Miscanthus géant

Miscanthus géant ()

Le Miscanthus (ou herbe à éléphant) est le nom donné à plusieurs espèces de graminées vivaces, toutes originaire d’Asie (Chine, Tibet, Népal, Corée, Japon), qui rencontrent un intérêt croissant de la part de l’industrie et d’une partie du monde agricole en raison de sa productivité et de sa teneur en lignocelluloses. D'autres espèces de grandes graminées s'étant localement montrée invasives, certains craignent que le miscanthus géant, même s'il est stérile, puisse devenir une nouvelle espèce invasive, en diffusant via ses rhizomes, comme la renouée du Japon.

Pour en faire des cultures dites énergétiques, des chercheurs ont en Asie créé une nouvelle plante ; le « miscanthus géant » (Miscanthus giganteus) qui est un hybride très productif créé à partir de Miscanthus sinensis et Miscanthus sacchariflorus (dont il existe des formes génétiquement très différentes).

Culture industrielle énergétique, ou de biomasse

Elle sont testées sur des parcelles expérimentales en tant que culture à potentiel énergétique et de production de biomasse, dans divers pays depuis la fin des années 1990, avec l’espoir qu’il puisse contribuer à améliorer l’indépendance énergétique, maintenir des emplois agricole et limiter les émissions de gaz à effet de serre à partir de combustibles fossiles. On a envisagé qu’il puisse enrichir des pâtes à papier.

Haut de près de 4 m sur sol humide et riche s’il a bénéficié d’une température clémente, il évoque à la fois le maïs pour sa productivité, le bambou pour la finesse de ses feuilles et la canne à sucre pour sa hauteur. On peut le cloner, mais au risque de favoriser le développement de maladies dans les cultures.

Il est en phase de test industriel pour des cultures agro-énergétique ou d’agrocarburant, coupé et récolté par une ensileuse . Son rendement serait d’un peu plus de 12 t/ ha pour la France, alors qu’il a pu ailleurs dépasser 20t/ha de plantes à maturité dans les meilleurs conditions géo-pédo-climatiques, sous réserve qu’il n’épuise pas les sols ou que la plante affaiblie par plusieurs récoltes successives ne perde pas de sa capacité productive. SITA, SEDE environnement et d'autres groupes industriels ou structures de recherche s’y sont intéressé en vue d’éventuellement produire de l’électricité, des agrocarburants ou de la biomasse, ou pour répondre aux appels à projet de production d'électricité « propre ».

L’INRA a en France conduit quelques tests en plein champ, et étudié, avec la société Kalys, à Roubaix, les moyens de réduire le coût de production des pieds de Miscanthus, concluant que la culture in vitro, le bouturage et la plantation en terre étaient rentable pour l’agriculture, mais nécessitant un investissement initial financiers, technique et humains important, car pour partie non mécanisable : la plantation se fait sur un sol préparé par un tracteur, manuellement ou mécaniquement (par la société BICAL BIOMASSE FRANCE), et elle nécessite un désherbage fin la première année ; à la main, mécaniquement ou au désherbant chimique (solution retenue par Bical). À Mons, dans le nord de la Belgique et Estrées-Mons en Picardie, l’INRA mesure sa productivité en climat tempéré, son intérêt énergétique et ses éventuels besoin en pesticides, ou encore le rapport carbone/azote du Miscanthus géant (avec l'objectif de les comparer à d’autres plantes en terme de coût-avantages-inconvénients, dans le cadre du Programme Bioénergie NOE).

Plante potentiellement invasive

Ses promoteurs lui attribuent un faible risque d’invasivité au motif qu'il est stérile (comme de nombreux hybrides), mais il peut se reproduire végétativement, ou être reproduit via ses rhizomes, ou par clonage.

