Cultures valorisées en matériaux biosourcés : le premier pas vers une bioéconomie en Île-de-France ?

Présentant un bilan carbone avantageux, les matériaux issus de la biomasse végétale ou animale prennent une place croissante en Île-de-France, notamment dans la construction. Cette dynamique illustre un certain retour à une économie biosourcée, qui se traduit, au côté de la filière forêt-bois, par la valorisation des cultures franciliennes.

Le changement climatique remet en question nos modes de vie, fortement émetteurs de gaz à effet de serre (GES), et nos sociétés modernes sont confrontées à de nombreux défis : raréfaction des ressources, dégradation des écosystèmes, inégalités d’accès à la santé, etc. Avec la crise sanitaire et la guerre en Ukraine, notre système d’approvisionnement, fondé sur des importations massives, a montré ses fragilités. Les moyens de produire, d’utiliser et de consommer sont à repenser, en respectant les limites écologiques de la planète et le bien-être des populations. La bioéconomie, fondée sur la production, la transformation et le recyclage de ressources biologiques renouvelables (matières organiques terrestres ou marines, qu’elles soient végétales ou animales), est l’une des solutions pour répondre à ces défis. En substituant du carbone renouvelable au carbone fossile, la bioéconomie contribue à réduire les émissions de GES, tout en préservant les ressources naturelles et la biodiversité et en amplifiant les services rendus par les écosystèmes¹. Les bioressources sont destinées à de multiples usages : en premier lieu l’alimentation, mais aussi la production de matériaux, de molécules, ou d’énergie. Il s’agit en réalité d’un retour à une utilisation de la biomasse à des fins multiples, comme avant l’avènement du pétrole et ses dérivés plastiques, du béton, de l’acier ou des laines minérales. Afin de mener la transition vers la bioéconomie, des stratégies politiques s’élaborent à l’échelle européenne et française², voire régionale, en particulier dans le Grand Est, les Hauts-de-France et la Normandie. Des politiques sectorielles s’emparent de ce sujet, comme la nouvelle Politique agricole commune (2023-2027). Le corpus législatif et réglementaire impliquant le développement des biosourcés s’enrichit : loi relative à la Transition énergétique pour une croissance verte (2015), réglementation environnementale RE2020 pour la construction neuve (2020)³, projet de loi pour une industrie verte (2023)… Ainsi, parmi les principaux usages, la production de matériaux biosourcés se diffuse dans divers secteurs économiques : le bâtiment, mais aussi l’automobile, l’emballage ou le textile. En Île-de- France, le conseil régional porte le sujet à travers une stratégie dédiée, adoptée en 2018 (voir encadré infra), en complément de sa Stratégie pour la forêt et le bois 2018-2021, adoptée en 2017. Si le bois arrive largement en tête des biosourcés utilisés pour la construction, des matériaux issus des filières agricoles connaissent également un nouvel essor. Ces matériaux peuvent même être issus de ressources locales, ajoutant aux vertus du caractère renouvelable celles du principe de proximité. Sur le sol francilien, des cultures abandonnées avec l’ère de l’industrialisation, telles que le chanvre et le lin, sont à nouveau implantées ; de nouveaux usages – ou un retour à des usages anciens – se développent pour les traditionnelles céréales à paille ; et de nouvelles cultures font leur apparition, comme le miscanthus.

