Cours
L'Homme exploite l'environnement
L'Homme exploite l'environnement
L'exploitation du bois
Définition
Une ressource naturelle est un élément vivant ou non, utile à l’Homme pour subvenir à ses besoins.
L’Homme a des besoins énergétiques, alimentaires, vestimentaires, en matériaux de construction comme le bois… Le bois est l’une des plus anciennes ressources exploitées par l’Homme.
On observe deux sortes de groupements végétaux constitués d’arbres:
Les groupements naturels appelés « forêt » contenant des arbres de toutes sortes et de toutes tailles avec un sous-bois : c’est un écosystème.
Une plantation organisée d’arbre d’une même espèce et de même âge : c’est un agrosystème
Définition
Un écosystème est un système constitué d’un milieu de vie, des êtres vivants qui s’y trouvent et de l’ensemble des relations qu’ils entretiennent entre eux et avec le milieu.
Définition
Un agrosystème est un système contrôlé par l’Homme dans lequel les êtres vivants qui occupent le milieu ont été placés par l’Homme.
Définition
On appelle sylviculture, la culture du bois, c’est-à-dire, l’ensemble des techniques permettant la création et l'exploitation rationnelle des forêts tout en assurant leur conservation et leur régénération.
Avant de pratiquer la sylviculture, l’Homme a exploité les forêts naturelles. C’est la déforestation.
Exemple
En Europe, la déforestation a commencé lorsque César a conquis la Gaule. Pour les dix millions de Celtes vivant sur ce territoire, la forêt est autant un lieu de culte qu’une ressource à exploiter. Le bois venant de Gaule est aussi très recherché. Pline l’Ancien, qui est chargé de fournir la marine romaine, préfère par exemple la qualité des sapins du Jura et des Vosges à celle du sapin venant de Grèce. En France, les forêts sauvages ont été exploitées à l’époque gallo-romaine puis au moyen âge, entraînant une forte déforestation du territoire.
Aujourd’hui, l’Homme a besoin du bois comme matériau de construction mais aussi comme source d’énergie (chauffage, cuisson), comme support de communication (papier) et comme matériau d’emballage (carton).
Avec la découverte des énergies fossiles, la couverture forestière de la France a repris de l’ampleur. Différentes essences de bois (espèces d’arbres) sont cultivées et toutes présentent un intérêt différent. Certaines comme les sapins produisent rapidement du bois et sont exploitées pour assurer les besoins d’une population toujours croissante. Cette culture est facilitée par la mécanisation.
Cependant la sylviculture moderne a des effets directs sur l’environnement : le débardage mécanique abîme les sols.
Définition
Le débardage correspond au transport des troncs coupés du lieu de la coupe vers le lieu de chargement sur les camions de transport.
Propriété
Le débardage mécanique nécessite de gros engins qui déstructurent le sol, créent des ornières (creux) : on parle d’érosion des sols (usure des sols).
Les insectes vivant dans le sol voient leur habitat détruit. Dans une forêt « cultivée », il y a beaucoup moins d’espèces animales et végétales que dans une forêt naturelle.
La culture du bois a donc un fort impact sur la biodiversité : il la diminue. De plus la coupe forestière « à blanc » modifie le paysage car la forêt entière est rasée. Il n’y a plus d’arbres pour couper le vent, ni de racines pour retenir la terre.
Débardage mécanique
Skidder in Pennsylvania.jpg par Peter Linehan via wikimedia commons CC-BY-2.0
La sylviculture a également des effets indirects : en détruisant les fourmilières, c’est toute une chaîne alimentaire qui est rompue, modifiant ainsi l’équilibre des réseaux biologiques.
Exemple
Ainsi, par exemple, les fourmis ont quasiment disparu des forêts du Morvan, importante zone sylvicole française située en Bourgogne. Or les fourmis sont les prédatrices naturelles des pucerons. Les fourmilières étant détruites par le débardage, la population de puceron n‘est plus régulée par la prédation des fourmis. Les arbres sont envahis de puceron ce qui attire les guêpes au détriment des humains.
L’Homme a donc de tous temps exploité les ressources que lui offrait la planète. Mais avec la population croissante, l’amélioration de la qualité de vie, les besoins sont de plus en plus importants et les ressources de plus en plus rares. L’Homme doit trouver des solutions pour les économiser tout en les protégeant afin de permettre un développement durable.
Définition
Le développement durable est « un développement qui répond aux besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs : c’est un développement économiquement efficace, socialement équitable et écologiquement soutenable.
Aujourd’hui les grandes forêts sont protégées partout dans le monde.
Exemple
Certains pays comme le Canada ont pris conscience de cette richesse et pratiquent la « coupe sélective » préservant ainsi leur forêt et leur biodiversité. Le débardage à l’ancienne à l’aide de chevaux tirant les troncs présente un avantage direct : il n’abime pas les sols. De plus il ne nécessite pas de tracteur par conséquent on évite d’utiliser du pétrole : c’est un avantage indirect.
Débardage à l’ancienne
Cheval-de-trait-2.jpg par Auteur : Modesto Alexandre, Original uploader was L archi at fr.wikipedia via wikimedia commons CC-BY-1.0
Également pour préserver les sols et la biodiversité, l’Homme utilise de plus en plus de matériaux recyclables comme le bois. Les déchets de bois ont deux débouchés :
la valorisation « matière » dans l'industrie des panneaux de particules
et la valorisation « énergétique » en chaufferie.
