Le miscanthus, souvent appelé "roseau de Chine" ou "herbe à éléphant", est une plante herbacée vivace qui appartient à la famille des graminées (Poacées). Cette plante, notamment l'hybride interspécifique triploïde Miscanthus x giganteus, connaît un intérêt croissant dans les secteurs agricole, industriel et énergétique en raison de sa productivité élevée, de sa valeur énergétique (biomasse-énergie) et de sa teneur en lignocelluloses. Présente en France depuis les années 1990, avec une première parcelle agricole implantée en Alsace en 1993, cette culture pérenne est une opportunité à saisir pour les polyculteurs, répondant aux demandes sociétales et aux enjeux énergétiques et environnementaux.
Un Profil Botanique et Agronomique Avantageux
Le Miscanthus giganteus, variété principalement cultivée en France, est un hybride stérile des espèces M. sacchariflorus et M. sinensis. Il se reproduit végétativement grâce à ses rhizomes, qui, n'étant pas traçants, lui confèrent un caractère non invasif. Cependant, il est important de noter que certaines entreprises de biocarburants américaines ont développé des lignées fertiles de M. giganteus qui pourraient potentiellement être invasives dans certains milieux.
Cette graminée de grande taille peut atteindre jusqu'à 4 mètres de hauteur, voire 5 mètres pour certaines variétés, évoquant par sa forme le bambou, le roseau ou la canne à sucre. Chaque pied développe plusieurs tiges et possède un système racinaire très dense, ce qui contribue à son ancrage et à sa résilience. Le miscanthus est réputé pour ses vertus agronomiques et environnementales. Il présente un métabolisme en C4, similaire à celui du maïs ou du sorgho, ce qui lui permet de produire une grande quantité de carbone tout en étant peu gourmand en intrants.
La plante, robuste et vigoureuse, est peu sensible aux agressions des parasites ou des maladies, ce qui simplifie sa gestion après l'implantation. La végétation du miscanthus commence à se développer assez tard, vers le mois de mai, car cette plante rustique a besoin de chaleur pour démarrer et fleurir.
Coûts et Rendements de la Culture de Miscanthus
L'implantation d'une culture de miscanthus représente un investissement initial significatif, mais sa pérennité et ses faibles besoins en intrants sur le long terme en font une option économiquement viable. Pour une implantation à 20 000 rhizomes par hectare, le coût est d'environ 3200 €/ha pour une culture de 15 à 20 ans. Les rhizomes sont relativement chers à produire, et il faut y ajouter le coût de l'implantation elle-même, qui nécessite un matériel spécifique et est souvent externalisée. L'avance de trésorerie préoccupe les agriculteurs car il faut compter au moins deux années avant que la culture n'atteigne sa pleine production et génère des revenus. Cependant, dans les projets visant des services écosystémiques, ce coût est souvent pris en charge par les agences de l'eau ou les collectivités territoriales.
La préparation du sol est cruciale : un ameublissement d'au moins 15 cm, un décompactage si nécessaire, et un labour d'automne ou d'hiver suivi d'un passage de herse rotative avant la plantation en avril-mai sont conseillés. Le miscanthus est implanté par bouturage, en utilisant une planteuse spécifique ou une planteuse maraîchère manuelle (à pommes de terre, à chou-fleur) pour planter les rhizomes à 8 à 10 cm de profondeur. Une densité de semis variable est possible, allant de 10 000 à 20 000 pieds par hectare selon la vocation (production de biomasse ou lutte contre l'érosion), avec un taux de reprise d'environ 60 à 80 %. Un bon contact entre le sol et la plante favorise une levée rapide et régulière, bien que celle-ci puisse être longue et hétérogène (de 3 semaines à 3 mois).
Le désherbage est une étape essentielle la première année, car la plante est sensible à la concurrence des adventices. Il faut compter environ 70 €/ha pour cette opération. Un désherbage chimique en pré et post-levée est généralement réalisé et peut être associé à un désherbage mécanique (faux-semis, herse étrille, houe, bineuse). La fertilisation azotée, à hauteur de 50 unités (environ 40 €/ha), peut être évitée la première année pour ne pas favoriser la prolifération des adventices. Des taupins et des lapins peuvent causer des dégâts importants, surtout après une jachère ou une prairie permanente.
