Architecture biomimétique : l'écosystème comme modèle. by Carole Lillo

Architecture biomimétique : L’écosystème comme modèle

Carole Lillo Domaine d’expérimentation : « Habiter l’Anthropocène » Sous la direction de Roberto d’Arienzo Membres du Jury : Matthieu Breau, Chloé Lequette, Jean-Christophe Pétillault, Jacques Pochoy, Jesus Torres. Soutenu le 13 décembre 2019 Ecole Spéciale d’Architecture 254 boulevard Raspail 75014 Paris

Carole Lillo 06 74 78 63 94 carole.lillo@live.fr

Couverture : Représentation de la FLEUR DE VIE. La fleur de vie est une figure géométrique composée d'une juxtaposition de plusieurs cercles égaux, reliés centre-à-centre. Cette figure est représentée dans plusieurs cultures. Elle est considérée comme une Géométrie Sacrée, modèle de base de l'existence. En étudiant la nature de cette forme, on cherche à comprendre les lois scientifiques, philosophiques, psychologiques, esthétiques et mystiques de l'univers. Chaque sphère étant reliée entre elles. Symbole de notre écosystème. 2 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Remerciements J’adresse un vif remerciement à mon Directeur de diplôme, Robert d’Arienzo, pour la qualité de ses enseignements et pour m’avoir poussée à aller plus loin dans mes réflexions. Je remercie mon Président de soutenance, Matthieu Breau pour sa disponibilité, ses précieux conseils et ses enseignements depuis ma première année à l’ESA. Je remercie tous les membres de mon jury pour leur disponibilité. Merci à Jean-Christophe Petillault pour soutien et nos riches échanges, merci à Jesus Torres pour ses conseils avisés, merci à Chloé Lequette pour nos nombreux échanges inspirants et passionnants sur le biomimétisme, merci à Jacques Pochoy pour ses remarques constructives lors du pré-jury. Je tiens aussi à remercier Stéphane Bonzani pour son enseignement de la philosophie qui a enrichi ma réflexion dans la conception architecturale et grâce à qui j’apprécie désormais la philosophie. J’en profite pour remercier l’ensemble de mes enseignants de l’ESA depuis le début de ce parcours, pour la qualité de leurs enseignements et pour avoir soutenu la formation professionnelle de l’ESA. Je voudrais exprimer ma reconnaissance envers Richard Benayoun, Directeur du patrimoine et de l’immobilier de la CCI PARIS ILE DE FRANCE pour m’avoir permis de réaliser ces études, pour son soutien et “ne jamais rien lâcher” ! Un grand merci pour mes parents, Roch et ma fille Chloé pour leur soutien inconditionnel et pour avoir facilité mon quotidien pendant ces quatre années d’études. Je remercie tous mes amis pour leurs encouragements ainsi que Murielle pour son aide et son grand soutien moral.

3 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

TABLE DES MATIERES

PRESENTATION DU SUJET ................................................................................................................. 8 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

CONTEXTE ...................................................................................................................................... 8 POURQUOI LE BIOMIMETISME ? .................................................................................................... 8 PROBLEMATIQUE ........................................................................................................................... 9 HYPOTHESE .................................................................................................................................... 9 METHODOLOGIE .......................................................................................................................... 10

L’HOMME ET LA NATURE ................................................................................................................ 11 2.1 NATURE ET VIVANT ...................................................................................................................... 11 2.1.1 Définition de la «Nature» ........................................................................................................ 11 2.1.2 Définition du « vivant » ............................................................................................................ 12 2.1.1 Nature ou Vivant ? ................................................................................................................... 12 2.2 L’ETRE HUMAIN COUPE DE LA NATURE ........................................................................................ 13 2.3 QUELLE RELATION ENTRE LA NATURE ET LA CULTURE? ............................................................... 14 2.4 PRISE DE CONSCIENCE ECOLOGIQUE ........................................................................................... 15 2.5 L’APPARITION DE LA NATURE DANS LES UTOPIES ........................................................................ 16 2.6 LA RESPONSABILITE DE L’ETRE HUMAIN ET SA PLACE DANS LA BIOSPHERE ................................. 18 2.7 LA NATURE, NOUVELLE MODERNITE ........................................................................................... 20 2.7.1 Première révolution industrielle ............................................................................................... 20 2.7.2 Deuxième révolution industrielle ............................................................................................. 20 2.7.3 Troisième révolution industrielle ............................................................................................. 21

