Principaux obstacles et enjeux reliés au déploiement à grande échelle de systèmes de boisement et d'agroforesterie en courte rotation visant la production d'énergie au Canada

Responsable de la composante

• Alex Mosseler, chercheur scientifique, Service canadien des forêts, Centre de foresterie de l’Atlantique

Membres de l’équipe

• Michel Labrecque, conservateur, Jardin botanique de Montréal
• Bill Schroeder, chercheur scientifique, Centre du développement de l'agroforesterie, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Indian Head (Saskatchewan)

Objectifs

Déterminer la performance de croissance et la tolérance à divers sites de sept espèces de saule indigènes parmi les plus prometteuses afin de sélectionner et de distribuer des clones de saule de qualité supérieure pour la production de biomasse dans les systèmes de boisement conçus pour la production de bioénergie et à diverses fins de restauration écologique.

Résultats principaux

L’aire naturelle de sept espèces de saule indigènes a été explorée dans l’est et le centre du Canada pour y trouver des populations naturelles et y prélever des échantillons en vue de la création de jardins d'étude communs. Une série d’essais sur le terrain a été réalisée sur des sites de mine et des sites d’installations de traitement des déchets à des fins de restauration écologique et d’amélioration de la qualité de l’eau. Une série d’essais sur le terrain a été effectuée à proximité de champs de bleuets dans la Péninsule acadienne pour évaluer la possibilité d’utiliser le saule afin d’améliorer la gestion des pollinisateurs. Plusieurs échantillons ont été prélevés lors des essais sur le terrain et des évaluations préliminaires de la production de biomasse et des caractères de qualité ont été effectuées. Des clones de qualité supérieure ont été sélectionnés sur cinq des sept saules mis à l’essai. Ces clones ont été distribués aux organismes intéressés pour la réalisation d’autres essais opérationnels à travers le Canada.

Travaux en cours

Les travaux de mise à l’essai de sept espèces de saule indigènes se poursuivent en vue de leur utilisation à des fins de restauration de l’habitat et de lutte contre l’érosion sur des sites de mine au Nouveau-Brunswick et des sites agricoles à l’Île-du-Prince-Édouard et en Saskatchewan, à des fins d’amélioration de la qualité de l’eau dans des installations de traitement des déchets au Nouveau-Brunswick, à des fins de production de biomasse pour l’énergie au Québec et en Nouvelle-Écosse, et pour la gestion des pollinisateurs associés à la production du bleuet dans la Péninsule acadienne au Nouveau-Brunswick. En 2011, d’autres essais sur le terrain seront effectués ayant pour objectifs la restauration de sites de mine en Ontario et la remise en état de sites de sables bitumineux en Alberta.

Collaborateurs

• Jardin botanique de Montréal
• Institut de recherche en biologie végétale, Montréal (Québec)
• Roy Consultants Ltd. (services d’ingénierie), Bathurst (Nouveau-Brunswick)
• Redpine Landfill, Bathurst (Nouveau-Brunswick)
• Ministère de l'Agriculture et de l'Aquaculture, Tracadie (Nouveau-Brunswick)
• Agriculture et Agroalimentaire Canada, Charlottetown (Île-du-Prince-Édouard)
• Northern Pulp and Paper Ltd., Debert (Nouvelle-Écosse)
• Centre du développement de l'agroforesterie, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Indian Head (Saskatchewan)
• CanmetÉNERGIE, Ressources naturelles Canada, Ottawa (Ontario)

Publications choisies

Mosseler, A. 1990. Hybrid performance and crossability relationships in willows (Salix L.). Can. J. Bot. 68:2329-2338.

Mosseler, A. 1989. Interspecific pollen–pistil incongruity in Salix. Can. J. For. Res. 19:1161-1168.

Mosseler, A.; Zsuffa, L.; Stoehr, M.U.; Kenney, W.A. 1988. Variation in biomass production, moisture content, and specific gravity in some North American willows (Salix L.). Can. J. For. Res. 18:1535-1540.

Pour de plus amples informations, veuillez communiquer avec le responsable de la composante :

• Alex Mosseler, chercheur scientifique, Service canadien des forêts, Centre de foresterie de l’Atlantique, Fredericton (Nouveau-Brunswick)

Établissement d’un essai sur le terrain au Jardin botanique de Montréal dans le but de mesurer la variation génétique intra- et interpopulation chez cinq espèces de saule indigènes.

Deuxième saison de croissance suivant l’établissement d’un essai sur le terrain visant à mesurer le rendement de sept clones et espèces de saule indigènes utilisés pour la restauration de zones riveraines en érosion dans des sites de mines de charbon au Nouveau-Brunswick.

Tiges de deux ans provenant du système latéral de racines en expansion de boutures de Salix interior plantées le long de la rive d’un ruisseau pour contrôler l’érosion sur le site abandonné d’une mine de charbon.

Responsable de la composante

• Michel Labrecque, directeur des recherches, chercheur scientifique, Jardin botanique de Montréal

Membres

• Traian Ion Teodorescu, chef de projet
• Jacques Brodeur, professeur
• Frédéric Pitre, boursier de recherches postdoctorales
• Werther Guidi, boursier de recherches postdoctorales
• Rémy Fluet, étudiant à la maîtrise
• Aurélien Lauron-Moreau, étudiant au doctorat
• Stéphane Daigle, statisticien

Objectifs

Notre recherche a pour but principal de développer la connaissance de la culture intensive en courte rotation (CICR) du saule en étudiant les répercussions à court et à long termes des caractéristiques des sites, des pratiques culturales et des espèces ou clones utilisés.

