Le stockage des bois
Pourquoi stocker les bois ?
Le stockage : intérêt et coût
Quand on pense au stockage des bois, on s'interroge tout d'abord sur son intérêt.
En effet le stockage des bois constitue toujours une rupture de charge et il correspond à une immobilisation financière qui entraîne systématiquement des coûts.
De plus pendant toute la durée de leur stockage les bois sont soumis à une dégradation biologique. A titre d'illustration, le graphe ci-dessous montre comment le rendement moyen d'une scierie de chêne, considéré sur 3 années, est impacté par la saisonnalité et qu'il peut varier de 10 à 20 % dans l'année ; les saisons chaudes sont propices aux dégradations.
Le bois est soumis à des attaques biologiques, c'est un matériau qui se dégrade naturellement. Lorsqu'on veut le stocker, il est donc indispensable de mettre en œuvre des moyens pour préserver sa qualité.
En première approche on devrait donc très logiquement toujours chercher à éviter les opérations de stockage et à s'approcher au plus près d'une logistique en flux-tendu.
Mais en parallèle de cette considération, le stockage des bois ronds ou semi-transformés (incluant le maintien de leur qualité dans le temps) constitue une réponse forte à un ensemble de besoins réels et de problématiques qui sont allés croissants sur les dernières décennies.
Si l'on met de côté les incidents climatiques ou épidémiques, il existe une multitude de bonnes raisons pour stocker des bois : créer des plateformes logistiques de tri et d'allotissement des bois, réduire les pertes de matière et de valeur sur les parcs à grumes, acheter et vendre sur les marchés au meilleur moment, être réactif face à la demande de ses clients, garantir la fourniture dans ses contrats d'approvisionnement...
Au final, d'un côté les questionnements sur l'intérêt et le coût du stockage apparaissent comme tout à fait légitimes, mais d'un autre côté la capacité à maintenir la qualité des bois dans le temps peut apporter des avantages certains. Pour résoudre cette équation, d'après nous la notion clé réside dans un équilibre entre les coûts et les bénéfices, économiques voire non-économiques, considérés dans leur globalité.
Quatre grandes motivations pour stocker des bois
L'objectif général des techniques de conservation des bois consiste à maintenir dans le temps leurs qualités mécaniques et esthétiques.
Par ailleurs, notre réflexion et notre expérience nous ont amenés à identifier quatre grandes motivations pour stocker des bois, qui font apparaître des spécificités propres par rapport aux types de produits concernés (grumes, billons, avivés...), aux durées de stockage, aux volumes stockés (capacités), aux fréquences de rotation des stocks...
1. Organiser et réguler les flux de bois
L’exploitation forestière est soumise à différentes contraintes (sylvicoles, météorologiques…) qui complexifient l’approvisionnement des industries. Par ailleurs, la propriété forestière privée peut être atomisée (un grand nombre de propriétaires et des surfaces réduites), ce qui renchérit les coûts d'exploitation et de mise en marché des bois.
Objectifs principaux du stockage :
- Maintenir dans le temps la qualité des bois ronds
- Regrouper les produits d'exploitation dans l'espace et dans le temps (volumes critiques)
- Trier et allotir les bois pour réaliser des ventes groupées (homogénéité des produits)
- Aider les industriels à se libérer des contraintes liées à l'approvisionnement et à mieux se concentrer sur leurs métiers
- Organiser les transports autour d’une logistique multimodale
- Spéculer sur les meilleures périodes de vente (les cours des bois fluctuent sur l'année)
2. Maintenir la qualité des bois ronds (parcs à grumes)
Toutes les industries possèdent des parcs à grumes ou à billons qui leur permettent de constituer leurs stocks de matière première durant les périodes où l’exploitation forestière est possible, afin de sécuriser leurs approvisionnements sur toute l'année, ce qui est primordial pour pouvoir assurer la continuité de leur activité. Les bois peuvent alors être transformés plusieurs mois après l’abattage et les attaques provoquées par les insectes et les champignons risquent de provoquer une chute drastique du rendement matière, y compris pour des essences durables comme le chêne.
Objectifs principaux du stockage :
- Maintenir dans le temps la qualité des bois ronds
- Découpler l’exploitation forestière et la première transformation dans la temporalité
- Sécuriser les approvisionnements industriels (stocks de matière première)
- Spéculer sur les meilleurs périodes d'achat (et de vente pour les négociants)
3. Maintenir la qualité des sciages (parcs à débits)
Les scieurs de hêtre, de pin maritime et même de chêne, subissent des pertes financières à cause du développement de champignons d’échauffure, de bleuissement (discoloration) ou de moisissure sur les sciages frais. Les dégradations causées par ces champignons se produisent notamment lorsque la capacité de sciage est supérieure à la capacité de séchage et elles peuvent rendre les bois difficilement commercialisables. La particularité de cette application est qu’en général ici on cherchera plutôt à présécher les bois.
