Entretiens
En 2009, Groupe coopératif Dynaco a amorcé un projet de valorisation de biomasse à ses installations de Saint-Philippe-de-Néri, en collaboration avec Biopterre. Ce projet en trois étapes – utilisation de la biomasse, compréhension de la culture et combustion – vise à évaluer le potentiel de rentabilité de la culture du saule-osier comme biomasse et à déterminer les conditions nécessaires à l'obtention d'un rendement intéressant.

Le directeur général de Groupe coopératif Dynaco, Jean-Yves Lavoie, explique l'origine du projet. « Dynaco a choisi une orientation sérieuse de promotion des énergies alternatives sous le thème "Vert et rentable". La biomasse remplace l'huile utilisée pour le fonctionnement de la meunerie, le propane pour le séchage des grains et l'électricité dans nos bureaux. »

La première phase, l'utilisation de la biomasse, comprenait l'installation d'une chaudière à biomasse pour remplacer l'utilisation de combustibles fossiles et d'électricité aux installations de Saint-Philippe-de-Néri. Depuis, une partie de l'énergie est fournie par du bois d'œuvre déchiqueté, et les cendres sont épandues au champ comme amendement.

En deuxième étape, Groupe coopératif Dynaco a investi 50 000 $ dans un projet de culture en collaboration avec Biopterre, afin d'analyser notamment le potentiel de valorisation des terres marginales par la production de biomasse à la ferme.

Récolte et biochar
La superficie de 0,72 hectare de saule-osier est rendue à maturité et a été récoltée par Biopterre au début septembre à l'aide de machinerie spécialisée pouvant être utilisée à forfait par les producteurs de la région (voir l'encadré « La récolteuse BioBaler, un produit québécois »). La biomasse récoltée est ensuite séchée, déchiquetée et utilisée pour alimenter en énergie le processus de fabrication de moulée, le séchoir à grains et les bureaux. Lors du passage du Coopérateur, nous avons pu voir à l'œuvre les appareils de conditionnement et de valorisation de la biomasse, tels un broyeur Morbark et un pyrolyseur de biochar (aussi appelé biocharbon).

Le biochar est obtenu par la pyrolyse de la biomasse agricole ou agroforestière. Il suscite beaucoup d'intérêt en raison de son potentiel d'amélioration de la qualité des sols et des rendements agricoles. De plus, sa nature très stable dans l'environnement en fait un outil intéressant pour la séquestration du carbone dans le sol. Les principaux avantages sont la simplification de la manutention, du transport et de l'entreposage, la combustion uniforme dans les chaudières et la réduction de la production de poussière.

Des résultats surprenants
Pour bien comprendre les particularités de la culture du saule-osier, Stéphane Dufour, premier directeur du secteur agricole chez Dynaco, supervise les projets à Saint-Philippe-de-Néri et à Mont-Carmel (voir l'encadré « Un exemple municipal : Mont-Carmel »). « À Saint-Philippe, nous avons évalué pendant quatre saisons de croissance quatre paramètres de culture – la densité optimale de plantation, la fertilisation, le recépage et l'utilisation de paillis de plastique –, selon les recommandations de Biopterre, alors qu'à Mont-Carmel nous avons testé deux variétés de saule et l'utilisation de paillis. Nous sommes très encouragés par les résultats statistiquement représentatifs. »

Étapes de production de biomasse

La production de biomasse suit un schéma en huit étapes :
1. Préparation du sol
2. Plantation et désherbage
3. Recépage
4. Fertilisation, suivi de croissance et phytosanitaire
5. Entretien
6. Récolte
7. Conditionnement (copeaux, granules, vrac)
8. Vente ou utilisation (combustion ou pyrolyse)

André Vézina, enseignant à l'ITA (campus de La Pocatière) et chercheur chez Biopterre, a déterminé les paramètres, supervisé l'implantation et le suivi des parcelles, et analysé les résultats. Les rendements dans les tableaux 1 et 2 de la page 58, ont été estimés grâce à une équation éprouvée, élaborée par des chercheurs d'Agriculture et Agroalimentaire Canada.

