On veut construire ou rénover pour durer, et donc aussi bien stocker un peu de carbone, et pourquoi pas ensuite en économiser tout au long de la vie du bâtiment : par l'évitement de chauffage, évitement de la climatisation : bref le bio-climatisme !
Il semble naturel pour créer un habitat économe, d'utiliser peu de ressources, et ... naturelles !
Mais est-ce vraiment efficace ou une goutte d'eau dans l'océan ? Déjà la légende des colibris ( https://www.colibris-lemouvement.org/) devrait vous venir en tête : faire sa part, et encourager les autres à faire la leur ! Etre un exemple positif, avoir la conscience tranquille, se libérer de l'espace mental et des factures mensuelles : plusieurs objectifs sont possibles !
et pas du tout incompatibles.
Donc, comment améliorer son confort (perso !! égoïste !!) réduire sa conso (économe ! citoyen!) et stocker du C02 : par l'exemple de l'utilisation de chanvre, dans le bâti.
On utilise "essentiellement" les fibres, et le "bois" cassant de la tige dans le bâtiment
ordre de grandeur de l'impact carbone des bio sources
positif ou négatif?
"Spoiler"/divulgâchage : impact positif sur la planète, donc bilan carbone négatif ( soutire du carbone de l'air et le fixe) :)
Voici la science derrière ces affirmations. Il est fascinant qu'en utilisant cette fibre végétale, nous puissions réduire considérablement le CO2 dans notre atmosphère.
28 septembre 2009 – Un plan réaliste et évolutif à l'échelle mondiale pour transférer le CO2 de l'atmosphère dans le sol et les matières premières est déjà disponible – il s'appelle le chanvre-bibre (par opposition au cannabis-médical ou cannabis-drogue)…
Notre postulat de base est que le chanvre est bien plus productif que les projets agroforestiers typiques, produisant une biomasse annuelle polyvalente tout en absorbant plus rapidement le CO2. Il peut produire une vaste gamme de matières premières durables avec un faible impact environnemental global, ainsi qu'améliorer la structure du sol, en utilisant peu d'engrais et aucun autre intrants chimiques (c'est-à-dire des résidus agrochimiques réduits).
Le chanvre peut être cultivé sur des terres agricoles existantes (contrairement à la plupart des projets forestiers) et peut être inclus dans la rotation des cultures d'une ferme avec des effets positifs sur les rendements globaux des cultures de suivi. Ceci, associé à une grande polyvalence dans diverses conditions de sol et climats, fait de la culture du chanvre un contributeur potentiel à grande échelle viable et authentique à l'atténuation des GES.
Remplacer les matières premières non durables
Les grandes quantités de produits dérivés du chanvre et de matières premières créées par la culture à grande échelle pourraient remplacer de nombreux produits et matériaux non durables à base de pétrole, en particulier dans la construction, emprisonnant le CO2 capturé et créant des avantages secondaires pour l'environnement mondial. En particulier, le chanvre pourrait être utilisé pour remplacer des quantités importantes de produits dérivés des arbres, permettant une utilisation réduite des populations d'arbres existantes, maintenant ainsi leur absorption de CO2.
Le chanvre produit également des quantités beaucoup plus élevées de fibres plus résistantes et plus polyvalentes que le coton, et de nombreuses autres cultures de fibres, qui ont souvent des résidus chimiques et des empreintes hydriques très élevés. Le traitement supplémentaire requis par le chanvre est également au moins partiellement compensé par son potentiel de recyclage.
Absorption du carbone du chanvre – Méthode
Nos estimations d'absorption de carbone sont calculées en examinant la teneur en carbone des molécules qui composent les fibres de la tige de chanvre. La tige de chanvre "industriel" (fibre) se compose principalement de cellulose, d'hémicellulose et de lignine, dont la structure chimique, la teneur en carbone (et donc le CO2 absorbé) sont présentées dans la section suivante
Ensuite on remets en condition réelle : le chanvre n'est pas une matière "sèche", comme le bois, contient toujours un peu d'humidité (ce qui lui donne des propriétés de matériau à changement de phase et de régulation hygrothermique " hyper high tech"
Ensuite on pense à tout le cycle agricole
Ensuite on met en perspective l'énergie de transformation en 'produits' utilisable : transfo minime et locale mais on peut comparer aux "concurrents" !
