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Le switchgrass, une herbe aux multiples vertus, s’impose comme une solution prometteuse pour un avenir énergétique plus durable. Grâce à ses rendements élevés en biomasse, ses besoins réduits en azote et ses nombreux bénéfices écosystémiques, cette culture bioénergétique pourrait jouer un rôle clé dans la transition vers des carburants d’aviation durables. De récentes recherches menées par l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign mettent en lumière son potentiel en tant que carburant aérien durable, aligné avec les objectifs ambitieux des États-Unis pour 2050.
Les avancées du switchgrass
Les cultures bioénergétiques dédiées comme le switchgrass (Panicum virgatum L.) sont essentielles pour atteindre l’objectif SAF 2025 des États-Unis. Ces plantes offrent des rendements élevés en biomasse tout en nécessitant peu d’azote, ce qui réduit considérablement les émissions de protoxyde d’azote. En outre, le switchgrass peut prospérer sur des terres marginales, diminuant ainsi le lessivage des nitrates, prévenant l’érosion et améliorant la santé des sols tout en capturant du carbone. Historiquement, les recherches se sont basées sur des cultivars anciens et des essais à petite échelle.
Les chercheurs ont évalué cinq cultivars de switchgrass – trois types énergétiques (Independence, Liberty, Carthage) et deux types fourragers (Shawnee, Sunburst) – sur des terres marginales dans l’Illinois, l’Iowa, le Nebraska et le Dakota du Sud. Cultivés pendant cinq ans, ces variétés ont été testées avec deux taux d’engrais azotés : 28 et 56 kg/ha, nettement inférieurs au taux typique de 200 kg/ha pour le maïs.
Les analyses économiques ont révélé que les cultivars énergétiques, notamment Independence et Liberty, étaient systématiquement plus rentables que les types fourragers dans toutes les localisations. Toutefois, le taux d’azote optimal variait selon l’emplacement. Tandis que 56 kg/ha produisaient généralement des rendements plus élevés, le taux inférieur de 28 kg/ha offrait des profits plus importants dans certaines régions.
Des solutions durables pour le sol
Avec son potentiel de rendement élevé et ses services écosystémiques précieux, le switchgrass représente une solution durable pour une période de productivité de dix ans ou plus. Dans une autre étude à grande échelle menée dans l’Illinois, l’équipe a évalué les bienfaits environnementaux du cultivar Independence sur trois années.
En comparant les parcelles de switchgrass à des champs de maïs en semis direct continu, les chercheurs ont mesuré les émissions de gaz à effet de serre du sol – dioxyde de carbone (CO₂), protoxyde d’azote (N₂O) – et le lessivage des nitrates.
Les résultats ont montré une réduction significative de l’impact environnemental du switchgrass. Le lessivage des nitrates a diminué de 80 % dès la troisième année, et les émissions de N₂O étaient bien plus faibles grâce à des apports réduits en azote — 56 kg/ha pour le switchgrass contre 202 kg/ha pour le maïs. Cependant, les émissions de CO₂ étaient supérieures de plus de 50 % durant la deuxième année, probablement en raison de son vaste système racinaire qui augmente la respiration souterraine. Malgré cela, la biomasse racinaire accrue améliore le potentiel de séquestration du carbone à long terme, avec environ 10 mégagrammes de carbone stockés sous terre.
Les défis économiques et environnementaux
Alors que la demande pour les matières premières bioénergétiques reste faible en raison des conditions actuelles du marché, le switchgrass est bien positionné pour répondre aux besoins énergétiques futurs à mesure que les paysages économiques évoluent. Les terres marginales, souvent considérées comme improductives, deviennent précieuses grâce à cette culture, évitant ainsi la concurrence avec les cultures alimentaires.
Les études menées par l’Université de l’Illinois ont été publiées dans le Journal of Environmental Quality et GCB Bioenergy, soulignant l’importance de recherches approfondies pour intégrer les cultivars productifs dans le système de production de SAF dès que l’économie et la technologie seront prêtes à évoluer.
Ces travaux démontrent que le switchgrass pourrait jouer un rôle clé dans la transition énergétique, soutenant ainsi les objectifs de durabilité tout en offrant des solutions économiques viables.
Perspectives d’avenir
Le switchgrass, par ses caractéristiques exceptionnelles, pourrait devenir une pierre angulaire de la production de carburant d’aviation durable. Les recherches actuelles montrent qu’il est possible de cultiver cette plante de manière rentable sur des terres marginales, tout en préservant les ressources naturelles et en réduisant l’empreinte écologique des activités agricoles. Les initiatives actuelles ouvrent la voie à une adoption plus large de cette culture, en alignant les attentes économiques et environnementales.
Dans un contexte où la transition énergétique est cruciale, comment les décideurs et les agriculteurs peuvent-ils collaborer pour maximiser le potentiel du switchgrass dans le paysage énergétique mondial ?
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Est-ce que le switchgrass pourrait également être utilisé pour d’autres types de transport, comme les voitures électriques ? 🤔