Combattre les changements climatiques en aménageant la forêt et en utilisant le bois : Un enjeu pour les générations futures Robert Beauregard Doyen Faculté de foresterie, de géographie et de géomatique Camp forêt des profs AFQM 12 août 2010

Combattre les changements climatiques en utilisant le bois : Une voie d’avenir pour l’industrie forestière L’état des connaissances sur le réchauffement climatique? La dynamique des forêts et le climat Le bois, le béton et l’acier d’un point de vue des émissions de Gaz à effet de serre Enjeux éthiques et de politiques publiques La recherche pour cette présentation a été réalisée en collaboration avec Pierre-Olivier Morency et Luc Bouthillier

Les carottes de glace de Vostok pour reconstituer les niveaux de CO2 dans l’atmosphère

Niveaux de CO2 atmosphériques les plus élevés des 430 000 dernières années Source : Met Office http://www.metoffice.gov.uk/corporate/pressoffice/myths/figures.html#atmos

Concentration des gaz à effet de serre Source : GIEC AR4 – WG1 2007

Variations de température durant les 1000 dernières années Source : GIEC AR4 – WG1 2007

Source : GIEC-AR4-WG1 2007 and Kurz 2007 Notre compréhension du réchauffement climatique depuis le 4ième rapport du GIEC Notre compréhension de l’évolution climatique s’est affinée au cours des dernières années, résultant en une très grande conviction à l’effet que l’activité humaine, depuis 1750, a résulté en un réchauffement climatique; En 2006 la température planétaire était de 0,46oC plus élevée que la moyenne de 1860-2006; Onze des douze dernières années (1995-2006) se situent parmi les 12 années les plus chaudes depuis que l’on mesure la température moyenne de la planète (depuis 1850); D’après les prévisions du GIEC, la température en 2100, devrait augmenter en moyenne sur terre entre +1,4oC à +5,8oC. Source : GIEC-AR4-WG1 2007 and Kurz 2007

La situation mondiale des échanges de carbone SOURCES G tonnes de C/an Combustibles fossiles 6,4 Déforestation dans les tropiques 1,6 SOURCES TOTALES 8,0 PUITS Océans 2,2 Afforestation et augmentation de biomasse 2,6 PUITS TOTAUX 4,8 Bilan net des émissions 3,2 Source : GIEC AR4 – WG3 2007

Principales causes des émissions de carbone dues à l’activité humaine Combustibles fossiles (pétrole et charbon) Déforestation Production de béton Source : GIEC AR4 – WG3 2007

Forêts, arbres et l’enjeu des émissions de carbone Carbone atmosphérique Carbone atmosphérique Fixation du carbone dans l’arbre par la photosynthèse (puits) Mort de l’arbre Carbone dans la biomasse du sol (Réservoir)

Stocks de carbone (Gt C) Les stocks mondiaux de carbone dans la végétation et le sol superficiel (1m) Superficie Stocks de carbone (Gt C) Biome (106 km2) Végétation Sol Total Forêts tropicales 17.6 212 216 428 Forêts tempérées 10.4 59 100 159 Forêts boréales 13.7 88 471 559 Savanes tropicales 22.5 66 264 330 Prairies tempérées 12.5 9 295 304 Déserts et semi-déserts 45.5 8 191 199 Toundra 9.5 6 121 127 Terres humides 3.5 15 225 240 Terres agricoles 16.0 3 128 131 151.2 466 2011 2477 Source : Rapport spécial du GIEC sur l’utilisation des terres: http://www.grida.no/climate/ipcc/land_use/019.htm#table1-1

Évolution des superficies forestières entre 2000 et 2005 Rouge > Déforestation annuelle 0,5% Vert > Afforestation annuelle 0,5% Gris = Changement de moins de 0,5% par année Source: FAO 2006

Ceci n’est pas de la déforestation Régénération de 14 ans Pin gris à maturité Coupe à blanc Source: FAO 2006

Ceci est de la déforestation Source: FAO 2006

Ceci est de la déforestation Source: FAO 2006

Les forêts canadiennes en tant que puits et sources de carbone 1990-2005 Source : Ressources naturelles Canada : http://cfs.nrcan.gc.ca/news/544

La dynamique de l’aménagement forestier et de l’utilisation du bois en relation avec le carbone Source : Perez-Garcia et al. 2005

Effets à long terme de la substitution du béton et des combustibles fossiles via l’aménagement forestier

Source : Conseil canadien du bois Série des bâtiments durables no. 4

Construction vs Exploitation Consommation énergétique moyenne, tous types de construction confondus pour un bâtiment administratif à Vancouver ou Toronto sur un cycle de vie de 50 ans (Cole et Kerman, 1996)

L’efficacité énergétique Pour des raisons analogues aux angles entre les murs de refend et les murs extérieurs, les balcons génèrent des ponts thermiques importants, s'ils sont coulés dans le prolongement de la dalle de la maison (le béton de plancher transmet alors directement la chaleur au balcon qui agit alors comme un super radiateur ... mais à l'extérieur de la maison ! ) Dû à l’effet radiateur thermique, la chaleur est constamment retirée de la pièce par le balcon, causant une augmentation significative de la demande en chauffage. Dans les zones où il y a des ponts thermiques, la température de la surface adjacente aux balcons est beaucoup plus basse et peut même être sous le point de rosée, ce qui peut entraîner une condensation superficielle, ou la croissance de moisissures. 27

