Chaque essence est différente des autres. L'environnement géographique, climatique ainsi que la pratique ou non de la sylviculture déterminent ses qualités techniques. La xylo-industrie constitue le terme générique désignant l'ensemble des activités	Source : graphique dérivé de la base de données sur le bois CEE et FAO
destinées à produire du papier, des emballage, des éléments de construction, des meubles, des produits divers tels que des jouets, des instruments de musique, des crayons et des allumettes.

Les sciages

Ils constituent l'étape préalable à toutes activités de la filière bois sauf celle du bois de chauffage. Les sciages sont des grumes (tout bois abattu, non écorcé, mais ébranché, propre à fournir du bois d'oeuvre) qui ont été calibrées, puis découpées à des dimensions pouvant être employées dans les industries de transformation. Ces dimensions peuvent être soit standardisées, soit spécifique à une commande.

Le processus de production des sciages

Les sciages représentent un peu plus de 40% des utilisations de bois, avec une prédominance des sciages conifères sur les non-conifères. Les principales zones consommatrices de bois de sciages sont l'Amérique du nord et l'Europe et plus précisément les Etats-Unis et l'Allemagne, qui représentent à eux deux près de 60% de la consommation mondiale de sciages conifères. Si l'on regarde les sciages non-conifères, les proportions sont à peu près identiques : Amérique du nord 58% (dont Etats-Unis : 97%) et Union européenne et Association européenne de libre échange 25%. Toutefois, la consommation en Europe de sciages non-conifères est mieux répartie. Elle se fait entre quatre pays qui représentent 70% de la consommation européenne et qui sont, par ordre d'importance : la France, l'Italie, l'Espagne et l'Allemagne.

Les panneaux dérivés du bois

Source : ECE/FAO Forest products annual markets review, 2000-2001

Cette catégorie représente environ 17% de la consommation mondiale totale de bois industriels et regroupe la majorité des produits fabriqués sous forme de planches. On trouve notamment : les placages, les panneaux de particules, les panneaux de fibres, les contre-plaqués, les agglomérés et les MDF (Medium Density Fibreboard).

Les panneaux de fibres représentent 3% de la consommation totale de bois industriel avec environ 20 millions de mètres cubes équivalent bois ronds (EBR). Les deux principales zones de consommation sont les Etats-Unis (40%) et l'UE/AELE (44%). En Europe, il est intéressant d'établir une distinction entre l'Allemagne et le Royaume-Uni, premiers consommateurs de panneaux de fibres avec respectivement 25% et 14% de la consommation européenne et l'Italie, l'Espagne et la France dont la part est d'environ 10% et ne cesse de progresser depuis 1997. Elle a par exemple doublé entre 1997 et 2000 pour la France et l'Italie.

Les panneaux de particules représentent un dixième de la consommation mondiale de bois industriel avec près de 32 millions de mètres cubes EBR consommés en 2000. Cette consommation progresse de manière continue depuis 1997 (24 millions de mètres cubes en 1997 contre près de 32 millions en 2000). Traditionnellement, la consommation de panneaux de particules se répartie en moyenne à hauteur de 40% / 40% entre les zones européenne (UE/AELE) et américaine (principalement les Etats-Unis). Toutefois, le poids des Etats-Unis tend à s'accroître avec par exemple un pic en 1999 atteignant 46% de la consommation apparente mondiale de panneaux de particules.

Le processus de production des panneaux de particules

Bois mise en copeaux séchage triage des copeaux encollage des copeaux composition pressage finition

Les contre-plaqués se composent de plaques de bois successives (gnralement un nombre impair, mais pas toujours de la même espèce), colles perpendiculairement deux par deux afin d'empêcher la dformation des panneaux et leur assurer les mmes caractristiques mcaniques selon le sens de pose. Ils sont en général fabriqués dans des tailles standard (longueur et épaisseur) mais peuvent également être adaptés en fonction des spécificités requises.

Le processus de production des contre-plaqués

Grumes Préparation des grumes déroulage séchage préparation des placages encollage composition pressage finition

La consommation de contre-plaqués représente 4% de la consommation totale de bois industriel et n'a presque pas évolué depuis 1997. La consommation de contre-plaqués est presque exclusivement réalisée par les Etats-Unis (environ 68% de la consommation mondiale de contre-plaqué correspondant à environ 20 millions de mètre cubes EBR). Viennent ensuite l'Allemagne (5%) et le Royaume-Uni (4%).

Les placages peuvent être séparés en deux sous-groupes : les planches de placage et les copeaux. La première catégorie est toujours utilisée dans le but d'embellir une surface, alors que la seconde est davantage employée dans la fabrication de panneaux destinés à une variété très large d'applications. Les planches de placage peuvent être découpées dans des épaisseurs très fines (à partir de 0,25mm) et peuvent provenir d'une grande variétés d'essences. Elles sont commercialisées par lots de trente deux, toutes issues du même arbre.