ACCOMPAGNER LES FILIÈRES BIOSOURCÉES SELON LA HIÉRARCHIE DES USAGES DE LA BIOMASSE

La bioéconomie admet généralement une hiérarchie des usages de la biomasse, inspirée des usages en cascade de la matière en économie circulaire. L’usage alimentaire est ainsi prioritaire (sécurité alimentaire), devant les autres usages (matériaux ou molécules et enfin ressource énergétique). Ainsi, la surface agricole doit avoir préférentiellement une vocation alimentaire et la sélection variétale doit considérer les parties comestibles des plantes comme les non comestibles. Le déploiement de la bioéconomie nécessite une approche systémique afin de produire durablement et de gérer les concurrences d’usage sans épuiser ces bioressources. Pour être soutenable, la bioéconomie doit être circulaire, et les différents itinéraires de transformation des produits restent souvent à boucler. Elle doit aussi s’inscrire dans un principe de proximité, et peut offrir la possibilité de relocaliser des activités sur le territoire. La nouvelle réglementation sur la construction neuve (RE2020), incite fortement au développement des matériaux biosourcés. En effet, si la réglementation thermique de 2012 était centrée sur la réduction de la consommation d’énergie du bâtiment en cours d’utilisation, la RE2020 porte désormais sur une réduction de l’impact carbone sur l’ensemble du cycle de vie du bâtiment (construction, utilisation et déconstruction). Or les produits de construction et les équipements représentent 65 % à 85 % de la totalité des émissions de GES liées au cycle de vie d’un bâtiment neuf⁴. Cela est dû, notamment, à l’usage massif du béton dans la construction, dont la fabrication du liant – le ciment – nécessite de chauffer du calcaire et de l’argile à 1 450 °C pendant plusieurs heures, et génère, à elle seule, 2,5 % des émissions de GES territoriales françaises⁵. En construction comme en rénovation du bâti, les matériaux biosourcés, à bas niveau de carbone, mais aussi très performants pour l’isolation thermique et le confort hygrométrique, sont donc au cœur des nouvelles pratiques. En Île-de-France, le développement des usages non alimentaires des cultures s’organise principalement autour des céréales à paille, du chanvre, du lin et du miscanthus⁶.

LA PAILLE : UNE RESSOURCE ABONDANTE DANS UNE RÉGION CÉRÉALIÈRE

La paille correspond à la tige d’un certain nombre de cultures, coupée lors de la récolte des grains, dont les principaux usages sont le retour au sol, pour lui restituer de la matière organique, et la production de litière animale. Elle est recherchée aujourd’hui en valorisation matière pour la construction, la chimie verte (bioplastiques), ou en valorisation énergétique (combustible pour les chaufferies et méthanisation). La valorisation de la paille en matériaux privilégie l’utilisation de paille de céréales, et en particulier la paille de blé, la seule disposant de certifications techniques. Les pailles d’orge ou de triticale (espèce hybride entre blé et seigle), de structure et de composition assez proches, pourraient également être envisagées. Dans la région, les surfaces cumulées ayant pour culture principale le blé tendre, l’orge et le triticale sont considérables : 311 000 ha par an en moyenne. Avec un rendement moyen de trois à quatre tonnes de matière sèche (MS) de paille/ha en Île-de-France et en considérant un retour au sol de 40 % à 70 % du volume produit, on peut estimer que la production de paille mobilisable pour des valorisations autres qu’agronomiques (élevage, matière ou énergie) s’établit entre 280 000 et 750 000 t par an. Le marché de la construction en paille, encore limité en Île-de-France, tend à se développer, avec des projets utilisant des bottes de paille en isolation, voire en structure.

