Meriem Fournier, IGPEF, AgroParisTech Centre de Nancy Directrice du Laboratoire d’Etudes des Ressources Forêt Bois (UMR 1091 AgroParisTech INRA) Co-animatrice du GDR 3544 en Sciences du Bois Membre de l’International Academy of Wood Sciences 19 Décembre 2014 Quelles recherches sur le bois dans le contexte du développement de la « bio-économie » ? 50 ANS DE RECHERCHES SUR LA FORÊT & LES MILIEUX AQUATIQUES - Histoire et futurs -

ANS DE RECHERCHES SUR LA FORÊT & LES MILIEUX AQUATIQUES - Histoire et futurs - 19 Décembre 2014 Bioéconomie ? EU Bioeconomy : KBBE sustainable management, production and use of renewable biological resources, through life sciences and biotechnology and convergence with other technologies … Journal of Bioeconomics (Springer) : creative interdisciplinary dialogues between biologists and economists Club des bioéconomistes (L’harmattan 2012) : Efficacité, sobriété, diversité de la croissance verte. Bois ? Documents du programme qualité des bois 2003 (Département FMN et Gérard Nepveu) Rapport Thibaut 2010 Rapport EFI What science tell us

ANS DE RECHERCHES SUR LA FORÊT & LES MILIEUX AQUATIQUES - Histoire et futurs - 19 Décembre 2014 Bioéconomie et secteur forêt bois ? La demande en bois augmente Les produits traditionnels déclinent  « Creative destruction » Nouveaux modèles de production (« big global megatrend », bioraffinerie) Vision globale énergie climat économie (« new players », le secteur forestier doit s’ouvrir) Promouvoir les usages en cascade Diversité des situations locales « For every complex problem, there is a solution that is simple, clear and wrong »

ANS DE RECHERCHES SUR LA FORÊT & LES MILIEUX AQUATIQUES - Histoire et futurs - 19 Décembre 2014 Bois et carbone renouvelable Extrait «Les enjeux du carbone renouvelable » Benoit Gabrielle, Cours AgroParisTech

ANS DE RECHERCHES SUR LA FORÊT & LES MILIEUX AQUATIQUES - Histoire et futurs - 19 Décembre 2014 Vivekanandhan et al Diversité, complexité et subtilités des (éco) systèmes industriels « For every complex problem, there is a solution that is simple, clear and wrong » Plaquette ENSTIB

ANS DE RECHERCHES SUR LA FORÊT & LES MILIEUX AQUATIQUES - Histoire et futurs - 19 Décembre 2014 Exemples concrets de la nouvelle filière bois

ANS DE RECHERCHES SUR LA FORÊT & LES MILIEUX AQUATIQUES - Histoire et futurs - 19 Décembre 2014 Exemples concrets de la nouvelle filière bois

ANS DE RECHERCHES SUR LA FORÊT & LES MILIEUX AQUATIQUES - Histoire et futurs - 19 Décembre 2014 Vivekanandhan et al Plaquette ENSTIB Diversité des (éco) systèmes industriels Diversité des écosystèmes forestiers

JM Leban, CIAG 2011, Nancy La bioéconomie des matériaux bois: Une demande de masse où tout change vite

ANS DE RECHERCHES SUR LA FORÊT & LES MILIEUX AQUATIQUES - Histoire et futurs - 19 Décembre 2014 La haute valeur ajoutée des débouchés de niche Nano-cristaux de celluloses Extractibles

Le bois modèle naturel de matériau high tech Structure cellulaire Composite à fibres Polymères naturels Structure sandwich Légèreté / rigidité Isolant Biodégradable Esthétique Confort thermique et régulation de l’humidité de l’air

ANS DE RECHERCHES SUR LA FORÊT & LES MILIEUX AQUATIQUES - Histoire et futurs - 19 Décembre 2014 Des savoirs et savoir-faire compliqués Pour résoudre les problèmes en évitant les idées simples et fausses Il reste alors quantités de problèmes à résoudre Dans le contexte de la «destruction créatrice», il faut attirer les « nouveaux joueurs » dans ces savoirs et savoir-faire compliqués