"Spoiler"/divulgâchage : impact positif sur la planète, donc bilan carbone négatif ( soutire du carbone de l'air et le fixe) :)
Cellulose, 70% du poids sec de la tige
Fig 1 : Structure chimique de la cellulose
La cellulose est un polymère linéaire homogène constitué d'unités de glucose répétitives. La teneur en carbone de la cellulose représente 45 % de sa masse moléculaire.
Hémicellulose, 22% du poids sec de la tige
Fig 2 : Structure chimique de l'hémicellulose
L'hémicellulose fournit un lien entre la cellulose et la lignine. Il a une structure ramifiée constituée de divers sucres. Basé sur un exemple de structure hémicellulose comme illustré ci dessus et dans les sources : la teneur en carbone de l'hémicellulose représente 48% de sa masse moléculaire. (C'est variable, mais autour ce cette valeur).
Lignine, 6% du poids sec de la tige
Fig 3. Structure chimique de la lignine.
source : Par 718 Bot sur Wikipédia anglais — Transféré de en.wikipedia à Commons par Ronhjones utilisant CommonsHelper., Domaine public, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=16246985
La lignine est un matériau de renforcement généralement situé entre les microfibrilles de cellulose. La molécule de lignine a une structure complexe qui est probablement toujours variable (3). En utilisant l'exemple dans les sources (Hon, 1996), la teneur en carbone est calculée à 40 % de la masse moléculaire.
Pour résumer ce qui précède, une tonne de tige récoltée contient ( 1T ) :
0,7 tonne de cellulose ( dont 45% de carbone)
0,22 tonne d'hémicellulose (dont 48 % de carbone)
0,06 tonne de lignine (dont 40 % de carbone)
Il s'ensuit que chaque tonne de tiges de chanvre contient 0,445 tonne de carbone absorbé par l'atmosphère (44,46 % du poids sec de la tige).
Traduction du carbone en CO2
rappel : la plante prend le Co2 de l'atmosphère pour se construire
(12T de C équivaut à 44T de CO2 (GIEC & poids molaire de C et de 2x atomes de O dans la molécule, on y arrive aussi)),
ce qui représente 1,63 tonne d'absorption de CO2 par tonne de tige de chanvre ordinaire récoltée.
MAis les calculs de laboratoire doivent prendre n compte que le chanvre est vivant, a des propriétés de régulation hygrométrique et contient naturellement (et sans danger) un peu d'humidité liée dans ses fibre (comme du bois de charpente) :
Les chiffres finaux après avoir autorisé 16 % d'humidité (poids « sec » dans des conditions atmosphérique normales et pas un poids ultrasec pour analyser en laboratoire) sont les suivants :
CO2 Absorbé par tonne de tige de chanvre : 1,37 t
1T de chanvre = 1.37 T retiré de l'atmosphère
par Hectare ça donne quoi ?
rappel 1 Hectare = 10 000m2 de culture
Sur la base de l'utilisation des terres, en utilisant les moyennes de rendement de Hemcore (5,5 à 8 T/ha), cela représente 8,9 à 13,4 tonnes d'absorption de CO2 par hectare de culture de chanvre britannique.
(visite à la CAVAC (Vendée 85) nous disait en France 8 T à 10 T par hectare, 2021 étant une bonne année)
Pour les besoins de l'estimation, nous utilisons une valeur moyenne de 10T/ha d'absorption de CO2 par hectare, chiffre que nous considérons comme une estimation raisonnablement prudente. Ceci est utilisé pour prédire les rendements en carbone, mais les compensations de CO2 seront basées sur les rendements en poids sec mesurés au pont-bascule.
Carbonne stocké par ailleurs dans la terre agricole
Les racines et le paillis de feuilles (sans compter le matériel racinaire fibreux difficile à mesurer) laissés in situ représentaient environ 20 % de la masse du matériel récolté lors des premiers essais sur le terrain de HGS. La teneur résultante en carbone absorbé mais restant dans le sol sera donc d'environ 0,084 tonne par tonne de matière récoltée. (42 % p/p) (5).
