Considérations sur l’avenir du bois en général et des feuillus en particulier: prospectives ou sciencefiction? P.TRIBOULOT 24 novembre 2014 Le développement du bois, se donner un horizon… BOIS 2050…? • Où en sommes nous? • Les méthodes de la prospective, les enseignements de l’Histoire. • Les évolutions probables du contexte planétaire. • Bois – Forêts, réchauffement climatique, évolutions du paysage. • Modèle exponentiel et décalage technologique persistant. • Quelques développements probables. •… • Conclusion 24 novembre 2014 Où en sommes nous? 24 novembre 2014 Où allons nous? 24 novembre 2014 Filière bois dans la construction et biens d’équipements A.Poignan Filière agro-alimentaire A.Le Toquin Gilles Tosello Filière bois-énergie D’où venons nous, L’AGE DU BOIS ? 24 novembre 2014 D’où venons nous, L’AGE DU BOIS ? • Filière bois dans la construction et biens d’équipements • Filière agro-alimentaire • Chimie verte • Filière bois-énergie 24 novembre 2014 Bois massif. c’est la construction qui constitue le moteur du bois en termes de produits innovants et de perspectives de croissance du marché. Bois et chimie : Secteur émergent, le bois n’ayant pas encore trouvé sa place par rapport aux autres agroressources. L’échéance en France dépasse l’horizon 2020 Bois énergie. Dernière valorisation possible. développer des biocombustibles utilisant la ressource qui n’est actuellement pas valorisée. 24 novembre 2014 RAPPORT PIPAME « Sa superficie a doublé depuis le XIXe siècle, elle représente plus du quart de la surface du pays ! Le mouvement de recul s'est inversé avec l'abandon du charbon de bois, et l'utilisation d'autres moyens de chauffage ». « Une histoire de la forêt » Martine Chalvet Bois énergie. Dernière valorisation possible. développer des biocombustibles utilisant la ressource qui n’est actuellement pas valorisée. 24 novembre 2014 Les méthodes de la prospective • Méthode objective ou projective: analyse du passé, puis projection sur l’avenir avec un coefficient d’accélération ou de freinage • Méthode subjective ou intuitive: groupe d’experts et… imagination • Méthode des scénarios, méthode DELPHI: analyse des paramètres, poids et probabilités de chacun d’eux => des dizaines de scénarios possibles… Risques essentiels : céder au conformisme ambiant, poids des réalités économiques, techniques du présent, savoir scientifique actuel 24 novembre 2014 Rien sur le Bois…! 24 novembre 2014 LES VRAIS PRECURSEURS : Artiste Scientifique Ingénieur Inventeur Anatomiste Peintre Sculpteur Architecte Urbaniste Botaniste Musicien Poète Philosophe Écrivain 1452 - 1519 24 novembre 2014 LES VRAIS PRECURSEURS : Bertrand PICARD Mars 1999 1828 - 1905 24 novembre 2014 1984 (Nineteen Eighty-Four) est le plus célèbre roman de George ORWELL, publié en 1949 1984 est communément considéré comme une référence du roman d’anticipation. Toutes les pensées sont minutieusement surveillées, et d’immenses affiches sont placardées dans les rues, indiquant à tous que « Big- Brother » vous regarde… aujourd’hui que penser de Google, des réseaux sociaux, des géolocalisations de toutes natures? 24 novembre 2014 LES VRAIS PRECURSEURS : ROBIDA 1882 Rédacteur à « la Vie Parisienne » • Télévision • Télé-achat • Sonotone • Matériaux composites • Droit de vote des femmes • Abolition de la peine de mort • Tourisme de masse • …. 24 novembre 2014 LES VRAIS PRECURSEURS : ROBIDA 1882 24 novembre 2014 LES ERREURS DE LA SCIENCE : François ARAGO Polytechnicien, Physicien « La compression de l’air dans les tunnels sera funeste aux poumons des voyageurs » - 1832 - 24 novembre 2014 LES ERREURS DE LA SCIENCE : Simon NEXCOMB Mathématicien, Membre de la Royal Society « la démonstration mathématique est Infaillible: les plus lourds que l’air ne pourront jamais voler… » - 1890 - 24 novembre 2014 BOIS 2050…? À qui se fier ? Sur le long terme, Les prospectives les plus réalistes ne relèvent que rarement des analyses des « spécialistes académiques». Les « candides », « écrivains », « artistes », « philosophes » font plus facilement abstraction du conformisme ambiant, du poids des réalités économiques, des compétences techniques du présent, du savoir scientifique actuel. 