Un hectare de sylviculture produit-il beaucoup plus d’énergie (bois de chauffe) qu’un hectare de solaire photovoltaïque ? Ou est-ce exactement l’inverse ?

Portée par les groupes Neoen et Engie, la centrale photovoltaïque de la plateforme énergétique bas carbone HORIZEO à Saucats en Gironde aura une puissance de 1 GW (1000 MW). Cela sera la plus puissante  d’Europe. Elle occupera une surface de 10 km2 (1000 hectares), soit l’équivalent de 0,1% de la surface de la Corse et de 6% de celle de l’île d’Oléron. Ou encore des ⅔ du 12ème arrondissement de Paris. Et elle délivrera environ 1200 GWh d’énergie électrique par an. 

Selon Le Figaro, la parcelle est actuellement exploitée pour la vente de bois de chauffe. Il s’agit de sylviculture intensive. L’accès est actuellement fermé au public compte-tenu de la pratique de la chasse et du tir à longue distance. 

Environ la moitié de la production de bois française sert à alimenter la filière bois-énergie. D’autres essences forestières que le pin sont préférables pour cet usage. Une pinède de 10 km2 correspond à quelle quantité d’énergie thermique ? Le calcul est simple, et il est intéressant en soi, même si tout le bois de cette parcelle là précisément n’était pas destiné au bois de chauffe. 

  • 1 km2 permet de produire 1200 m3 de bois de pin maritime par an avec les génotypes les plus performants (1 m3 = 1 stère)
  • Chaque m3 de bois de pin a un contenu énergétique moyen de 1,4 MWh. La fourchette est de 1,2 à 1,7 MWh avec 25% d’humidité. 1,7 MWh dans le cas du charme, 1,6 pour le chêne, 1,5 pour le hêtre, 1,4 pour le mélèze et 1,2 pour le sapin. 

10 km2 de pins correspondent donc à une énergie thermique de 16,8 GWh par an. Si les 1200 GWh d’électricité produits annuellement par HORIZEO étaient convertis par effet Joule en énergie thermique (avec un rendement de 100%), la centrale photovoltaïque serait 70 fois plus performante que la pinède de surface équivalente.
Mais il existe un meilleur usage de cette électricité : alimenter les pompes à chaleur. Si leur coefficient de performance (COP) est de 3, dont le rendement est de 300%, le facteur passe alors de 70 à 210 fois. 

Même l’hydrogène solaire est beaucoup plus performant 

Supposons à présent que 100% de l’énergie électro-photovoltaïque d’HORIZEO soit convertie sous forme d’hydrogène avec des électrolyseurs. Cet hydrogène stockable permettrait de produire de l’électricité au moment opportun pour alimenter les pompes à chaleur. Supposons encore que le rendement de la chaîne hydrogène soit d’environ 33%, ce qui correspond à une perte des ⅔ de l’énergie produite par les panneaux. La solution photovoltaïque resterait 70 fois plus efficace que la production de bois de chauffe. En d’autres termes, le photovoltaïque permet de chauffer 70 fois plus de ménages par unité de surface.

En conclusion, les monocultures destinées au bois de chauffe constituent un gaspillage colossal des surfaces utilisées. Certes les soirées au coin du feu peuvent être romantiques. Mais sur une planète qui compte 8 milliards d’êtres humains, est-ce soutenable ? 

Electrify everything

Dans une publication scientifique le chercheur Eric Williams avait déjà montré en 2015 l’énorme supériorité, en bilan sun-to-wheel (du soleil à la roue), des voitures électro-photovoltaïques comparativement aux voitures thermiques utilisant des agrocarburants (éthanol de maïs). Le scientifique Roland Geyer était arrivé en 2014 aux mêmes conclusions

Les solutions reposant sur la photosynthèse sont fatalement plombées par la très faible efficience de cette façon naturelle de collecter l’énergie solaire.  « Nous faisons fausse route avec les agrocarburants » résume Roland Geyer. Quant à Krassen Dimitrov de l’Université du Queensland en Australie, il souligne que « la photosynthèse a des limitations fondamentales ».

Même si cela peut sembler à première vue paradoxal, les plantes, y compris les arbres, sont très peu efficaces pour mettre le « soleil en conserve » ; en d’autres termes, pour stocker l’énergie solaire. La finalité existentielle d’une pâquerette n’est pas d’emmagasiner de l’énergie pour les êtres humains ou pour les vaches.

Les monocultures de pin ont en outre une valeur relativement faible sur le plan de la biodiversité. Une plantation de pin est typiquement rasée tous les 28 ans puis replantée. Et le pin maritime acidifie les sols. Par ailleurs, ce résineux, tout comme le maïs, pompe massivement l’eau douce des sols. Or les zones humides sont d’un intérêt écologique de premier plan pour les oiseaux, les batraciens, les insectes et la flore. Enfin, si elle ne se fait pas dans un appareil de qualité et récent, la combustion du bois peut émettre des produits polluants.