Objectifs principaux du stockage :
- Maintenir dans le temps la qualité des débits
- Découpler le sciage des grumes et la seconde transformation ou le séchage des débits (éviter les goulets d'étranglement)
- Eventuellement, présécher les bois pour préparer le séchage qui va suivre
4. Gérer les crises liées aux risques naturels
Il nous semble tout à fait essentiel que la filière puisse disposer d'une technologie efficiente et à faible impact environnemental permettant de pouvoir faire face rapidement à l’urgence lorsque surviennent des tempêtes ou des épidémies forestières.
Depuis 2018, il existe un "Plan National de Gestion de Crise Tempête pour la Filière Forêt / Bois", qui s’inscrit dans le cadre des orientations du programme national de la forêt et du bois 2016 - 2026 et qui est destiné à anticiper les mesures à prendre en cas de tempête. NB : en 2022 le procédé CoolWood® n'est pas encore référencé dans ce plan car il est encore en cours (en fin) de développement.
Extrait du rapport parlementaire de la Députée Anne-Laure CATTELOT (2020) : "Avoir un dispositif opérationnel de gestion de crise : face à la recrudescence des crises (tempêtes, scolytes...), un réseau d’infrastructures de stockage opérationnel permettrait de lisser les afflux temporaires de bois comme cela a été le cas lors des tempêtes de 1999 ou 2009."
Objectifs principaux du stockage :
- Maintenir dans le temps la qualité des bois ronds
- Réaliser des stocks massifs rapidement, sur de longues durées (plusieurs années)
- Sauvegarder des bois qui n’auraient pas pu être absorbés par le marché
- Conserver localement des bois qui sinon devraient être bradés à l'export... ou perdus
- Stabiliser les prix en évitant une chute des cours (offre surabondante)
- Garantir l’approvisionnement des industriels dans le temps (capital sur pied réduit)
Durabilité, dégradation et conservation des bois
La durabilité naturelle des bois, variable suivant les essences
Le bois en tant que matière lignocellulosique constitue un aliment pour les larves et les insectes xylophages ainsi que pour les bactéries et les champignons lignivores. En effet, il contient des éléments nutritifs (amidon dans l'aubier par exemple) qui favorisent le développement des organismes vivants. Les risques d'attaques par les champignons ou par les insectes sont directement liés à la température ambiante et à l'humidité contenue dans le bois.
Tous les bois sont biodégradables et leur durabilité naturelle, qui correspond à leur résistance vis-à-vis des agents biologiques (insectes, bactéries, champignons), est principalement liée à la présence de certains composés chimiques extractibles (les extractibles sont des cires et graisses, des terpènes, des composés phénoliques, des sucres simples et oligomères et des alcaloïdes).
On voit ici apparaître en filigrane l'un des inconvénients majeurs de la protection humide (aspersion ou immersion), qui "délave" les bois de leurs extractibles alors même que ce sont ces derniers qui, d'une part garantissent leur durabilité, d'autre part influencent certaines propriétés technologiques (mouillabilité, stabilité dimensionnelle, esthétique, couleur, goût, inflammabilité…).
La dégradation des bois, un risque permanent pour toute la filière
Chaque année, la valeur ajoutée de toute la filière industrielle du bois se trouve amputée de manière très importante par les attaques des agents biologiques qui détériorent les bois fraîchement abattus (source : programme européen STODAFOR, 2005).
A partir de l’abattage des arbres en forêt, les produits bois subissent des dégradations tout au long de leur chaîne de valorisation et peuvent ainsi perdre une partie, voire la totalité de leur valeur marchande :
- Tout d’abord une dégradation de leurs propriétés esthétiques (bleuissement, décolorations…)
- Puis une dégradation de leurs propriétés physiques, mécaniques et chimiques (échauffures, pourritures…)
Dans les situations d’urgence comme les tempêtes ou les épidémies, cette difficulté est exacerbée car de grandes quantités de bois doivent alors être traitées dans des temps très courts.
Limiter la dégradation des bois
Le principe général de la protection des bois consiste en la réalisation de conditions limitant au maximum le développement des organismes lignivores, par traitement chimique ou en agissant sur l’humidité du bois, la teneur en oxygène de l’atmosphère ambiant ou la température.
Dans la mesure du possible, ces conditions doivent aussi permettre de maintenir les bois ronds dans un état hygroscopique (d'humidité) proche de celui des arbres sur pied, afin de prévenir les dégradations physiques des bois dues à leur séchage et à leur déformation (fentes, gerces...).
Comment stocker les bois ?
Toutes les techniques de stockage visent un maintien optimal de la qualité des bois, c'est-à-dire de leurs caractéristiques mécaniques, esthétiques et de durabilité.