En utilisant les estimations de rendement de Hemcore au Royaume-Uni (5,5 à 8 T/ha), cela représente 0,46 à 0,67 tonne de carbone par hectare (Royaume-Uni) absorbé mais laissé sur place après la culture du chanvre.
Cela représente 1,67 à 2,46 T/ha de CO2 absorbé mais laissé in situ par hectare de culture de chanvre britannique.
Les chiffres finaux après avoir autorisé 16 % d'humidité (poids « sec » ) sont les suivants :
CO2 Absorbé par tonne de tige de chanvre 1,37 t
CO2 Absorbé par hectare (tige) (R-U) 7,47 à 11,25 t
CO2 Absorbé par hectare "restes" (racine et aérien* UK) 1,40 à 2,06 t
* les parties aériennes hors tige sont les grains, les quelques feuilles en fin de culture : grain = alimentation ou huile / carburant/plastique et feuille = poussière = charge dans des bioplastiques : voir article que j'ai écrit sur le sujet- clic
Chanvre « Auto-compensation »
(je vais utiliser les chiffres du Royaume uni car c'est les sources trouvées)
Selon Defra, "UK Farming" (agriculture de la GB) émet
-un équivalent CO2 total de 57 millions de tonnes de GES.
-L'utilisation des terres agricoles au Royaume-Uni est de 18,5 millions d'hectares.
-Cela équivaut à une moyenne d'environ 3,1 tonnes de CO2 par hectare d'émissions intrinsèques totales.
-En tant que culture à faible teneur en engrais et sans pesticides/herbicides, avec peu d'intrants de gestion, peu de passages en tracteur donc, les émissions de carbone de la culture du chanvre sont bien inférieures à la moyenne. disons un tiers : 1.03 T ce Co2 pour semer récolter etc
-On peut donc supposer que la matière restant dans les sols compense grosso modo les émissions de culture et de gestion.
(1.40T Co2 de racines pouvant créer humus dans le sol versus 1.03T de CO2 possiblement émis par agriculture) : ce que l'on utilise des parties aériennes (100% selon la CAVAC) est "100% bénéfs"
Chanvre "remplacement" de produits émissifs
Ces chiffres n'incluent pas le dioxyde de carbone supplémentaire qui est économisé en remplaçant des matières premières non durables par des produits finaux dérivés du chanvre récolté qui emprisonne efficacement le CO2. Ces produits comprennent les matériaux de construction, les plastiques, les cosmétiques, les panneaux composites et les matériaux d'isolation. Selon Limetechnology Ltd, Hemcrete emprisonne environ 110 kg de CO2 par m3 de mur, contre 200 kg de CO2 émis par le béton standard. Il exclut également les économies de carbone du remplacement des produits dérivés des arbres et de laisser les arbres continuer à absorber le CO2, ou usage plus noble, ou plantation espèces plus diversifiées et pousse plus lente que les "arbres à pulpe/papier". Mais n'opposons pas les bio-matériaux ! c'est 100x mieux que les produits transformés (métaux, ciment, plastiques). Littéralement plus de 100x mieux.
Validation précise ?
La biomasse est produite par la conversion photosynthétique du carbone atmosphérique. L'absorption de carbone du chanvre peut être validée avec précision chaque année par des calculs dérivés du rendement en poids sec. Ce rendement est contrôlé au pont-bascule pour des raisons commerciales avant transformation.
Des chiffres très précis pour le rendement total de la biomasse et l'absorption de carbone peuvent alors être obtenus, donnant un niveau de certitude qui n'est disponible par aucun autre processus naturel d'absorption du carbone.
Bilan de cycle de vie / impact de la transformation sur le bilan carbone
Comme l'a dit justement Konrad Schreiber aux Assises de l'agroécologie 2021 à Brignoles 83
je paraphrase : "Ne confondons pas un vrai cycle de vie (biologie, organique) 100% recyclé par la vie et favorable à la vie et une analyse de cycle de vie de produits artificiels qui eux finissent en déchets plus ou moins réutilisables ou devant être re-transformés donc linéaires, par circulaire. "( Sauvons La Planète avec Les plantes ! par Konrad Schreiber - vidéo de la conférence)
source photo : streaming youtube Ver de Terre production
ma conclusion : un produit naturel et peu transformé ne peut, à coup de bilans de cycle de vie, pour calculer le déplacement de camions et que sais-je, ne peut être comparé à des produits industriels qui, in fine, ne sont pas biodégradables, ne peuvent 'retourner à la terre' pour créer de la matière organique. Jamais.