Incertitudes

Des travaux scientifiques affinés sont nécessaires à plus long terme, pour évaluer ses impacts sur le sol, l'incidence de la fin de vie de la culture (c'est une question importante pour les écobilans), car si la partie aérienne du miscanthus est sensible au glyphosate (désherbant total), le tissus de rhizomes et racines du miscanthus agrocultivé est dense et semble difficile à détruire rapidement ou facilement.
Le recul manque aussi pour mesurer l'impact de cultures industrielles de miscanthus sur la faune et la qualité des sols, ou d'éventuelles séquelles sous forme de carences minérales suite à plusieurs années d'exploitation intensive. La question de la consommation d'eau des clones visant la production industrielle se pose aussi, car ils évapotranspirent beaucoup plus que la plupart des variétés sauvage, alors que des cultures sont envisagées dans les zones à risque de sécheresse estivale, ou là où le maïs pose déjà des problèmes préoccupants en été ou quand l’eau manque.

Enfin des expériences de cultures sur sites et sols pollués (ancien site Metaleurop-Nord, devenu propriété de SITA qui y teste une plantation de miscanthus par exemple) nécessiteront un recul de plusieurs années pour mesurer l'impact de ces cultures en terme de phytoremédiation, phytostabilisation, bioturbation, etc.

L’industrie invoque aussi un potentiel pour la chimie verte, mais avant de remplacer la pétrochimie ou la carbochimie, le miscanthus doit encore confirmer son efficacité industrielle, économique et environnementale.

En Europe

Au Royaume-Uni, le groupe Biomass Industrial Crops Ltd (Bical) fondée par des agriculteurs anglais en 1998, qui récolte en 2006 environ 400 000 t/an au Royaume-Uni. Bical est devenu parmi une dizaine de producteurs européen de miscanthus leader avec un chiffre d’affaire annoncé de 6 millions d’euros en 2005.

En France, la culture du miscanthus évoquée depuis la fin des années 1980 semble devoir passer du stade expérimental (1995-2005) à un début de production commerciale vers 2006-2007 à Bannalec, dans le Finistère, puis à Voves, en Eure-et-Loir avec des exploitants qui sont actionnaires de la Société Bical Biomasse France dirigée par Emmanuel de Maupeou. La première récolte a été de 500 t récoltés sur 40 hectares (soit 12,5 t/ha) en Bretagne, au printemps 2006. Le miscanthus y avait été planté en 2004 par Bical UK. Cette production a été achetée en partie par un industriel cimentier, qui teste la valorisation en cimenterie de son PCI ( pouvoir calorifique inférieur) qui est comme la paille de blé, bien plus élevé que la plaquette de bois (4500 kWh/t, contre 3300 pour la plaquette, à poids égal).

Usages espérés

• Biomasse utilisée comme combustible pour produire chaleur et/ou électricité, avec co-génération possible en unités industrielles.
• Substitut au charbon ou au bois-énergie de chaudières et poêles individuels
• Biomasse à méthaniser
• Litière pour animaux de ferme ou domestique, paillage
• Production de fibres (papier, panneaux de particule, pour l'écoconstruction éventuellement)
• Production d’éthanol (agrocarburant), mais l’éthanol s’avère aussi être source de pollution de l’air lorsqu'il est ajouté dans l'essence ou la remplace, selon une étude récente.
• Contribution aux puits de carbone ;

1) pour la partie aérienne, si elle est par exemple transformée en panneau de particule, tant que le panneau n’est pas brûlé, et

2) via les rhizomes et la rhizosphère qui stockent une partie importante du carbone absorbé par la plante, dont une part importante pourrait rester dans le sol après la fin des cultures.

Limites

• On ne dispose pas encore du recul nécessaire pour mesurer un éventuel impact sur les sols et la durabilité de la productivité de cette plante, sur un éventuel potentiel d’invasivité, sur la difficulté à débarrasser les sols de ses rhizomes en cas de changement d’affectation du sol.

• Si le miscanthus peut avec certains avantages (ressources renouvelable, moins polluante) remplacer le charbon dans les centrales électriques ou chaudière industrielle, sans modification technique, il constitue un volume à transporter et stocker plus important à poids égal.