BIOMIMETISME, DEFINITION ET CLARIFICATION DES TERMES ........................................................ 23 3.1 BIOMIMETISME ............................................................................................................................ 23 3.1.1 Définition ................................................................................................................................. 23 3.1.2 Origine du terme ...................................................................................................................... 23 3.2 BIO-INSPIRATION ET BIO-MIMETISME ......................................................................................... 24 3.3 ECOMIMETISME ........................................................................................................................... 25 3.4 LA BIO-ASSISTANCE ...................................................................................................................... 26 3.4.1 Concevoir des structures vivantes ............................................................................................ 27 3.4.2 Concevoir des matériaux avec l’assistance des bactéries… ..................................................... 28 3.5 BIOMIMETIQUE ............................................................................................................................ 28 3.6 BIOPHILIE ..................................................................................................................................... 28 3.7 IMITATION OU INSPIRATION ........................................................................................................ 30 3.7.1 Distinction des termes ............................................................................................................. 30 3.7.2 Les différences approches ........................................................................................................ 30

EMERGENCE DU BIOMIMETISME .................................................................................................... 32 4.1 LES PRECURSEURS ........................................................................................................................ 32 4.1.1 Vitruve, « De architectura » ..................................................................................................... 32 4.1.2 Leonard de Vinci ...................................................................................................................... 34 4.1.3 Johann Wolfgang von Goethe ................................................................................................. 34 4.1.4 Ernst Haeckel ........................................................................................................................... 37 4.1.5 D’Arcy Thomson ....................................................................................................................... 38 4.2 LES COURANTS INSPIRES DE LA NATURE ...................................................................................... 39 4.2.1 Art Nouveau ............................................................................................................................. 39 4.2.2 Architecture organique ............................................................................................................ 40 4.2.3 Biomorphisme .......................................................................................................................... 42 4.2.4 Bionique ................................................................................................................................... 42 4.2.5 Zoomorphisme, géomorphisme et anthropomorphisme ......................................................... 45 4.2.6 Autres courants en relation avec la nature .............................................................................. 45 4

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

4.3 4.4 4.5 4.6 5

CHRONOLOGIE DES INSPIRATEURS .............................................................................................. 48 COURANTS, NIVEAUX D’INSPIRATION, CHAMPS D’APPLICATION ................................................ 49 EMERGENCE DES NIVEAUX D’INSPIRATION ................................................................................. 49 L’INFLUENCE DU BIOMIMETISME AUJOURD’HUI ......................................................................... 51

LES NIVEAUX D’IMITATION POSSIBLES............................................................................................ 52 5.1 LES DIFFERENTES APPROCHES...................................................................................................... 52 5.2 SELON JANINE BENYUS ................................................................................................................. 52 5.2.1 La forme ................................................................................................................................... 53 5.2.2 Les matériaux........................................................................................................................... 54 5.2.3 Les écosystèmes ....................................................................................................................... 56 5.2.4 Le principe de durabilité de la nature ...................................................................................... 57 5.3 SELON MAIBRITT PEDERSON ZARI ................................................................................................ 58

RECHERCHE & DEVELOPPEMENT : METHODE, OUTILS .................................................................... 61 6.1 INGENIERIE DE LA CONCEPTION ................................................................................................... 61 6.2 LES OUTILS.................................................................................................................................... 63 6.2.1 Les techniques informatiques : les algorithmes biomimétiques .............................................. 63 6.2.2 Les bases de données ............................................................................................................... 63 6.3 LES PRINCIPAUX CENTRE DE RECHERCHES ET PROMOTEURS EN FRANCE ................................... 64 6.4 LES COLLECTIFS INDEPENDANTS : LES NOUVEAUX INVENTEURS DU VIVANT .............................. 64 6.5 LA « NORMALISATION » DU BIOMIMETISME ............................................................................... 66 6.5.1 Dans les process de recherches scientifiques, les normes ISO ................................................ 66 6.5.2 Analyse du cycle de vie et impacts environnementaux, norme ACV ........................................ 67 6.5.3 Certification Living Building Challenge et Biophilic Design Challenge ..................................... 67 6.6 CONSTAT ...................................................................................................................................... 69

DIMENSSION ETHIQUE.................................................................................................................... 70 7.1 7.2

LES REALISATIONS ARCHITECTURALES ET URBAINES BIOMIMETIQUES .......................................... 71 8.1 8.2 8.3 8.4

L’ETHIQUE DE BIOMIMICRY38...................................................................................................... 70 MON APPROCHE ETHIQUE ........................................................................................................... 70

ANALYSE ....................................................................................................................................... 74 CONSTAT ...................................................................................................................................... 74 QUESTIONNEMENT ...................................................................................................................... 75 OUVERTURE VERS LE LABEL LBC ................................................................................................... 75