Le naturel est absolument meilleur et plus frugal et économe de nos ressources que le synthétique. et il capte du co2 en croissant.
De plus, tout "produit transformé" demande peut être de l'énergie à produire. On peut espérer faire une transition vers des énergies décarbonnées, renouvelables.
Alors, le bilan de transformation et transport sera encore plus à l'avantage des produits biosourcés !
Le bilan sera encore meilleur si on réussit la transition énergétique
Comme l'a écrit Sylvain Houpert dans son livre Agir grâce à l'éco-construction : le pari de l'énergie positive : paraphrase encore, de mémoire (il faut lire ce livre qui est passionnant et précis, donc si vous êtes insatisfaits de mon attitude brouillon, c'est parfait, allez lire le livre ;) )
"isoler avec du pétrole pour économiser des énergies renouvelables, c'est inepte !" quand on va au bout du raisonnement c'est exactement ça !
M Houpert parle aussi des bilans cycle de vie, bilans carbone, énergie grise et comment on applique mal le raisonnement en soumettant les énergies renouvelables à des analyses défavorables : une fois produit, un panneau solaire n'émet pas de Co2, et plus il produira d'énergie pendant sa vie, plus il en aura économisé ! alors pourquoi parle-t-on de co2 par KWh pour une énergie renouvelable ? il n'y a pas de pot d'échappement sur une éolienne...
et un panneau solaire ne contient pas de "terres rares" et est aussi recyclables qu'une fenêtre aluminium simple vitrage !! (verre, silicium (le Si est un composant du verre) et cadre, quelques câbles de cuivre! rien à l'échelle d'une maison, encore moins à l'échelle d'une ville )
Voilà pour aujourd'hui !
J'espère développer dans de prochains articles : mais besoin d'aller au boulot, au services de vos projets, concrets !
Emily B. Peterson
LA CANADIENNE SARL
Etudes, audit, Conseil, suivi de travaux en éco-construction
Bureaux : Trait d'union - collectif d'architectes et paysagistes
Tel : 07 56 89 77 17 - 09 80 34 55 99
35 rue du Moulin d’Amour, 17 000 La Rochelle
site du collectif : www.collectif-archi-et-paysage-17.fr
Les références
1. Hon, D.N.S. (1996) A new dimensional creativity in lignocellulosic chemistry. Chemical modification of lignocellulosic materials. Marcel Dekker. Inc. New York.(5)
2. Puls,J., J. Schuseil (1993). Chemistry of hemicelluloses: Relationship between hemicellulose structure and enzymes required for hydrolysis. In: Coughlan M.P., Hazlewood G.P. editors. Hemicellulose and Hemicellulases. Portland Press Research Monograph, 1993. (5)
3. Bjerre, A.B., A.S. Schmidt (1997). Development of chemical and biological processes for production of bioethanol: Optimization of the wet oxidation process and characterization of products, Riso-R-967(EN), Riso National Laboratory, Roskilde, Denmark. (5)
4. Anne Belinda Thomsen, Soren Rasmussen, Vibeke Bohn, Kristina Vad Nielsen and Anders Thygese (2005) Hemp raw materials: The effect of cultivar, growth conditions and pretreatment on the chemical composition of the fibres. Riso National Laboratory Roskilde
Denmark
March 2005. ISBN 87-550-3419-5.
5. Roger M Gifford (2000) Carbon Content of Woody Roots, Technical Report N.7, Australian Greenhouse Office.
Repris/ traduit depuis : James Vosper BSCHons, FRGS GoodEarth Resources PTY Ltd http://www.aph.gov.au/DocumentStore.ashx?id=ae6e9b56-1d34-4ed3-9851-2b3bf0b6eb4f