Avec une tonne de bois recyclé, on économise 1,5 m3 de bois, 700 kg de charbon et 300 litres de fioul. L’Homme recycle également les produits issus du bois pour limiter l’impact de la sylviculture sur les sols.
Exemple
Par exemple le carton des briques alimentaires provient de forêts à gestion durables. Il faut un arbre pour faire 1500 briques. Les énergies renouvelables représentent 90% de l’énergie utilisée par les usines de production de carton. La brique est facile à ranger. On la jette dans la poubelle de tri sélectif en l’applatissant. La brique est un emballage léger. Dans la brique tout est recyclable :
L’aluminium et le plastique donneront du mobilier urbain
Le carton donnera du papier toilette par exemple.
Les énergies fossiles et renouvelables
Le pétrole, le gaz naturel et le charbon sont les trois principales sources d’énergie utilisées dans le monde. Elles représentent plus de 80% des énergies consommées comme en Italie.
Source : Conso énergie primaire Italie 2011.jpg Par Jpjanuel via wikimedia commons CC-BY-SA-3.0
Ces trois sources d’énergies sont appelées des « combustibles fossiles » car elles contiennent une forte teneur en un élément chimique, le carbone, et qu’elles se trouvent enfouies dans le sol depuis des millions d’années.
Propriété
Les combustibles fossiles ont une origine biologique. Ils se forment en profondeur sous l’eau : de la matière organique se retrouve prisonnière des sédiments (débris de roches déposés au fond des lacs et océans par les rivières).
A l’abri de l’air, lors de son enfouissement lent et régulier, la matière organique prisonnière des sédiments est amenée peu à peu à de plus hautes températures (en moyenne 3°C tous les 100m). Elle va se décomposer d’une manière particulière ce qui donnera du charbon, si la matière organique d’origine est végétale, ou du pétrole, si la matière organique d’origine est planctonique (le plancton correspond à l’ensemble des êtres vivants microscopiques qui flottent sous la surface de l’eau). Dans le cas du pétrole, l’enfouissement doit être compris entre 60 et 100°C soit 2 à 3 Km de profondeur.
La connaissance des conditions de formation et de conservation des combustibles fossiles permet de découvrir des gisements et de les exploiter.
Par la combustion de ces énergies fossiles, les activités humaines restituent dans l’atmosphère du CO2 piégé lentement par photosynthèse (voir chapitre 5) puis par fossilisation. Brûler un combustible fossile, c’est brûler une énergie solaire passée. L’océan et la biosphère (l’ensemble des êtres vivants) absorbent une partie du CO2 d’origine humaine mais cela n’est pas suffisant.
Chaque année, des milliards de tonnes de CO2 supplémentaires s’accumulent dans l’atmosphère, d’où une augmentation très importante du taux de CO2 depuis la révolution industrielle (1860). L’utilisation des énergies fossiles n’est donc pas idéale pour l’équilibre de la planète. L’Homme doit trouver une autre source d’énergie s’il ne veut pas voir les climats continuer à se dérégler (voir chapitre 22).
Propriété
La Terre reçoit quotidiennement une quantité d’énergie phénoménale : l’énergie solaire.
Du fait de la sphéricité du globe, la quantité d’énergie solaire reçue par unité de surface varie selon la latitude. (Voir chapitre 21). Elle diminue de l’équateur vers les pôles. Elle est responsable de la répartition des climats. Les zones qui reçoivent plus d’énergie sont plus échauffées, la chaleur ainsi dégagée vers la surface du globe réchauffe l’air qui, devenu moins dense, s’élève. Il se crée ainsi des zones de basse pressions à l’origine des déplacements d’air horizontaux, vents : ceux-ci sont orientés des zones de haute pression vers les zones de basse pression.
Des courants marins naissent aussi de l’inégale répartition de l’énergie solaire reçue par la Terre.
L’énergie solaire peut donc être exploitée :
directement pour produire de l’électricité à l’aide de panneaux photovoltaïques, ou produire de l’eau chaude grâce aux chauffe-eaux solaires.
Panneaux photovoltaïques
Panneaux PhotV Les Mées.JPG parChristian Pinatel de Salvator via wikimedia commons CC-BY-SA-3.0
Chauffe-eau solaire
Miroir creux.png par AndrewBuckvia wikimedia commons CC-BY-SA-3.0, modifié par Sandra Rivière
Indirectement en installant des éoliennes et des hydroliennes pour récupérer l’énergie des vents et des courants.
Éolienne
Schema eolienne.svg Par Mathieu.clabautvia wikimedia commons CC-BY-SA-3.0-migrated
Hydrolienne
Panneaux PhotV Les Mées.JPG Par Pierre.blanchet via wikimedia commons CC-BY-SA-3.0
La Terre produit également de la chaleur. Cette chaleur provient en partie du rayonnement solaire et en partie des profondeurs de la Terre (du manteau, voir chapitre 26). On parle d’énergie géothermique.
Centrale géothermique
par wikilmage via pixabay CC0
Principe du chauffage individuel par géothermie
Pompe à chaleur géothermique.jpg Par Luna04 at fr.wikipedia via wikimedia commons CC-BY-SA-3.0-migrated
Aujourd’hui L’Homme doit exploiter ces énergies dites renouvelables (car infinies) car les énergies fossiles ne sont pas renouvelables. De plus ces énergies renouvelables sont moins polluantes : elles ont un « indice carbone » très faible c'est-à-dire que leur production et leur utilisation rejette très peu de CO2 dans l’atmosphère ce qui diminue le risque d’augmentation d’effet de serre..
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