Le modèle CAT

Fonctionnement de CAT

CAT est une application programmée en Java qui permet d’estimer et de comparer des bilans de carbone dans des milieux forestiers. La dernière version de l’application et la description complète de l’outil sont disponibles sur le site web de CAT à l’adresse https://sourceforge.net/p/lerfobforesttools/wiki/CAT/. Le fonctionnement de l’outil est également décrit dans Pichancourt et al. (2018). Ce ne sont pas toutes les fonctionnalités de CAT qui sont utilisées dans le projet Forêts-21 étant donné que le carbone de la biomasse vivante y est déjà calculé par d’autres procédés. En fait, le projet Forêts-21 utilise principalement une composante de CAT qui se nomme le gestionnaire de flux. Ce gestionnaire de flux permet de

1. construire une filière bois ;
2. transformer des biomasses récoltées en produits finis ;
3. actualiser ces produits finis et gérer leur devenir en fin de vie utile.

Un exemple de filière conçu à l’aide du gestionnaire de flux est présenté à la Figure 1. Les différentes boîtes sont appelées « processeurs » et elles représentent un état ou une étape dans la transformation de la biomasse. Les flux de biomasse entre dans le gestionnaire de flux par les processeurs situés du côté gauche. Dans le cas présent, on reconnaît des débris ligneux de différents types et des billons de type « bois d’industrie » et « bois d'œuvre ». En fonction des caractéristiques des arbres récoltés, la biomasse d’un arbre peut comprendre l’un et/ou l’autre de ces types de billon.

Les processeurs sont liés et envoient une certaine partie de leur biomasse à d’autres processeurs intermédiaires qui finissent par aboutir à des produits finis qui sont identifiés par des contours bleus. Dans l’exemple plus haut, la biomasse peut être transformée en :

• Papiers et cartons
• Panneaux
• Sciage
• Granulés
• Cendre à l’incinérateur

Selon le type de billon, le parcours dans la filière sera différent et la quantité de chacun des produits finis sera aussi différente.

Les liens en traits continus représentent les étapes qui mènent à la création du produit. Ceux en traits tillés représentent le devenir des produits après leur vie utile. Par exemple, après leur vie utile, les sciages sont envoyés à la déchetterie. Plus de la moitié de ces sciages seront recyclés en granulés, 30 % iront à l’incinération tandis que 10 % seront enfouis à la décharge. Une durée de vie utile est attribuée à chacun des produits finis et leur quantité est actualisée dans le temps. A chaque pas de temps, la quantité qui devient hors d’usage suit le lien en traits tillés et est ainsi recyclée, incinérée ou enfouie. Les filières utilisées dans le projet Forêts-21 sont plus complexes que celle illustrée ci-dessous. Elles sont disponibles sur la page web qui décrit le gestionnaire de flux.

Figure 1 : Un exemple de filière bois construite avec le gestionnaire de flux de CAT.

Couplage avec GO+

CAT est programmé en Java alors que les simulations de GO+ sont traitées en Python. Le couplage utilise la bibliothèque py4j qui permet de transférer des informations d’un environnement à l’autre. Ainsi, les biomasses récoltées, le diamètre moyen et l’écart- type du diamètre des arbres récoltés dans les simulations de GO+ sont transmis à CAT pour chaque pas de temps. CAT reconstruit la distribution diamétrale des arbres récoltés. En fonction du diamètre d’un arbre, la biomasse récoltée se répartit entre certains types de billon. Ces billons seront alors envoyés au gestionnaire de flux. Celui-ci estimera les quantités de produits finis nouvellement créés à chaque pas de temps. Dans un deuxième temps, CAT actualise ces quantités de produits finis dans le temps de façon à estimer la quantité de produits toujours utilisés et la quantité de produits envoyés à la décharge. Toutes ces quantités sont exprimées en tonnes de carbone. Une fois tous ces calculs terminés, l’information est renvoyée à l’environnement python afin de poursuivre le traitement des simulations de GO+.

Référence

Pichancourt, J.-B., R. Manso, F. Ningre et M. Fortin. 2018. A carbon accounting tool for complex and uncertain greenhouse gas emission life cycles. Environmental Modelling & Software 107 : 158-174. L