MON AXE : L’ECOSYSTEME COMME MODELE ................................................................................. 77 9.1 DEFINITIONS ................................................................................................................................. 77 9.1.1 Ecosystème .............................................................................................................................. 77 9.1.2 Système .................................................................................................................................... 78 9.1.3 Métabolisme ............................................................................................................................ 78 9.1.4 Symbiose .................................................................................................................................. 79 9.1.5 Représentation des définitions ................................................................................................ 79 9.2 APPROCHE SYSTEMIQUE .............................................................................................................. 80 9.1 APPROCHES PHILOSOPHIQUES .................................................................................................... 80 9.2 APPROCHE HOLISTIQUE DE LA PERMACULTURE .......................................................................... 82 9.3 LE SYMBOLE DE LA FLEUR DE VIE .................................................................................................. 84 9.4 LES SERVICES ECOSYSTEMIQUES .................................................................................................. 86 9.5 TRANSPOSITION : DES PRINCIPES DU VIVANT A L’ECOSYSTEME HUMAIN ................................... 87 9.5.1 1ère approche .......................................................................................................................... 87 9.5.2 2ème approche .......................................................................................................................... 92

APPLICATION .................................................................................................................................. 95 10.1 SITE CHOISI : LES ENTREPÔTS NEY ................................................................................................ 95 10.1.1 Localisation ......................................................................................................................... 96 10.1.2 Photos.................................................................................................................................. 97 10.1.3 Identité ................................................................................................................................ 99 10.1 ELEMENTS DE LANGAGE............................................................................................................. 100 10.2 ANALYSE DU MILIEU ................................................................................................................... 101 10.2.1 Contexte urbain ................................................................................................................. 101 5

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

10.2.2 Contexte paysager ............................................................................................................. 104 10.2.3 Les ressources et les énergies disponibles ......................................................................... 107 10.2.4 Végétation ......................................................................................................................... 109 10.2.5 Circulation douce ............................................................................................................... 109 10.2.6 Ecoles et commerces ......................................................................................................... 110 10.2.7 Les matériaux et terre de chantier recyclables .................................................................. 111 10.3 ANALYSE ARCHITECTURALE........................................................................................................ 112 10.3.1 Elévations .......................................................................................................................... 112 10.3.2 Structure ............................................................................................................................ 112 10.3.3 Plans .................................................................................................................................. 113 10.3.4 Vues 3D de la structure ..................................................................................................... 114 10.1 IDENTIFICATION DES ECOSYSTEMES PROGRAMMATIQUES ....................................................... 116 10.2 DEFINITION DE LA PROGRAMMATION ....................................................................................... 117 10.2.1 Emplacement de la faille ................................................................................................... 117 10.2.2 Les échanges ressources-énergies ..................................................................................... 119 10.2.3 Les besoins des écosystèmes ............................................................................................. 121 10.2.4 Programmation appliquée autour de la faille ................................................................... 122 10.3 EXTRAITS DES RENDUS DE LA SOUTENANCE .............................................................................. 125 11

CONCLUSION DE L’APPLICATION .................................................................................................. 130

BIBLIOGRAPHIE............................................................................................................................. 132

