Le Miscanthus giganteus, communément appelé « herbe à éléphant » (bien que ce terme soit parfois utilisé à tort pour le napier), est une graminée rhizomateuse pérenne originaire d'Asie qui suscite un intérêt croissant dans les secteurs agricoles, industriels et de l'énergie. Reconnu pour sa productivité élevée, sa valeur énergétique et sa teneur en lignocelluloses, cette plante offre de multiples avantages, allant de la protection des sols à la production de biomasse polyvalente.
Description et Caractéristiques Botaniques
Le Miscanthus giganteus est une plante de grand intérêt agronomique et écologique. Appartenant à la famille des Graminées et de type C4, il peut atteindre jusqu'à 4 mètres de hauteur, évoquant par sa forme le bambou, le roseau ou la canne à sucre. Chaque pied donne plusieurs tiges et possède un système racinaire très dense, appelé rhizome. Ces rhizomes, non-traçants, permettent à la plante de repousser tous les ans et de retenir la terre, protégeant ainsi les sols contre l’érosion éolienne et pluviale.
Le Miscanthus x giganteus est un hybride naturel stérile, résultant d’un croisement entre M. sacchariflorus (tétraploïde) et M. sinensis (diploïde), ce qui le rend triploïde et explique son caractère stérile. Cette stérilité est un atout majeur pour prévenir tout risque d'invasivité. En effet, dans les conditions climatiques françaises, la sortie du panicule est tardive voire absente, et les très rares graines n’atteignent pas la maturité. D’un point de vue génétique, l’auto-incompatibilité pollinique limite les risques de croisement, y compris entre plantes au sein d’une même variété. La croissance latérale du rhizome de M. x giganteus est très faible comparativement à celle de son parent M. x sacchariflorus, qui lui possède des rhizomes traçants et est une espèce invasive non cultivée. Des études menées en Alsace en 2014 sur des parcelles d’expérimentation ont confirmé l'absence de déformation des contours et l'absence d'individus isolés provenant de la germination de graines, attestant ainsi de la stérilité et du caractère non-traçant de l'hybride cultivé.
Intérêts et Atouts Environnementaux
Le Miscanthus giganteus présente de nombreux atouts écologiques et environnementaux, ce qui en fait une culture particulièrement intéressante pour valoriser des terres sensibles.
Protection des Sols et de la Ressource en Eau
La culture du miscanthus est très efficace pour lutter contre les ruissellements et l'érosion des sols, contribuant ainsi à préserver la ressource en eau. Son système racinaire dense retient la terre, et les feuilles qui tombent à l'automne forment un paillis au sol, empêchant le développement des adventices et le lessivage des nutriments.La culture à bas niveau d’intrants protège les zones de captage et préserve la qualité de l’eau. Dans un essai, après un pic de nitrates 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, la concentration se stabilisant à un niveau très faible de 16.7 mg NO3 L−1 sur 150 cm de sol (moyenne des 7 années suivantes). Le miscanthus peut être cultivé en bandes pour limiter l’érosion des sols dans les zones sensibles aux inondations et aux coulées de boues. Sur sol limoneux, une bande cultivée perpendiculairement à des pentes moyennes (environ 11%) a réduit le ruissellement de 17%, les volumes d’érosion sous forme de rigoles de 89.3 % et la perte de sol de 29%.
Faible Besoin en Intrants et Bénéfices Écologiques
La culture du miscanthus se caractérise par de faibles besoins en intrants. Elle nécessite peu de fertilisation et de produits phytosanitaires, et peut donc être conduite en "bio" pendant une grande partie du cycle cultural. La plante entre en sénescence à partir d’octobre, période au cours de laquelle les nutriments initialement présents dans les tiges et les feuilles redescendent dans le rhizome pour la repousse de l’année suivante. Les feuilles de miscanthus tombent durant cette sénescence et constituent un mulch au sol qui empêche le développement des adventices. Ce phénomène permet de se passer de désherbage, tout en assurant un retour au sol de matière organique. Ce couvert végétal est très apprécié des insectes, ce qui favorise la biodiversité.
