206 - Le secteur forestier québécois : superhéros de la lutte aux changements climatiques

Session 1

• Communication orale 08 h 45
  Développement durable et carboneutralité à l’Université Laval
  Pierre Lemay (Université Laval)
• Communication orale 09 h 15
  Le rôle de la forêt, des produits forestiers et des technologies propres dans la lutte aux changements climatiques
  Patrick Lavoie (FPInnovations)
• Communication orale 09 h 45
  Analyse comparative du potentiel de lutte aux changements climatiques d’un immeuble résidentiel de moyenne hauteur en bois selon deux méthodes d’analyse du cycle de vie
  Robert Beauregard (Université Laval), Pierre Blanchet (Université Laval), Charles Breton (Université Laval), Wen-Shao Chang (University of Bath)

  Il n’existe aucun consensus sur la modélisation du carbone biogénique (C_bio) en analyse du cycle de vie (ACV). Or, les résultats d’ACV dépendent directement des méthodes et hypothèses utilisées. La modélisation du C_bio est donc un enjeu critique pour mieux comprendre le rôle du secteur forestier dans la lutte aux changements climatiques.

  Les hypothèses que le C_bio est (1) carboneutre et (2) émis lors de la récolte sur-simplifient sa modélisation en ACV. Afin de mesurer les impacts de ces hypothèses, deux méthodologies d’ACV ont été appliquées au Bâtiment K, un immeuble résidentiel de moyenne hauteur en bois. La première ACV utilise les deux hypothèses. La seconde ACV est dite « dynamique » : elle considère les aspects temporels des flux de C_bio sur l’ensemble du cycle de vie du bâtiment et rejette les hypothèses (1) et (2). Les résultats des deux approches et leurs implications pour le secteur forestier québécois seront comparés en détail.

  L’ACV dynamique décrit mieux les impacts des flux de C_bio sur les changements climatiques. Les hypothèses (1) et (2) peuvent mener à des conclusions erronées et devraient être évitées. À moyen terme, ce projet contribuera à améliorer la comptabilisation du C_bio en ACV et à clarifier l’importance du secteur forestier québécois dans la lutte aux changements climatiques.

• Communication orale 10 h 40
  Optimisation du débit d’absorption d’un fluide dans une structure poreuse
  Martin Dubé (Cégep de Trois-Rivières)
  Le phénomène d’absorption d’un liquide par un milieu poreux est omniprésent dans notre environnement, avec des applications aussi variées que la cuisson des pâtes, des tests médicaux rapides, la purification de l’eau…. Ce phénomène est particulièrement important pour le futur de l’industrie des pâtes et papiers. En effet, bien que la demande pour les papiers destinés à l’impression soit en baisse, les secteurs de l’emballage et des papiers sanitaires (couches, mouchoirs …) demeure actif. De plus, le développement de nouveaux types de papiers bioactifs (pouvant détecter ou détruire des agents pathogènes) offre de nouveaux débouchés à l’industrie. Le contrôle de l’absorption de liquide par la structure du papier est crucial au bon fonctionnement de tous ces papiers et cartons. Par exemple, elle doit être favorisée dans les papiers sanitaires, mais réduite à un strict minimum dans les emballages alimentaires. La pénétration d’un fluide dans les fibres d’un papier demeure cependant un phénomène méconnu, basé sur un ensemble de connaissances empiriques souvent adaptées à des cas très précis. Nos travaux cherchent donc à comprendre plus en détail l’influence de la structure des pores sur le débit d’absorption des liquides. Un ensemble de simulations numériques et de calculs analytiques nous a permis de montrer qu’une structure présentant de longs pores dans l’axe d’absorption du liquide permet d’optimiser le débit, avec un débit limite déterminé par la taille des pores.
• Communication orale 11 h 05
  Les produits d’emballages écologiques en pâte cellulosique thermoformée
  Tarik Jabrane (Cégep de Trois-Rivières)

  La forêt contribue déjà à l’atténuation des émissions de CO2 et à la lutte aux changements climatiques. Les emballages en pâte cellulosique thermoformée sont des héros du secteur forestier québécois qui contribuent à cette lutte aux changements climatiques. Les emballages en pâte cellulosique thermoformée sont des emballages recyclables, biodégradables, compostables et fabriqués à partir d’une ressource naturelle renouvelable. Cette présentation portera sur des exemples de développement et de prototypage d’emballages innovants en pâtes cellulosiques thermoformées, le développement du procédé de thermoformage et la démonstration de l’utilisation de matières lignocellulosiques peu utilisées. Les travaux de développement d’emballages en pâte cellulosique thermoformée réalisés chez Innofibre permettent au secteur forestier québécois de contribuer à la lutte aux changements climatiques en détournant l’enfouissement de déchets municipaux non biodégradables et sans aucune valeur sur le marché du recyclage, par la mise au point de matériaux d’emballage innovants ayant des retombées considérables sur leur cycle de vie depuis le choix de la matière première forestière, jusqu’à la valorisation des déchets par compostage, en passant par la fabrication et l’utilisation.