À partir de la deuxième année, un désherbage en sortie d'hiver est nécessaire (30 €/ha), et la fertilisation recommandée est de 50 unités (40 €/ha). Cependant, le miscanthus ne répond pas à l'apport d'azote pendant les premières années, et cela pourrait même lui nuire en favorisant les adventices. Sur l'ensemble d'un cycle cultural de 20 ans, c'est donc une culture écologique nécessitant peu de produits phytosanitaires ni d'engrais après les deux premières années. La première récolte a lieu après le deuxième hiver après la plantation, et ensuite tous les ans. La plante émet de nouvelles tiges chaque printemps, et son nombre de tiges et leur section augmentent au fil des années.
Les rendements en deuxième année oscillent entre 10 et 25 tonnes de matière sèche par hectare (17 tMS/ha en moyenne), puis augmentent en troisième année entre 20 et 25 tMS/ha (21 tMS/ha en moyenne). Les rendements moyens au niveau national pour la période 2015-2021 se situent entre 8,4 et 11,3 tonnes de matière sèche par hectare. Les bons rendements sont favorisés par des températures élevées et une bonne disponibilité en eau. Le miscanthus peut se développer dès un total de précipitations de 500 mm/an, mais il est sensible aux longues périodes de sécheresse car il a besoin d'eau entre avril et novembre. L'irrigation peut ainsi être un facteur à ne pas négliger pour valoriser pleinement le potentiel de la plante. Après environ 20 ans, les rendements commencent généralement à baisser.
La Récolte et le Stockage du Miscanthus
La récolte du miscanthus a lieu généralement vers fin mars/avril, quand le taux d'humidité de la paille est de 17 %. Elle est réalisée avec une ensileuse à maïs une fois que la plante a atteint son plein rendement, dès la troisième année. Le miscanthus n'a pas besoin d'être séché et peut être stocké en bottes ou en vrac, sous un hangar ou en silo bâché. Un espace de stockage d'environ 30 m² sur 4 m de haut est nécessaire pour un hectare de miscanthus.
Le prix de vente du miscanthus se situe aujourd'hui entre 55 €/t et 65 €/t, voire entre 75 et 200 €/t selon le débouché et le conditionnement. Le miscanthus peut être vendu au MAP (Mètre cube Apparent de Plaquettes). La marge brute estimée varie entre 272 €/ha (pour un prix de vente et un rendement faibles) et 912 €/ha (pour un rendement et un prix de vente élevés). Avec un rendement moyen de 17 tMS/ha, le retour sur investissement est estimé à neuf ans. Le seuil de rentabilité pour l'agriculteur est atteint à partir de 90 ou 100 €/t (marge lissée sur quinze ans).
Débouchés et Utilisations Multiples du Miscanthus
Le miscanthus offre une gamme étendue de débouchés, ce qui en fait une culture polyvalente avec un attrait à la fois économique et environnemental. Initialement, l'intérêt pour sa culture à partir des années 2000 était principalement axé sur la production de biocombustible, en réponse à la volonté d'autonomie énergétique face au coût croissant de l'énergie et à la raréfaction des énergies fossiles. Depuis, d'autres usages ont pris de l'ampleur.
Biocombustion et Énergie
Le miscanthus est une biomasse très importante, cultivée pour une production de chaleur écologique. Il est transformable en combustible et plus économique que le bois plaquette. Des projets de chaufferies collectives, comme à Ammertzwiller (Haut-Rhin) ou Brumath (Bas-Rhin), ont démontré le succès de son utilisation pour la production d'énergie, avec des prix d'achat allant de 95 à 130 euros la tonne de matière sèche.
Paillage Horticole
Le paillage horticole à base de miscanthus s'est particulièrement développé à partir des années 2010. La demande ne cesse de croître auprès des collectivités territoriales et de leurs groupements, notamment depuis 2017, date à laquelle l'utilisation de produits phytopharmaceutiques sur leur territoire n'est plus autorisée. Les viticulteurs s'intéressent également au paillage de miscanthus pour réduire l'usage de ces produits. Le paillage miscanthus est apprécié pour son aspect naturel dans les jardins et espaces verts, optimisant la rétention d'eau et réduisant les mauvaises herbes. Il peut être vendu entre 250 et 500 €/t selon le packaging.
Qu'est-ce que le miscanthus ? | MDF&H
Litière Animale
Une demande croissante de miscanthus pour une valorisation en litière animale concerne l'aviculture, les chevaux, les bovins et les animaux de compagnie. Le pouvoir absorbant de la paille, ainsi qu'une litière indemne de poussière, de produits phytosanitaires, voire de maladies, sont des qualités recherchées. La litière pour animaux peut être vendue autour de 150 €/t non dépoussiérée et 300 €/t dépoussiérée.
