CARBONE BIOGÉNIQUE

Le carbone biogénique dans le cycle de vie des produits du bois

ADAM ROBERTSON, M.A.Sc., P.Eng.

CO-FONDATEUR ET DIRECTEUR, SUSTAINATREE

Le carbone biogénique contenu dans les produits du bois correspond au carbone retiré de l’atmosphère par la photosynthèse lors de la croissance des arbres et qui continue à être stocké dans les produits du bois tout au long de leur durée de vie. Contrairement au carbone fossile, le carbone bio­génique fait partie d’un cycle bio­physique qui se déroule à l’échelle du temps humain. Le car­bone fossile, quant à lui, implique un processus géologique qui s’étend sur des millénaires.

Le carbone biogénique fait partie d’un cycle global du carbone marqué par des échanges bidirectionnels entre les réser­voirs de carbone contenus dans l’atmos­phère, la biosphère et la techno­sphère (égale­ment connue sous le nom d’anthro­posphère).

Pour bien comprendre ce cycle, il est nécessaire de considérer tous les flux de carbone biogénique qui circulent entre ces sys­tèmes, comme décrit à la figure 1, sachant que :

  • L’atmosphère corres­pond au carbone contenu dans les systèmes clima­tiques ;
  • La biosphère inclut les ré­servoirs de car­bone que constituent les systèmes fo­res­tiers au-dessus du sol et dans le sol ;
  • La technosphère comprend, par exem­ple, les produits ligneux récol­tés et trans­formés en pro­duits du bois à longue durée de vie.

Figure 1. Suivre les flux de carbone biogénique dans l'atmosphère, la biosphère et la technosphère

Source : Forestry Innovation Investment Ltd.

Définir les limites physiques, spatiales et temporelles des systèmes

Au moment de quantifier et d’analyser les flux de carbone biogénique circulant dans le système de produits forestiers, il est nécessaire de préciser les limites du système étudié. Dans l’analyse des produits du bois, il est essentiel de définir les limites physiques, spatiales et temporelles du système afin d’assurer une caractérisation adéquate des flux de carbone biogénique. Les limites physiques définissent les processus naturels et ceux influencés par les humains (anthropiques) qui sont inclus dans le périmètre de l’analyse ; les limites spatiales encadrent l’étendue de la zone géographique forestière considérée ; alors que les limites temporelles statuent, par exemple, du moment de départ de la période d’éva­luation.

Le choix des limites du système peut influencer grandement la compta­bili­sation du carbone biogénique et les conclusions tirés des résultats obtenus.

À titre d’exemple, la figure 2 démontre l’influence de l’échelle spatiale choisie sur la compta­bilisation des flux de carbone forestier associés à la récolte. Dans cette illustration, la courbe représente la croissance d’un peuplement forestier et l’évo­lution du stock de carbone dans ce peuplement jusqu’à sa ré­colte. Le processus se répète dans le temps avec la régénération des arbres. Ainsi, à chaque récolte d’un peuplement forestier d’un 1 hectare (a), une partie importante du carbone biogénique qui avait été séquestré lors de la croissance des arbres est transférée de la forêt vers les produits ligneux. Cette analyse semble donc indiquer une réduction drastique du carbone forestier en forêt. Cependant l’importance relative de cette réduction du carbone forestier dépend de l’échelle considérée. L’impact est beau­coup moins important si l’analyse est faite à l’échelle d’une parcelle forestière de 1 000 hectares (b) ou encore d’une forêt de 1 million d’hec­tares (c).

Figure 2. Flux de carbone forestier dans le temps pour trois échelles spatiales différentes

Source : Forestry Innovation Investment Ltd.

Émission nulle liée à l'utilisation des terres

L’utilisation des terres est définie comme une utilisation ou une gestion humaine des terres à l’intérieur d’un périmètre donné. La foresterie est une utilisation des terres forestières à des fins d’aménagement pour produire des produits en bois. Elle se distingue d’un changement d’affectation des terres, tel que la déforestation, qui impliquerait une transformation des terres forestières vers d’autres usages, par exemple pour de l’agriculture, de l’aménagement urbain, etc.

La gestion des terres forestières en vue de la production de produits du bois, dans le cadre duquel les forêts sont reboisées et continuent à pousser après une récolte, ne constitue donc pas de la déforestation, car il n’y a pas de changement d’affectation des terres. Ainsi, tant que les terres forestières ne sont pas converties à d’autres usages, le cycle de croissance, d’exploitation et de repousse des forêts n’est pas interrompu.

