Miscanthus

De Triple Performance
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Miscanthus sinensis, auteur : Markus Hagenlocher
Production

Miscanthus est un genre de plantes herbacées vivaces de la famille des Poaceae (Graminées) originaire d'Asie de l'Est.


Certaines espèces de miscanthus (dites « herbe à éléphant ») rencontrent un intérêt croissant des secteurs agricoles, industriels et de l'énergie pour leur productivité, pour leur valeur énergétique (biomasse-énergie) et leur teneur en lignocelluloses. ()

Cette culture pérenne est intéressante pour valoriser des terres sensibles autour de captage d'eau ou là où les risques d'érosions sont élevés. D'autres atouts sont la faible charge de travail requise et ses qualités environnementales. Elle a besoin de peu de fertilisation et produits phytosanitaires et peut donc être conduite en "bio" pendant une grande partie du cycle cultural. Elle est également éligible au SIE (Surface d'Intérêt Ecologique) depuis 2018.

La filière française reste cependant à construire.


Description

Le miscanthus cultivé en France est Miscanthus giganteus, qui est un hybride des deux espèces M. sacchariflorus and M. sinensis . Cet hybride est stérile et se reproduit végétativement grâce à ses rhizomes, mais n'est pas invasif car les rhizomes ne sont pas traçants. Cependant, certaines entreprises de biocarburants américaines ont développé des lignées fertiles de M. giganteus qui auraient le potentiel pour être invasives dans certains milieux[1].

M. giganteus peut atteindre 4m de haut et évoque par sa forme le bambou, le roseau ou la canne à sucre. Chaque pied donne plusieurs tiges et possède un système racinaire très dense. Il s'agit d'une plante pérenne que l'on récolte tout les ans à partir de la deuxième année et pendant 20 ans.


Utilisations et débouchés

Le miscanthus nécessite une protection phytosanitaire et une fertilisation systématique uniquement pendant sa première année. Sur l'ensemble d'un cycle cultural de 20 ans c'est donc une culture écologique. Il peut être implanté autour d'un captage d'eau pour le protéger de la pollution grâce à son système racinaire dense et épurant, ou en travers de pentes, ruisseaux et talwegs pour lutter contre l'érosion des sols.

La paille est le principal produit de la culture, récoltée sous forme d'ensilage. Elle a une grande capacité d'absorption et un bon pouvoir calorifique (PCI = 5 MWh[2]) et peut être valorisée comme :

  • Biocombustible : 1T de miscanthus permet en moyenne de remplacer 400L de fioul[3]
  • Litière animale : il demande moins de travail et laisse les vaches plus propres que la paille
  • Complément alimentaire pour bovin (favorise la rumination)
  • Paillage horticole
  • Isolant
  • Potentiel substrat pour la production de biogaz, avec un rendemnt en méthane autour de 6000m3/ha[4]
  • Composé dans les bioplastiques

Culture

Période et climat

Les bons rendements sont favorisés par les températures élevées et une bonne disponibilité en eau. Le miscanthus peut cependant se développer dès un total de précipitations de 500mm/an[2], mais il est sensible aux longues périodes de sécheresse, car il a besoin d'eau entre avril et novembre.


Type de sol

  • Terres assez profondes avec une bonne réserve utile (les sols argileux s'ils ne sont pas hydromorphes et limoneux conviennent aussi, mais pas les sols crayeux).
  • Eviter terres asphyxiantes ou recouvertes d'eau en hiver.
  • Large fourchette de pH : de 5,5 à 8[2].

Pour le moment, le miscanthus est surtout cultivé dans la moitié Nord de la France.


Adventices, maladies et ravageurs

La levée étant longue et hétérogène (de 3 semaines à 3 mois [5]), les adventices sont problématiques la première, voire la deuxième année. Il faut donc planter le miscanthus sur une parcelle bien propre, et procéder encore à du désherbage plus tard, après la levée notamment. Au bout de quelques années, le mulch constitué des feuilles mortes et la densité des tiges étouffent efficacement les adventices (et diminuent l'érosion).

Aucune maladie n'a été déclarée en France sur le miscanthus, mais cela pourrait changer si les surfaces cultivées continuent d'augmenter.

Des taupins peuvent causer des dégâts importants, notamment si on implante le miscanthus juste après une jachère ou une prairie permanente. Il vaut donc mieux semer une culture annuelle entre les deux afin de rompre le cycle des taupins.

Enfin, les lapins peuvent aussi causer des dégâts pendant les premiers mois s'ils sont nombreux. Dans ce cas il faut installer une protection temporaire.