Le processus de production des placages

Grumes tronçonnage écorçage et sciage étuvage ou bouillottage tranchage ou déroulage séchage des placages massicotage, dressage triage

Le secteur de la construction constitue une voie privilgie de dbouchs pour les produits issus de la filire bois. Aux Etats-Unis, au Canada ou en Sude, 90% de la construction fait plus ou moins appel au bois contre 58 % au Japon et 25 % en Allemagne. Toutefois, certains autres pays comme la France, restent réservés quant à son utilisation (seulement 5 % des maisons individuelles en France). Le bois dans ce secteur peut trouver des applications tant à l'intérieur (lambris, boiserie, décoration, plancher, parquet...), qu'à l'extérieur (fenêtres, portes...). Il peut également entrer dans la fabrication des structures même de la maison (charpentes notamment).

Pour plus d'informations, consulter le site web suivant : http://www.maisons-bois.com/

Les lamellés-collés : le but de cette technique est de reconstituer de grosses pièces partir de lamelles de bois de dimensions relativement rduites en comparaison celles de la pice. Elles sont collées ensemble de manière à ce que leurs fils soient parallles. C'est un matériau intéressant car il permet notamment de réaliser des arches très solides par pliage. (pour de plus amples informations sur le procédé : consulter le http://tsbois.net/)

Selon le pays, la répartition de la valeur ajoutée par secteur d'utilisation de bois industriel varie en fonction des avantages comparatifs du pays (disponibilité des ressources naturelles, compétitivité des industries de transformation...). En Europe, par exemple, la répartition de la valeur ajoutée se fait comme suit :

Répartition de la valeur ajoutée par secteur utilisateur du bois industriel
en Europe (%)

Source : Le bois en chiffre - édition 2000, Ministère de l'économie, des finances et de l'industrie

Le bois de trituration

Aux usages traditionnels du bois se sont ajoutés les débouchés que permet la chimie du bois, notamment dans le domaine des papiers.

Les débouchés finaux de cette industrie peuvent être regroupés dans deux grandes catégories qui sont les emballages et le papier d'imprimerie. Ils comprennent d'une part les débouchés professionnels (cagettes, caisses, journaux, édition...) et d'autre part les débouchés privés (cahiers et crayons par exemple). Le bois de trituration représente 41% de la consommation mondiale de bois industriel avec près de 102 millions de mètres cubes. Ceci se répartit traditionnellement à hauteur de 54% pour les Etats-Unis et de 40% pour la zone UE/AELE. A l'intérieur de cette dernière on peut faire la distinction suivante :
- l'Allemagne pour environ 23% de la consommation de la zone,
- le Royaume-Uni, la France et l'Italie pour environ 14% chacun
- l'Espagne pour environ 8%.

Dans la catégorie du papier d'imprimerie, deux postes se partagent équitablement environ 90% de la consommation totale. Ce sont les papiers graphiques et les matériaux d'emballages. Les papiers à usage domestique se classent loin derrière eux avec environ six à sept millions de mètres cubes. Ils comptent pour environ 7% de la consommation apparente totale de papiers.

Le recyclage est particulièrement développé dans ce secteur. Pour ne citer qu'un exemple, en France le ratio des produits recyclés sur le total de pâte à papier utilisée est de l'ordre de 60% environ.

Autres

Utilisations pharmaceutiques

Les arbres sont aussi riches en principes que la mdecine a su exploiter de tout temps. Citons l'aspirine produite à partir de l'corce du saule ; la taxine qui est un alcalode cardio-actif extrait de l'if et le quinquina qui est extrait de l'écorce de l'arbre du même nom et qui combat le paludisme. Plus gnralement, les forts sont reconnues essentielles l'quilibre de l'cosystme pour leur capacit rgnrer l'oxygne, grce la photosynthse.

Pour de plus amples informations, se référer au site web suivant : http://les.arbres.free.fr/utilite.php

Sauf indication contraire, les chiffres mentionnés dans cette partie sont basés sur les statistiques publiées par la Commission économique pour l'Europe des Nations-Unies (CEE)

Glossaire

Exothermique : qualifie les réactions qui se produisent avec un dégagement de chaleur

La densité du charbon de bois se situe à l'intérieur de la fourchette susmentionnée. Toutefois, il est important de noter le fait que la densité du charbon de bois varie en fonction de l'essence de bois utilisée.

Température d'inflammation et pouvoir rayonnant : la conservation du charbon de bois n'est pas exempte de risques. Dans ce contexte, deux facteurs importants sont à souligner : la température d'inflammation et le pouvoir rayonnant. Ce point est à observer dans les entrepôts de stockage notamment. Les Etats ont généralement mis en place des réglementations de sécurité concernant l'emballage ou le conditionnement du produit.

Adsorption : opération chimique par laquelle des solides poreux ou des solutions retiennent des ions libres, des atomes ou des molécules en phase gazeuse ou liquide.

Tranchage : opération d'ébénisterie par laquelle le bois destiné aux placages est débité en plaques minces.

Déroulage : mode de débit d'une bille de bois en feuilles minces continues à l'aide d'une dérouleuse. Le bois est ramolli par étuvage.

Etuvage : opération préliminaire au tranchage ou au déroulage et qui consiste à mettre des grumes dans une étuve à eau chaude ou à vapeur dans le but de ramollir les fibres, ce qui permet ensuite un tranchage ou un déroulage à chaud plus facile et l'obtention de placages de meilleure qualité.

Dressage : action faisant disparaître les irrégularités d'une pièce.

Séchage : opération qui vise à éliminer l'humidité soit à l'air libre, soit par air chaud dans des installations adéquates.