Plus précisément, nous cherchons à :

1. Faire le suivi et étudier la croissance et le rendement de divers clones de saule cultivés en CICR dans différents systèmes de culture, c’est-à-dire dans des exploitations à grande échelle fortement mécanisées et dans des exploitations de taille moyenne, sans pesticides et à faible entretien.
2. Tester le rendement de clones de saule sélectionnés (d’espèces exotiques ou indigènes) dans les régions du sud et du nord du Québec pour déterminer lesquels ont le meilleur rendement.
3. Identifier les insectes et les maladies qui touchent les plantations et trouver des méthodes de lutte possibles.
4. Faire le suivi de la performance de croissance dans les plus vieilles plantations de saule au Canada établies en 1995 dans la région de Huntingdon afin d’évaluer la capacité de production de rejets à long terme des saules (après quatre cycles de réjuvénilisation ou plus) et la possibilité que la CICR demeure économiquement viable après plusieurs années (15 à 20 ans ou plus).

Résultats principaux

• À l’heure actuelle, trois clones sélectionnés à l’origine par l’Institut de recherche en biologie végétale (IRBV) sont très répandus au Québec, pour un total d’environ 200 ha répartis à travers la province. La productivité moyenne de ces clones plantés à une échelle commerciale varie entre 12 et 15 ts/ha/an.
• Un certain nombre de clones supplémentaires sont mis à l’essai pour trouver de nouvelles variétés productives et résistantes aux insectes. Parmi les plus prometteuses, deux variétés (Canastota et Tully Champion) créées à Cornell University ont atteint 18 ts/ha/an à la fin de la première rotation.
• Pour sélectionner de nouveaux clones adaptés aux régions nordiques (zones d'endurance au froid 2 et 3), 20 clones supplémentaires (six de Suède et 14 sélectionnés dans une collection appartenant à l’IRBV) sont présentement à l’essai en Abitibi (zone d'endurance au froid 2A) et les résultats sont comparés à ceux obtenus à Boisbriand (zone d'endurance au froid 5A). Les résultats préliminaires montrent que les clones plantés dans le nord présentent une bonne résistance au gel et aux insectes. Cependant, leur performance de croissance était considérablement inférieure à celle des mêmes clones plantés à Boisbriand. Les clones suédois (Bjorn, Olof, Tora, Sven) et S. miyabeana (SX67) ont donné les meilleurs résultats sur les deux sites.
• La surveillance des ravageurs a permis de déterminer quels étaient les insectes les plus courants s’attaquant aux clones utilisés dans les plantations. Les clones issus en partie ou en totalité de S. viminalis sont les plus sensibles à la cicadelle de la pomme de terre (Empoasca fabae). Les clones commerciaux plantés au Québec (S. miyabeana et S. sachalinensis) sont plus résistants à ce ravageur, mais ils sont légèrement sensibles au cèphe du saule (Janus abbreviatus) et au grand puceron du saule (Tuberolachnus salignus). En général, les pesticides ne devraient pas être utilisés pour lutter contre les insectes à moins que l’infestation ne soit très grave (ce qui est rare).
• Deux plantations de saule établies dans la région de Huntingdon au Québec ont fait l’objet d’un suivi scientifique pendant 16 ans (1995 à 2011). Une plantation de S. viminalis cultivée sur un site argileux en est présentement à sa cinquième rotation et produit encore de forts rendements en biomasse. Les mêmes résultats ont été obtenus sur un autre site planté d’une douzaine de clones de saule en 1999. Ces résultats montrent que la culture du saule en CICR permet de maintenir une forte production de biomasse ainsi que la capacité de produire des rejets pendant plusieurs cycles de réjuvénilisation.

Travaux en cours

• Mise à l’essai des clones de saule sélectionnés dans les régions du sud et du nord du Québec afin de déterminer lesquels semblent donner le meilleur rendement. Nous travaillons aussi à la recherche de clones résistants au gel (à Boisbriand et en Abitibi).
• Suivi de deux plantations commerciales de saule (à Boisbriand et à Saint-Roch-de-l’Achigan) caractérisées par des méthodes de culture différentes en comparant la performance de croissance et le rendement et en déterminant quels sont les insectes les plus courants.
• Suivi des plus vieilles plantations du Canada (région de Huntingdon) pour déterminer leur rendement à long terme (16 à 20 ans).

Publications choisies

Articles scientifiques

Fillion, M.; Brisson, J.; Guidi, W.; Labrecque, M. 2011. Increasing phosphorus removal in willow and poplar vegetation filters using arbuscular mycorrhizal fungi. Ecol. Eng. 37:199-205.

Guidi, W.; Labrecque, M. 2010. Effects of high water supply on growth, water use, and nutrient allocation in willow and poplar grown in a 1-year pot trial. Water Air Soil Pollut. 207:85-101.

Fillion, M., J. Brisson, T.I. Teodorescu, S. Sauvé et M. Labrecque. 2009. Performance of Salix viminalis and Populus nigra x Populus maximowiczii in short rotation intensive culture under high irrigation. Biomass Bioenergy 33: 1271-1277.

Grislis, K.; Labrecque, M. 2009. Proliferating willow for biomass. Silvic. Mag. Summer 2009:12-15.