• L’investissement initial est important : les plants (encore coûteux) doivent être mis en terre à la main, dans un sol aéré et creusé de sillons. La première année, l’élimination des adventices concurrentes est nécessaire pour permettre au miscanthus de produire de nombreux rhizomes qui développeront de nombreuses et nouvelles tiges les années suivantes. Le désherbage peut être assuré mécaniquement, au moyen d’une herse, ou chimiquement (solution retenue par Bical). Si la plantation est assez dense, la seconde année, les feuilles mortes de la 1ère année forment un couvre sol qui doit suffire à empêcher la levée d’adventices.

Les fongicides et insecticides ne sont pour l’instant pas réputés nécessaires en Europe, les pathogènes du miscanthus n’y étant pas encore présents, mais ceci pourrait n’être que provisoire, la culture intensive et l’homogénéité génétique des plantations pouvant favoriser l’explosion démographique d’éventuels prédateurs (accidentellement importés du pays d’origine, ou d’espèces locales qui se seraient adapté à ce nouvel hôte).

Intérêt pour la faune ou la chasse

Les premières cultures peuvent servir de refuges à quelques espèces animales (chassées ou non), qui ont le temps de nicher sans souffrir de la récolte qui se fait en mars, sur sol sec ou gelé, en phase initiale du nouveau cycle de pousse, mais les cultures peuvent devenir rapidement si dense qu’elles sont peu pénétrables, hormis pour quelques espèces d’oiseaux, et si elles devaient se faire en zones humides, ces cultures se substitueraient à des milieux écologiquement beaucoup plus riches et fonctionnellement importants pour la qualité de l'eau.

Sur sites et sols pollués ?

Des tests ont été faits au Japon et sont faits en 2006-2007 en Île-de-France et dans le Nord de la France notamment.

Dès 1992, deux chercheurs japonais avaient montré que le Miscanthus tolre des sols très pollués par certains métaux, et qu’il accumule mal le cadmium dans ses feuilles (1,75 mg/kg). L’INRA doit en France le tester sur des sols pollués par d’anciens d’épandage sur champs d’eaux usées de l’agglomération parisienne, avec un financement de 750 000 € du conseil régional d’Île-de-France, sur cinq ans (2006 – 2011), où on comparera le miscanthus au seigle, à des taillis à courte rotation (TCR) ou à d’autres cultures non alimentaires, à fin de maintenir une activité agricole sur ce territoire (rapport de la Région de mai 2006).

La productivité du miscanthus est reconnues, mais il reste couteux à mettre en œuvre, et en concurrence avec d’autres sources renouvelables d’énergies qui développent des fonctions supplémentaires (le boisement), ou n’occupent pas de sols agricoles (éoliennes offshore). D’autres plantes sont candidates, dont des céréales telles que le triticale également intéressant car sa culture est la même que celle du blé tendre d’hiver, et il est aussi très productif et peu exigeant en intrants, tout en nécessitant moins d’eau que le miscanthus. Il est déjà cultivé pour le bétail par certains agriculteurs. = Un projet régional ("Picardie - Espèces Ligno-cellulosiques") a été lancé par l’État français grâce à des financements (axe "Agro-industrie" du pôle de compétitivité IAR, "Industries et agroressources"), à partir de septembre 2006, en Picardie, pour étudier la variabilité génotypique du miscanthus et son intérêt énergétique, et proposer d’éventuelles amélioration génétique du miscanthuse ou du blé, betterave, colza.

Voir aussi

• Miscanthus
• Panicum maximum (poaceae)

Liens externe

• page du Centre INRA de Lille / INRA Mons, France (fr)
• Page sur le miscanhus (en)
• page de l’université de l’Illinois consacrée au miscanthus (en)
• Page allemande sur le miscanthus (de)
• Page en allemand sur le miscanthus géant (de)

Notes et références

• Siehe auch Greef, J.M. und Deuter, M. 1993. Syntaxonomy of Miscanthus x giganteus GREEF et DEU. Angewandte Botanik 67, 87-90 sowie Deuter, M. und Abraham, J. 2000. Wissensstand in der Miscanthus-Züchtung. In: Miscanthus – Anbau und Vermehrung, Bonn, 8-14.

• Xi, Q. 2000. Investigation on the distribution and potential of giant grasses in China. Cuvillier Verlag, Göttingen