Implantation

L'implantation est l'étape cruciale de la culture du miscanthus, et aussi la plus coûteuse.

La plantation se fait au printemps sur une parcelle bien propre. Par exemple :

Ou

  • Désherbage de pré-levée 1 ou 2 jours après l'implantation, puis traitement antidicotylédones après la levée (selon les espèces présentes).

Les phytosanitaires sont ceux utilisés sur le maïs, dont il faut tout de même vérifier la sélectivité.

Par la suite, on peut passer la herse étrille les premières semaines, puis la bineuse.

L'étape d'implantation est la plus consommatrice de produits phytosaniataires.
L'étape d'implantation est la plus consommatrice de produits phytosanitaires.

En plus du désherbage, il faut ameublir le sol sur 15cm par un labour puis affiner à la herse rotative par exemple. Le bon contact entre le sol et la plante favorise une levée rapide et régulière.

Le miscanthus est implanté par bouturage. On utilise une planteuse spécifique ou une planteuse maraichère manuellepommes de terres, à chou-fleur...) pour planter les rhizomes. C'est donc une étape intensive de travail. Ils doivent être plantés à 8 à 10 cm de profondeur[2] au frais, puis recouverts, et enfin un roulage est bénéfique à la germination. La densité de semis est variable : d'1 pied par m²[6] (soit 10 000 par hectare), voire de 16 000 (vocation d'abris pour le gibier) à 20 000 pieds (vocation de production de biomasse et lutte contre l'érosion) par hectare[5], sachant que le taux de reprise est d'environ 60 à 80 %[5]. Les rhizomes sont chers et il faut y ajouter le coût de l'implantation elle même. AU total, pour une densité de semis de 12 000 à 15 000 pieds/ha on avoisine les 3500€/ha[7].


Etant donné le prix des rhizomes, il est utile de savoir reconnaître s'ils sont de bonne qualité.

Il faut observer :

  • leur taille et leur poids,
  • leur vitalité, traduite par la présence de plusieurs yeux par rhizome,
  • leur fraîcheur[8].

Entretien

Première année

A la fin de la première année, le miscanthus doit être broyé et laissé sur la parcelle (la première récolte aura lieu l'année suivante) afin de créer un mulch. Il est aussi possible de faire un traitement phytosanitaire contre les graminées pendant le premier hiver si la pression est forte.


Fertilisation

Le miscanthus ne répond pas à l'apport d'azote pendant les premières années. Au contraire cela pourrait lui nuire en favorisant le développement des adventices. Par la suite on peut surveiller les taux de nutriments par des analyses de sol tous les 5 ans et fertiliser en cas de carences avérées.

Dans l'ensemble, la récolte du miscanthus exporte peu de nutriments :


Récolte

La première récolte a lieu après le 2ème hiver après la plantation, et ensuite tous les ans. Les rendements sont croissants jusqu'à la 5ème ou 6ème année puis se stabilisent entre 10 et 20t de matière sèche/ha[5].

On récolte généralement vers fin mars/avril, quand le taux d'humidité de la paille est de 17%[2]. Le miscanthus est récolté avec une ensileuse à maïs équipée d'un bec Kemper, mais il peut aussi être ou fauché et bottelé.


Stockage et conservation

Il n'est pas nécessaire de sécher le miscanthus et il peut être stocké en bottes ou en vrac, sous un hangar ou en silo bâché. En revanche, les copeaux de miscanthus étant très peu denses (120 à 130 kg/m3[5] en vrac), il faut posséder une grande surface de stockage : environ 40 m² de surface de stockage, sur 3 à 4 m de haut[5] pour stocker la récolte d'un ou deux hectares :

40*4 = 160 m3

Avec une densité de 130kg/m3  : 160*130 = 20 800 kg = 20,8t

Avec un rendement de 10 à 20t par hectare (permis par une densité de 12 000 à 15 000 pieds/ha), cela correspond à 1 ou 2 ha.


Remise en état de la parcelle en fin de cycle

Au bout de 20 ans, les rendements commencent généralement à baisser. On retire donc le miscanthus et on nettoie la parcelle pour la préparer à la prochaine culture, qui peut être un nouveau cycle de miscanthus ou pas.

La manœuvre commence en juin, dans l'objectif de détruire les rhizomes :

  • Broyer ou récolter les parties aériennes.
  • Passer plusieurs fois un rotavator ou une déchaumeuse à disque (fractionne et affaiblit les rhizomes).
  • Quand les pieds repoussent pendant l'été, passer plusieurs fois un chisel (porter les rhizomes à la surface pour les dessécher).
  • Niveler la parcelle.