Kuzovkina, Y.A.; Weih, M.; Abalos Romero, M.; Charles, J.; Hust, S.; McIvor, I.; Karp, A.;  Trybush, S.; Labrecque, M.; Teodorescu, T.I.; Singh, N.B.; Smart, L.B.; Volk, T.A. 2008. Salix: botany and global horticulture. Hortic. Rev. 34:447-489.

Labrecque, M.; Teodorescu, T.I. 2005. Field performance and biomass production of 12 willow and poplar clones in short-rotation coppice in southern Quebec (Canada). Biomass Bioenergy 29:1-9.

Labrecque, M.; Teodorescu, T.I. 2003. High biomass yield achieved by Salix clones in SRIC following two 3-year coppice rotations on abandoned farmland in southern Quebec, Canada. Biomass Bioenergy 25:135-146.

Rapports techniques

Labrecque, M. (Sous la direction de). 2010. Production à grande échelle de saule en courtes rotations : croissance, rendements, bio-contrôle d’insectes et sélection de clones. Rapport final 2009-2010 présenté au Programme de recherche et de développement énergétiques (PRDE). 40 p.

Cavanagh, A., M. Labrecque, S. Beauregard et M.O. Gasser. 2010. Valorisation de lisier de porc dans la production de saules selon une culture intensive en courte rotation (Projet 6285). Présenté au Conseil pour le développement de l’agriculture du Québec. 47 p.

Labrecque, M. (Sous la direction de). 2009. Quantification et durabilité du rendement de plantations de saule en culture intensive sur courtes rotations (CICR) après plusieurs rotations. Rapport final 2008-2009 présenté au Programme de recherche et de développement énergétiques (PRDE). 36 p.

Doyon, J.; Brodeur, J.; Boivin, P.; Labrecque, M. 2009. Lutte aux insectes ravageurs associés à trois clones de saule en culture intensive sur deux plantations situées en Montérégie. Présenté au ministère des Ressources naturelles et de la Faune du Québec, Programme de mise en valeur des ressources du milieu forestier Volet II, projet 16-2008-04. 41 p.

Labrecque, M. (Sous la direction de). 2008. Quantification et maintien des rendements de plantations de saule en culture intensive sur courtes rotations dans diverses régions du Québec. Culture intensive sur courtes rotations de saules en courtes rotations dans l’est du Canada. Rapport combiné de fin d’étape 2007-2008. 86 p.

Labrecque, M. (Sous la direction de). 2007. Quantification et maintien des rendements de plantations de saule en culture intensive sur courtes rotations dans diverses régions du Québec. Culture intensive sur courtes rotations de saules en courtes rotations dans l’est du Canada. Rapport combiné de fin d’étape 2005-2006. 63 p.

Labrecque, M.; Voicu, A.; Daigle, S.; Bissonnette, L. 2007. Phytorestauration de brownfields par l’utilisation de saules et de peupliers : le cas de l’Allée des Tanneries. Présenté au Fonds municipal vert (FMV) de la Fédération canadienne des municipalités. 50 p.

Thériault, U.; Labrecque, M.; Teodorescu, T.I. 2007. Le saule : une solution environnementale, écologique et durable pour le Bas-Saint-Laurent. Rapport technique. 22 p. + 11 p.

Collaborateurs

• Robert Langlois, gestionnaire, CERVEAU, Ville de Boisbriand
• Francis Allard, président, Agro Énergie, Saint-Roch-de-l’Achigan
• Alice Chagnon, chef de projet, La cellule de développement du secteur des Côteaux, Champneuf, Abitibi
• Philippe Quinn, propriétaire, Willow Shade Farm, Huntingdon
• Rolland Guillon, propriétaire, Domaine de la Templerie, Huntingdon

Pour de plus amples informations, veuillez communiquer avec le responsable de la composante :

• Michel Labrecque, directeur des recherches, chercheur scientifique, Institut de recherche en biologie végétale
  4101, rue Sherbrooke Est, Montréal (Québec) H1X 2B2
  Site Web : http://www.irbv.umontreal.ca/labrecque.htm

Saules (Salix miyabeana SX64) photographiés en novembre 2010 sur le site du CERVEAU (Centre expérimental de recherches sur les végétaux pour l'environnement et l'aménagement) à Boisbriand, Québec, où 10 hectares sont exploités pour la culture de saules.

En Abitibi, dans le secteur des Côteaux, plusieurs dizaines d’hectare ont été mis en place au cours des deux dernières années. Les conditions climatiques et les sols fortement argileux représentent un défi important pour la culture des saules qui néanmoins semblent bien se développer comme en témoignent ces Salix sacchalinensis (SX61) qui débutent une seconde saison de croissance.

L’inventaire des insectes ravageurs et l’identification de possibles prédateurs font partie de notre étude. Ici, Josée Doyon échantillonne par battage les insectes présents dans une plantation de saules à Saint-Roch-de-l’Achigan (Agro Énergie), Québec.