ANS DE RECHERCHES SUR LA FORÊT & LES MILIEUX AQUATIQUES - Histoire et futurs - 19 Décembre 2014 Bien sur si une bioraffinerie propre et équitable me finance un projet, je suis pas contre, mais je vais publier avec ça ? Pourquoi ça intéresserait la recherche sur la forêt ? Nouveau chercheur en écologie EFPA Moi les arbres je les aime, je les coupe pas Je veux bien utiliser le bois en carottes comme marqueur du climat Au lieu de gamberger, fais moi le boulot que je te réclame depuis 10 ans pour le simulateur Fagacées, et bois un coup avec nous Rêves et passion du bois, connexion évidente entre le bois de l’arbre et le bois matériau, créer des procédés pour valoriser la diversité, engagement dans les territoires, tu as vraiment un doute ? Comment il va travailler avec le bois s’il sait pas du tout ce qu’on peut en faire ? C’est mieux de laisser le bois dans la forêt pour stocker le carbone et faire du bois mort pour la biodiversité ? ?

ANS DE RECHERCHES SUR LA FORÊT & LES MILIEUX AQUATIQUES - Histoire et futurs - 19 Décembre 2014 Projet forestier et approches disciplinaires ? Ecologie, Génomique … « Bon » fonctionnement = ne pas trop exploiter le bois Finalité « autres services » Applications les plus immédiates = agrosystèmes cycles courts (Arabidopsis et peuplier) EFPA Produire en cycles longs Évaluer Mobiliser Approvisionner = ingénierie ? = question pour les sciences sociales ? Produire et mobiliser la biomasse des agrosystèmes = recherche EA + EFPA Transformer la biomasse = recherche CEPIA, Univ. Comment se fait l’expertise et l’innovation pour résoudre les problèmes compliqués en évitant les réponses simples et fausses ? Quelles forêt(s) (naturelles, agrosystèmes, multifonctionnelles, à protéger des risques?) Quel bois (pour l’énergie, la construction, pour une matière standard qui va remplacer tous les produits dérivés du pétrole, pour d’autres services en forêt, multifonctionnel ?) SAD et SAE2 ?

ANS DE RECHERCHES SUR LA FORÊT & LES MILIEUX AQUATIQUES - Histoire et futurs - 19 Décembre 2014 Beaux arbres, dans 100 ans, épargner, attendre pour gagner plus… 6 mois et 10 ans Investir et ne pas se tromper, vendre, acheter moins cher à flux tendu Je vais mettre tout ce monde d’accord … Difficile de se passer de sciences sociales

ANS DE RECHERCHES SUR LA FORÊT & LES MILIEUX AQUATIQUES - Histoire et futurs - 19 Décembre 2014 Une stratégie de recherche pour connecter l’écologie des forets à l’écosystème industriel  Positionnable dans les champs Ecology, Plant Science, Forestry  Positionnée pour développer une expertise au contact des communautés énergie, bioproduits, bioénergies et chimie verte, économie, agroécologie  Qui débouche sur des innovations Innover sur l’évaluation de la qualité du bois issu de forêts hétérogènes et complexes Comprendre les déterminants environnementaux, développementaux et génétique de la formation et des propriétés du bois Evaluer la durabilité et la performance de systèmes globaux incluant l’écosystème forestier et l’écosystème industriel Introduire les critères de qualité des bois dans la conception de systèmes sylvicoles innovants

ANS DE RECHERCHES SUR LA FORÊT & LES MILIEUX AQUATIQUES - Histoire et futurs - 19 Décembre 2014 Comprendre les déterminants des propriétés du bois Le système bois décomposeurs « Dendro » sciences (-chimie, -écologie …) Génomique et physiologie de la formation du bois Dynamique de la formation du bois Eco-biophysique du bois Génétique et propriétés du bois Relations croissance Qualité des Bois Biophysique et écologie du bois

ANS DE RECHERCHES SUR LA FORÊT & LES MILIEUX AQUATIQUES - Histoire et futurs - 19 Décembre 2014 Le bois est un tissu avant d’être un matériau Lal, R. Sequestration of atmospheric CO2 in global carbon pools. Energy & Environmental Science 1, (2008). Le bois 80% de la biomasse terrestre vivante. Comment c’est possible ?