LE CHANVRE : LE RENOUVEAU D’UNE CULTURE QUI AVAIT PRESQUE DISPARU

Originaire d’Asie centrale, le chanvre est cultivé depuis plus de 8 000 ans pour sa fibre textile, avec en coproduits le chènevis (graine oléagineuse) et la chènevotte (intérieur de la tige, sorte de bois de chanvre). Toutes les composantes de la plante sont exploitées : la fibre pour la fabrication de papiers spéciaux, de plastiques et de matériaux de construction (laine de chanvre), mais aussi pour le marché textile, en croissance ; la chènevotte en litière animale, en paillage horticole ou en mélange comme matériau de construction (béton de chanvre, associant chaux et chènevotte) ; et le chènevis pour l’oisellerie, la pêche et l’alimentation humaine, en fort développement, la graine présentant un intérêt nutritionnel et des bénéfices potentiels pour la santé. Après une quasi-disparition, la culture du chanvre est relancée en Île-de-France à la fin des années 2000, à travers deux initiatives locales : Planète Chanvre, portée par un groupe d’agriculteurs au nord de la Seine-et-Marne, disposant d’une usine de défibrage à Aulnoy ; et Gâtichanvre (devenue Société Nouvelle Gâtichanvre en 2021), lancée par le Parc naturel régional du Gâtinais français, avec une usine de défibrage à Prunay-sur-Essonne. L’Île-de-France, qui compte 1 500 ha de surface cultivée en moyenne par an, est l’une des principales régions productrices de chanvre au niveau national (11 % des surfaces cultivées⁷). Avec la reprise de la chanvrière par la Société Nouvelle Gâtichanvre, dans le Gâtinais français, la surface cultivée devrait progressivement remonter à 2 500 ha, voire 3 000 ha environ. Une usine produisant des panneaux préfabriqués isolés en béton de chanvre sur une base d’ossature bois, attenante à la chanvrière d’Aulnoy, est opérationnelle depuis 2021 (Wall’Up Préfa).

LE LIN FIBRE : UN BASSIN TOURNÉ VERS LA PRODUCTION TEXTILE

Le lin fibre est cultivé depuis 10 000 ans environ, pour une valorisation textile, notamment. L’Île-de-France compte environ 3 000 ha de lin fibre en moyenne par an, avec une tendance à la hausse. Le principal bassin de production francilien est situé en Seine-et-Marne, autour du teillage Devogèle, à Chailly-en-Brie, avec environ 80 agriculteurs partenaires. Reprise en 2018, l’usine est en cours de modernisation et de déménagement dans la commune d’Amillis. Quelques producteurs des Yvelines approvisionnent, par ailleurs, une unité de teillage située dans l’Eure. La production de paille de lin au niveau régional est estimée à 20 000 t par an environ (pour un rendement de 7 t MS/ha). Si l’Île-de-France reste relativement modeste à l’échelle française en termes de surfaces de lin fibre, elle est en revanche la première région cultivée en lin fibre biologique, avec environ 230 ha en 2020 (800 ha au niveau national). La demande en lin fibre biologique connaît en outre une croissance exponentielle. Les produits issus du lin se déclinent en fibres longues (ou filasses, 20 % de la MS), utilisées pour le textile de grande qualité, et en fibres courtes (ou étoupes, 15 % de la MS), utilisées pour le textile et la papeterie. Les coproduits sont les anas de lin (50 % de la MS), utilisés comme litière animale en filière équine ou comme paillis, mais surtout pour l’ameublement (panneaux de contreplaqués) ; les graines (5 % de la MS) utilisées pour la multiplication de semences, mais aussi l’alimentation animale ; et les poussières (10 % de la MS) valorisées en compost ou en méthanisation. En filière textile, les fibres sont majoritairement exportées en Chine ou en Inde pour être tissées et revenir sous forme de produit fini. Toutefois, entre 2020 et 2022, trois filatures ont vu le jour sur le territoire français, dans les régions Grand Est, Hauts-de-France et Normandie. Un projet de filature est à l’étude en Bretagne, bouclant ainsi la chaîne de production du lin sur le territoire national.