• Communication orale 11 h 30
  Élaboration de biocomposite d’acide polylactique et de filaments de cellulose
  Claire Jahier (Université du Québec à Trois-Rivières), Daniel Montplaisir (Université du Québec à Trois-Rivières), Alexandre Parcelier (UQTR - Université du Québec à Trois-Rivières), Rachida Zerrouki (Université de Limoges)

  Les pollutions liées à l’exploitation pétrolière (gaz à effet de serre) et la biodégradation des produits (accumulation de déchets) en découlant sont l’enjeux du 21ème siècle et conduisent à une demande croissante en matériaux bio-composites. L’incorporation de fibres naturelles en remplacement des fibres synthétiques engendre un intérêt croissant de par leur faible impact environnemental. Cependant, le principal frein rencontré est la faible compatibilité entre les fibres hydrophiles et les matrices hydrophobes.
  Notre approche consiste à élaborer des bio-composites à 100% d’origine naturelle constitué d’acide polylactique (APL) et de cellulose. Pour ce faire nous étudions l’incorporation de filaments de cellulose fourni par notre partenaire industriel (Kruger) dans ce bioplastique. Afin d’améliorer les propriétés mécaniques du composite, nous cherchons à augmenter la compatibilité entre les filaments et la matrice en greffant directement des oligomères d’acide lactique à la surface de la cellulose.
  Les enjeux de ce projet sont aussi bien économiques pour l’industrie papetière mais également du bois en général qu’écologique par la substitution des produits pétroliers.

Dîner

Session 2

• Communication orale 13 h 30
  Des superficies, des flux, des stocks, des produits et des marchés : des super pouvoirs pour la lutte aux changements climatiques dans le secteur forestier québécois
  Jean-François Boucher (UQAC-Université du Québec à Chicoutimi)

  Le secteur forestier québécois recèle un trésor d’opportunités en matière d’atténuation des changements climatiques. Elles sont répertoriées par le GIEC comme étant parmi les plus efficientes sur les plans environnemental et économique, en plus d’offrir de multiples avantages connexes avec les secteurs minier, agricole, du bâtiment et de l’énergie. Les activités de boisement/reboisement sont celles qui offrent les plus forts potentiels à long terme de stockage de carbone. Plusieurs activités d’aménagement permettent, quant à elles, des atténuations potentielles sur le court terme, surtout grâce à une gestion conséquente des flux de carbone. Dans tous les cas de figure, une production accrue de produits du bois est envisageable de manière à substituer des produits à fortes intensité carbonique, tant des produits de longue durée de vie pour le bâtiment, que des bois morts et résidus pour la bioénergie. Cette gestion potentiellement additionnelle et intégrée des stocks, des flux, des superficies disponibles et des produits du bois place le Québec dans une ligue à part parmi les superhéros du monde forestier, d’autant plus que l’arène du marché du carbone est une invitation claire en ce sens. La conférence s’attardera surtout sur les principaux « pouvoirs » forestiers du Québec dans cette lutte aux changements climatiques et proposera une feuille de route de recherche-action permettant de rallier les forces vives autour d’une mise en œuvre des premiers jalons de cette lutte.

• Communication orale 14 h 00
  Aménager la forêt pour lutter contre les changements climatiques
  Laurence Paradis (Université Laval), Evelyne Thiffault (Université Laval)

  Le Groupe Intergouvernemental d’Experts sur le Climat (GIEC) reconnait le pouvoir de séquestration de carbone des écosystèmes forestiers et la possibilité de l’utilisation des produits de bois en alternative à des produits dont la production et/ou la consommation émettent beaucoup de gaz à effets de serre (GES). Ainsi, grâce à l’aménagement forestier, il est possible d’atténuer ou de compenser les émissions de GES. Cela dit, concrètement, de quelle manière peut-on procéder pour favoriser la séquestration ? Quelles sont les activités forestières à prioriser ? Celles qui favorisent la séquestration en forêt ou dans les produits de bois ? Quels intrants influencent le plus le bilan de carbone forestier et à quelle échelle doit-on l’évaluer ? Cette évaluation comparative des activités forestières est encore peu étudiée, particulièrement en forêt boréale, alors que celle-ci joue un grand rôle dans le cycle du carbone à l’échelle planétaire. Pour fournir des pistes de solution aux gestionnaires des forêts québécoises, il est essentiel de comprendre l’effet de l’aménagement forestier sur le bilan de carbone de ces forêts. Cela facilitera la prise de décisions qui auront un impact positif dans la lutte contre les changements climatiques.