La continuité de ce cycle de carbone est reconnue par la plupart des méthodes normalisées de comptabilisation du carbone biogénique, comme la norme ISO 21930:20171. Ainsi, le bois prove­nant de forêts gérées durablement peut être comptabilisé comme ne produisant aucune émission associée à l’utilisation des terres. La gestion durable des forêts peut être démontrée par des certifications dans le cadre d’un système de gestion durable des forêts ou par des rapports nationaux ou provinciaux qui identifient les forêts dont les stocks de carbone forestier sont stables ou en augmentation.

Comptabilisation du carbone biogénique dans les DEP et les outils d'ACV

Dans les déclarations environnementales de produits (DEP) pour les produits du bois, les flux de carbone biogénique qui entrent dans le système de produits doivent être documentés. Il peut s’agir de flux provenant de l’environnement naturel, de matériau secondaire réutilisé ou recyclé ou de combustible secondaire. Ces flux entrants sont caractérisés avec un facteur négatif de -1 kg éq. CO2/kg CO2 dans le module d’information du cycle de vie dans lequel le flux de carbone biogénique pénètre dans le système de produits (lors de l’étape A1-Extraction des matières premières, par exemple).

Lorsque le carbone biogénique quitte le système de produits, soit comme émission dans l’atmosphère, soit comme matériau biosourcé (en tant que coproduit3), le flux de carbone biogénique est caractérisé avec un facteur positif de +1 kg éq. CO2/kg CO2 dans ce module d’information du cycle de vie. Ainsi, tout carbone biogénique qui quitte le système de produits, en tant que coproduit ou matériau récupéré, à n’importe quel moment du cycle de vie en vue d’une réutilisation, d’un recyclage ou d’une récupération d’énergie, est comptabilisé comme une sortie de carbone biogénique du système de produits.

Les approches de comptabilisation du carbone biogénique dans les différents outils d’analyse du cycle de vie (ACV) de bâtiment varient. Il est important de comprendre les hypothèses de compta­bilisation et les méthodologies de calcul utilisées. Celles-ci influencent grandement les résultats quantitatifs du rendement environnemental des produits de construction en bois et des systèmes de construction. Certains outils permettent à l’utilisateur de choisir d’inclure ou d’exclure le carbone biogénique de l’analyse (ex : TallyLCA), ou le compta­bilise séparément (ex : GESTIMAT). D’autres outils, comme Athena Impact Estimator, comptabilisent automatiquement le carbone biogénique stocké dans le bois comme une émission négative (crédit) lorsqu’il entre dans le système de produits et l’ajoutent au potentiel de réchauffement planétaire (PRP) en fin de vie. Les émissions de carbone biogénique pendant la fabrication sont considérées comme neutres en carbone et ne sont pas incluses dans l’indicateur d’impact du PRP.

Enfin, certains outils offrent des méthodes optionnelles de comptabilisation du carbone biogénique. Dans le logiciel One Click LCA, les deux méthodes proposées génèrent le même résultat total du PRP et supposent un résultat comptable nul sur l’ensemble du cycle de vie, car les absorptions de carbone biogénique sont toujours égales aux émissions. Contrai­rement à TallyLCA et Athena Impact Estimator, la méthodologie de calcul de One Click LCA ne permet pas à l’utilisateur de considérer le stockage permanent de carbone biogénique dans le scénario de fin de vie (comme le stockage permanent dans une décharge aérobie). Chacun des outils d’ACV de bâtiment utilise des hypothèses différentes pour les scénarios de fin de vie, ce qui influence les émissions associées et le stockage permanent de carbone biogénique.

L'évaluation dynamique des flux de carbone biogénique

Les produits de construction en bois possèdent la capacité de stocker de grandes quantités de carbone biogénique, et ce, pendant de longues périodes, voire plusieurs décennies. Ce stockage retarde considérablement, ou empêche de façon permanente, la libération des émissions de GES biogéniques. De plus, pendant que l’environnement bâti stocke ce carbone biogénique, la forêt se régénère et continue d’absorber et de stocker du carbone au fil du temps.

