Attention à évaluer complètement l'efficacité de cultures bioénergétiques

Publié par Isabelle le 10/01/2022 à 13:00
Source: CEA

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Selon une collaboration coordonnée par le LSCE (CEA-CNRS-UVSQ), il est nécessaire de prendre en compte les effets biophysiques de cultures bioénergétiques (avec capture et séquestration de CO2) pour évaluer correctement leur efficacité dans la lutte contre le changement climatique.

Exploiter la biomasse ( En écologie, la biomasse est la quantité totale de matière (masse) de toutes les espèces...) à des fins énergétiques tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) en capturant et séquestrant le carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...), telle est la promesse des technologies BECCS (Bioenergy with carbon capture (Une capture, dans le domaine de l'astronautique, est un processus par lequel un objet céleste, qui...) and storage). Alors que le bois de chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un...) ne permet de stocker du CO2 qu'au cours de la vie (La vie est le nom donné :) de l'arbre (Un arbre est une plante terrestre capable de se développer par elle-même en hauteur, en...), ces technologies piègeraient durablement le carbone dans des formations géologiques et donc, produiraient des "émissions de carbone négatives". Un levier pour espérer faire un jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) basculer le bilan carbone des activités humaines dans le vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde...)...

Les BECCS restent cependant controversées en raison des besoins en eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) et en nutriments pour produire la biomasse, et du risque que ces cultures occupent des terres arables ou soient établies sur des forêts, causant des pertes de carbone. Il est donc important d'étudier tous les aspects de leur impact sur le climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une...).

Remplacer des cultures de plantes annuelles par des cultures bioénergétiques n'est pas neutre vis-à-vis des propriétés biophysiques de la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) terrestre. Un retour d'expérience aux États-Unis semble montrer des effets nets de refroidissement régional mais le bilan de telles cultures reste flou à l'échelle mondiale. Plusieurs facteurs influencent le bilan énergétique de la surface terrestre:
- des couleurs plus claires favorisent la réflectivité du rayonnement solaire (En plus des rayons cosmiques (particules animées d'une vitesse et d'une énergie extrêmement...) (albédo) ;
- l'eau évaporée au niveau du sol et "transpirée" par les plantes (évapotranspiration) a un effet refroidissant dans les basses couches de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) ;
- un changements de couverture des terres joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les...) sur la résistance aérodynamique (L'aérodynamique est une branche de la dynamique des fluides qui porte principalement sur la...) au transfert de chaleur (Un transfert de chaleur qu'il convient d'appeler transfert thermique ou transfert par chaleur est...) vers l'atmosphère.

Tous ces changements impactent le climat et modifient la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...) à l'échelle locale et régionale.

En utilisant un modèle couplé atmosphère-terre, une équipe internationale a simulé les effets biophysiques de technologies BECCS sur la base de quatre types de cultures bioénergétiques ligno-cellulosiques:
- l'eucalyptus (Les eucalyptus, (du grec εὐ-eu: bien, et...),
- le peuplier (Les peupliers sont des arbres du genre Populus de la famille des Salicacées.) et le saule (Le saule (Salix) est un genre d'arbres, d'arbustes, d'arbrisseaux de la famille des Salicacées...),
- le miscanthus (ou herbe (On appelle herbe, dans une acception large, toute plante annuelle ou vivace, non ligneuse, faisant...) à éléphant (Les éléphantidés (Elephantidae) forment l'unique famille de mammifères de l'ordre des...) qui peut atteindre une hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) de 4 mètres),
- le panic érigé (ou millet vivace qui peut atteindre une hauteur de 1,30 mètre).

Leurs résultats montrent que dans un scénario où les cultures bioénergétiques BECCS occupent 3,8 % de la surface terrestre mondiale - une valeur comparable à celles retenues pour les scénarios socio-économiques utilisant les BECCS pour contenir le réchauffement en dessous de 2°C - la température moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...) mondiale de l'air diminue de 0,03 à 0,08℃, mais avec de forts contrastes régionaux.

Les cultures bioénergétiques ligneuses induisent des effets de refroidissement plus forts que les cultures herbacées en raison de leur taux d'évapotranspiration plus important et de leur résistance aérodynamique plus faible.

À l'échelle continentale, les changements de température de l'air ne sont pas proportionnels à la surface cultivée. Des tests de sensibilité montrent que l'effet refroidissant est garanti pour l'eucalyptus mais plus incertain pour le millet vivace.

Cette étude indique l'importance des effets biophysiques des cultures bioénergétiques, qui doivent être pris en compte lors de l'évaluation de la capacité d'atténuation (Perte d'intensité et amplitude d'un signal...) climatique des technologies BECCS.

Références:
Global cooling induced by biophysical effects of bioenergy crop cultivation, Nature Communications
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