24 novembre 2014 CONFERENCE de Luc Schuiten à 20h00 24 novembre 2014 L’homme CONFERENCE de Luc Schuiten à 20h00 Le biomimétisme, c’est s’inspirer du vivant pour innover. Les organismes vivants développent d’incroyables stratégies pour se construire, générer l’équilibre, se réparer, être durables La nature 24 novembre 2014 L’ARBRE ? 828 m « Burj Khalifa à Dubaï » Elancement de 5… 730 m 100 m Elancement de 10 ! le rêve de l’ingénieur... Sequoia sp.p. 170 m « une religion de progrès, qui veut que les matériaux les plus nouveaux soient forcément les meilleurs » 24 novembre 2014 10 m BOIS: un matériau pour prendre de la hauteur L’Épinette noire 15 m 0.30 m Elancement de 50! 24 novembre 2014 Le développement du bois, se donner un horizon… BOIS 2050…? • Où en sommes nous? • Les méthodes de la prospective, les enseignements de l’Histoire • Les évolutions probables du contexte planétaire • …. 24 novembre 2014 Un espace fini Dans l’infini Rosetta et Philae, Comète Churyumov-Gerasimenko 2014 24 novembre 2014 + 200 000 nouveaux consommateurs par jour ! qui veulent se loger, se nourrir, vivre, voyager, aimer… 24 novembre 2014 Sources: 2100, Récit du prochain siècle, T. GAUDIN, Payot 1990 À qualité de vie constante? Source: Jean-Claude BIGNON Loger l’humain, une nécessité… Article 25, Déclaration universelle des droits de l’Homme 1. Toute personne a droit à un niveau de vie suffisant pour assurer sa santé, son bien-être et ceux de sa famille, notamment pour l'alimentation, l'habillement, le logement, les soins médicaux ainsi que pour les services sociaux nécessaires ; elle a droit à la sécurité en cas de chômage, de maladie, d'invalidité, de veuvage, de vieillesse ou dans les autres cas de perte de ses moyens de subsistance par suite de circonstances indépendantes de sa volonté. 24 novembre 2014 32 millions de réfugiés climatiques par an (2012). Il y aura 200 millions de réfugiés climatiques chaque année autour de 2050. La verticalité Loger l’humain, une nécessité… La ville flottante L’espace Limite du système + 200 000 potentiels nouveaux consommateurs / jour…. La ville souterraine 24 novembre 2014 Projet de tour pour Paris – 2014 Herzog & de Meuron Dominique Perrault Sauerbruch et Hutton 24 novembre 2014 Brenac et Gonzales À court terme: la verticalité LONDRES, tour de 9 étages en construction, 2008 À court terme: la verticalité BOIS ? Le plan « industries du bois » de la Nouvelle France Industrielle vise à réimplanter sur le territoire national les activités de transformation du bois et à accélérer la massification de l’offre, notamment via le développement d’immeubles de grande hauteur (10 étages pour les habitations, 13 pour les immeubles tertiaires). Il s’agit pour ce faire de rendre la filière plus compétitive en améliorant l’accès à la ressource forestière et en développant la construction bois. L'entreprise autrichienne Cree développe un système de construction hybride, majoritairement à base de bois, pour la construction de tours jusqu'à 30 étages 24 novembre 2014 Pas moins de 3,4 millions de ménages (13% de l'ensemble) sont considérés comme étant en situation de précarité énergétique en France. Une structure 100% bois sur R+7 Les Echos n° 21332 du 12 Décembre 2012 • page 25 Depuis cinq ans, la SA HLM Le Toit Vosgien s'est fait une spécialité de la construction d'immeubles (3, 4 puis 5 niveaux) passifs ou basse consommation énergétique (BBC), utilisant essentiellement le bois comme élément de structure. Elle vient de lancer un nouveau programme avec un HLM tout en bois, isolé avec de la paille et labellisé Passivhaus. Livré début janvier 2014, ce bâtiment sera le plus haut de ce type en Europe. Cette nouvelle résidence de 26 logements, qui s'inscrit dans le périmètre de rénovation urbaine (Anru) d'un quartier de Saint-Dié-desVosges, appelée Jules-Ferry et conçue par le cabinet ASP Architecture, utilisera une enveloppe ultraperformante et saine, tout en bois et paille, pour des volumes respectifs de 950 et 500 mètres cubes. Avec un bon bilan carbone : 1.200 tonnes de CO2 sont capturées dans l'atmosphère lors de la croissance de ces matériaux. 