6 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

TABLE DES ILLUSTRATIONS FIGURE 1 : AFFICHE PARIS 2050 VINCENT CALLEBAUT .............................................................................................. 16 FIGURE 2 : LA CITE VEGETALE DE LUC SCHUITEN........................................................................................................ 16 FIGURE 4 : WALKING CITY, ARCHIGRAM, 1964 ........................................................................................................ 17 FIGURE 5 : MACIEK DRABIK, ART DIGITAL ............................................................................................................... 17 FIGURE 3 : LA VILLE RADIEUSE, LE COBUSIER1930 .................................................................................................... 17 FIGURE 6 : INNOVATION IN ECONOMIC PROSPERITY ................................................................................................... 19 FIGURE 7 : REPRESENTATION SCHEMATIQUE DU BIOMIMETISME BASEE SUR LES PRINCIPES DE JANINE BENYUS. ..................... 24 FIGURE 8 : «L’AVERWORD PALACE» DE MARCEL KALBERE .......................................................................................... 27 FIGURE 9 : « LIVING GRAFT PREFAB STRUCTURE » .................................................................................................... 27 FIGURE 10 : L'ARBRE BLANC, MONTPELLIER, OXO ARCHITECTURE ET SOU FOUJIMOTO, 2018 .......................................... 29 FIGURE 11 : PROJET LILYPAD DE VINCENT CALLEBAUT ............................................................................................... 31 FIGURE 12 LE RECTANGLE D'OR - PANTHEON, GRECE ................................................................................................ 33 FIGURE 13 : LA SPIRALE D’OR, TRADUCTION GEOMETRIQUE ....................................................................................... 33 FIGURE 14 : LA SPIRALE D’OR DANS LA NATURE. ....................................................................................................... 33 FIGURE 15 : L'HOMME DE VITRUVE, L DE VINCI........................................................................................................ 34 FIGURE 16 : EXTRAIT DU « CODEX ATLANTICUS» DE L DE VINCI .................................................................................. 34 FIGURE 17 : EXTRAIT DU TRAVAIL D’ERNST HAECKEL « KUNSTFORMEN DER NATUR » - DIATOMEA .................................... 36 FIGURE 18 : EXTRAIT DU TRAVAIL D’ERNST HAECKEL « KUNSTFORMEN DER NATUR » - HEXACORALLA, CYRTOIDEA ............... 37 FIGURE 19 : BIOSPHERE D’ENVIRONNEMENT CANADA, MONTREAL, DE RICHARD BUCKMINSTER FULLER, 1967 .............. 38 FIGURE 20 : DETAIL DE LA STRUCTURE METALLIQUE DE LA BIOSPHERE ........................................................................... 38 FIGURE 21 : LA CASA BATILLO, GAUDI.................................................................................................................... 39 FIGURE 22 : THE FALLINGWATER HOUSE, DE FRANK LLOYD WRIGHT, 1939 ................................................................... 41 FIGURE 23 : CENTRE CULTURELLE HEYDAR ALIYEV DE ZAHA HADID, 2013..................................................................... 41 FIGURE 24 : L’AEROPORT DE SAINT-EXUPERY DE SANTIAGO CALATRAVA, AGGLOMERATION DE LYON ................................. 42 FIGURE 25 : STADE OLYMPIQUE DE MUNICH, 1972, OTTO FREY, INSPIRE DE LA TOILE D'ARAIGNEE .................................... 43 FIGURE 26 : TOUR EIFFEL, INSPIRATION DES LIGNES TRABECULES DU FEMUR................................................................... 44 FIGURE 27 : LA BASE DE LA TOUR EIFFEL ................................................................................................................. 44 FIGURE 28 : LA VOITURE BIONIQUE, DAIMLERCHRYSLER, 2005 ................................................................................... 44 FIGURE 29 : GHERKIN (2004), LONDRES, 180 METRES, CONÇU PAR NORMAN FOSTER. .................................................. 45 FIGURE 30 : STRUCTURE DE L’EPONGE DE MER, EUPLECTELLA ASPERGILLUM DIT FLEUR DE VENUS. .................................... 45 FIGURE 31 : PROCESSUS DE RECHERCHE - SCIENTIFIQUE BIOMIMETIQUE ........................................................................ 62 FIGURE 32 : PROCESSUS DE RECHERCHE-CONCEPTION - ARCHITECTURE BIOMIMETIQUE .................................................... 62 FIGURE 33 : MOISISSURE PHYSARIUM PLYCEPHAL .................................................................................................... 63 FIGURE 34 : GESTION DE L'EAU ET DE L'ENERGIE SOLAIRE DU QUARTIER LLOYD, MITHUN ARCHITECT .................................. 71 FIGURE 35 : LES FLUX CIRCULAIRES DE KALUNDBORG ................................................................................................. 71 FIGURE 36 : REPRESENTATION DU METABOLISME CELLULAIRE ..................................................................................... 78 FIGURE 37 : REPRESENTATION DE LA SYMBIOSE DES ECOSYSTEMES ............................................................................... 79 FIGURE 38 : LA FLEUR PERMACULTURELLE, D. HOMLGREN ......................................................................................... 82 FIGURE 39 : SYMBOLE DE LA FLEUR DE VIE ............................................................................................................... 84 FIGURE 40 : LA FLEUR DE VIE ETUDIEE PAR LEONARD DE VINCI POUR LES PROPRIETES MATHEMATIQUES. .............................. 84 FIGURE 41 : LA FLEUR DE VIE DESSINEE EN OCRE ROUGE AU TEMPLE D'OSIRIS A ABYDOS EN ÉGYPTE................................... 84 FIGURE 42 : LA FLEUR DE VIE, HERITAGE DE LA MESOPOTAMIE, EN TURQUIE .................................................................. 84 FIGURE 43 : LES SERVICES ECOSYSTEMIQUES (MEA) ................................................................................................. 86 FIGURE 44 : LES 3 AXES DU PRINCIPE DU VIVANT, APPROCHE PERSONNELLE .................................................................... 93 TABLEAU 1 : CHRONOLOGIE DES INSPIRATEURS......................................................................................................... 48 TABLEAU 2 : COURANTS ET NIVEAUX D’INSPIRATION .................................................................................................. 49 TABLEAU 3 : INFLUENCES DES NIVEAUX D'INSPIRATION ............................................................................................... 50 TABLEAU 4 : DESCRIPTION DES NIVEAUX D'INSPIRATION PAR M. P. ZARI ....................................................................... 60 TABLEAU 5 : LES BIENFAITS DE LA BIOPHILIE ............................................................................................................. 68 TABLEAU 6 : EXEMPLES DE REALISATIONS BIOMIMETIQUES.......................................................................................... 73 TABLEAU 7 : LES PRINCIPES DU VIVANT ................................................................................................................... 89 TABLEAU 8 : SYNTHESE DES PRINCIPES DU VIVANT ..................................................................................................... 91 TABLEAU 9 : LES 3 AXES DES PRINCIPES DU VIVANT .................................................................................................... 94

