Synthèse de travaux sur la forêt française et atténuation du changement climatique : une approche par modélisation bio-économique

Fin 2014, un des formats de publication de la Chaire Économie du Climat, Les Cahiers, est consacré au changement climatique et à son atténuation par le secteur des forêts tempérées françaises. Ce document synthétise trois travaux précédemment publiés par les chercheurs du laboratoire en économie forestière de Nancy en 2011 et 2013. Ils reposent sur le modèle bioéconomique French Forest Model Sector, qui couple un module biophysique et un module économique en équilibre partiel statique. Ces travaux regardent les impacts de mesures d'atténuation, que sont la séquestration (gestion du carbone séquestré dans les forêts et produits en bois de long terme) et la substitution (exemple, dans le cas de l’énergie, d’une substitution entre une ressource bois et une autre d'origine fossile), ainsi que des politiques publiques associées.

Dans la première étude, l'analyse comparée d'une politique en faveur de la séquestration et d'une seconde en faveur de la substitution montre que le bilan carbone est favorable à la première, qui présente aussi les meilleurs résultats en termes de welfare économique et de coût de mise en œuvre. La seconde étude prend comme donnée de base le cadre réglementaire fixant les prélèvements supplémentaires de bois pour des usages énergétiques à 6 Mm³ par an, objectif français à échéance 2020.

Les auteurs mettent ainsi en évidence les effets d'une politique en faveur de la substitution, qui serait bénéfique pour la balance commerciale de la filière forestière (augmentation des exportations), mais impliquerait des tensions sur la ressource locale avec d'autres filières du bois. Le dernier article explore les conséquences d'une taxe carbone sur le secteur bois, qui augmenterait production et consommation avec de fortes disparités régionales dues au coût du transport.

Des pistes de recherche sont aussi évoquées en fin de document par les auteurs, Sylvain Caurla et Philippe Delacote : une meilleure connaissance des comportements de consommation, une meilleure description des co-produits de l'industrie du bois et une amélioration du modèle afin de procéder à des simulations sur le long terme permettant de prendre en compte les impacts sur le puits carbone à de plus grandes échelles temporelles, et d'introduire des mesures d'adaptation.

Élise Delgoulet, Centre d’études et de prospective

Source : Chaire Économie du Climat

Biomasse, consommation énergétique et utilisation des sols

L'étude intitulée A calculation of the EU Bioenergy land footprint discute l'impact des objectifs de l'Union européenne en termes de bioénergie aux horizons 2020 et 2030, tant sur les surfaces cultivées que sur les forêts. Ces travaux ont été réalisés par des chercheurs de l'université de Vienne pour l'association Les Amis de la Terre. Ils estiment le nombre d'hectares nécessaires à l'atteinte de ces objectifs (surface domestique mais aussi liée aux importations) : 44,5 Mha en 2010 (taille de la Suède) et 70,2 Mha en 2030 (taille de la Pologne et de la Suède). À noter qu'en 2010, la biomasse représente 8% de l'énergie finale consommée à l'échelle de l'UE.

Afin d'estimer la demande en biomasse à destination énergétique, les auteurs s'appuient sur les plans d'actions nationaux en termes d'énergies renouvelables en 2020, et les avancées rapportées par les États membres. Pour l'horizon 2030, ils recourent aux résultats d'une étude (Biomass Futures Project) mobilisant le modèle PRIMES, modèle d'équilibre partiel du secteur de l'énergie. À chaque technologie de transformation en chaleur, énergie ou pour les transports, est associée la quantité de biomasse nécessaire. La surface mobilisée en est déduite à partir du rendement moyen par hectare. L'approche pour la forêt est plus théorique et sujette à prudence selon les auteurs. Le calcul est fait à partir de l'activité maximale pour laquelle la productivité du stock n'est pas dégradée.

Cette méthode donne les résultats suivants (cf. tableau ci-dessous) :

- les surfaces dédiées à la bioénergie augmenteraient de 27% à l'horizon 2030 et de 57% à l'horizon 2050 par rapport à l'année 2010 (surface estimée par les auteurs à 44,5 Mha en 2010) ;

- l'augmentation résultant de l'usage de biocarburants serait concentrée sur la période 2010-2020 ;

- les parts des surfaces cultivées et des forêts consacrées au débouché énergie passeraient respectivement, à l'horizon 2030, de 4,6% à 12,4% et de 29,2% à 39%.

En conclusion, les auteurs de l'Institute of the Environment and Regional Development (Vienna University of Economics and Business) critiquent la disponibilité des données, tant sur la ressource elle-même qu'au niveau de l'impact environnemental, pour faire de telles estimations à l'échelle de l'UE, au regard de l'importance des surfaces en jeu.