Responsable de la composante

• Derek Sidders, coordonnateur, Ressources naturelles Canada, Centre canadien sur la fibre de bois (Edmonton)

Membres

• Derek Sidders, coordonnateur régional, Service canadien des forêts, Centre canadien sur la fibre de bois
• Tim Keddy, spécialiste des pratiques de ligniculture à courte rotation, Service canadien des forêts, Centre canadien sur la fibre de bois
• Brent Joss, analyste en biogéoinformatique des fibres, Service canadien des forêts, Centre canadien sur la fibre de bois
• Barbara Kischuk, chercheuse scientifique (sols et durabilité), Service canadien des forêts – Centre de foresterie du Nord
• Jagtar Bhatti, chercheur scientifique (bilan du carbone), Service canadien des forêts – Centre de foresterie du Nord

Objectifs

Examiner les principaux obstacles au déploiement à grande échelle des pratiques de systèmes de boisement à courte rotation en réalisant notamment : 1) la vérification des trajectoires de production de biomasse des systèmes et du captage du carbone sur divers sites et pour différentes intensités d’aménagement à travers le Canada; 2) un génotypage clonal visant à déterminer les caractéristiques et à créer un système de certification pour l’identification précise de tous les saules et peupliers hybrides plantés; 3) le regroupement, dans un outil intégré, du coût des intrants et de la valeur des extrants associés à la totalité de la chaîne d’approvisionnement pour chacun des systèmes; et 4) la création d’un outil de prise de décisions concernant la durabilité des sites du point de vue de la fertilité et de l’utilisation de l’eau.

Résultats principaux

• Extrant 1 – Valider les possibilités de production par système, espèce, clone, type de site et emplacement au Canada.
  • Réalisation des mesures physiques des plantations sélectionnées dans différents systèmes répartis dans le réseau national de sites (terminé à 25 %).
• Extrant 2 – Créer un guide de la durabilité (en termes d’utilisation de l’eau et de fertilité) des systèmes aménagés de façon intensive pour différents sites et catégories d’âge.
  • Une collecte de données sur la fertilité du sol et l’utilisation de l’eau a été entreprise sur six sites de développement technique répartis à travers le Canada qui représentent des possibilités réalistes pour ces systèmes.
• Extrant 3 – Évaluer le coût des intrants et la valeur des extrants des systèmes développés, ou en cours de développement, en vue de créer un simulateur détaillé de la valeur de la biomasse.
  • Les pratiques de boisement à courte rotation au Canada et les variables de coûts associés à la chaîne d’approvisionnement qui sont nécessaires pour réaliser un produit bioénergétique final ont été identifiées. La base de données est en train d’être remplie et reliée à un prototype de simulateur de valeur de la biomasse.
  • Mise au point d’un prototype de simulateur de valeur de la biomasse. Le prototype est prêt depuis mars 2011.
• Extrant 4 – Élaborer un système de certification génétique pour l’identification des clones de saule et peuplier hybride utilisés dans les systèmes de boisement à courte rotation.
  • Une entente a été conclue avec un chercheur en génétique de l’Université de l’Alberta en vue de produire une technologie de puce servant à caractériser les espèces de saule utilisées dans les systèmes de production en plantation à travers le Canada.

Travaux en cours

• Extrant 1 – Valider les possibilités de production par système, espèce, clone, type de site et emplacement au Canada.
  • Les mesures physiques des sites échantillonnés sont progressivement saisies, analysées et téléchargées dans le système d’information du réseau national des sites.
  • Surveillance continue du carbone dans la respiration du sol au moyen d’un instrument à benne et à sonde sur six sites de développement technique et dans trois régimes d’aménagement pour établir des données nationales pour le modèle de trajectoire du carbone (Alberta, Manitoba et Ontario).
• Extrant 2 – Créer un guide de la durabilité (en termes d’utilisation de l’eau et de fertilité) des systèmes de boisement à courte rotation aménagés de façon intensive pour certains sites et catégories d’âge.
  • L’analyse de la fertilité et de l’utilisation de l’eau se poursuivra en 2011 sur six sites de développement technique sélectionnés à travers le Canada qui représentent un éventail réaliste des possibilités de ces systèmes.
  • Des activités ont été entreprises en vue d’élaborer un rapport et un guide de terrain sur la durabilité des systèmes en termes de disponibilité et d’utilisation des éléments nutritifs du sol et de l’eau. Ils doivent être publiés d’ici le 31 mars 2012.
• Extrant 3 – Évaluer le coût des intrants et la valeur des extrants des systèmes développés, ou en cours de développement, en vue de créer un simulateur détaillé de valeur de la biomasse.
  • Poursuite de la collecte de pratiques nationales pour les systèmes et de leur compilation en une base de données exhaustive comprenant les variables de la chaîne d’approvisionnement et les coûts du produit bioénergétique final.
  • Le simulateur de valeur de la biomasse sera perfectionné et amélioré afin d’y incorporer d’autres options concernant le produit final pour permettre aux utilisateurs d’élaborer et d’évaluer toute une gamme de scénarios de proposition de valeur en lien avec les systèmes de boisement à courte rotation. Le simulateur de valeur de la biomasse sera disponible à partir de FPSuite de FPInnovations.
• Extrant 4 – Élaborer un système de certification génétique pour l’identification des clones de saule et de peuplier hybride utilisés dans les systèmes de boisement à courte rotation.
  • Un échantillonnage sur le terrain de spécimens choisis de clones de saule et de peuplier hybride sera réalisé en 2011 à travers le Canada sur des sites de développement technique contrôlés. Cette information sera ajoutée à la base de données sur la génétique créée par l’Université de l’Alberta et ses partenaires. La réalisation de ce système de caractérisation et de certification génétique aura pour résultat principal la création d’une puce de marqueurs génétiques.

