L'énergie a toujours occupé une place essentielle dans les sociétés humaines, et son évolution se caractérise par une addition des ressources plutôt que par une substitution. De l'énergie hydraulique ancestrale au bois, en passant par le charbon, le pétrole, le gaz et l'énergie nucléaire, chaque nouvelle découverte enrichit le panorama énergétique sans rendre caduques les techniques anciennes. Dans ce contexte de diversification et de recherche de nouvelles solutions, le miscanthus, souvent surnommé "herbe à éléphant", émerge comme une piste particulièrement prometteuse, notamment dans la région du Dauphiné, pour sa capacité à fournir une énergie locale et durable.
Le Miscanthus : Une Plante aux Multiples Atouts
Le miscanthus est une plante ressemblant à un roseau, pouvant atteindre jusqu’à trois ou quatre mètres de hauteur selon les espèces. Sa morphologie et ses propriétés botaniques le rapprochent du bambou. Sa tige se développe en formant des nœuds successifs, devenant dure à sa base où son diamètre peut atteindre 10-15mm, et plus fine et tendre à son extrémité (jusqu’à 2mm). Une coupe microscopique de la tige révèle deux éléments clés : le parenchyme, une moelle hydrophile composée majoritairement de cellulose (environ 43% de la plante), et le sclérenchyme, un tissu hydrophobe riche en lignine qui confère à la tige ses propriétés mécaniques.
Outre servir à faire du paillage, le miscanthus se révèle être une source d’énergie très intéressante pour le chauffage. Ses qualités d’isolation sont remarquables, grâce à sa composition en lignine et cellulose. Comme isolant, il peut être utilisé en vrac, projeté, ou sous forme de panneaux. De plus, il demande peu d’intrants et possède des propriétés nettoyantes pour le sol, ce qui en fait une culture respectueuse de l'environnement et bénéfique pour la préservation de la ressource en eau.
Le Miscanthus en Isère : Un Projet Pionnier à Saint-Jean-de-Bournay
La communauté de communes Bièvre Isère, située en Dauphiné, a fait un pari audacieux en choisissant le miscanthus pour chauffer la nouvelle salle omnisports de Saint-Jean-de-Bournay. Ce projet illustre parfaitement l'engagement des collectivités à « ne pas dépendre des énergies fossiles ». Selon Joël Gullon, président de l’intercommunalité, le recours à une chaudière biomasse mixte capable de consommer à la fois du bois et du miscanthus permet de diversifier les sources d'énergie et de ne pas impacter excessivement les forêts locales. La production nécessaire pour chauffer le gymnase est estimée à 2,3 hectares de plantes par an, avec un rendement d'environ 13 tonnes à l'hectare.
Pour garantir une production locale et réduire les distances de transport, Bièvre Isère a sollicité un agriculteur de Saint-Jean-de-Bournay. Malgré le fait qu'il « ne gagne rien la première année », le temps que le miscanthus pousse, un accord sur un prix d’achat à 150 euros la tonne a été trouvé, soutenant ainsi la filière agricole et assurant une « production locale pour une consommation locale ». La première récolte est prévue courant 2024, et les premiers kilos de miscanthus alimenteront la chaudière du gymnase dès 2025.
Ce choix a certes entraîné un surcoût de 14 000 euros pour l'installation de la chaudière biomasse mixte, auquel s'ajoutent 186 000 euros de travaux spécifiques. Cependant, les bénéfices sont significatifs : la facture d’énergie annuelle est estimée à 5 500 euros HT, contre 14 000 euros HT pour un chauffage au gaz. Au-delà des économies financières, l'implantation de miscanthus sur des périmètres de captage d'eau permet de préserver la qualité de l'eau, car la plante ne nécessite que peu d'intrants et a des propriétés nettoyantes pour le sol. L'idée d'implanter d'autres parcelles de miscanthus dans d'autres zones de captage est d'ailleurs envisagée. Bièvre Isère se positionne comme la seule collectivité à avoir misé sur le miscanthus comme énergie de chauffage en Isère, soulignant un engagement fort pour la sortie des énergies fossiles.
Les Capacités Constructives du Miscanthus en Architecture
Le miscanthus offre de multiples applications dans le domaine de la construction durable. Il est utilisable sous diverses formes : en torchis, en briques, en béton végétal, en couverture, ou en panneaux.