Élise Delgoulet, Centre d'études et de prospective

Source : Friends of the Earth

Une meilleure compréhension de la relation entre âge et croissance des forêts

La croissance des forêts diminue avec l'âge de ces dernières. Ce phénomène était traditionnellement expliqué par une augmentation de la respiration des arbres vieillissants. Une équipe de chercheurs vient au contraire de démontrer le rôle de la diminution à la fois de la production d'énergie (photosynthèse) et de la consommation d'énergie (respiration). Ce serait cette double diminution qui expliquerait la réduction de la croissance des forêts boréales et tempérées avec l'âge. D'après les auteurs, certains modèles de dynamiques forestières devront donc être repensés.

Source : Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA

Absorption de carbone par les forêts

Les forêts qui se développent sur un sol fertile séquestrent 30% du carbone prélevé dans l'air pour la photosynthèse, alors que ce stockage s'élève à 6% dans le cas d'un sol pauvre en nutriments.

Ces résultats sont issus de travaux de modélisation associant plusieurs laboratoires de recherche de par le monde, dans le cadre du projet IMBALANCE-P (« Synergy Grant » du European Research Council). Les modèles mobilisés ont été améliorés afin de tenir compte non seulement de la quantité d'azote dans le sol, mais aussi de sa disponibilité à de grandes échelles (ajout de contraintes telles que le pH ou encore le phosphore). Selon les chercheurs, cette différence de séquestration proviendrait de la mobilisation par l'arbre de ses ressources afin d'explorer un sol pauvre à la recherche de nutriments. En résulte alors une plus faible production de biomasse, et donc une plus faible séquestration de carbone.

Source : Nature Climate Change

FAO – Données sur la couverture végétale de la planète

En mars, l'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) a publié une nouvelle base de données appeléeGlobal Land Cover SHARE (GLC-SHARE). Elle rassemble des données sur le couvert végétal et repose sur une grande diversité de sources dont les informations ont été harmonisées selon la norme établie par la FAO et le Programme des Nations unies pour l'environnement (PNUE) (Land Cover Classification System).

Le schéma ci-dessous en montre les principaux résultats. Cet outil pourrait servir au suivi de l'évolution de l'occupation des sols, des impacts du changement climatique par exemple.

GLC-SHARE distribution of land cover types

Source : FAO

Recours aux données satellitaires pour suivre l’évolution de la déforestation et de la reforestation

Une équipe de chercheurs de l’université du Maryland, associée à l’entreprise Google, a réalisé une carte interactive mondiale faisant état du phénomène de déforestation, qu’elle soit d’origine humaine (pour mise en culture, urbanisation, etc.) ou naturelle (tempête, etc.), mais aussi du processus inverse de reforestation (là aussi d’origine humaine ou naturelle). 

Légende : en vert : étendue actuelle de la forêt ; en rouge : pertes en surface pour la forêt entre 2000 et 2012 ; en bleu : gains sur cette même période ; en rose : pertes et gains sur l’unité de surface considérée

Cette carte, obtenue à partir des données du satellite Landsat 7, permettent de suivre sur la période 2000-2012 l’évolution des forêts. Les chercheurs estiment à 2,3 millions de km² la surface forestière qui a disparu depuis 2000. La carte souligne aussi des tendances contrastées selon les régions du monde avec un succès relatif des programmes brésiliens en la matière (1 300 km² reconquis chaque année même si la déforestation se poursuit également), et inversement des dégradations de plus en plus préoccupantes, en particulier en Indonésie. La carte révèle aussi des déforestations importantes dans des zones pourtant protégées.

En France, la carte met bien en évidence les dégâts massifs causés par la tempête Klaus en janvier 2009 (cf. infra) mais aussi une forêt qui progresse dans les Vosges, le Limousin ou la région de Vierzon.

Même légende que précédemment

Pierre Claquin, Centre d'études et de prospective

Source : Science

Le premier inventaire à grande échelle de la forêt amazonienne

Un article de synthèse publié en octobre 2013 dans la revue Science présente les résultats du premier inventaire à grande échelle de la forêt amazonienne. Plus d'une centaine de chercheurs du monde entier (dont de l'Inra, du Cirad, du CNRS et de l'IRD pour la France) ont compilé et standardisé les données de plus d'un demi-million d'arbres dans 1 170 parcelles réparties dans différents types de forêts de basse altitude de l'Amazonie. Ces données ont permis d'analyser la densité, l'abondance et la diversité de ces arbres.

Les forêts à l'épreuve des pénuries d'eau

Les travaux de l'Australia’s National Centre for Groundwater Research and Training portent sur les forêts tropicales humides, complémentaires de ceux réalisés dans les zones arides ou semi-arides. Leurs résultats montrent la sensibilité de ces massifs forestiers aux pénuries d'eau, ainsi que leur dépendance à l’eau souterraine en cas de pénurie d’eau, alors qu’ils bénéficient d'un environnement favorable en termes de disponibilité en eau.