Le glyphosate n'est pas suffisant pour nettoyer la parcelle mais peut compléter le travail mécanique.

Ensuite on peut semer une culture d'automne avec un semoir adapté au semis simplifié.

Résumé du cycle de production du miscanthus
Résumé du cycle de production du miscanthus[5]


Pour décider de se lancer dans la culture de miscanthus

Atouts

  • Culture pérenne stockant du carbone
  • Utilisation faible d'intrants (fertilisation, phytosanitaires, irrigation)
  • Habitats pour la faune (perdrix, rapaces, lièvres, etc) et les auxiliaires de culture
  • Produit sec récolté en fin d'hiver utilisable directement en combustion
  • Potentiel de production important (10 à 20t de matière sèche par hectare[5])
  • Peu d'interventions sur la culture établie
  • Période de récolte (fin mars/avril) pouvant favoriser la répartition de la charge de travail dans l'année, selon les autres activités de l'exploitation
  • Permet de valoriser des terres polluées (métaux lourds notamment) ou très sensibles à l'érosion
  • Source d'autonomie en chauffage et en litière

Le miscanthus se vend 80 à 125€/t selon le conditionnement et l'utilisation. Il peut aussi être vendu au MAP (Mètre cube Apparent de Plaquettes). De plus il est éligible comme SIE (Surface d'Intérêt Ecologique) avec un facteur de 0,7.

Contraintes

  • Première récolte au bout de deux ans
  • Implantation coûteuse
  • Très sensible aux adventices les deux premières années
  • Grand volume de stockage nécessaire
  • Sensibilité au stress hydrique qui peut impacter le rendement


Exemple d'un projet communal de chauffage au miscanthus à Ammertwiller, en Alsace


Autres exemples et ressources

  • Vous pourrez trouver de nombreuses informations sur le site de France Miscanthus, une association pour le développement de la filière miscanthus. Notamment des exemples de projets de chauffage, de litière animale et de paillage horticole dans leurs brochures, qui donnent des renseignements sur le contexte, la réflexion engagée, les conséquences observées et les aspects financiers.
  • Vous trouverez également de nombreux témoignages sur le site de Novabiom.
  • Un document de la région Burdinale-Mehaine en Belgique, sur les points d'attention, les scenarios à éviter, et les bonnes façons d'implanter du miscanthus, à cette adresse.
  • Vidéo assez complète qui parle de l'implantation et des coûts, des débouchés, de l'intérêt de cette culture pour valoriser des terres polluées, et les atouts de la litière de miscanthus en élevage bovin :



Annexes


Sources

  1. Pittman, S.E., Muthukrishnan, R., West, N.M. et al. Mitigating the potential for invasive spread of the exotic biofuel crop, Miscanthus × giganteus . Biol Invasions 17, 3247–3261 (2015). https://doi.org/10.1007/s10530-015-0950-z https://link.springer.com/article/10.1007/s10530-015-0950-z#citeas
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 et 2,4 Novabiom, Culture https://www.novabiom.com/miscanthus/culture/
  3. France Miscanthus "Le miscanthus une solution de chauffage économique et écologique" https://france-miscanthus.org/wp-content/uploads/2017/11/Brochure_chauffage_interactive.pdf
  4. Andreas Kiesel, Iris Lewandowski (December 2015) Miscanthus as biogas substrate - Cutting tolerance and potential for anaerobic digestion, GCB Bioenergy 9(1):n/a-n/a DOI:10.1111/gcbb.12330
  5. 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 5,6 et 5,7 Bastien LANGLOIS et Audrey LE GOFF (mai 2018) " La culture du miscanthus" , Chambre d'Agriculture de Seine Maritime https://normandie.chambres-agriculture.fr/fileadmin/user_upload/Normandie/506_Fichiers-communs/PDF/ENERGIES/innobioma-f1-miscanthus_web.pdf
  6. "La récolte du miscanthus", Le Paysan du Haut-Rhin -votre hebdo rural https://www.youtube.com/watch?v=IvmhSUcrG2o
  7. "Le miscanthus : cultur du futur?" La ruche qui dit oui https://magazine.laruchequiditoui.fr/le-miscanthus-culture-du-futur/
  8. 8,0 et 8,1 Itinéraire technique, France Miscanthus https://france-miscanthus.org/cultiver-du-miscanthus/itineraire-technique/
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