LE MISCANTHUS : UNE PLANTE PÉRENNE OCCUPANT DES SURFACES MODESTES

Graminée rhizomateuse pérenne originaire d’Asie, le miscanthus développe une biomasse importante, valorisée à des fins non alimentaires. La variété utilisée, Miscanthus giganteus, hybride⁸, est stérile et de ce fait non invasive, contrairement aux variétés dont elle est issue. Les rhizomes de miscanthus donnent naissance à des pousses de trois mètres de haut dès la deuxième année. Les tiges sont récoltées à partir de la troisième année pendant 20 ans. Implantées en France principalement à partir de 2009⁹, les surfaces de miscanthus couvrent environ 6 400 ha en 2019. En Île-de-France, la surface cultivée de miscanthus atteint 340 ha en moyenne par an, pour une production annuelle de 4 000 à 4 500 t (rendement moyen de 12 t MS/ha). Le miscanthus est valorisé en litière et paillage horticole, mais aussi comme combustible ou matériau de construction, ou encore transformé en bioplastique ou en émulsifiant en chimie verte. L’usine BES, créée en 2009 à la Brosse-Montceaux, en Seine-et-Marne, implante et commercialise la récolte de miscanthus de 45 agriculteurs sur 250 ha. La production, oscillant entre 850 et 1 500 t, est vendue comme paillis, litière (équins) ou combustible pour les chaudières biomasse. La société Polybiom a été créée par les mêmes actionnaires en 2017¹⁰ pour la fabrication de polymères à base de miscanthus ou d’autres matières végétales ou animales, servant comme résines, enduits ou colles. L’usine, située à Moret-Loing-et-Orvanne, utilise entre 100 et 150 t de miscanthus par an, et pourrait atteindre 320 t par an, à terme. Les clients sont souvent européens, mais rarement français.

DES CULTURES AUX ATOUTS AGRONOMIQUES ET ENVIRONNEMENTAUX CERTAINS

Les cultures à valorisation en matériaux biosourcés présentent divers atouts en termes agronomiques, technico-économiques et environnementaux. La paille issue des cultures de céréales est présente en abondance. Sa valorisation sous forme de matériau de construction est intéressante économiquement et se pratique en circuit court. La disponibilité de la paille doit néanmoins être évaluée en prenant en compte le nécessaire retour au sol d’une grande partie des pailles pour le maintien du taux de matière organique et les besoins pour les autres filières de valorisation de la paille (litière pour l’élevage…). Les cultures de lin fibre et de chanvre participent à la diversification des cultures des exploitations et améliorent les rendements des cultures de céréales suivantes. Elles impliquent néanmoins la proximité d’une unité de transformation ou le regroupement d’agriculteurs pour un projet commun. Le chanvre nécessite très peu d’intrants et présente de nombreux atouts environnementaux : il améliore la qualité du sol, et accueille de nombreuses espèces au sein de son couvert haut et dense. Si sa culture est techniquement relativement simple (en dehors des étapes de récolte et de maturation), la marge économique s’avère modérée. A contrario, le lin présente une haute valeur ajoutée, mais sa culture est plus délicate et requiert une grande technicité. La culture du miscanthus, demandant très peu d’intrants, est souvent perçue de manière négative du fait de son caractère pérenne, qui bloque des parcelles pendant une vingtaine d’années. Toutefois, passé la phase d’implantation, onéreuse, cette plante s’avère intéressante pour la mise en culture de parcelles agricoles petites ou difficiles d’accès, l’usage comme zone tampon le long des cours d’eau ou l’accueil de biodiversité dans son couvert permanent. Sa valorisation en chimie verte dégage une meilleure valeur ajoutée que les débouchés classiques de paillis ou de litière, et offre des perspectives prometteuses et en pleine expansion. Les surfaces dédiées à ces cultures en Île-de-France sont relativement importantes comparativement aux régions limitrophes, compte tenu de la faible superficie régionale. Les usages non alimentaires des cultures posent les mêmes problématiques que les usages alimentaires, en termes de circuits courts et de coopérations entre territoires urbains et ruraux. Leur développement implique une sécurisation du foncier agricole et la construction d’unités de transformation : ce sont des filières « stratégiques », qui doivent pouvoir se déployer en intégrant les exigences de l’objectif de réduction de la consommation d’espace et du Zéro artificialisation nette (ZAN) à l’horizon 2050.