• Communication orale 14 h 25
  La gestion de certaines MRF comme les boues de désencrage peut-elle avoir un rôle dans la lutte contre le changement climatique?
  Naima Kolsi Ben Zina (Institut National Agronomique de Tunisie), Ahmed Koubaa (Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue), Emna Marouani (UQAT - Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue), Noura Zaidi (Agriculture et Agroalimentaire Canada)

  L’épandage des matières résiduelles fertilisantes (MRF) sur les sols agricoles et forestiers s’est avéré par rapport à l’enfouissement et aux autres formes de valorisation énergétique, une piste prometteuse et efficace pour réduire les émissions de gaz à effet de serre. D’autant plus, que d’ici 2020, il serait interdit d’enfouir les MRF. Parmi les MRF, on cite les boues de désencrage (BDD), qui sont d’origine lignocellulosique avec un rapport C : N élevé, favorisant ainsi le stockage et la séquestration du carbone plutôt que la minéralisation ou la dégradation de la matière organique. Certains auteurs ont comparé les effets sur le sol d’un amendement par les BDD aux effets du non labour (semis direct). Ce qu’on propose à travers ce travail dans un premier temps, c’est de produire un compost et des granules fertilisantes à base de ces boues pour des usages agricoles et sylvicoles tout en évaluant l’impact sur l’environnement et de comparer et quantifier l’émission de CO₂ entre les différentes formes (boue non traitée, compost, granules). Pour l’épandage sylvicole, la valorisation en granules fertilisantes semble être une voie intéressante pour favoriser le stockage du carbone et contribuer à la lutte contre les changements climatiques. Dans une approche plus globale, l'épandage des BDD sur des sols forestiers contribue à rétablir un certain équilibre. En effet, les BDD sont issues de la pâte à papier, produite à partir des copeaux de bois, qui eux sont issus de la forêt.

• Communication orale 15 h 20
  Dynamique des réservoirs de carbone en sapinière boréale
  Yves Bergeron (Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue), David Paré (Ressources naturelles Canada), Fanny Senez-Gagnon (UQAM - Université du Québec à Montréal), Evelyne Thiffault (Université Laval)

  Les aménagements forestiers ont une influence importante sur les bilans de carbone des forêts boréales et leur potentiel de réduction des émissions de gaz à effet de serre. Dans cette perspective, l’analyse de la dynamique et de l’évolution des réservoirs de carbone forestiers boréaux, encore peu connues, s’avère nécessaire. Plus particulièrement, les objectifs de l’étude sont de décrire les processus de formation et de décomposition de la biomasse morte et de détailler son interaction avec le carbone du sol. Pour ce faire, le contenu en carbone des réservoirs forestiers de la Forêt Montmorency a été déterminé au moyen d’une chronoséquence de coupe regroupant 18 placettes ayant subi une coupe par tronc entier. Les hypothèses sont que 1) la biomasse morte contient une part importante du carbone de l’écosystème, que 2) son accumulation suit un patron quadratique et qu’elle 3) ne participe pas à enrichir les réserves de carbone du sol. Les résultats démontrent que la biomasse morte est un réservoir de carbone plus important que la biomasse vivante, qu’elle s’accumule selon un patron non-linéaire et que le contenu en carbone du sol n’est pas influencé par sa présence et son abondance. Ainsi, le bois mort ne contribuerait pas significativement à la formation de la matière organique stable du sol et serait en grande partie respiré dans l’atmosphère.

• Communication orale 15 h 45
  Quantifier les impacts d’une concentration élevée en CO2 atmosphérique et d’une fertilisation azotée sur la densité du bois chez Pinus taeda
  Alexis Achim (Université Laval), Yann Cochet (Université Laval), Jean-Christophe Domec (Duke University), Jérôme Ogée (INRA Bordeaux-Aquitaine), Lisa Wingate (INRA Bordeaux-Aquitaine)

  Les dispositifs FACE (Free-Air CO₂ Enrichment) permettent d’étudier l’évolution des écosystèmes terrestres sous un CO₂ atmosphérique élevé (eCO₂). Les effets observés affecteront l’industrie du bois ainsi que les phénomènes de rétroaction avec l’atmosphère. Les objectifs de cette étude sont d’analyser les modifications du bois induites par eCO₂ seul ou avec une fertilisation azotée (N_f) et d’identifier leurs effets sur le transport hydrique.

  Des individus adultes de Pinus taeda L. ont été échantillonnés sur le site FACE de Duke (USA). En mesurant la largeur des cernes, les changements de densité intra-cernes (densitométrie à rayons-X) et la taille des trachéides de la moelle à l’écorce, les hypothèses suivantes ont été testées : eCO₂ et N_f interagissent positivement pour augmenter la productivité ; eCO₂ et N_f induisent une diminution de la densité ; eCO₂ et N_f augmentent les diamètres de lumen et diminuent les épaisseurs de paroi, affectant le transport hydrique.

  Nos résultats ont révélé une stimulation de la production de trachéides par eCO₂ pendant les premières années, suivie d’une diminution freinée par N_f. Les profils de rayons-X ne présentent pas de diminution de la densité du bois sous eCO₂ ou N_f, bien qu’une réduction de l’épaisseur de la paroi cellulaire et une augmentation du diamètre du lumen ont été observés. Ce projet permettra de mieux anticiper la capacité future des forêts à agir comme puits de carbone, et donc à atténuer les changements climatiques.