Le Miscanthus comme Matériau Structurel
La tige de miscanthus présente des capacités structurelles intéressantes. D’après Kaak et Schwarz, son module de Young varie entre 2 et 10 Gpa, selon sa composition chimique et son diamètre. Sa résistance est notable, avec une contrainte comprise entre 100 et 150 Mpa et une moyenne de 125 Mpa. En compression, les capacités sont excellentes pour des tiges coupées sur une faible hauteur (entre 50 et 100 Mpa), la résistance s'améliorant avec la réduction de la longueur de la tige. L'intégralité de la tige est utilisable, même les parties plus fines.
Applications en Construction
- Torchis : Le miscanthus s'inscrit dans une tradition architecturale vernaculaire, comme en témoignent les exemples en Alsace, où le torchis est utilisé depuis des siècles.
- Briques associant végétal et minéral : Des études ont démontré que les briques à base de miscanthus sont faciles à façonner, ne nécessitent pas de matériel de pointe, et sont légères et manipulables une fois sèches. Pour les briques d’adobe, les tiges de miscanthus peuvent renforcer l’armature.
- Béton végétal : Certaines entreprises proposent des blocs de béton composés à 60% de broyats de miscanthus. Ce matériau se distingue par son excellente résistance thermique (0.7 m2.K/W, contre 0.2 pour les blocs traditionnels).
De la Pomme de Terre au Miscanthus : Un Pari Réussi dans les Hauts-de-France
Florence Dauchez et Bruno Delassus, agriculteurs à Merville dans les Hauts-de-France, ont opéré une conversion audacieuse, passant de la culture de pommes de terre à celle du miscanthus. Ce choix, bien que risqué initialement, s'est avéré judicieux face à la flambée des prix et aux contraintes réglementaires de l'agriculture conventionnelle. Le miscanthus pousse sans engrais ni pesticides, et après la première année de pousse, il « revit de lui-même » une fois coupé à ras du sol, formant un épais couvert végétal qui protège le sol et réduit les ravageurs.
En 2022, 70 hectares ont été implantés, suivis par le reste de la surface en 2023. En année de croisière, 200 hectares de miscanthus devraient produire environ 3500 tonnes de matière. Bien que la biomasse de miscanthus soit très légère, ce qui peut compliquer le transport et le stockage, ses usages sont multiples : litière animale, paillage ou combustible. 3500 tonnes de matière équivalent à environ 7 000 litres de fioul, de quoi chauffer trois maisons.
Florence et Bruno ont souhaité aller au-delà de la simple production de biomasse en explorant le potentiel isolant du miscanthus. Ils développent des blocs à base de miscanthus, baptisés Miscanbloc. Un pilote pré-industriel a été mis en place en 2024, et une ligne de production industrielle est prévue pour juillet 2026. Ce projet, en plus de ses avantages économiques et environnementaux, est également bien accueilli par les riverains qui se sentent « rassurés quand ils voyaient passer le pulvérisateur », témoignant d'une transition vers une agriculture plus durable et respectueuse de l'environnement.
Stratégie Nationale de Recherche Énergétique et le Rôle du Miscanthus
La stratégie nationale de recherche énergétique, définie par l’article 10 de la loi du 13 juillet 2005, vise à préciser les thèmes prioritaires de la recherche dans le domaine énergétique et à organiser l’articulation entre les recherches publique et privée. Cette stratégie est « arrêtée » par le ministre chargé de l’énergie et le ministre chargé de la recherche. Son objet est la « recherche énergétique », c'est-à-dire l'effort de recherche pour donner à la politique de l'énergie les moyens d’évoluer dans l’avenir tout en préservant les intérêts de la France. L'évaluation de cette stratégie doit se faire en fonction des lignes de force déjà globalement définies, restant une appréciation à distance tant sur la forme que sur le fond.
La biomasse
Les évolutions dans le secteur de l’énergie sont lentes, les transitions entre systèmes technologiques s’étalant sur des dizaines d’années. L’humanité dépend encore à 80% des énergies fossiles, ce qui crée une course de vitesse entre l’extinction progressive de ces ressources et le développement de nouveaux systèmes énergétiques. Cette situation justifie une mobilisation générale de la communauté politique et scientifique internationale, notamment face au changement climatique. Il est crucial de répartir l’effort de recherche entre ces nouvelles technologies, en tenant compte de leur vitesse d’émergence au stade industriel, afin de répondre à temps à l’évolution de la demande d’énergie.
Au niveau national, l’ajustement de l’effort de recherche doit prendre en compte les particularités et les atouts du contexte géographique et économique local. Par exemple, la Finlande, pays couvert à 80% de forêts, complète son choix nucléaire par un engagement marqué dans la production de biodiesel de deuxième génération, valorisant ainsi sa richesse en biomasse. Le miscanthus s'inscrit parfaitement dans cette logique de valorisation des ressources locales.