Un état de l'art mené à l'échelle internationale a montré qu'il existe au total cinq grandes méthodes pour stocker les bois et maintenir leur qualité (quatre types "traditionnels" plus le procédé CoolWood®), dont découlent des variantes. Par ailleurs, certaines combinaisons de techniques sont possibles tandis que d'autres doivent être proscrites (ex : la préservation chimique des grumes stockées sous arrosage).
Dans la suite nous allons décrire - de manière non-exhaustive - les techniques les plus employées en précisant dans quelle mesure les bois sont accessibles et visibles et dans quelle mesure leur qualité peut être évaluée durant le stockage. Ce critère nous paraît primordial car si la qualité des bois ne peut pas être évaluée durant le stockage, alors il devient très compliqué de mener des démarches de commercialisation ou bien même d'évaluer l'état des produits afin de décider de la poursuite ou de l'arrêt du stockage.
Ce qu'il est important de retenir, c'est qu'actuellement aucune méthode "traditionnelle" n’apporte pleinement satisfaction (manque d’efficacité technique, contraintes, coût économique, coût environnemental...). Le programme STODAFOR indiquait d'ailleurs en conclusion que des perfectionnements devaient être apportés à ces méthodes dans l'avenir.
Sur le terrain on peut observer que le stockage des bois reste encore peu développé et que la plupart du temps les industriels ne mettent en œuvre aucun moyen de maintien de la qualité des bois, préférant - sciemment ou non - adapter leurs activités aux contraintes liées à la dégradation des bois. Lorsque des industriels stockent leurs bois, ils font presque toujours appel à la méthode humide d’aspersion, qui se retrouve ainsi la méthode la plus communément employée.
Le stockage par voie humide
De manière générale, la protection humide consiste à saturer les bois d’eau afin d'empêcher la propagation des champignons et des insectes xylophages qui ne peuvent se développer qu’en présence d’oxygène gazeux.
Les méthodes "humides" d’aspersion et d’immersion ne sont utilisables que pour conserver des bois bruts (grumes et billons), elles ne conviennent pas pour conserver des bois semi-transformés (sciages...).
Concernant le stockage des bois bruts, les méthodes humides fonctionnent convenablement sur une partie des essences (elles ne sont pas très adaptées pour le hêtre ni pour l’érable), si et seulement si elles sont menées de manière irréprochable car dans le cas contraire le remède peut s’avérer pire que le mal : une baisse même temporaire de la saturation des bois en eau (ex : arrosage irrégulier) crée les conditions optimales de développement des agents dégradateurs (champignons et insectes). Même si elles sont correctement menées, ces méthodes ne garantissent pas d’empêcher le développement de certains champignons (fomes, armillaire).
Les méthodes humides font l’objet de contraintes administratives fortes en ce qui concerne les règles de sécurité, les enjeux environnementaux (qualité de l’eau) et les lois du travail. En particulier, la manipulation des grumes gorgées d'eau (très glissantes et lourdes) et la circulation du personnel sur des aires de stockage par aspersion sont considérées comme des opérations dangereuses.
Le stockage des essences contenant de grandes quantités de matières extractibles (chêne, pins…) peut avoir un impact non-négligeable sur la qualité de l’eau rejetée et cette dernière doit être traitée. Une conséquence importante de ce lessivage est que tous les bois qui sont stockés par voie humide sont délavés de leurs tannins et qu'ainsi leur durabilité naturelle s'en trouve dégradée.
Après déstockage des bois, les méthodes humides permettent un sciage plus facile (l’eau joue un rôle de lubrifiant) mais elles entraînent toujours un temps de séchage allongé et souvent une surconsommation de produits de préservation lors de l'imprégnation des bois à cause du lessivage que ces derniers ont subi.
L'aspersion d'eau est de loin la méthode la plus courante ; elle consiste à arroser en permanence les bois non-écorcés stockés sur une aire de dépôt, autant que possible à l’abri du vent. Certains systèmes fonctionnent en circuit ouvert (sans récupération de l’eau), d’autres en circuit fermé. Cette méthode permet des stockages de volumes importants et de longue durée (plusieurs années) car, en comparaison avec d’autres méthodes de stockage, elle est relativement sûre. Elle demande une surveillance attentive et régulière des dépôts, en particulier concernant le vent, les buses des arroseurs qui se peuvent se boucher (impuretés de l'eau), les pompes dont le débit peu diminuer (colmatage des filtres), les dégradations... Avec l’aspersion les bois sont accessibles et visibles mais ils changent profondément d’aspect, ce qui rend difficile l’évaluation de leur qualité.