90 € par appartement /an de charges . S.A LE TOIT VOSGIEN, Saint Dié des Vosges, 2013 24 novembre 2014 BOIS ? BOIS ! 24 novembre 2014 Source: Jean-Claude BIGNON Loger l’humain, mais aussi le nourrir… Tendances… 24 novembre 2014 Déjà une réalité… Ferme verticale VERTICROP à Vancouver, installée sur le toit d’un parking du centre ville. Elle produit 1500 kg/semaine de légumes 24 novembre 2014 Conséquences… Terres agricoles - Forêts Terres agricoles - Forêts 24 novembre 2014 CONSTRUIRE, LOGER, BATIR, avec quoi? 24 novembre 2014 • A Dubaï, la presqu’île artificielle autoproclamée 8ème merveille du monde” a coûté plus de 12 milliards de dollars, et a ingurgité près de 150 millions de tonnes de sable pompé au large des côtes de Dubaï. • 3500 sociétés australiennes exportent vers la péninsule arabique. Leurs bénéfices ont triplé en 20 ans, et le sable représente aujourd’hui un jackpot annuel de 5 milliards de dollars pour l’Australie. • L ’existence même de Singapour dépend de ses importations de sable. Sa superficie s’est agrandie de 20% ces 40 dernières années. • En Inde, les pirates du sable agissent au grand jour sur plus de 8000 d’extraction, disséminés sur les côtes et rivières du sous continent. • Au Maroc, le sable volé représente à ce jour, aux alentours de 40% à 45% des prélèvements. • En Floride, 9 plages sur 10 sont en voie de disparition. 24 novembre 2014 sites illégaux CONSTRUIRE, LOGER, BATIR, avec des matériaux renouvelables 24 novembre 2014 Le développement du bois, se donner un horizon… BOIS 2050…? • Où en sommes nous? • Les méthodes de la prospective, les enseignements de l’Histoire • Les évolutions probables du contexte planétaire • Bois – Forêts, réchauffement climatique, évolutions du paysage 24 novembre 2014 Spiritualité Fixation du CO2 Matériau de construction Biens d’équipements Papier Énergie Chimie verte Augmentation de la part du bois dans les matériaux pour construire Pression sur la forêt Chasse Habitat 24 novembre 2014 Loisirs L’acceptabilité sociale / Forêt et l’industrie du bois est toujours très sensible 6. Promouvoir l’usage du bois tiré de forêts certifiées comme matériel renouvelable, à faible empreinte carbonique permettant de produire des biens durables, de favoriser l’innovation et de séquestrer des quantités quantifiables de dioxyde de carbone tout au long de la durée de vie de ces biens ; 7. Promouvoir des plantations d’arbres à croissance rapide à proximité des marchés, particulièrement des villes où le bois de feu est utilisé comme source d’énergie ; 8. Promouvoir une utilisation plus efficace du bois de feu et des techniques alternatives ; 10. Promouvoir l’utilisation du bois dans tous les bâtiments, dans les pays où le bois est encore disponible en particulier en forêt et dans sa périphérie, et dans les bâtiments publics à titre démonstratif ; 11. Promouvoir les chaînes d’utilisation du bois conservant le plus longtemps le carbone capté lors de la croissance en forêt (bois d’œuvre ou d’ameublement, si possible réutilisable sinon, sous-cyclage ou recyclage, bois-énergie…) ; 5/20 propositions 24 novembre 2014 1/5 2/3 Une spécificité française 24 novembre 2014 Part relative d’utilisation 60% 80% Les feuillus dans la construction…. 