Au moment de la récolte, le saule atteignait environ 6 m (20 pi) de hauteur. L'espacement entre les rangées était de 1,8 m et les boutures étaient plantées en rangs doubles. On prévoyait récolter une centaine de balles, en supposant un taux d'humidité de 50 % et un poids de 450 kg la balle. Après quatre années de croissance, le rendement moyen devrait être de 9 tma (tonne métrique anhydre*) par hectare par année, variant selon les traitements entre 5 et 12 tma par hectare par année.

Densité de plantation
Afin d'évaluer l'impact de la densité de plantation, deux espacements ont été évalués : 50 cm (17 780 boutures par ha) et 75 cm (11 860 boutures par ha). André Vézina rappelle que « lorsqu'on évalue l'impact sur les rendements, il est important de calculer les coûts engendrés par l'achat de 5600 boutures supplémentaires ainsi que les coûts de la main-d'œuvre nécessaire pour les planter ». De plus, les résultats démontrent une légère augmentation de rendement dans les parcelles à faible densité (4 %). Enfin, le taux de mortalité était deux fois plus élevé dans les parcelles à haute densité.

La récolteuse BioBaler, un produit québécois

La récolteuse BioBaler a été mise au point en 2005 par deux jeunes diplômés de l'Université Laval, Luc D'Amour et Frédéric Lavoie, qui se sont associés à l'entreprise Andersen, de Chesterville. Une quarantaine de ces machines robustes ont déjà été vendues en Europe et trois sont en fonction au Québec, à des fins de recherche ou de récolte de terres forestières en friche. « Il y a un gros potentiel, notamment pour l'entretien des emprises sous les lignes de transport d'électricité », croit Luc D'Amour.

Le BioBaler se vend environ 150 000 $. « Les balles rondes sont facilement manipulables avec des équipements standards, ce qui offre une grande flexibilité pour l'entreposage et le transport », souligne M. D'Amour.

Tiré à l'arrière d'un tracteur ou déporté, le BioBaler peut récolter et hacher grossièrement des tiges ayant jusqu'à 10 cm de diamètre, et les balles rondes atteignent en deux mois 25 % de taux d'humidité, ce qui est idéal pour le broyage. Les pertes sont de moins de 5 % au champ. Pour le faire fonctionner, il faut prévoir un tracteur d'au moins 200 HP avec 1000 tours à la prise de force. L'utilisation de pneus forestiers est essentielle.





La biomasse, une priorité de La Coop fédérée

L'intérêt de La Coop fédérée pour la biomasse ne date pas d'hier. Plusieurs projets de recherche et développement sont en marche pour évaluer le potentiel des biomasses agricoles et forestières comme combustible.

Le genre de recherche en cours à Saint-Philippe-de-Néri est aussi effectué par La Coop fédérée en divers lieux de la province. Il s'agit également de valider les meilleures techniques de production afin d'obtenir un rendement optimal dans différentes conditions climatiques et différents types de sol.

La biomasse qui pourra être utilisée à l'avenir dans les chaudières multicarburants qui seront homologuées par le ministère du Développement durable, de l'Environnement, de la Faune et des Parcs (MDDEFP) proviendra de plusieurs sources. Mentionnons notamment les résidus agricoles, mais aussi le panic érigé, le saule et l'alpiste. Le potentiel des biomasses agricoles et forestières au Québec est évalué à un total de 8,2 millions de tonnes.

La biomasse est de plus en plus onéreuse et les entreprises hors des régions forestières ont peu de solutions de rechange. L'objectif de toutes ces recherches est de vérifier si la culture et l'utilisation du saule, du panic et de l'alpiste peuvent être rentables.


Après observation de l'impact des autres traitements, il semble évident qu'une faible densité soit à préconiser.

Recépage
Le recépage consiste à tailler un arbuste jusqu'au pied, afin d'obtenir des pousses plus nombreuses et vigoureuses. Il s'agit d'une technique utilisée à grande échelle en Europe, lors de la deuxième année de croissance. « On note une baisse de rendement en raison du traitement de 39 % dans les parcelles à haute densité, fort probablement à cause du manque d'espace et de luminosité, signale André Vézina. Par contre, l'augmentation est de 23 % dans les parcelles à faible densité. Il faudra une analyse complète des coûts de production pour évaluer si cette augmentation de 23 % justifie l'investissement. »

Le taux de mortalité était quatre fois plus élevé chez les plants recépés. Il est à noter que ces derniers atteignaient une hauteur correspondant à 75 % de celle des plants non recépés. La hauteur des plants dans l'ensemble des parcelles variait de trois à six mètres.