7 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

PRESENTATION DU SUJET

1.1

CONTEXTE

Aujourd’hui nous assistons à une accélération de la dégradation de notre environnement: dérèglement climatique, modification de la couverture végétale, érosion de la biodiversité et bouleversement des flux biogéochimiques. Une nouvelle ère géologique s’annonce, l’Anthropocène1. L’Anthropocène, du grec ancien «anthrôpos», être humain et de «kainos», récent, place l’Homme comme responsable des bouleversements environnementaux et lui rappelle qu’il a évolué sans se préoccuper des dégâts engendrés dans son propre environnement. Trouver des solutions réparatrices pour notre environnement est une nécessité pour la survie de notre espèce. Dans cette voie, je propose de m’inspirer de la Nature recélant de nombreuses richesses. 1.2

POURQUOI LE BIOMIMETISME ?

Le biomimétisme du grec «bios», vie et «mimésis», imitation ou littéralement, «imiter le vivant», est une démarche invitant l’Homme à observer la Nature, à la comprendre, et à s’en inspirer dans plusieurs domaines d’application. Pionnière du biomimétisme, Janine Benyus2, nous oriente vers la Nature, comme une source d’inspiration inépuisable pour faire aussi bien qu’elle, en intégrant une nouvelle perspective, celle du développement durable. Plutôt que de tout réinventer, le biomimétisme pourrait être un outil pour donner à tout projet un sens fondé sur le respect de notre environnement et une cohérence structurée autour des modes de vie collaboratifs émergeants. Une ligne de conduite pour accompagner la transition vers une nouvelle ère « non-anthropocénique »

où l’Homme

est intégré dans l’écosystème de la biosphère ; parce que « la vie est une dynamique, elle invente constamment…l’homme est intégré dans le système »4.

1Le

terme Anthropocène est un néologisme créé dans les années 1980 par l'écologiste Eugene F.Stoermer (19342012) avant d'être popularisé en 2000 par le chimiste et météorologue néerlandais Paul Joseph Crutzen, prix Nobel de chimie en 1995. 2 Janine Benyus, « biomimétisme, quand la nature inspire des innovations durables », ed. Rue de l’échiquier, 2011. 3 Terme repris de l’architecte Stefano Boeri lors d’une interview sur les tours « forêts verticales » : « penser une architecture ou un urbanisme avec une vision non-anthropocènique, ne plus envisager uniquement l’humain sur le pied d’estale de la vie, c’est un défi qu’il faut regarder avec une grand attention et sans hypocrisie » . 4

Gilles Clément, « Toujours la vie invente» éd. Locus Solus, 2017, issue de «Biomimétisme, science, design et architecture», ed. Loco, 2017, sous la direction d’ANTONIOLI Manola. 8 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Sur ces appuis, d’autres acteurs que les scientifiques font de la Nature leur modèle : philosophes, artistes, designers, paysagistes et architectes tentent de redéfinir une nouvelle façon d’habiter grâce au biomimétisme. 1.3

PROBLEMATIQUE

En architecture et en urbanisme, « faire du biomimétisme » demande une expertise en biologie et en ingénierie, et du temps en recherche et développement. Peu de réalisations architecturales ou urbaines sont aujourd’hui réellement biomimétiques. Il n’y pas de catalogues d’offres disponibles pour répondre à une consultation. Il faut avoir pensé, recherché et développé une innovation biomimétique bien en amont d’un lancement d’appel d’offres. Dans ces conditions, comment amorcer ce mouvement biomimétique avec les moyens dont nous disposons aujourd’hui ? Sans formation en biologie, en R&D, avec le temps impartis des consultations, comment puis-je proposer un projet architectural inspiré du vivant en réduisant l’empreinte écologique ? La question se pose de la même façon à des échelles plus larges, celle du quartier et de la ville… 1.4