ANS DE RECHERCHES SUR LA FORÊT & LES MILIEUX AQUATIQUES - Histoire et futurs - 19 Décembre 2014 Le bois est un tissu avant d’être un matériau Lal, R. Sequestration of atmospheric CO2 in global carbon pools. Energy & Environmental Science 1, (2008). Le bois 80% de la biomasse terrestre vivante. Comment c’est possible ?  Maintenir une recherche biologique et écologique sur le bois, à caractère fondamental

ANS DE RECHERCHES SUR LA FORÊT & LES MILIEUX AQUATIQUES - Histoire et futurs - 19 Décembre 2014 Evaluer la qualité des bois des forêts complexes Définir le cadre conceptuel de la qualité et de ses variations = définitions d’indicateurs de qualité en contact avec l’aval et les utilisateurs finaux, -> les propriétés « de base » ? = patrons et processus biologiques de leurs variations -> écologie et biologie (cf diapos précédentes) Recherche technologique (Télédétection, T-LIDAR, tomographies …) -> Applications en inventaire et sur parc, de type CND industriel Capitaliser et étendre les recherches sur les forêts tropicales (Guyane)

ANS DE RECHERCHES SUR LA FORÊT & LES MILIEUX AQUATIQUES - Histoire et futurs - 19 Décembre 2014 Qualité des bois et systèmes sylvicoles innovants Approche intégrée « système de production sylvicole » Quelques systèmes (stratégie globale d’adaptation au changement climatique ou aux enjeux de la bioéconomie). 1) Intensification de la production : plantations résineuses à croissance rapide, ou ? 2) Marchés à haute valeur ajoutée : feuillus (chêne) ou ? Définir des critères de qualité des bois, pour la production ou pour la résistance/résilience du système Expérimentation et démonstration sylvicole Formaliser les processus qui les font varier dans les scénarios de gestion Scénariser les itinéraires techniques (sélection génétique, scénarios de gestion) et se donner des moyen d’évaluer ou de contrôler les critères bois (modèles et mesure) parmi d’autres dans des outils d’aide à la décision Photo P. Gelhaye

ANS DE RECHERCHES SUR LA FORÊT & LES MILIEUX AQUATIQUES - Histoire et futurs - 19 Décembre 2014 Evaluation du système forêt industrie dans le territoire Approche intégrée « écosystème bioéconomique dans un territoire » Objectif: concevoir les outils d’évaluation des bilans de matière (carbone, mais aussi exportations de minéraux, autres GES), d’énergie et de valeur en incluant les bénéfices de substitution et l’économie circulaire Différentes échelles : national, régional, bassins d’approvisionnement de tailles diverses, filières courtes ou internationales Modélisation des écosystèmes emboités forestier + industriel (avec une précision qui dépend de l’échelle, partenariat avec le génie des procédés industriels, l’institut technologique FCBA) Couplage avec les modèles sectoriels économiques Prêts pour l’expertise

ANS DE RECHERCHES SUR LA FORÊT & LES MILIEUX AQUATIQUES - Histoire et futurs - 19 Décembre 2014 Animation transversale entre disciplines (départements, partenaires) Favoriser les rencontres … autour de formations, de terrains (territoires), d’outils de caractérisation (plate-forme techniques) Une stratégie de recherche pour connecter l’écologie des forets à l’écosystème industriel

ANS DE RECHERCHES SUR LA FORÊT & LES MILIEUX AQUATIQUES - Histoire et futurs - 19 Décembre 2014 Messages à emporter chez vous  « Creative destruction » : dans un monde qui change vite, la bioéconomie est source d’opportunités au-delà des menaces pour les forêts, avec de nouveaux acteurs « climat », « énergie », « économie »  Besoin de connaissances nouvelles sur la formation du bois, ses fonctions et qualités, leurs variations, aux interfaces de différentes disciplines biologiques  Lier ces travaux avec des programmes plus appliqués tournés vers l’innovation  Stimuler l’innovation technologique, qui ne doit pas se cantonner à l’aval et à la transformation mais conquérir l’inventaire et la gestion des forêts.  Ne pas se précipiter dans l’opérationnel et les approches intégrées sans formaliser le système et la question posée. Décloisonner les disciplines et les secteurs. Oser les propositions en rupture mais prendre le temps de convaincre et de construire le réseau des partenaires.  Le système forêt-bois est un exemple pour la bioéconomie, le faire savoir.