Une variante des filières agrocarburants

La filière bois-énergie, qui n’est qu’une variante de la filière des agrocarburants, est très inefficiente. La beauté des arbres ne doit pas faire oublier cette réalité.  « En métropole, la forêt couvre actuellement 16,9 millions d’hectares soit 31 % du territoire. C’est l’occupation du sol la plus importante après l’agriculture qui couvre plus de la moitié de la France métropolitaine » souligne l’IGN. Si 10% de ces 169 000 km2 étaient convertis en centrales photovoltaïques, la production serait d’environ 2000 TWh électriques, soit 4 fois la demande électrique française totale actuelle. Le calcul est bien entendu purement théorique. 

En France 131 TWh thermiques et 2,5 TWh électriques ont été obtenus en 2017 à partir du bois-énergie. « Le bois-énergie représente toujours aujourd’hui à l’échelle de la planète 9 % de la consommation mondiale d’énergie primaire (45 % en Afrique et 20 % en Inde) » affirmait le bureau d’études Solagro en janvier de cette année.

Un retour au marais

« C’est sous Napoléon III, au XIXe siècle, que la décision fut prise de boiser massivement le massif landais afin d’assainir les terres en les asséchant » rappelle le site Reporterre. Et d’ajouter : « un pin pompe en moyenne des centaines de litres d’eau par jour pour grandir et vivre ». Certes la destruction des zones humides en Aquitaine a permis d’éradiquer le paludisme. Mais pour la biodiversité, ce fut délétère. 

Le pin maritime couvre 8180 km2 de la région Nouvelle-Aquitaine. La centrale photovoltaïque HORIZEO de 10 km2 correspond ainsi a 0,12% de la pinède. Si l’on souhaitait produire avec du solaire 50% de l’électricité consommée aujourd’hui en France, il suffirait donc de transformer environ le quart de cette pinède en centrales photovoltaïques. Un calcul bien entendu purement théorique.

Napoléon III a détruit les zones humides d’Aquitaine au XIXème siècle en y plantant une forêt artificielle de pins. Paradoxalement le photovoltaïque, s’il était développé à très grande échelle dans le secteur, pourrait contribuer à un retour partiel de l’écosystème d’origine. Remplacer 70 km2 de sylviculture énergétique intensive par 1 km2 de solaire permettrait le retour a l’état véritablement naturel de 69 km2  de pinède, ce qui est loin d’être négligeable. Le photovoltaïque, c’est donc un outil-clé pour préserver la biodiversité.

On pourrait aussi penser au solaire flottant ! L’impact de l’ombrage des panneaux solaires est comparable à celui généré par les pins. Et la lumière diffuse est présente partout, même sous les panneaux. A midi il ne fait pas nuit sous ceux-ci. Enerplan, le syndicat des professionnels de l’énergie solaire a publié le 23 mars 2021 une étude sur le thème « photovoltaïque et biodiversité ». « Ce travail infirme l’idée reçue selon laquelle les centrales solaires seraient systématiquement néfastes pour leur environnement. En effet, l’étude met en avant un nombre important de tendances neutres après la construction des centrales, voire positives en ce qui concerne la flore », peut-on y lire

Pour Daniel Bour, président d’Enerplan, « aux côtés des Régions Nouvelle-Aquitaine, Occitanie et Provence-Alpes-Côte d’Azur, nous avons pris l’initiative de faire un état des lieux scientifique inédit de l’impact du développement photovoltaïque sur la biodiversité. Ces premiers résultats sont encourageants pour permettre aux développeurs de maximiser les effets bénéfiques sur la biodiversité de leurs parcs (…). Le solaire au sol et la préservation de la biodiversité sont deux objectifs alliés du climat ». Pour Jean-Louis Bal, président du Syndicat des Énergies Renouvelables, « la filière solaire au sol est amenée à se développer substantiellement pour atteindre les objectifs de la PPE. La profession est convaincue que ce développement ne pourra se réaliser au détriment des usages et de la préservation de la biodiversité ».

Un projet innovant

Le projet HORIZEO repose sur un parc photovoltaïque de 1000 MW auquel s’ajoutent quatre « briques technologiques » connectées entre elles : un centre de données, des batteries de stockage d’électricité, un électrolyseur permettant de produire de l’hydrogène, une surface dédiée à l’agrivoltaïsme avec des cultures maraîchères sous les panneaux photovoltaïques. 

Le coût de production du kilowattheure sera ici bien plus faible qu’avec les projets d’ombrières photovoltaïque sur des parkings. Et l’argument du coût est loin d’être neutre dans le débat énergétique. Le projet rapportera en outre beaucoup d’argent aux collectivités locales concernées.

Le site retenu présente un grand intérêt compte tenu de sa proximité immédiate avec un très gros poste RTE : un transformateur d’une capacité totale de raccordement de près de 1,5 GW. Il permettra un raccordement aisé et à faible impact de la plateforme énergétique bas carbone au réseau.

Une batterie de stockage de 40 MW assistera le parc. En outre un électrolyseur de 10 MW permettra de produire de l’hydrogène vert. Une belle symbiose entre briques technologiques d’avenir.
Une surface d’environ 20 hectares sera consacrée à une production agricole sous les panneaux. Elle alimentera en fruits et légumes locaux les restaurants scolaires de la commune de Saucats et des municipalités avoisinantes .

La France n’est-elle pas le terreau de nombreuses entreprises talentueuses pour mener la transition énergétique ?

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