HYPOTHESE

Parmi les trois niveaux d’inspiration de la Nature, qui sont la forme, les matériaux et l’écosystème, le modèle de l’écosystème de la Nature pourrait répondre à ma question. En effet, un écosystème est formé par une relation d’interdépendance entre les espèces. Notre planète est constituée de plusieurs écosystèmes connectés entre eux de sorte qu’un écosystème isolé ne peut survivre. En transposant ces principes de fonctionnement, je propose de concevoir un projet comme un organisme vivant dans un écosystème sans besoin de budgets colossaux en Recherche & développement ou de connaissance en biologie ou en ingénierie et dans un délai raisonnable. Concevoir un bâtiment comme un écosystème vivant, en relation avec son milieu, lui-même constitué d’écosystèmes à plusieurs échelles, nécessitera une observation fine des organisations de chaque écosystème du site étudié : climat, énergies, ressources locales disponibles, topologie, expertises locales, culture…Ces analyses permettront de trouver toutes les interrelations possibles des écosystèmes. Pour y parvenir, je concevrai une méthodologie permettant d’aboutir à une application concrète et adaptable à tout projet architectural.

9 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

1.5

METHODOLOGIE

La première partie du mémoire consiste à faire l’état de l’art du biomimétisme. Il y est d’abord abordé les relations Homme-Nature pour nous permettre de comprendre le contexte de la recherche et les raisons de l’émergence du biomimétisme aujourd’hui. Il s’agira ensuite de définir les termes liés au biomimétisme, ce qui nous amènera sur les recherches de scientifiques sur la nature, lesquelles ont inspirés nombres d’architectes. La deuxième partie du mémoire est introduite par le constat fait sur les réalisations architecturales ou urbaines dites «biomimétiques». De ce constat, l’Ecosystème devient la source d’inspiration pour construire mon hypothèse. Dans la troisième partie du mémoire, je mets en application l’hypothèse sur le site des Entrepôts Ney situé dans le 18ème arrondissement de Paris.

10 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

L’HOMME ET LA NATURE

« Tous nos malheurs proviennent de ce que les hommes ne savent pas ce qu’ils sont, et ne s’accordent pas sur ce qu’ils veulent être » Vercors5 2.1

NATURE ET VIVANT

2.1.1 Définition de la «Nature» Ce mot vient du mot latin «natura» signifiant «le fait de naître». Le latin « natura » est lui-même participe du verbe latin « nasco» (verbe nascor) issu de « gnatus » forme archaïque de « natus ». Le « natus » latin désigne « celui qui est né », celui qui est par naissance.6 Il évoque donc ce qui est dans son état «natif», c'est-à-dire ce qui n'a pas été modifié depuis sa naissance. Le mot «naturel» qualifie effectivement parfois un objet ou une substance qui n'a pas été transformé, mélangé ou altéré par un artifice quelconque. La «Phusis» est le terme Grec pour désigner la nature et deviendra la racine du mot "physique". La racine «phù» signifie croitre, pousser, s’épanouir, elle se rapporte à la végétation7. «La Phusis relève du processus, de la dynamique, du passage, de la transition, du répétitif et du changement »8, ce qui «confirme la dimension temporelle constitutive à la Nature, à ses rythmes, à son foisonnement de forme et d’espèces et à leurs indispensables dégradation et renouvellement infinie».9 Au sens commun, la nature regroupe : -

l'environnement biophysique, l'habitat et les milieux dit naturels (terrestres, aquatiques ou marins); préservés (à forte naturalité) et dégradés; les paysages sauvages, les paysages aménagés et altérés; les «forces» et principes physiques, géologiques, tectoniques, météorologiques, biologiques, l'évolution qui constituent l'univers et celles qui animent les écosystèmes et la biosphère sur la Terre; les milieux (eau, air, sol, mer, monde minéral); les groupes d'espèces, les individus et les mondes qui les abritent : végétal (forêts...), animal, incluant l'espèce humaine et l'environnement humain et les autres niveaux trophiques dont le fongique, le bactérien et le microbien; certains phénomènes épisodiques de la nature (crises, cycles glaciations et de réchauffement climatique, cycles géologiques, …).