Le miscanthus a toute sa place dans un système d'Agriculture de Conservation des Sols (ACS) puisqu’il s’agit d’une plante pérenne, favorisant la biodiversité et stockant du carbone. 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 entre 2006 et 2019 de 0.98 t C/ha/an sur les 40 premiers centimètres de sol. Il crée également une zone tampon non traitée, agissant comme un écran vis-à-vis des cultures conventionnelles.
Impacts Environnementaux Favorables
Une analyse de cycle de vie pour deux débouchés à base de miscanthus (projet Biomasse pour le futur) a montré des impacts environnementaux très positifs. Pour la production de béton à base de miscanthus, l'analyse le place au même niveau que la production de brique, avec un impact sur le climat meilleur. Le méthane produit à partir de miscanthus génère des impacts équivalents à ceux du gaz naturel, mais se démarque également sur le climat où il est bien meilleur. L'impact environnemental s'améliore lorsque le miscanthus est cultivé sur des terres qui ne sont pas en compétition avec l'usage alimentaire, comme les zones sensibles.
Itinéraire Technique et Implantation
L'implantation du Miscanthus giganteus est une étape cruciale qui conditionnera la réussite de la culture pour les 15 à 20, voire 25 à 30 ans suivants.
Préparation du Sol et Plantation
La plantation se fait au printemps (mars à juin) sur une parcelle bien propre. Pour implanter du miscanthus, il faut enterrer des rhizomes. Il est nécessaire d'ameublir le sol sur 15 cm par un labour puis d'affiner à la herse rotative par exemple. Dans un sol en ACS depuis quelques années et en bon état structural, un déchaumage superficiel peut être suffisant. Le bon contact entre le sol et la plante favorise une levée rapide et régulière.
Le miscanthus est implanté par bouturage de rhizomes ou avec des plants en motte. On utilise une planteuse spécifique ou une planteuse maraîchère manuelle (à pommes de terre, à chou-fleur…) pour planter les rhizomes. C'est une étape intensive de travail. Les rhizomes doivent être plantés à 8 à 10 cm de profondeur, au frais, puis recouverts, et enfin un roulage est bénéfique à la germination.La densité de semis est variable : d'1 pied par m² (soit 10 000 par hectare), voire de 16 000 (vocation d’abris pour le gibier) à 20 000 pieds (vocation de production de biomasse et lutte contre l’érosion) par hectare. Le taux de reprise est d'environ 60 à 80 %. Les rhizomes sont chers, ce qui, ajouté au coût de l'implantation elle-même (environ 2800 à 3000 €/ha), rend l'investissement initial significatif. Il est donc utile de savoir reconnaître les rhizomes de bonne qualité : les critères à prendre en compte sont la taille, le poids, la vitalité (présence de plusieurs yeux par rhizome), la fraîcheur et la qualité de conservation entre l’arrachage et la replantation.
Gestion des Adventices et Protection Phytosanitaire
Du fait d’un démarrage tardif, la levée étant longue et hétérogène (de 3 semaines à 3 mois), le miscanthus subit une forte concurrence des adventices la première année, voire la deuxième. Il est donc préconisé de désherber chimiquement (les désherbants du maïs sont homologués sur miscanthus, mais il faut vérifier leur sélectivité). Le désherbage mécanique est possible mais peut abîmer les rhizomes et donc le rendement futur. On peut passer la herse étrille les premières semaines, puis la bineuse. L'étape d'implantation est la plus consommatrice de produits phytosanitaires.
Par la suite, aucun désherbage systématique n’est nécessaire : la couverture végétale de la culture et la formation d’un mulch au sol (chute des feuilles à l’automne) empêchent en grande partie la prolifération des adventices. Le miscanthus nécessite une protection phytosanitaire et une fertilisation systématique uniquement pendant sa première année. Sur l'ensemble d'un cycle cultural de 20 ans, c'est donc une culture écologique.