La recherche comporte une composante de connaissances fondamentales qui justifie une mobilisation coopérative de tous les chercheurs du monde. Il est important que la France soit présente sur la scène mondiale de la recherche fondamentale. Les moyens publics consacrés à cette tâche doivent cependant rester à l'échelle de sa taille économique mondiale, même si la France s'engage déjà au-delà, avec 0,9% du PIB pour la recherche publique contre 0,7% au Japon. La force de frappe au niveau le plus fondamental de la recherche scientifique dépend de l'intensité de la coopération internationale, comme en témoigne l'accord international ayant permis la création du site d’ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) à Cadarache.
Cependant, les investissements publics dans la recherche appliquée doivent reposer sur des considérations beaucoup plus sélectives en raison de la concurrence. Si une solution alternative s’impose sur le marché mondial, ou français, tout le soutien accordé au développement d'une solution nationale serait perdu. La viabilité des « marchés potentiels à l’export » devient alors un paramètre crucial. La conciliation de la créativité scientifique et de la préoccupation économique est essentielle, et la valorisation de la recherche doit se manifester dès son lancement, comme l'expliquent des responsables de recherche tels qu'Olivier Appert de l'IFP et Jean Therme du CEA. Les universités peuvent également jouer un rôle majeur dans cette valorisation, à l'instar de l'Université de Louvain-la-Neuve (UCL) en Belgique.
Les rapporteurs souscrivent à l’accentuation des efforts sur l’énergie photovoltaïque, les biocarburants de deuxième génération (dont le miscanthus fait partie intégrante), et le stockage d’énergie, en complément de la primauté scientifique de la France en matière nucléaire et de sa force technologique en matière pétrolière. Les progrès sur les stockages d’énergie de masse apparaissent comme une condition essentielle du développement des énergies renouvelables, avec des idées originales comme des atolls de stockage en mer pour compléter un parc d’éoliennes off-shore.
Les Défis de l'Articulation entre Recherches Publique et Privée
L'article 10 de la loi du 13 juillet 2005 stipule que la stratégie nationale de recherche énergétique « organise l’articulation entre les recherches publique et privée ». Cependant, la réalisation de cet objectif se heurte à des obstacles structurels dans un contexte d'économie de marché très concurrentielle.
Les fiches thématiques du rapport décrivent les contributions des acteurs privés à l’effort de recherche, mais il s'agit souvent d'informations descriptives a posteriori. La possibilité d'une articulation réelle des recherches publique et privée dépend principalement de l'initiative des entreprises.
D'une part, une coopération avec le secteur public exige une certaine transparence en raison des procédures de contrôle des fonds publics. Or, le secret sur leurs axes de recherche revêt parfois une dimension vitale pour les entreprises. La fin de non-recevoir de la société BatScap, filiale de Bolloré spécialisée dans les batteries au lithium, à la demande d’audition des rapporteurs en est un exemple flagrant. De plus, de petites entreprises privilégient parfois les aides régionales au début de leur développement pour préserver l’originalité de leur démarche, la visibilité associée au soutien national pouvant alerter les concurrents potentiels, comme l'a noté M. Bernard Duhem, secrétaire permanent du PREDIT.
D'autre part, toute coopération entre recherches publique et privée élargie à plusieurs entreprises potentiellement concurrentes peut engendrer un attentisme rationnel. Chaque entreprise a intérêt à ce que les autres investissent pour faire progresser une recherche dont toutes profiteront. Il est donc difficile pour les représentants de l'État d'impliquer les acteurs privés dans une vaste consultation permettant d'optimiser un effort collectif, car cette phase préliminaire se heurte à des comportements rationnels en situation concurrentielle.
Les entreprises publiques sont plus enclines à coopérer sous l'impulsion de leur actionnaire principal. Par exemple, les recherches sur les réacteurs nucléaires de quatrième génération reposent sur une bonne entente entre les partenaires français. Cependant, une situation de rattrapage, avec des enjeux de secret industriel importants, peut complexifier cette collaboration.
Malgré ces défis, l'intégration de filières comme celle du miscanthus dans la stratégie énergétique nationale est essentielle. La capacité à développer une production locale et des applications innovantes, comme les briques compressées, démontre le potentiel de ces "nouvelles technologies" et leur pertinence dans la transition énergétique.
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