Ossature de bois, de béton ou d'acier? maisons à ossature métallique = croissance de 300% aux USA et Canada depuis 1998 Le problème des ponts thermiques dans l’enveloppe du bâtiment nous amène à une question fondamentale pour le marché de la construction : devrait-on construire avec des ossatures de bois ou d’acier ? Bois versus métal Pour l’instant, le marché résidentiel américain est dominé par la construction en bois. Les systèmes à ossature de bois représentes 90% du marché (HUD, 1993). Les ossatures métalliques représentent seulement une petite fraction de ce marché. Cependant, les technologies à ossature d’acier offrent plusieurs avantages comme une résistance aux termites, une stabilité dimensionnelle, la légèreté, et des matériaux qui peuvent être recyclés. Le désavantage principal de l’acier est sa haute conductivité thermique. Selon le American Iron and Steel Institute, les maisons à ossature métalliques (acier) ont connu une croissance de 300% aux États-Unis et au Canada depuis 1998. L’acier conduit la chaleur environ 300 fois plus rapidement que le bois. Quand des montants d’acier sont placés aux 16 pouces cc, la résistance thermique du mur est seulement environ 40 % de celle du mur vis-à-vis de la partie avec l’isolant. Par exemple, un mur isolé avec une laine minérale dont la résistance thermique est R-19 permet d’atteindre seulement R-7.6 pour le mur avec colombages métalliques. Les ponts thermiques à travers un mur sont encore plus importants dans un système structural de toiture. Les fermes en acier se déploient alors telles des radiateurs de métal connectés de l’intérieur vers l’extérieur. 28

Bilan environnemental des matériaux de construction Le bois : un matériau à faible coût énergétique Le deuxième intérêt du bois est son faible coût énergétique qui complète la qualité précédente puisqu’il permet des économies d’énergie importantes lors de son exploitation, de sa transformation et de sa mise en œuvre. Le tableau présente l’énergie nécessaire pour produire une tonne de matériau exprimée en mégajoules : bois : 1 mégajoule béton : 4 mégajoules acier : 60 mégajoules   Cette performance est amplifiée par le très bon rapport "résistance mécanique/poids" du matériau bois, nettement supérieur à celui des autres matériaux courants de construction. 6

Secteur forestier Rôle de la forêt et des produits du bois Bilan carbone forêt Puits de carbone: photosyntèse, Source de carbone: coupes, décomposition ou désastres naturels Écosystèmes forestiers Secteur forestier Source : GIEC AR4 – WG3 2007

Rôle de la forêt et des produits du bois Bilan carbone forêt Puits de carbone: photosyntèse, Source de carbone: coupes, décomposition ou désastres naturels Écosystèmes forestiers Déforestation Utilisation du territoire Secteur forestier Source : GIEC AR4 – WG3 2007

Rôle de la forêt et des produits du bois Bilan carbone forêt Puits de carbone: photosyntèse, Source de carbone: coupes, décomposition ou désastres naturels Écosystèmes forestiers Déforestation Utilisation du territoire Secteur forestier Source : GIEC AR4 – WG3 2007

Rôle de la forêt et des produits du bois Bilan carbone forêt Puits de carbone: photosyntèse, Source de carbone: coupes, décomposition ou désastres naturels Émissions Combustibles fossiles Écosystèmes forestiers Déforestation Autres produits Béton, acier Utilisation du territoire Secteur forestier Services à la société Source : GIEC AR4 – WG3 2007

Minimiser les émissions Rôle de la forêt et des produits du bois Minimiser les émissions Emissions Biofuel Produits du bois Combustibles fossiles Écosystèmes forestiers Déforestation Autres produits béton, acier Utilisation du territoire Secteur forestier Services à la société Source : GIEC AR4 – WG3 2007

Enjeux de politiques publiques Améliorer la protection des forêts contre les épidémies d’insectes et les feux; Arrêter la déforestation et supporter l’afforestation dans les pays tropicaux. Utiliser les résidus de bois pour produire de la bioénergie et substituer des combustibles fossiles; Mettre en place des politiques publiques pour empêcher la disposition des résidus de bois dans des sites d’enfouissement; Supporter la construction non résidentielle en bois Supporter l’instauration d’un prix pour les émissions de carbone (taxe, bourse ou combinaison)

Liste de références FAO 2006. Global Forest Resource Assessment : Progress Towards Sustainable Forest Management. FAO Forestry Paper 147:320. Frühwald W. and M. Sharai-Rad 2003 Comparison of wood products and major substitutes with respect to environmental and energy balances ECE/FAO seminar Strategies for the sound use of wood, Poiana Brasov, Romania, 24-27 March 2003 Gustavsson L., K. Pingound and R. Sathre 2006. Carbon dioxide balance of wood substitution: comparing concrete and wood frame buildings. Mitigation and adaptation strategies for global change, 11:667-691. GIEC 2007 Quatrième rapport d’évaluation: Rapport du groupe de travail I Le rapport des sciences physiques, http://www.ipcc.ch/ipccreports/ar4-wg1.htm GIEC 2007 Quatrième rapport d’évaluation: Rapport du groupe de travail III Atténuation des changements climatiques, http://www.ipcc.ch/ipccreports/ar4-wg3.htm Kurz, W., 2007. Forests, Carbon and Climate Change. Natural Resources Canada, Canadian Forest Service, Ottawa, July 19th 2007. RNCAN, 2007. La forêt est-elle un puits ou une source de carbone? Notes sur la science et les politiques, Octobre 2007, http://scf.rncan.gc.ca/nouvelles/544 Perez-Garcia J., B. Lippke, J. Comnick and C. Manriquez 2005. An Assessment of Carbon Pools, Storage and Wood Products Market Substitution Using Life Cycle Analysis Results. Wood and Fiber Science 37(2005)140-148 UK Public Weather Service, 2007. http://www.metoffice.gov.uk/corporate/pressoffice/myths/figures.html#atmos