Ces travaux reposent sur l'observation de la productivité de l'eucalyptus en forêt tropicale humide (New South Wales, Australie) à différentes échelles : depuis la cellule jusqu'à l’ensemble d’individus. Ils mettent ainsi en lumière un possible conflit d'usage entre environnement et activités anthropiques (prélèvement dans la nappe phréatique), dans une zone géographique où la ressource en eau semble pourtant abondante.

Source : Australia’s National Centre for Groundwater Research and Training

Un nouvel outil pour évaluer les volumes de bois et stocks de carbone en forêt

GlobAllomeTree est la première plateforme internationale dédiée à l'évaluation des ressources forestières, dans le but d'éclairer les stratégies concernant le changement climatique et les bioénergies. Créé en 2013 par la FAO, le Cirad et l'université de Tuscia en Italie, ce nouvel outil fournit des équations allométriques pour 57 pays, leur permettant d'évaluer les volumes de bois, de biomasse et les stocks de carbone en forêt. Cet outil, continuellement mis à jour, est actuellement disponible pour près de 650 essences en Europe, en Amérique du Nord et en Afrique, et en cours de développement pour l'Asie et l'Amérique du Sud.

Noémie Schaller, Centre d'études et de prospective

Source : http://www.globallometree.org/

Relance du gemmage des pins en Aquitaine

Alors que la récolte de résine de pin a très fortement reculé en Europe depuis plusieurs dizaines d'années, le projet de coopération transrégionale Sust-Forest (Espagne, Portugal, France) a été lancé en 2011 pour évaluer l'intérêt d'une relance du gemmage (opération qui consiste à blesser le pin pour en récolter la gemme ou résine). Du 16 au 18 avril 2013 a eu lieu un colloque à ce sujet à Ségovie. Les partenaires du projet concluent qu'il existe un réel potentiel pour relancer la filière dans le Sud-Ouest de l'Europe, et en Aquitaine en ce qui concerne la France. D'importants investissements ont lieu actuellement en recherche-développement.

D'abord, la demande en résine de pin a considérablement augmenté ces dernières années et devrait continuer à croître avec le développement de la chimie verte. Les débouchés de l'essence de térébenthine et la colophane sont en effet nombreux : cosmétiques, peintures, vernis, adhésifs, etc. Ensuite, la Chine qui était devenu le leader mondial a vu sa production chuter ces dernières années. Les raisons sont multiples : elle réserve une partie de sa production au marché intérieur, les salaires ont augmenté et il est de plus en plus difficile de trouver des gemmeurs dans le pays.

Enfin, l'Europe a mis au point de nouvelles technologies permettant d'extraire mécaniquement la résine de pin, ce qui réduit la pénibilité du travail et améliore la productivité. La résine de pin des forêts européennes semble également de bonne qualité, ce qui renforce le potentiel d'une éventuelle filière industrielle européenne. Les partenaires du projet estiment que cette dernière pourrait créer des dizaines de milliers d'emplois en France.

 Noémie Schaller, Centre d'études et de prospective

 Sources : « Les Landes veulent croire à l'avenir de la résine de pin », La Tribune, 5 avril 2013 et « L'Aquitaine s'apprête à relancer le gemmage », La Croix, 16 avril 2013.

Site Internet du projet

 

Droits carbone pour reboiser l'Aquitaine

La région Aquitaine a signé, jeudi 7 juin 2012, son premier achat de droits aux crédits carbone à deux sylviculteurs de la région, via l'association Aquitaine Carbon, dont l'ambition est de contribuer au reboisement de 220 000 ha de forêt sinistrée en 2009 par la tempête Klaus.

Partie prenante du programme régional lancé après cette tempête, l’association crée pour l’Aquitaine des crédits carbone, achetés aux sylviculteurs puis revendus aux collectivités, particuliers ou entreprises souhaitant compenser leurs émissions de gaz à effets de serre. Le financement dégagé pour les sylviculteurs leur permettra de mettre en œuvre ou d’accentuer leurs efforts de reboisement.

L’Aquitaine est la première région forestière française et elle possède la plus grande forêt cultivée d’Europe (1,8 million ha). Sa production annuelle est de 8,5 millions de m³, soit le quart de la production française, et la filière forêt-bois-papier représente dans la région 34.000 emplois directs et plus de 3,5 milliards d’euros de chiffre d’affaires.

 

Source : Communiqué de presse du Conseil régional d'Aquitaine

 

Impacts du changement climatique sur cinq essences d'arbres en France

Pour mieux comprendre les effets du changement climatique sur les forêts, un partenariat entre l'université Paris-Sud, l’INRA, le CNRS, le CEA, AgroParisTech et l’université Joseph Fourier (Grenoble) a permis de comparer les résultats de huit modèles de croissance des arbres sur cinq essences forestières dominantes en France.