24 novembre 2014 Assez évident La ressource en 2050? Aires de répartition du Hêtre en France 24 novembre 2014 Simulation B2 Simulation A2 Sources: V.Badeau et JL Dupouey, repris dans « Préparer les forêts françaises au changement climatique » B.Roman-Amat 2007 24 novembre 2014 Qu’adviendra-t-il du hêtre d’ici 2100 ? « L’examen des connaissances oblige à dire qu’on ne sait pas vraiment, même si on doit retenir l’idée que des modifications importantes interviendront pour cette essence… » Guy LANDMANN GIP ECOFOR, Paris Jean-Luc DUPOUEY Vincent BADEAU Yves LEFEVRE Nathalie BREDA INRA Écologie et Écophysiologie Forestières Équipe Phyto-écologie forestière, Nancy Louis-Michel NAGELEISEN DSF Antenne spécialisée, INRA Isabelle CHUINE CNRS-CEFE Équipe BIOFLUX, 24 novembre 2014 Sources: Office national des forêts. Direction technique, 2007. Gestion des hêtraies dans les forêts publiques françaises. Rendez-vous techniques de l’ONF, horssérie n° 2. 112p. Accélération de la vitesse de croissance 24 novembre 2014 Le développement du bois, se donner un horizon… BOIS 2050…? • Où en sommes nous? • Les méthodes de la prospective, les enseignements de l’Histoire • Les évolutions probables du contexte planétaire • Bois – Forêts, réchauffement climatique, évolutions du paysage • Modèle exponentiel et décalage technologique persistant •… 24 novembre 2014 L’exponentielle dans un domaine fini 160 Millions de m3 140 120 100 80 60 40 20 0 1899 24 novembre 2014 1919 1939 1959 1979 1999 L’exponentielle dans les moyens de calcul 24 novembre 2014 Epinettes noires 24 novembre 2014 Le bois: retard technologique qui reste important ACIER Évolution forte de la CNC dans la taille des charpentes 24 novembre 2014 1942 1ère utilisation de machine à CN (acier) aux USA 1978 Banalisation des machines à CN dans le domaine de l’usinage des métaux BOIS 1er constructeur de machine à CN (bois) en France 1995 5 machines à CN pour la taille des charpentes bois en France (LC) 2002 100ème machine à CN pour la taille des charpentes bois en France (600 en Allemagne) 2008 Banalisation des machines à CN dans le domaine de l’usinage du bois Réglementation Applications généralisées qui tardent… Règles nationales….européennes….mondiales 24 novembre 2014 Le développement du bois, se donner un horizon… BOIS 2050…? • Où en sommes nous? • Les méthodes de la prospective, les enseignements de l’Histoire. • Les évolutions probables du contexte planétaire. • Bois – Forêts, réchauffement climatique, évolutions du paysage. • Modèle exponentiel et décalage technologique persistant. • Quelques développements probables. •… 24 novembre 2014 La vitesse de changement et la radicalité des perspectives technologiques sont exponentielles "Les espèces qui survivent ne sont pas les espèces les plus fortes, ni les plus intelligentes, mais celles qui s'adaptent le mieux aux changements." (Charles Darwin / 1809-1882) Ne pas prendre au 1er degré… 24 novembre 2014 Des réponses et services possibles par le progrès scientifique Structurellement adaptable Régulateur thermique Capteur et Stockage d’énergie Antiseptique • Bois intelligent et multifonctionnel 24 novembre 2014 • Bois intelligent et multifonctionnel permettant l’approche multifonctionnelle Au MICRO du MACRO Travaux ENSTIB / LERMAB 24 novembre 2014 PROBLEMATIQUE DURABILITE Chimie verte Génétique, pour des essences naturellement durables Bois à autodiagnostic Nanotechnologies Diagnostics, Surveillance Traitements localisés Politecnico di Torino, Italie 24 novembre 2014 Les nanotechnologies DANS le bois Nanotechnologies Diagnostics, Surveillance Traitements localisés 24 novembre 2014 Bois THP ( Très hautes performances) devra savoir répondre et s’adapter à toutes les exigences: finesse, performances, souplesse… pour exister et durer Vers du Bois mou… puis rigide La nature sait déjà faire… 24 novembre 2014 Bendywood, Batimat 2009 devra savoir répondre et s’adapter à toutes les exigences: finesse, performances, souplesse… pour exister et durer Vers le développement des traitements thermiques thermo-chimiques biologiques …. 