Vercors (de son vrai nom Jean Bruller), « Les animaux dénaturés », ed.Vercors et Albin Michel, 1952 https://sites.google.com/site/etymologielatingrec/home/n/nature 7 Chris Younes, “Ville contre-nature » ed. Armillaire, 1999, p13 8 Thierry Paquot, « Terre urbaine, Cinq défis pour le devenir de la planète », ed La découverte, 2006, p91 5

Ibid p91 11

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

2.1.2 Définition du « vivant » Au sens propre, le vivant est ce qui est «doué de vie», qui est organisé de façon à vivre. Qui est en vie, qui n’est pas encore mort. Qui demeure, subsiste. Au sens figuré, ce qui est animé, vif. «Vivant» ne peut que nous renvoyer à la définition du mot «Vie»10 Le mot «vivant», ce qui est en mouvement, nous renvoie aux procédés, aux interrelations entre les éléments organiques ou minéraux entretiennent pour leur survie.

2.1.1 Nature ou Vivant ? Les diverses définition du biomimétisme convoque le lien à la « nature » et/ou au « vivant ». Nous pouvons nous demander quand utiliser le mot « nature » ou le mot « vivant » ? Qu’est-ce qui les différencie ? Selon ma perception, la « nature » renvoie à une « représentation » de tout ce qui fait référence à la nature, y compris à ce qui est immobile et ne respire pas comme les minéraux. Si Janine Benyus évoque plus souvent le terme « nature » que celui de « vivant », c’est parce qu’elle évoque les recherches effectuées sur les procédés de fabrication ou les performances de matériaux durs comme les coquilles, les cristaux ; des matériaux issus d’un assemblage moléculaire, donc en mouvement puisqu’il y a croissance. Quant au mot « vivant », il convoque la vie, donc le mouvement ; « vivant » implique une évolution constante. La vie est par définition en mouvement. Ainsi utiliser le mot « vivant » dans l’esprit « La vie en mouvement », prend tout son sens dans le biomimétisme ; puisque le biomimétisme prend notamment sa source d’inspiration dans les processus du vivant jusqu’au niveau moléculaire, constamment en mouvement, y compris chez les minéraux.

Le mot « Vie » est à définir dans la version finale du mémoire. A noter que les grecs avaient deux mots pour définir la vie : « Zôè » pour signifier « le simple fait de vivre » et « bios » pour signifier « la façon de vivre ». 12 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

2.2

L’ETRE HUMAIN COUPE DE LA NATURE

Outre la définition qui en a été faite dans le chapitre sur la clarification des termes, le sens du mot « nature » peut se définir également par les oppositions, lesquelles sont reliées à l’être humain. La nature s’oppose à l’artificiel (artéfact, produit par l’homme), à la culture (produit par l’Homme) et donc opposée à la ville (produit par l’homme), à la société. 11 La Nature est-elle opposée aux produits de l’Homme, l’Homme toujours contre Nature ? Janine Benyus fait référence à l’ouvrage de Carolyne Merchant, « Death of nature » 12 dans lequel il est expliqué que la nature a longtemps été considérée comme mère sacrée, une entité vivante. Il était inconcevable de lui couper les cheveux (déforestation) ou de pénétrer dans ses entrailles (exploitation minière), c’est à partir du XVIIe siècle que les mœurs ont commencé à évoluer avec la révolution scientifique rendant obsolète la vénération de la terre, et avec l’église qui la condamnait de « superstition druidique. La nature perd tout caractère sacré, avec l’aval de l’église, l’Homme peut commencer son exploitation. Dans « Myth and Meaning », Lévi-Strauss montre comment le progrès de la science a engendré le monopole de l’intellect. Newton a une vision « mécanique » de l'univers et donc de la nature, loin du monde sensible qu’elle représente. La véritable séparation entre la science et la nature est intervenue au XVIIème et au XVIIIème siècle. « Avec Bacon, Descartes, Newton il fut admis que la science ne pouvait exister que si elle tournait le dos au monde des sens, au monde que nous voyons, sentons, goûtons et percevons. Le monde sensible fut regardé comme un monde trompeur. Le vrai monde fut celui des propriétés mathématiques que seul l’intellect était en mesure de saisir et qui était entièrement en désaccord avec le faux témoignage des sens ».»13 Bien avant ce mouvement de pensée, au XVème siècle, l’exceptionnel Léonard de Vinci, pratiquait le biomimétisme sans le nommer. L’observation de la nature est une véritable source d’inspiration et à l’origine de la plupart de ces créations ou réflexions, lui-même inspiré de Vitruve (1er siècle AVJC) et de ses observations sur les proportions du corps humain (l’humain faisant partie de la nature !). « Va dans la nature, là est ton avenir » Leonard de Vinci Quant aux positionnements philosophiques, on peut distinguer deux types de postures sur la relation Homme/Nature : Les empiristes (Bacon, Hobbes, Voltaire, Diderot..) et les rationalistes (Descartes, Leibniz, Kant…) :