Biomatériaux et Composites
Des usages émergents tels que les matériaux de construction et les composites à base de miscanthus commencent tout juste à se développer. Le constructeur automobile PSA, partenaire du Programme d'Investissement d'Avenir (PIA) "Biomasse pour le Futur", a validé le processus de fabrication de composites pour des pièces intérieures de véhicules, utilisant des granulés composés de plastique combiné à des fibres de miscanthus. Pour la production de béton à base de miscanthus, une analyse de cycle de vie le place au même niveau que la production de brique, avec un impact climatique meilleur. Le méthane produit à partir de miscanthus génère des impacts équivalents à ceux du gaz naturel, mais il se démarque également sur le climat où il est bien meilleur. Ces applications industrielles contribuent à l'essor de cette culture.
Pâte à Papier et Biocarburants
Le miscanthus est également valorisé dans la pâte à papier et la production de biocarburants. Le Programme d'Investissement d'Avenir (PIA), "Biomasse pour le futur", vise à sélectionner des variétés de plantes aptes à la production de bioénergie et de biomatériaux, et le miscanthus en fait partie intégrante.
Avantages Environnementaux et Services Écosystémiques
Les avantages du miscanthus vont au-delà de son utilisation directe et s'étendent à des bénéfices environnementaux significatifs, contribuant à une agriculture plus durable.
Stockage de Carbone et Amélioration des Sols
Le miscanthus est une culture pérenne qui permet de stocker du carbone dans le sol. Dans un essai de longue durée mené par l'INRAE dans la Somme, les stocks de carbone organique sous une culture de miscanthus sans apport d'azote et récoltée en fin d'hiver ont augmenté en moyenne de 0,98 t C/ha/an sur les 40 premiers centimètres de sol entre 2006 et 2019. Les feuilles tombées sur le sol constituent un mulch qui enrichit le sol en carbone organique. De plus, la destruction d'une culture de miscanthus génère un stockage supplémentaire de carbone dans le sol, pouvant représenter jusqu'à 12 % du carbone organique du sol entrant dans l'humus. Le miscanthus réduit le ruissellement grâce à l'amélioration de la structure du sol et à l'augmentation de la teneur en matière organique, tout en couvrant le sol en permanence.
Protection de la Ressource en Eau
Des initiatives sont menées pour implanter le miscanthus sur des aires d'alimentation de captages afin de protéger la ressource en eau. La plante peut jouer un rôle tampon en prélevant des nitrates du sol et en limitant la lixiviation. Bien qu'un pic de nitrates ait été mesuré dans le sol sur les deux premières années de culture (168,5 mg NO3 L−1 sur 150 cm de sol), la culture récupère ensuite ces nitrates, et la concentration dans le sol se stabilise à un niveau très faible (16,7 mg NO3 L−1 sur 150 cm de sol en moyenne des 7 années suivantes). Le miscanthus est donc intéressant dans les zones de captage pour faire face à des problèmes de qualité d'eau, avec des pertes d'azote par lixiviation faibles.
Lutte Contre l'Érosion des Sols
Le miscanthus peut être cultivé en bandes pour limiter l'érosion des sols dans les zones sensibles aux inondations et aux coulées de boues. Ces bandes anti-érosion représentent un service particulièrement intéressant autour des zones habitées. Sur sol limoneux, une bande cultivée perpendiculairement à des pentes moyennes (d'environ 11%) réduit le ruissellement de 17%, les volumes d'érosion sous forme de rigoles de 89,3 % et la perte de sol de 29%.
Zone Tampon et Biodiversité
En raison de la hauteur de la culture et de ses faibles besoins en intrants azotés et produits phytosanitaires, le miscanthus crée une zone tampon non traitée qui peut faire écran vis-à-vis des cultures conventionnelles. Il constitue également un habitat pour la petite faune, bien qu'il faille faire attention aux sangliers qui aiment aussi s'y réfugier. Il est recommandé de laisser des bandes d'accès à l'intérieur de la parcelle pour la traque.
Le miscanthus a été reconnu en 2017 comme surface d'intérêt écologique dans le cadre de la politique agricole. Sa culture sur les zones sensibles présente un double avantage : au niveau écosystémique mais également au niveau des impacts environnementaux associés aux débouchés à base de miscanthus.