Le MISCANTHUS, une HERBE ORNEMENTALE FACILE d'ENTRETIEN
Ravageurs et Maladies
Aucune maladie n’a été identifiée sur la culture à l'heure actuelle. Pour ce qui est des ravageurs, à l’exception du taupin dont les attaques sont destructrices (en particulier dans les parcelles à risques de type ancienne prairie ou jachère), aucun prédateur de la plante n’a été identifié. Les lapins peuvent aussi causer des dégâts pendant les premiers mois s'ils sont nombreux. La prudence et la vigilance s’imposent cependant avec le développement des surfaces en cours.
Fertilisation
Le miscanthus ne répond pas à l'apport d'azote pendant les premières années. Au contraire, cela pourrait lui nuire en favorisant le développement des adventices. Lorsque la plante est récoltée en sec, une partie des éléments nutritifs a migré vers le rhizome pour en reconstituer les réserves. Alors que les feuilles sont tombées au sol et que seule la tige est récoltée, les exportations nettes de nutriments s’avèrent modestes. Dès lors, la fertilisation est souvent inutile, sauf pour des amendements visant à ne pas appauvrir le sol au fil des années.
Récolte et Rendements
La récolte du miscanthus est un moment clé pour valoriser cette culture.
Période et Méthodes de Récolte
La première récolte a lieu après le 2ème hiver après la plantation, et ensuite tous les ans. On récolte généralement vers fin mars/avril, quand le taux d’humidité de la paille est bas (environ 17 % ou plus de 80-85 % de matière sèche). Seules les tiges du miscanthus sont alors récoltées. La sortie des premières pousses est un bon indicateur de récolte.La récolte s’effectue avec du matériel agricole conventionnel, comme une ensileuse équipée d’un bec maïs Kemper, ou par fauchage et pressage avec une presse à haute densité. La taille des brins doit être adaptée au conditionnement : pour une récolte en vrac, les brins courts seront plus adaptés, tandis qu'une mise en balles nécessite des brins plus longs (100 mm au minimum).
La paille est le principal produit de la culture, récoltée sous forme d'ensilage. Il n'est pas nécessaire de sécher le miscanthus, et il peut être stocké en bottes ou en vrac, sous un hangar ou en silo bâché. La faible densité du produit (environ 120 kg/m3 en vrac et jusqu’à 250 kg/m3 en balles haute densité) limite fortement son transport sur des distances importantes (au-delà de 40 km pour du vrac notamment), ce qui favorise les débouchés locaux.
Rendements
Les bons rendements sont favorisés par les températures élevées et une bonne disponibilité en eau. Le miscanthus peut cependant 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. Après une première année sans récolte pour permettre l'établissement de la plante, les rendements moyens oscillent entre 8,4 et 11,3 tonnes de matière sèche par hectare au niveau national pour la période 2015-2021. Certains producteurs rapportent des rendements d'environ 15 tonnes en deuxième année, puis 20 à 25 tonnes en année de croisière. Au bout de 20 ans, les rendements commencent généralement à baisser.
Utilisation et Débouchés Économiques
Le miscanthus offre une large gamme de débouchés qui se diversifient, soutenant une filière en pleine expansion.
Biocombustible et Biomasse-Énergie
Historiquement, le miscanthus a été initialement utilisé en horticulture en France (la première parcelle agricole ayant été implantée en Alsace en 1993). C’est à partir des années 2000 que l’intérêt pour sa culture a réellement grandi, les premiers débouchés ayant principalement visé la production de biocombustible. Ces projets résultaient de la volonté d’une autonomie énergétique, étant donné le coût croissant de l’énergie et la prise de conscience de la raréfaction des énergies fossiles. La paille de miscanthus est un excellent biocombustible.
