ENJEUX DE LA BIOMASSE LIGNOCELLULOSIQUE
Dans le contexte de réchauffement climatique et de l’éventuelle raréfaction des reserves de combustibles fossiles, la biomasse lignocellulosique est reconnue comme une source d’énergie, de matériaux et de produits chimiques renouvelables.
Le projet BFF vise à établir des filières locales (telles que la combustion, la digestion anaérobique, les matériaux de construction et les plastiques) à partir de biomasse de miscanthus et de sorgho (graminées de type C4 robustes et à haut rendement), et à développer de nouvelles variétés dédiées et des systèmes de culture pour une production durable de matériel lignocellulosique.
Ces variétés et ces systèmes de culture combineront un rendement amélioré, une empreinte environnementale réduite et une composition de la matière première adaptée aux utilisations industrielles.
BFF emploie une approche multidisciplinaire innovante alliant la modélisation et la biologie des systèmes pour la caractérisation du design de l’architecture de la plante la plus adaptée à la production de biomasse.
Le projet BFF est un projet réunissant une grande diversité d’acteurs (université, association, industriels) au sein d’un consortium sous l’égide du Groupement d’Intérêt Scientifique (GIS) “Biotechnologies Vertes”
Il regroupe des laboratoires de recherche pour la recherche fondamentale, tels que l’Institut National de Recherche pour l’Alimentation, le Centre National de la Recherche Scientifique, le Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement et Genoplante-Valor.
Un volet associatif valide la mise en culture et se soumet aux exigences dictées par le GIS BV. Phytorestore participe au volet industriel pour ouvrir à une valorisation socio-économique aux cotés de grandes entreprises françaises pour organiser la production de biomasse végétale du champ à l’usine.
Ce consortium a permis d’avoir une vision globale et circulaire de la valorisation des plantes à une échelle locale et a montré de manière concrète l’intérêt de la recherche par la modélisation pour la caractérisation de l’architecture d’une plante, tout en explorant les applications pratiques du développement d’une filière biomasse végétale.
Phytorestore est responsable du lot de travail 2 : de la ferme à la porte de l’usine. Sur la base de la documentation et des entrevues avec des agriculteurs producteurs et des experts, l’établissement de la culture, la méthode de récolte, le stockage, la 1er transformation, et le transport sont des paramètres connus pour influer sur l'économie et l'empreinte écologique de la chaîne de production.
Ce lot de travail 2, vise à
La «région Ile-de-France» est retenue comme zone de tests pour la production de miscanthus. La région est représentative des conditions de culture agricole du centre-nord français, et a de superficies importantes de «terres marginales» (estimation: 30 000 ha) et de nombreux industriels utilisateurs potentiels;
Miscanthus x giganteus
Miscanthus sinensis
Phytorestore a participé au réseau d’essais pour caractériser et comparer l’évolution temporelle des rendements des plantes sélectionnées.
Ce réseau d’essais vise également à comprendre les différences de rendements observées en mobilisant les composants du rendement mais aussi les indicateurs de potentiels facteurs limitants. Une évaluation est faite chaque année de récolte.
Une fois récolté, le miscanthus est conditionné en vrac ou sous forme de briquettes puis mélangé à du bois pour servir de combustible pour la chaufferie de Montereau. La quantité de miscanthus dans le mélange varie de 10% à 20%.
La cendre et la fumée sont analysées afin de trouver le meilleur rendement.
Presse de miscanthus - BES 77
Les résultats montrent que miscanthus x giganteus obtient en moyenne de meilleurs rendements, mais plus variables que miscanthus sinensis. Le stock de carbone dans le sol a augmenté de façon significative pour les deux espèces entre 2014 et 2019 sur l’horizon 0 – 5 cm (de 0,24 t C/ha/an).
Le mode d’implantation à partir de plants repiqués donne des résultats de production concluant pour les deux espèces.
Les résultats des analyses de cendre et de fumée ses ont montrés favorables à l’utilisation du miscanthus comme combustible.
Le projet BFF a conduit à la poursuite de divers travaux sur la valorisation énergétique du miscanthus.
La culture de Miscanthus est principalement utilisée pour la production d’énergie via la combustion. En effet, permettant de fixer la pollution dans le sol, le miscanthus possède de nombreux usages : paillis horticole, litières pour animaux mais aussi chauffage.
Phytorestore a ainsi installé une chaudière expérimentale sur la bioferme fonctionnant uniquement à la biomasse végétale de type roseaux comme le miscanthus. Permettant d’être autonome en termes de chauffage, et de se retirer du fioul pour passer à la biomasse. La chaudière biomasse permet en effet, de diviser par 14 la production de CO2 d’origine fossile par rapport au fioul.
Cette installation bénéficie des aides régionales et européennes. Elle est en partie financée par Leader Sud 77, dispositif dont la mission est de soutenir financièrement des projets pilotes en milieu rural grâce à des fonds européens.
Le miscanthus produit dans la Bioferme Phytorestore est entreposé dans un silo qui alimente en continu la chaudière. Brulé, celui-ci chauffe l’eau destinée aux raidateurs hydrauliques de 3000m2 de bureaux.
La production d’énergie issue d’une chaudière biomasse, conduit à la formation d’un déchet : la cendre.
En raison de ses teneurs en phosphore, potassium et autres nutriments et de ses propriétés neutralisantes, elle pourrait être valorisée agronomiquement.
S’inscrivant dans le projet de recherche Biomass For the Future, l’évaluation de la durabilité agro-environnementale de la filière thermique du Miscanthus a notamment été réalisée dans le cadre de la thèse doctorale de Claire Brami, en contrat CIFRE chez Phytorestore, présentée et soutenue à Agrocampus Ouest Rennes, en 2020.
Intitulée, “Les enjeux de la filière thermique du Miscanthus : évaluation de l’effet d’une culture de Miscanthus × giganteus et de la valorisation agronomique de ses cendres, sur la qualité du sol”, elle met au coeur de son étude la qualité des sols avec une importance particulière donnée aux communauté lombriciennes.