Différentes méthodologies de compta­bilisation sont disponibles pour suivre et quantifier les flux de carbone biogénique au cours du cycle de vie des produits de construction en bois. Elles tentent de suivre les absorptions et les émissions biogéniques et les effets potentiels sur le climat qui en résultent. Alors que les analyses statiques supposent que toutes les absorptions et émissions de carbone biogénique se produisent au début de la période étudiée, c’est-à-dire au moment zéro, les approches dynamiques tiennent compte des répercussions potentielles sur le climat associées au calendrier d’élimination et d’émission des GES biogéniques, l’élimination du CO2 au début du cycle de vie et les émissions potentielles à la fin du cycle de vie, par exemple. La grande majorité des études d’ACV contemporaines qui visent à évaluer le rendement environnemental du cycle de vie des produits du bois à longue durée de vie ne tiennent pas compte de la nature dynamique des flux de carbone biogénique en supposant que toutes les absorptions et émissions de carbone biogénique se produisent au début de la période d’étude. Cette approche statique constitue une simplification qui ne tient pas compte de l’avantage climatique potentiel associé au décalage des émissions dans le temps.

Au cours de la dernière décennie, on a mis au point diverses méthodes de calcul et divers indicateurs d’impact sur le climat dans le but de quantifier plus précisément les impacts associés à l’absorption et aux émissions de carbone biogénique. D’un point de vue conceptuel, toutes ces méthodes de calcul sont similaires, en ce sens qu’elles tentent d’estimer le forçage radiatif cumulatif absolu ou relatif dans le temps, attribuable à une émission ou à une suppression de GES qui se produit à un moment précis. La principale différence entre les méthodologies est liée aux différentes hypothèses et aux modèles mathématiques utilisés pour calculer la valeur du forçage radiatif cumulé.

En conclusion, les produits du bois ont la capacité de stocker le carbone pendant de longues périodes et cet avantage potentiel pour le climat peut être quantifié à l'aide d'approches dynamiques d'évaluation de l'impact climatique.

1. ISO 21930:2017 « Développement durable dans les bâtiments et les ouvrages de génie civil — Règles principales pour les déclarations environnementales des produits de construction et des services ».

2. EN 15804:2012 +A1: 2013, 3.28, modifié.

3. Exemples de coproduits : écorce et copeaux pendant la fabrication, chutes pendant la construction, bois récupéré en fin de vie.

4. Office québécois de la langue française. (2019). Forçage radiatif [Fiche terminologique]. Vitrine linguistique. https://vitrinelinguistique.oqlf.gouv.qc.ca/fiche-gdt/fiche/26514631/forcage-radiatifhttps://vitrinelinguistique.oqlf.gouv.qc.ca/fiche-gdt/fiche/26514631/forcage-radiatif

Le combustible secon­daire se définit comme un « combustible récupéré à partir d'une utilisation an­térieure ou de déchets (3.3.11), dérivé d'un système de produit an­térieur (ISO 14040:2006, 3.28) et utilisé comme intrant (ISO 14040:2006, 3.21) dans un autre système de produit » [Traduction libre].2

Le forçage radiatif se définit comme une « per­turbation de l'équilibre éner­gétique du système terrestre. Le forçage ra­diatif peut être naturel ou anthropique ; le forçage naturel est dû au sSoleil et aux éruptions volcani­ques, tandis que les gaz à effet de serre sont un exem­­ple de forçage an­thro­pique. »4

Pour en savoir davantage sur la comptabilisation du carbone biogénique

Life Cycle Biogenic Carbon Accounting - A Primer for Wood Building Products and Construction Systems (en anglais) https://www.naturallywood.com/wp-content/uploads/FII-Life-Cycle-Biogenic-Carbon-Accounting-report-final-aug2024-1.pdf

When to Include Biogenic Carbon in an LCA (en anglais) https://www.woodworks.org/resources/when-to-include-biogenic-carbon-in-an-lca/

How to Include Biogenic Carbon in an LCA (en anglais) https://www.woodworks.org/resources/how-to-include-biogenic-carbon-in-an-lca/

Biogenic Carbon Accounting in WBLCA Tools (en anglais) https://www.woodworks.org/resources/biogenic-carbon-accounting-in-wblca-tools/

Assessing the Climate Change Impacts of Biogenic Carbon in Buildings: A Critical Review of Two Main Dynamic Approaches (en anglais) Breton, C., Blanchet, P., Amor, B., Beauregard, R., & Chang, W.-S. (2018). Assessing the Climate Change Impacts of Biogenic Carbon in Buildings: A Critical Review of Two Main Dynamic Approaches. Sustainability, 10(6), 2020. https://doi.org/10.3390/su10062020