L'immersion dans l'eau consiste à plonger les grumes dans un bassin d’eau (canal désaffecté, bassin artificiel…), un arrosage des grumes doit aussi être assuré en complément afin d’humidifier la partie des bois flottants qui restent hors de l’eau. L’immersion nécessite la présence d'un réservoir d'eau accessible aux ensembles de transport ; les coûts de maintenance sont réduits par rapport à ceux de l'aspersion mais cette méthode pose des problèmes importants au niveau de la reprise des bois et peut interdire certains usages (perméabilité et coloration des bois). Avec l’immersion les bois ne sont pas accessibles ni visibles, ils ne peuvent pas être examinés.
Le stockage sous enceinte hermétique (ensilage)
La méthode de stockage par ensilage permet un maintien optimal de la qualité des bois sur de longues durées et, outre les bâches en polyuréthane employées pour couvrir les bois, cette méthode n'a que peu d'impact sur l'environnement car il n'y a pas de rejets d'eaux usées ou d'utilisation de produits chimiques.
Toutefois, elle est coûteuse, elle doit se limiter aux stockages de faible volume et elle demande une mise en œuvre parfaite (soudure des bâches) ainsi qu'une surveillance permanente car des fuites peuvent toujours survenir (animaux, usure, vandalisme...) et remettre en cause rapidement la qualité des bois.
Le stockage sous bâches hermétiques (ensilage) consiste à priver les micro-organismes dégradant le bois de l'oxygène nécessaire à leur métabolisme. Pour ce faire, on enferme les grumes dans une poche étanche à l’air constituée de bâches soudées entre elles thermiquement, formant une poche hermétique dans laquelle on atteint progressivement des conditions proches de l'anaérobiose (concentration de l'oxygène dans l'air inférieure à 2 %). En effet, les micro-organismes consomment l'oxygène présent jusqu'à ce qu'il disparaisse, et meurent ensuite. Avec cette méthode les bois ne sont pas accessibles ni visibles, le contrôle de la qualité des bois n’est possible qu’après ouverture des bâches.
Le stockage sous couverture
La méthode de stockage par couverture, finalement assez proche de la méthode d'ensilage (on cherche à priver les dégradateurs d'oxygène en confinant les bois) semble, comme cette dernière, permettre un maintien optimal de la qualité sur de longues durées.
Selon les scieurs qui ont pratiqué cette méthode, la qualité du bois resterait préservée après plusieurs années. Cette technique ne nécessite pas de contrôle ni de maintenance et a aussi peu d'impact sur l'environnement (pas de rejets d'eaux usées ou d'utilisation de produits chimiques).
Le stockage sous terre consiste à recouvrir les bois de terre, il demande de disposer d’une place adéquate et de matériaux de recouvrement disponibles en grande quantité et à proximité. Le stockage sous neige est largement pratiqué en Finlande où plus de 3 millions de m3 de bois sont entreposés sous neige chaque année afin d’en préserver la qualité. Les grumes sont entassées puis recouvertes de neige et ensuite d'une couche isolante (écorce, sciure). Cette méthode n’est adaptée qu’aux climats les plus froids et a donc peu d'avenir en France. Le stockage dans des mines, quant à lui, consiste à entasser des grumes dans des tunnels de mine inutilisés. Avec cette méthode les bois ne sont pas accessibles ni visibles, le contrôle de la qualité des bois n’est possible qu’après ouverture des bâches.
Le stockage à l’air libre
Le stockage des bois à l’air ne permet pas un maintien de la qualité des bois, ni face aux attaques biologiques, ni face aux dégradations d’ordre mécanique. Cela reste vrai qu’une protection chimique des grumes soit mise en œuvre ou pas et ces méthodes constituent donc seulement des solutions de secours de très court terme.
Cette méthode présente toutefois l'avantage que les bois sont accessibles et visibles en permanence.
Le stockage en piles sèches consiste à écorcer et à empiler minutieux les bois pour permettre une bonne aération, l’humidité du bois peut ainsi être réduite à un niveau où il n’y a plus de risque d’infestation. Cette méthode ne s’applique qu’à certains bois résineux et les résultats enregistrés montrent des dégradations significatives des bois.
Le traitement chimique se limite en général aux cas où les autres méthodes n’auront pu être mises en œuvre. Cette méthode n’est pas adaptée pour protéger de gros volumes en tas car elle est coûteuse, temporaire, faiblement efficace et pose des problèmes environnementaux.
CoolWood®, le stockage à basse température
Le stockage à basse température. Avec CoolWood®, nous avons créé une nouvelle méthode qui consiste à agir sur le paramètre de la température. Le procédé CoolWood® propose ainsi un nouveau type d’installation pour la conservation des bois bruts et semi-transformés : ces derniers sont rangés dans des enceintes maintenues à basse température et - si besoin - à une humidité élevée. Avec cette méthode les bois sont accessibles et peuvent être observés en permanence, le contrôle de la qualité des bois étant grandement facilité par le fait que les bois ne changent pas d'aspect.