Publications choisies

Dominy, S.W.J.; Gilsenan, R.; McKenney, D.W.; Allen, D.J.; Hatton, T.; Koven, A.; Cary, J.; Yemshanov, D.; Sidders, D. 2010. A retrospective and lessons learned from Natural Resources Canada’s Forest 2020 afforestation initiative. For. Chron. 86:339-347.

Arevalo, C.B.M., J.S. Bhatti, S.X. Chang, and D. Sidders. 2010. Distribution of recent photosynthates in saplings of two hybrid poplar clones. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 41:1004-1015.

Arevalo, C.B.M.; Bhatti, J.S.; Chang, S.X.; Jassal, R.S.; Sidders, D. 2010. Soil respiration in four different land use systems in north central Alberta, Canada. J. Geophys. Res. 115:G01003.

Clinch, R.L.; Thevathasan, N.V.; Gordon, A.M.; Volk, T.A.; Sidders, D. 2009. Biophysical interactions in a short rotation willow intercropping system in southern Ontario, Canada. Agric. Ecosyst. Environ. 31:61-69.

Joss, B.N., R.J. Hall, D.M. Sidders, and T.J. Keddy. 2008. Fuzzy-logic modeling of land suitability for hybrid poplar across the Prairie Provinces of Canada. Environ. Monit. Assess. 141:79-96.

Natural Resources Canada. 2003. Afforestation Facts for the Prairie Provinces. Canadian Forest Service, Northern Forestry Centre, Edmonton, AB.

Sidders, D.; Keddy, T.. 2003. Afforestation Guidelines for the Prairie Provinces. Canadian Forest Service, Northern Forestry Centre, Edmonton, AB.

Collaborateurs

• Manitoba Conservation
• Conseil du peuplier du Canada (Alberta)
• Innovates – Bio Solutions
• TreeLogic
• Nation Mundsee-Delaware
• Secrétariat des six nations
• Université de Guelph
• Université de l’Alberta
• Université de la Saskatchewan
• Université de Toronto
• Alberta-Pacific Forest Industries
• Daishowa-Marubeni International
• L.A. Quality Products
• Forêts d’Avenir JM Inc.
• Kemptville Forest Centre
• Ville de Prince George
• State University of New York
• FPInnovations

Nom de la personne-ressource :

• Brent Joss, analyste, SIG, Ressources naturelles Canada, Centre canadien de la fibre de bois

Mesure des arbres et validation des possibilités de rendement du boisement en courte rotation (2010)

Collecte de données environnementales pour mesurer la durabilité des systèmes de boisement en courte rotation et suivre le flux de carbone (2010)

Mesure des arbres et validation des possibilités de rendement du boisement en courte rotation (2010)

Mesure automatisée de la respiration du carbone dans le sol et pince (pelle) de surveillance (2010)

Co-responsables de la composante

• Bill Schroeder, conseiller principal en recherche, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Centre du développement de l’agroforesterie, Indian Head (Saskatchewan)
• Henry de Gooijer, gestionnaire intérimaire, Recherche et développement en agroforesterie, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Centre du développement de l’agroforesterie, Indian Head (Saskatchewan)

Membres

• Bill Schroeder, conseiller principal en recherche
• Henry de Gooijer, gestionnaire intérimaire, Recherche et développement en agroforesterie
• Jaconette Mirck, boursière de recherches postdoctorales invitée

Objectifs

Mieux connaître 1) les possibilités de récolte systématique de biomasse dans les bandes de protection riveraines de saule ou peuplier à des fins de conversion en bioénergie; 2) les conséquences environnementales découlant de cette récolte, en particulier en ce qui concerne le piégeage du carbone ainsi que le captage et l’exportation de nutriments de sédimentation et de ruissellement souterrain dans les zones riveraines; et 3) les obstacles à l’adoption des systèmes agroforestiers de bandes de protection riveraines et à la récolte dans les bandes de protection riveraines, et l’importance éventuelle de l’adoption de ces pratiques compte tenu des contraintes reliées au paysage, à l’agronomie et aux politiques.

Résultats principaux

Le projet consistait à analyser les rendements de la récolte dans des bandes de protection riveraines de peuplier (Saskatchewan) et de saule (Île-du-Prince-Édouard). Les rendements en biomasse de saule dans les bandes de protection riveraines de l’Île-du-Prince-Édouard variaient entre 38 et 48 ta/ha/an alors que le peuplier récolté après 5 ans donnait 22 ta/km de bande.

Les résultats du projet ont été utilisés pour élaborer une nouvelle pratique d’aménagement agricole bénéfique ayant pour double fonction de protéger les zones riveraines tout en fournissant une quantité importante de matières premières disponibles du point de vue technique pour la production de bioénergie sans conversion des terres consacrées à la production agricole. L’aménagement combiné des bandes de protection riveraines avec saule à des fins de protection de la qualité de l’eau et de production de biomasse s’est révélée être une stratégie efficace pour faciliter l’enlèvement d’éléments nutritifs du site tout en produisant de grandes quantités de biomasse. Le projet a montré qu’il est possible de produire une très grande quantité de biomasse de saule à un faible coût sur les sites riverains riches en nutriments. Une forte accumulation de biomasse accroît la quantité d’azote et de phosphore dans les parties aériennes et souterraines des saules. Sur le site du projet, les saules ont accumulé 160 kg/ha/an d’azote et près de 70 kg/ha/an de phosphore.

Travaux en cours

Évaluer les répercussions de la récolte de biomasse dans les bandes de protection riveraines sur les fonctions environnementales de ces pratiques.