Réticences et Défis à Relever
Malgré ses nombreux avantages, l'adoption du miscanthus en tant que nouvelle culture rencontre certaines réticences et défis.
Maîtrise des Techniques et Implantation
En tant que nouvelle culture, le miscanthus nécessite l'apprentissage et la maîtrise de techniques inhabituelles. Les agriculteurs ont exprimé des incertitudes quant aux modalités de récolte, notamment la récolte hivernale qui exige une portance de sol suffisante pour le passage des engins agricoles. L'implantation, souvent externalisée en raison du matériel spécifique et du caractère pérenne de la plante, ne pose généralement pas de problèmes majeurs. La levée étant longue et hétérogène, les adventices sont problématiques la première, voire la deuxième année.
Aspect Économique et Financement
L'avance de trésorerie préoccupe les agriculteurs car il faut compter au moins deux années avant que la culture n'arrive à pleine production, et le coût d'implantation est élevé en raison des rhizomes chers à produire. Cependant, des aides existent, notamment via les DPU jachères et l'Aide aux cultures énergétiques (45 €/ha), ainsi que des portefeuilles d'aide à la restructuration agricole pour diversifier le parc énergétique français face au retrait des surfaces sucrières. Des entreprises comme Novabiom proposent un accompagnement technique et financier, s'engageant parfois à acheter le miscanthus de l'agriculteur sur plusieurs années.
Destruction de la Culture
Des questionnements ont parfois été émis quant à la destruction de la culture, cette technique étant jusque-là assez peu répandue en agriculture. Cependant, des essais ont montré qu'il est possible de détruire une culture de miscanthus, par exemple mécaniquement (broyage suivi d'un passage au rotavator puis au chisel) ou en combinaison broyage et glyphosate. Une culture de blé ayant suivi un essai de miscanthus détruit n'a pas montré de repousses. De plus, comme mentionné précédemment, cette destruction représente un avantage environnemental en générant un stockage supplémentaire de carbone dans le sol.
Diversité Variétale et Recherche
La filière miscanthus, bien qu'en pleine émergence, nécessite des connaissances sur de nombreux fronts. Tandis que les surfaces cultivées ont rapidement augmenté et les usages et services se sont diversifiés, l'offre variétale est restée limitée à un seul clone cultivé en France, ce qui fragilise la culture au moindre aléa climatique ou phytosanitaire. L'INRAE continue de progresser dans la connaissance de la génétique et de la diversité génétique des miscanthus. Des progrès en matière de sélection sont attendus pour prendre en compte les spécificités au sein du genre Miscanthus afin de répondre à une diversité de milieux, d'utilisations ou encore de services écosystémiques émergents. Chaque nouvel usage nécessitera en outre d'analyser la possibilité de création de valeur selon des performances qui soient favorables aux niveaux productif, technique, économique et environnemental.
Aspects Légaux pour les Agriculteurs Locataires
Pour les agriculteurs locataires de leurs terres, il est important de respecter certaines règles. Le miscanthus n'étant pas explicitement évoqué dans le Code rural, il faut se référer à la jurisprudence. L'article L.411-29 notifie que « le preneur peut, afin d'améliorer les conditions de l'exploitation, procéder soit au retournement des parcelles de terres en herbe, soit à la mise en herbe de parcelles en terres, soit à la mise en œuvre de moyens culturaux non prévus au bail ». Il est impératif de prévenir le propriétaire un mois avant l'implantation par lettre recommandée. Le propriétaire dispose de quinze jours pour s'y opposer au tribunal. Il est à noter qu'aucune indemnisation n'est prévue pour l'exploitant si le bail de la parcelle venait à ne pas être renouvelé alors que la culture y est implantée.
Le Miscanthus : Un Futur Prometteur
La culture du miscanthus est en pleine expansion en France. Sur la période 2015-2021, les surfaces françaises ont quasiment doublé, passant de près de 4000 à 8500 hectares, et le nombre d'exploitations produisant du miscanthus a également doublé, passant de près de 1000 à plus de 2000. Des départements comme la Somme, avec 342 hectares, font partie des plus importants. Face à une demande croissante de pratiques agricoles durables, le miscanthus pourrait jouer un rôle prépondérant dans le futur, offrant une solution à la fois économique et écologique pour les agriculteurs cherchant à améliorer la qualité de leur sol tout en respectant l'environnement.
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