UN RETOUR À DES USAGES MULTIPLES DES BIORESSOURCES

Le développement des filières de valorisation des cultures en matériaux biosourcés est un retour vers une utilisation plus équilibrée de la biomasse entre usages alimentaires et non alimentaires, telle qu’elle a prévalu dans l’histoire jusqu’au XX^e siècle, et qui a été perdue avec l’essor de l’industrie et de la pétrochimie. Toutefois, le contexte est aujourd’hui nettement différent, et le haut niveau de consommation de matières premières, entre denrées alimentaires, textiles, matériaux et produits manufacturés, peut impliquer, si l’engouement pour des filières biosourcées et locales s’accentue, des problèmes de concurrence d’usage des sols agricoles. Les matériaux fabriqués à base de biomasse sont des alternatives incontournables aux produits industriels géosourcés ou pétrosourcés. Le marché francilien paraît immense, au vu de la dynamique de construction, des nouvelles perspectives offertes par la RE2020 et de la démographie. Cependant, la production et l’usage des matériaux issus des cultures franciliennes demeurent encore très modestes, et beaucoup reste à faire pour connecter davantage les filières amont et aval. Les cultures concernées présentent de multiples atouts, notamment le chanvre et le lin, qui sont bénéfiques pour les sols et diversifient les paysages. Ce retour à une diversité de cultures reste néanmoins dépendant du contexte économique et mérite d’être encouragé par les pouvoirs publics. Enfin, le bilan carbone plus vertueux des matériaux biosourcés par rapport aux matériaux minéraux ou pétrosourcés ne doit pas faire oublier que l’enjeu premier de l’atténuation du changement climatique reste la sobriété de l’usage de matières. Le développement des matériaux biosourcés doit donc s’inscrire dans une trajectoire globale de réduction de notre empreinte matière sans être une justification à une consommation qui resterait inchangée.■

1. Rapport « Bioéconomie. Prospective scientifique interdisciplinaire », Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (Inrae), juin 2020.
2. EU Bioeconomy strategy, 2018 ; Stratégie bioéconomie pour la France, plan d’action 2018-2020.
3. Votée en 2018 et applicable depuis le 1er janvier 2022, la loi portant évolution du logement, de l’aménagement et du numérique (Elan) prévoit l’entrée en vigueur d’une nouvelle réglementation environnementale des bâtiments neufs en 2020, la RE2020.
4. Selon la méthode d’analyse de cycle de vie statique utilisée dans l’expérimentation « énergie positive et réduction carbone E+ C- » dans « Transition(s) 2050. Choisir maintenant, agir pour le climat », Ademe, novembre 2021.
5. « Plan de transition sectoriel de l’industrie cimentière en France : premiers résultats technico-économiques », Ademe, 2021.
6. Les surfaces cultivées en Île-de-France mentionnées dans les paragraphes qui suivent sont issues de l’exploitation du Registre parcellaire graphique (RPG) et calculées en moyenne sur la période 2017-2021.
7. « Évaluation des ressources agricoles et agroalimentaires disponibles en France – Édition 2020 », Observatoire national des ressources en biomasse.
8. Les variétés hybrides sont des plantes issues d’un croisement entre deux variétés différentes pures.
9. « Guide pratique de la culture de miscanthus », Valbiom, 2013.
10. En partenariat avec l’université d’Amiens et la communauté de communes de Moret Seine et Loing, et avec l’aide de la Région Île-de-France, de l’Ademe et de l’Association agri-développement Île-de-France (AADI).

STRATÉGIE ET DISPOSITIFS EN ÎLE-DE-FRANCE

Élaborée en 2018, la stratégie régionale pour l’essor des filières de matériaux et produits biosourcés identifie cinq orientations majeures :

• diversifier les activités agricoles ;
• structurer et développer les filières franciliennes ;
• porter le renouveau industriel de l’Île-de-France ;
• intensifier l’innovation en rapprochant recherche, enseignement et développement ;
• stimuler les marchés par la commande publique.

Elle se décline en 14 actions opérationnelles, et ses principes infusent dans plusieurs dispositifs régionaux. Des aides financières aux collectivités sont ainsi conditionnées à l’usage de matériaux biosourcés : par exemple, un bonus de 50 % de l’aide à la rénovation énergétique de bâtiments publics est accordé aux communes de moins de 20 000 habitants pour des projets intégrant au moins 12 kg de matériaux biosourcés par m2 de surface de plancher.

Pour aller plus loin

LES BIOSOURCÉS EN ÎLE-DE-FRANCE