Fournir des produits du savoir pour faciliter la compréhension des obstacles à l’adoption des pratiques d’agroforesterie relatives aux bandes de protection riveraines conçues pour la récolte de biomasse à des fins de production d’énergie renouvelable.

Collaborateurs

• Agriculture et Agroalimentaire Canada, Direction générale des services agroenvironnementaux
  - Salim Silim (Ottawa, Ontario)
  - Chris Pharo et Brian Murray (Charlottetown, Île-du-Prince-Édouard)
• Prince Edward Island Soil and Crop Improvement Association
  - Tyler Wright (Charlottetown, Île-du-Prince-Édouard)

Nom de la personne-ressource :

Bill Schroeder, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Direction générale des services agroenvironnementaux, Indian Head (Saskatchewan)

Repousse à la première année suivant la récolte de biomasse dans une bande riveraine avec saule

Bande riveraine avec saule après trois ans

Responsable de la composante

• Philippe Savoie, Ph.D., ing., agr., chercheur en récolte et conservation des fourrages et de la biomasse, Agriculture et Agroalimentaire Canada

Membres

• Pierre Luc Hébert, étudiant diplômé (maîtrise en génie agricole), Université Laval
• François-Simon Robert, étudiant diplômé (maîtrise en sols et en environnement), Université Laval
• Marc-Antoine Robert, assistant à la recherche
• René Morissette, ingénieur de recherche
• Joey Villeneuve, ingénieur de recherche

Objectifs

Ce sous-projet a pour objectif général d’améliorer les méthodologies liées à la biomasse, de la période qui précède la récolte jusqu’à la livraison. Nos cinq sous-objectifs sont les suivants : 1) créer une base de données sur les caractéristiques physiques des cultures ligneuses avant la récolte; 2) décrire et valider une méthodologie pour estimer la quantité de biomasse récupérée et perdue au cours de la récolte; 3) décrire et valider une méthodologie pour mesurer la perte de matière sèche et la variation de l’humidité au cours de l’entreposage de la biomasse; 4) décrire et valider une méthodologie pour mesurer les besoins en énergie et la perte de matière sèche au cours de la réduction mécanique de la taille de la biomasse par déchiquetage, broyage ou autres mécanismes; et 5) décrire et valider une méthodologie pour mesurer la distribution de la taille des particules de biomasse par tamisage mécanique et analyse d’images.

Résultats principaux

Des travaux récents consistaient à broyer des balles de saule qui avaient été entreposées à l’extérieur pendant 6 ou 12 mois (objectif 4). Un total de 120 balles contenant en moyenne 175 kg de matière sèche (MS), mesurant 1,2 m de large et 1,35 m de diamètre, ont été broyées avec un bol de broyage Haybuster modèle H1130 en septembre 2010 à Godmanchester, au Québec. Les balles de six mois avaient un taux d’humidité (TH) moyen de 25,7 %, alors que les balles de 12 mois avaient un TH moyen de 34,8 %. À la récolte, le taux d’humidité variait entre 46 % en septembre 2009 et 47 % en mars 2010. Le séchage naturel des balles a probablement cessé après quelques mois d’entreposage à l’extérieur lorsque les balles se sont retrouvées en équilibre avec l’humidité de l’environnement. Le broyeur comportait deux tamis et trois ensembles de tamis ont été comparés : 1 et 1,5 pouce (po), 2 et 3 po, et 4 et 5 po. La durée moyenne du broyage était de 71 s/balle avec les tamis fins, 57 s/balle avec les tamis moyens, et 49 s/balle avec les tamis grossiers. Ceci implique une capacité croissante en termes de matière sèche (MS) de 8,8 t MS/h avec les tamis fins, de 11,3 t MS/h avec les tamis moyens et de 12,9 t MS/h avec les tamis grossiers. La consommation de diesel du tracteur était de 7,79 L/t MS avec les tamis fins, 4,51 L/t MS avec les tamis moyens et 3,74 L/t MS avec les tamis grossiers. Avec les tamis fins, 50 % des copeaux de bois mesuraient moins de 13 mm et 90 % mesuraient moins de 35 mm. Avec les tamis moyens, ces longueurs étaient de 44 et 90 mm, respectivement. Avec les tamis grossiers, elles étaient de 52 et 95 mm. La masse volumique apparente des copeaux était en moyenne de 93 kg MS/m³ (138 kg de matière humide/m³). Le bol de broyage a permis de déchiqueter les balles de saule afin que la biomasse puisse être traitée en vrac. La qualité des copeaux devrait être évaluée en fonction de leur utilisation finale dans diverses applications (litière pour animaux, paillis, combustible pour les chaudières, fibre industrielle, etc.)

Travaux en cours

Une base de données est en train d’être construite pour établir une corrélation entre le diamètre des saules à hauteur de poitrine et la masse des tiges. Ceci permettra d’estimer le rendement avant la récolte par des moyens non destructeurs, c’est-à-dire, en mesurant le diamètre de la tige avec un pied à coulisse et en comptant les échantillons sur une aire donnée. Une étude d’un an est en cours pour évaluer l’évaporation de l’humidité et la perte de matière sèche dans les balles et les copeaux de saule au cours de l’entreposage. Plusieurs méthodes de tamisage sont comparées pour évaluer la longueur, la largeur et l’épaisseur des copeaux de bois.  