Les résultats montrent que les arbres des plaines de l'ouest, du sud-ouest et du centre de la France seront les plus fortement touchés d'ici 2050. Le changement climatique compromettra l'avenir de certaines essences en plaine, comme le pin sylvestre.

L'un des intérêts scientifiques de ce type de travail est de mettre au jour les incertitudes, c'est-à-dire les tendances sur lesquelles les modèles divergent. Ainsi, les projections sur les feuillus sont marquées par de fortes incertitudes, liées à l'incapacité des modèles à tenir compte convenablement de l'augmentation de la teneur en CO₂ dans l'atmosphère.

Fabienne Portet, Centre d'études et de prospective

 Source : Ecology Letters

Prospective Massif des Landes de Gascogne à l'horizon 2050

La forêt aquitaine est confrontée à de nouveaux défis : changement climatique et invasions de ravageurs, apparition de nouveaux marchés pour la sylviculture, développement de l’urbanisation, etc. Par conséquent, la Région Aquitaine a demandé à l’Inra de mener une étude prospective de grande envergure menée de janvier 2010 à décembre 2011, et qui identifie aujourd’hui quatre scénarios possibles pour 2050, présenté lors d'un colloque en février à Bordeaux :

- une activité sylvicole concentrée autour de grands groupes industriels, une action publique en retrait ;

- une forte croissance des territoires littoraux, un renforcement des dynamiques économiques fondées sur les filières de qualité, un accompagnement par les politiques publiques ;

- une organisation à l’échelle de l’Eurorégion Aquitaine – Euskadi, une forêt de taillis à courte rotation dédiée à la biomasse ;

- une mosaïque de territoires, une forêt mélangée, la diversification de la filière du bois : les orientations économiques de la forêt sont négociées à l’échelle de territoires infra-régionaux.

À partir de ces scénarios, plusieurs enseignements pour la recherche ont été dressés concernant la conception de systèmes productifs durables dans un environnement sous contraintes ; le développement du rôle fonctionnel de la biodiversité dans les itinéraires sylvicoles et l’aménagement des forêts ; les ressorts et les enjeux de la transition énergétique pour la forêt et les territoires ; et la diversification des plateformes collaboratives de recherche pour construire de nouveaux systèmes d’innovations.

Ces scénarios proposent des dynamiques d’évolution des Landes de Gascogne sur les mobilités et urbanisation, la filière bois, le développement économique, les ressources naturelles… Celles-ci constituent autant d’éléments d’analyse pour orienter l’action publique future. Ces éléments recoupent des thèmes réputés d’intérêt général pour la Région : développement des énergies renouvelables, services écosystémiques, innovation… Ils éclairent les synergies potentielles entre le devenir sylvicole et le devenir du territoire en esquissant des leviers d’action pour les stimuler et des enjeux spécifiques à anticiper.

La synthèse de l'étude

Les forêts de plaine plus vulnérables au changement climatique

Les espèces végétales des forêts de plaine seraient peu réactives face au réchauffement climatique, ce qui les rendrait particulièrement vulnérables dans les prochaines décennies. C'est ce que révèle une étude publiée dans la revue Nature par des chercheurs d'AgroParisTech, de l'Inra, de l'Université d'Aarhus (Danemark), du CNRS, de l'Université de Strasbourg, et de l'Inventaire Forestier National.

L'étude, qui a bénéficié du soutien financier de l'ADEME et de la Région Lorraine, a porté sur les communautés végétales (groupes d'espèces vivant ensemble) présentes dans les forêts de la France métropolitaine. Les chercheurs ont analysé les changements progressifs d'espèces dans ces communautés entre 1965 et 2008, et les ont confrontés à l'évolution de la température au cours de la même période. L'étude s'est concentrée sur les espèces herbacées, a priori plus réactives face aux changements environnementaux que les arbres et donc plus révélatrices de l'impact du réchauffement climatique sur les forêts.

Fabienne Portet, Centre d'études et de prospective

Incendies de forêts et biodiversité

L'apparition de nouvelles plantes dans un parc forestier australien ravagé par le feu en 2009 remet en question les connaissances sur les réactions des écosystèmes face aux incendies. Selon un article du New Scientist, une étude de recensement menée depuis 2 ans sur 330 000 hectares a ainsi montré que les incendies de forêts permettent à des graines enterrées ou endormies de se développer et attirent de nouvelles plantes. A leur tour, ces nouvelles plantes attirent de nouvelles populations d'oiseaux.
La durée de vie de ces nouvelles plantes est toutefois incertaine; certaines, apparues dans l'année qui a suivi l'incendie, ont déjà commencé à décliner.

Fabienne Portet, Centre d'études et de prospective