Paillage et Litière
Depuis les années 2010, le paillage horticole s’est particulièrement développé, avec une demande croissante auprès des collectivités territoriales et de leurs groupements. L’année 2017 a marqué une nouvelle étape, car ces collectivités n’étaient plus autorisées à utiliser des produits phytopharmaceutiques sur leur territoire, renforçant l'attrait du miscanthus comme alternative naturelle. Le paillage intéresse également les viticulteurs et les maraîchers pour réduire l’usage des produits phytosanitaires.
Parallèlement, on assiste à une demande de miscanthus pour une valorisation en litière pour animaux, qui concerne l’aviculture, les chevaux, les bovins et les animaux de compagnie. Le pouvoir absorbant de la paille et une litière indemne de poussière, de produits phytosanitaires, voire de maladies, sont en effet des qualités recherchées. Les éleveurs locaux achètent le miscanthus entre 140 et 170 € la tonne, avec une demande qui dépasse actuellement l'offre.
Matériaux de Construction et Composites
Des usages émergents tels que les matériaux de construction et les composites à base de miscanthus commencent tout juste à se développer, offrant des perspectives prometteuses pour l'innovation dans le bâtiment et l'industrie.
Commercialisation et Rentabilité
Le miscanthus se vend 80 à 125 €/t selon le conditionnement et l’utilisation. Il peut aussi être vendu au MAP (Mètre cube Apparent de Plaquettes). Pour les producteurs, la commercialisation peut se faire directement à la ferme (entre 30 et 35 €/m3 en vrac, 40 à 45 €/m3 en big-bag de 1m3, et 10 à 12 € les 15 kg emballés) ou via des contrats avec des coopératives comme Novabiom. Les contrats sécurisent la vente, mais la valorisation individuelle peut offrir de meilleurs prix.La rentabilité de la culture du miscanthus nécessite une bonne stratégie commerciale. Malgré un coût d'implantation élevé et l'avance de trésorerie nécessaire pour les premières années, les faibles besoins en intrants et la pérennité de la culture en font une option attractive à long terme. La demande de miscanthus explose, l'offre étant actuellement inférieure à la demande, ce qui crée des opportunités pour les agriculteurs.
Défis et Perspectives de Recherche
Malgré ses nombreux avantages, le développement de la filière miscanthus fait face à certains défis et ouvre la voie à de nombreuses perspectives de recherche.
Maîtrise des Techniques et Réticences
En tant que nouvelle culture, le miscanthus nécessite l’apprentissage et la maîtrise de techniques inhabituelles. Les agriculteurs ont parfois 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 requis, est moins source d'incertitudes. Le coût d'implantation élevé et la période de deux ans avant la pleine production peuvent également représenter un frein économique pour les agriculteurs, bien que des aides (agences de l'eau, collectivités territoriales) puissent couvrir ces coûts dans le cadre de projets écosystémiques.
Destruction de la Culture
Des questionnements ont parfois été émis quant à la destruction de la culture, une technique jusque-là peu répandue en agriculture. Des essais ont montré que la destruction du miscanthus ne pose pas de problème et peut même générer un stockage supplémentaire de carbone dans le sol. Par exemple, à la mi-juin, un broyage mécanique entraîne un épuisement du rhizome. Durant la 2ème quinzaine d’août, un désherbage chimique avec destruction de la biomasse aérienne empêche le rhizome de reconstituer ses réserves. Des céréales semées derrière une culture de miscanthus ainsi détruite n’ont pas montré de différences de rendement par rapport à une céréale semée de façon conventionnelle, avec peu ou pas de repousses.
Diversité Variétale et Amélioration Génétique
Alors 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 (Miscanthus x giganteus), ce qui fragilise la culture au moindre aléa climatique ou phytosanitaire. Par conséquent, la recherche, notamment à l’INRAE, vise à 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 favorables aux niveaux productif, technique, économique et environnemental.
tags: #recherche #miscanthus #giganteus #ogm