Publications choisies

Savoie, P.; Gagnon-Bouchard, M. 2011. High-speed processing of woody stems with a flail hammer shredder. Appl. Eng. Agric. 27:5-12.

Savoie, P.; Lavoie, F.; D’Amours, L.; Schroeder, W.; Kort, J. 2010. Harvesting natural willow rings with a bio-baler around Saskatchewan prairie marshes. Can. Biosyst. Eng. 52:2.1-2.5.

Savoie, P.; Lavoie, F.; D’Amours, L. 2009. Development of two headers for a versatile woody brush harvester-baler. Appl. Eng. Agric. 25:811-817.

Schroeder, W.; Kort, J.; Savoie, P.; Preto, F. 2009. Biomass harvest from natural willow rings around Prairie wetlands. BioEnergy Res. 2:99-105.

Collaborateurs

• Groupe Anderson, Chesterville (Québec)
• Agro Énergie, Saint-Roch-de-l’Achigan (Québec)
• Centre de foresterie des Grands Lacs, SCF, Sault Ste. Marie (Ontario)

Pour de plus amples informations, veuillez communiquer avec le responsable de la composante :

• Philippe Savoie, Ph.D., ing., agr., chercheur en récolte et conservation des fourrages et de la biomasse, Agriculture et Agroalimentaire Canada

Balles de saule récoltées dans les plantations et déchiquetées avec un bol de broyage. Le produit final peut être utilisé comme litière, paillis, biomasse pour bouilloire ou fibre industrielle.

Les balles de saule sont pesées sur une bascule à plateforme pour mesurer les changements en humidité et en matière sèche.

La consommation en carburant est mesurée après le broyage de chaque lot de balles de saule.

Échantillons de copeaux de saule obtenus après broyage avec des grilles de 1 et 1 ½’’

Responsable de la composante

• Denys Yemshanov, chercheur scientifique, modélisation spatiale quantitative, Ressources naturelles Canada, Service canadien des forêts, Centre de foresterie des Grands Lacs, Sault Ste. Marie (Ontario)

Membres

• Denys Yemshanov, chercheur scientifique, modélisation spatiale quantitative
• Dan McKenney, chef, analyse du paysage et applications
• Darren Allen, spécialiste en foresterie, biomasse et bioproduits
• Marty Siltanen, technicien en classification des terres
• Saul Fraleigh, technicien du projet de production de biomasse

Objectifs

Les objectifs consistent à 1) fournir une évaluation intégrée (des points de vue biophysique et économique) de l’approvisionnement potentiel de biomasse à des fins de production d’énergie offert par des cultures ligneuses à croissance rapide établies sur des terres agricoles à travers le Canada; 2) déterminer et mieux évaluer les coûts financiers directs reliés à la production de biomasse pour les systèmes énergétiques; 3) incorporer les estimations les plus récentes du rendement biophysique et des coûts sylvicoles dans les analyses; et 4) incorporer le calcul financier des options réelles dans les modèles nationaux pour mieux évaluer les possibilités d’adoption nationale et les obstacles aux projets de production de biomasse.

Résultats principaux

La plupart des analyses existantes du cycle de vie des projets de production de biomasse ne tiennent pas compte des importants effets économiques indirects sur les parties non ciblées des secteurs de l’agriculture et de la foresterie. Le projet consiste à effectuer une analyse approfondie de la dynamique de l’évolution de l’utilisation des terres dans une interface agriculture-forêt en rapport avec des facteurs économiques et biophysiques clés pour mieux estimer l’importance et la répartition du changement de l’utilisation des terres prévu dans différents scénarios de production de biomasse.

Travaux en cours

Des travaux visant à fournir des estimations et des prévisions de l’évolution des coûts de l’offre de biomasse et des taux associés d’adoption sur les terres agricoles du Canada sont en cours. Cette information sera utilisée pour appuyer une industrie fondée sur la biomasse qui nécessite un approvisionnement important et constant de matières premières relativement peu coûteuses ayant une faible empreinte environnementale dans leur cycle de vie.

Publications choisies

McKenney, D.W.; Yemshanov, D.; Fraleigh, S.; Allen, D.; Preto, F. 2011. An economic assessment of the use of short-rotation coppice woody biomass to heat greenhouses in southern Canada. Biomass Bioenergy 35:374-384.

Ramlal, E.; Yemshanov, D.; Fox, G.; McKenney, D. 2009. A bioeconomic model of afforestation in Southern Ontario: Integration of fiber, carbon and municipal biosolids values. J. Environ. Manag. 90:1833-1843.

Yemshanov, D.; McKenney, D. 2008. Fast-growing poplar plantations as a bioenergy supply source for Canada. Biomass Bioenergy 32:185-197.

Yemshanov D.; McKenney, D.; Fraleigh, S.; D'Eon, S. 2007. An integrated spatial assessment of the investment potential of three species in southern Ontario, Canada inclusive of carbon benefits. For. Policy Econ. 10:48-59.

McKenney, D.W., D. Yemshanov, G. Fox et E. Ramlal. 2006. Using bioeconomic models to assess research priorities: a case study on afforestation as a carbon sequestration tool. Can. J. For. Res. 36: 886-900.

Yemshanov D.; McKenney, D.W.; Hatton, T.; Fox, G. 2005. Investment attractiveness of afforestation in Canada inclusive of carbon sequestration benefits. Can. J. Agric. Econ. 53:307-323.