Fertilisation
Les parcelles fertilisées au lisier de porc ont eu un rendement moyen de 20 % supérieur à celles non fertilisées. Des études plus poussées permettront d'établir les doses optimales pour la croissance du saule.

Un partenariat d'avenir

Une entente de partenariat a été signée en février 2012 entre le Secteur des énergies Sonic, de La Coop fédérée, et le Centre de déve­lop­pement bio­alimentaire du Québec (CDBQ) pour la production de chaleur à partir de la biomasse. Le partenariat inclut l'approvisionnement en biomasse, l'acquisition de la chaudière multi­carburant Blue Flame, la construction d'un bâtiment pour l'entreposage de la biomasse et du système d'alimentation de la chaudière, ainsi que l'installation d'un réseau de vapeur reliant les bâtiments du CDBQ à celui qui abrite la chaudière.

Des tests de combustion et d'émissions de particules avec différentes biomasses agricoles sont menés afin de faire homologuer cette chaudière aux normes du MDDEFP, qui sont de 70 ppm de particules fines pour la biomasse agricole et de 150 ppm pour la biomasse forestière.

Il est intéressant de noter, dans le tableau 2, qu'il n'y a pas de différence significative de rendement entre les parcelles fertilisées ou non lorsque les plants ont été recépés. Par contre, on constate une augmentation pour les plants non recépés. Un autre pavé dans la mare du recépage.

Paillis
Les parcelles sur paillis plus mince ont eu un rendement légèrement inférieur à celui mesuré sur les parcelles avec paillis épais. Toutefois, la différence de coût justifie l'utilisation du paillis plus mince.

Taux de mortalité
Le taux de mortalité moyen a été de 5 %, variant entre 0 et 15 %. « Les résultats sont surprenants et très encourageants, affirme André Vézina. Le saule offrira de meilleurs rendements à chaque cycle de production supplémentaire. Le deuxième cycle devrait nous donner plus de biomasse, et on pourra aisément récolter sept à huit cycles de production. »

Bien qu'il ne s'agisse que de résultats préliminaires, le chercheur est prêt à s'avancer : « Je crois qu'on pourra envisager un rendement optimal dans la région avec un cycle de production court de deux ans, sans recépage, avec fertilisation et une faible densité de plantation. » À suivre !



Dans l'ordre habituel : Benoît Cayer et André Vézina, respectivement directeur général et chercheur, Biopterre; Jean-Yves Lavoie, Stéphane Dufour et Normand Leblond, respectivement directeur général, premier directeur, secteur agricole, et chargé de projet, Groupe coopératif Dynaco

Un exemple municipal : Mont-Carmel

C'est dans le cadre de son projet de Laboratoire rural que cette municipalité a entrepris l'aménagement d'une chaufferie collective pour desservir trois bâtiments au cœur du village, soit l'école primaire Notre-Dame, l'église et le centre municipal. Pionnière au Québec dans l'élaboration d'un projet de cette envergure, Mont-Carmel est une vitrine d'expérimentation pour la mise au point d'un traitement de la biomasse sous différentes formes (granules, copeaux, etc.), avec la participation du Centre de développement de bioproduits Biopterre.

Pour sécuriser son approvisionnement, la municipalité a procédé à la plantation de saules, fertilisés par les boues municipales, qui seront utilisés pour faire des copeaux.

Tard en automne, généralement lorsque les feuilles sont tombées, on récolte le saule osier à environ 15 cm de hauteur. Le échiquetage des troncs permettrait une meilleure reprise des bourgeons l'année suivante.



Ce pyrolyseur utilise le saule pour produire du biochar, ou charbon végétal. Le biochar diminue les émissions du sol en CO2 et en méthane, mais aussi en protoxyde d'azote (N2O ou oxyde nitreux), trois gaz à effet de serre préoccupants pour le climat.







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