24 novembre 2014 Les robots pour l’industrie du bois, fantasme ou solution? La vitesse de changement et la radicalité des perspectives technologiques sont exponentielles METI ( Ministry of Economy, Trade and Industry Japon) a investi plus de 17 millions d’€ en 2007 • Développement de robots intelligents parfaitement autonomes, aptes à prendre leurs propres décisions sur leur lieu de travail. • Technologies liées à l'intelligence artificielle pour les robots • But final : robots intelligents sur le marché en 2015. À moyen terme, les machines seront plus intelligentes que l’être humain et évolueront plus vite que nous ne pourrions les faire évoluer. « L’invention de la première machine supra intelligente est la dernière invention que l’homme ait besoin de réaliser » Irving John GOOD (1965), Université de Cambridge, Probabilités 24 novembre 2014 Etre capable de produire de manière industrielle des petites séries ou des pièces unitaires 24 novembre 2014 24 novembre 2014 Source: Jean-Claude BIGNON Source: Jean-Claude BIGNON Déjà une réalité… pour le béton 24 novembre 2014 Source: Jean-Claude BIGNON 24 novembre 2014 Une ébauche pour le bois… Feuillus ou résineux Feuillus et résineux Qualités secondaires …. De l’impossible* rendu possible JF.BOCQUET – L.BLERON (ENSTIB – LERMAB) * Impossible: Manutention Complexité de l’usinage Précision de l’usinage Précision de la mise en œuvre Coût! 24 novembre 2014 JF.BOCQUET – L.BLERON (ENSTIB – LERMAB) La cellule robotisée devient une « imprimante 3D » pour le bois massif Plus de panneaux de contreventement Plus de colle 24 novembre 2014 CONCEPTION REALISATION JF.BOCQUET – L.BLERON – A.BOUALI (ENSTIB – LERMAB) 24 novembre 2014 24 novembre 2014 JF.BOCQUET – L.BLERON (ENSTIB – LERMAB) Bois 2050, un modèle possible Une forêt Un territoire ….forestier Une 1ère transformation locale Des usines robotisées ou « imprimante 3D » 24 novembre 2014 Des clients… Bois 2050, un modèle possible C’est le client final qui pilote la fabrication de son projet La valeur ajoutée reste locale 24 novembre 2014 Le développement du bois, se donner un horizon… BOIS 2050…? • Où en sommes nous? • Les méthodes de la prospective, les enseignements de l’Histoire. • Les évolutions probables du contexte planétaire. • Bois – Forêts, réchauffement climatique, évolutions du paysage. • Modèle exponentiel et décalage technologique persistant. • Quelques développements probables. •… • Conclusion 24 novembre 2014 Horizon 2050: Comment adapter, les choix d’essences, les pratiques sylvicoles aux besoins des industries et produits bois? 24 novembre 2014 Production annuelle de lamellé-collé (2010) en m3 80 000 000 70 000 000 10,00 60 000 000 8,00 50 000 000 6,00 40 000 000 30 000 000 4,00 20 000 000 2,00 Surfaces forestières (ha) % des sciages transformés en LC 12,00 Autriche 750 000 France 220 000 Allemagne 900 000 Québec 2010 10 000 000 0,00 0 Autriche Allemagne France Québec La photographie ci-contre montre un abri à locomotives à Bern, en Suisse, construit en lamellé-collé, toujours utilisé aujourd’hui, il date de 1912… 4 500 LARGEUR mini 24 novembre 2014 Québec Ontario Alberta Maritimes Colombie Britannique Etats-Unis côte Ouest Ø fin bout en cm 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Volume de grumes Production de sciages Ratio 750 000 m3 480 000 m3 0.64 570 000 m3 350 000 m3 0.61 A partir des cimes d’épinettes noires ! LC Québec Chantiers Chibougamau F.GEHRY Les techniques et process industriels s’adaptent aux réalités de la ressource forestière et jamais l’inverse Epinettes noires Horizon 2050: Hêtre, pas hêtre, feuillus, résineux… compte tenu des enjeux et des besoins, compte tenu de la rapidité des changements technologiques la réponse principale: volume du de matière ligneuse, la science et la technique sauront faire avec… 24 novembre 2014 « Aujourd’hui, plus que de scientifiques efficaces, nos sociétés ont besoin de visionnaires imaginatifs, de provocateurs capables de jeter des regards lucides sur les possibles de demain » Albert Jacquard, 1925-2013, Docteur Honoris Causa de l’UQAC, 1987 Préface de: « La vie sexuelle des robots » de GM.Baur. MERCI DE VOTRE ATTENTION www.defisbois.fr La meilleure façon de prédire l’avenir est de le concevoir Buckminster Fuller 24 novembre 2014
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