McKenney, D.W.; Yemshanov, D.; Fox, G.; Ramlal, E. 2004. Cost estimates for carbon sequestration from fast growing poplar plantations in Canada. For. Policy Econ. 6:345-358.

Collaborateurs

• Université de l’Alberta, Agriculture et Agroalimentaire Canada et plusieurs autres partenaires du gouvernement fédéral et du secteur privé qui ont fourni des données et des avis sur les plantations de cultures ligneuses.

Pour de plus amples informations, veuillez communiquer avec le responsable de la composante :

• Denys Yemshanov, chercheur scientifique, modélisation spatiale quantitative, Ressources naturelles Canada, Service canadien des forêts, Centre de foresterie des Grands Lacs, Sault Ste. Marie (Ontario)

Responsable de la composante

• Sylvain Masse, analyste, économie forestière, Ressources naturelles Canada, Service canadien des forêts, Centre de foresterie des Laurentides, Québec (Québec)

Membres

• Pierre P. Marchand, agent de recherche en sciences sociales
• Jennifer Ardiel, analyste des politiques
• Jeanne Guilleminot, stagiaire diplômée, Université de Guelph
• Claude Delisle, agent de recherche

Objectif

Déterminer, clarifier et classer en ordre de priorité les principaux enjeux de développement et d’application en vue du déploiement à grande échelle des quatre systèmes de plantation et d’agroforesterie à courte rotation mis au point dans le cadre du projet.

Résultats principaux

Une étude a été effectuée sur les politiques, les lois, les règlements et les programmes d’encouragement qui influencent l’adoption des systèmes sur les terres privées au Québec. Pour chacun des quatre systèmes, plusieurs enjeux d’adoption ont été relevés. Un rapport technique a été publié en 2007 en français et en anglais.

Une étude faisant appel à des groupes de discussion (focus groups) a été réalisée sur la façon dont les quatre systèmes en cours d’élaboration étaient perçus par 80 propriétaires du Québec et des trois provinces des Prairies. Les avantages et les inconvénients perçus de ces systèmes ont été relevés. L’intention de mettre en œuvre l’un des systèmes à court terme a été mesurée. Les résultats obtenus ont permis de préparer une liste de 47 enjeux d’ordre technique, financier, juridique, environnemental et autres liés au développement et à l’application des systèmes. Un rapport technique a été publié en 2008 en français et en anglais.

Travaux en cours

En 2010, une enquête a été réalisée auprès de 125 experts sur les enjeux relevés dans les groupe de discussion pour :

1. Clarifier les enjeux perçus si nécessaire;
2. Pour chacun des quatre systèmes, déterminer s’il est pertinent de s’attaquer à ces enjeux à court terme (0 à 5 ans);
3. Déterminer si la pertinence de s’attaquer à ces enjeux changera à moyen terme (5 à 10 ans);
4. Identifier d’autres enjeux pertinents;
5. Formuler des recommandations dans l’intérêt de divers intervenants

Il s’agit de la première tentative faite pour déterminer avec des experts s’il est pertinent de s’attaquer aux enjeux de développement et d’application perçus par les propriétaires en ce qui concerne les systèmes de boisement et d’agroforesterie à courte rotation dans le contexte canadien. Un article sera publié dans un périodique en 2011.

Une analyse des mesures appliquées en Europe et aux États-Unis pour encourager l’adoption de systèmes de boisement à courte rotation a été lancée en 2010. Les approches gouvernementales qui peuvent influencer à la fois la demande et l’offre de biomasse de ces systèmes sont examinées pour un certain nombre de pays et d’États. L’objectif consiste à identifier des mesures d’encouragement, à évaluer leur impact et à faire des recommandations aux responsables des politiques et aux gestionnaires de programme canadiens.

En 2011-2012, une nouvelle étude sera réalisée pour prédire le déploiement à grande échelle des systèmes de boisement en courte rotation de saule ou de peuplier hybride au Canada aux fins de production de bioénergie et pour d’autres usages. Plus précisément, le déploiement à moyen (5 à 10 ans) et à long termes des systèmes et les principaux facteurs qui l’influenceront seront évalués. La méthode Delphi (une méthode de prévision systématique et interactive qui fait appel à un panel d’experts) sera utilisée à cette fin.

Publications choisies

Marchand, P.P.; Masse, S. 2007. Boisement et agroforesterie en courtes rotations en territoire privé au Québec : Examen des lois, règlements, politiques et programmes. Ressources naturelles Canada, Service canadien des forêts, Centre de foresterie des Laurentides, Rapport d’information LAU-X-130E. 98 p.

Marchand, P.P.; Masse, S. 2008. Enjeux reliés au développement et à l'application de technologies de boisement et d'agroforesterie pour la production de biomasse énergétique : résultats des groupes de consultation rencontrés au Québec et dans les Prairies. Ressources naturelles Canada, Service canadien des forêts, Centre de foresterie des Laurentides, Rapport d’information LAU-X-135E. 96 p.

Collaborateurs

• Outre les membres du projet, l’étude a fait appel à 80 propriétaires canadiens et à 125 experts de plusieurs types d’organisation qui ont participé aux groupes de discussion et aux enquêtes auprès des experts, respectivement.

Pour de plus amples informations, veuillez communiquer avec le responsable de la composante :

Sylvain Masse, analyste, économie forestière, Ressources naturelles Canada, Service canadien des forêts, Centre de foresterie des Laurentides,
Québec (Québec)