Chris Younès, « Ville contre-nature » ed. Armillaire, 1999, p 12 Janine Benyus, « Biomimétisme, quand la nature inspire des innovations durables », ed. Rue de l’échiquier, 2017, p 405 13 Emmanuel Terray, « La vision du monde de Claude Lévi-Strauss », L’Homme [En ligne], 193 | 2010, mis en ligne le 29 janvier 2012,URL : http://journals.openedition.org/lhomme/24346 ; DOI : 10.4000/lhomme.24346 11

13 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Les premiers disaient qu'on ne peut connaître que grâce à l'expérience sensible et les seconds soutenaient la thèse selon laquelle seule la raison peut nous aider à accéder à la connaissance de quelque chose. Pour Aristote, la nature « est un secteur de l’élan », la nature est un principe de cause de mouvement et de repos pour la chose en laquelle elle réside immédiatement, par essence et non par accident (Physique) la nature est surtout considérée comme une science Physique. Pour Kant, la nature est « un ensemble de phénomènes en tant qu’ils obéissent à des lois intemporelles et universelles dont la science se propose l’inventaire méthodique » Avec Descartes : l’homme est « maître et possesseur de la nature ». Sa pensée sur la nature est d’ordres analytique et méthodique. La plupart de religions primitives ont eu leur origine dans le contact de l'homme archaïque avec la nature, de la disproportion entre son pouvoir et celui des éléments de la nature ; ce qui explique l'adoration des grands arbres, de grandes montagnes, de grands cours d'eau, etc. Les religions et les croyances archaïques qui partent de la nature sont ainsi classées sous le nom de naturisme, telles que l'animisme, le totémisme, le chamanisme...14 Ces religions primitives sont en opposition avec le judaïsme, le christianisme et l'islam qui prêchent la domination de l'homme sur la nature et laissent la nature à la merci de celui-ci. Quant aux religions de l'Orient tels que le Bouddhisme, l'Hindouisme ou le Taoïsme, celles-ci prêchent l'harmonie dans la relation entre l'homme et la nature. D’un point de vue économique à partir de la révolution industrielle, la nature est vue comme matière première servant les besoins de l’Homme. 2.3

QUELLE RELATION ENTRE LA NATURE ET LA CULTURE?

Nous pouvons mettre en relation la nature et la culture. Nous venons, de voir précédemment, les différentes façons de percevoir la nature, à travers le temps, selon les morales religieuses, philosophiques, et économique sur le rapport Hommenature. Dans « Anthropologie de la nature », Philippe Descola propose en effet de remettre en question les diverses approches par lesquelles les anthropologues ont compris la relation entre nature et culture. La pensée collective part du postulat que la nature est unique et la culture plurielle, une seule façon d’exister et plusieurs façons de les comprendre : c’est précisément ce que Philippe Descola conteste. Philippe Descola appelle ainsi à « recomposer nature et société » afin de surmonter cette dualité, en montrant comment les éléments qu’elle organise sont façonnés différemment selon les cultures15.

https://www.memoireonline.com/09/09/2716/Les-rapports-entre-lhomme-et-la-nature-Un-analyse-critiquede-lEthique-de-lenvironnement.html, par Martino AMISI, Institut facultaire Théophile Reyn - Graduat en philosophie 2009 15 Philippe Descola : « Anthropologie de la nature », leçon inaugurale du collège de France 2001. Feenberg Andrew, « L'anthropologie et la question de la Nature. Réflexions sur L'Écologie des autres, de Philippe 14 14

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

La culture occidentale s’est coupé de la nature, et reconnait aujourd’hui qu’il nous a fallu trop de temps pour accorder de la valeur aux tributs dites « primitives ». Tribus amérindiennes, africaines, australiennes… pour qui la nature est toujours restée une alliée pour survivre, pour vivre avec elle. Les tribus ont observé les animaux pour trouver des remèdes médicinaux ou savoir quoi manger. Les plantes sont utilisées depuis toujours pour soigner, ils vivent au rythme des saisons, en parfaite harmonie avec la nature, la terre mère, terre nourricière. L’Homme du monde occidental a perdu cette connexion à partir du moment où il s’est considéré comme supérieure à elle. Apprendre quelque chose provenant d’un animal « inférieur », un « non humain » aurait été dégradant pour lui. Aujourd’hui, la « tribu occidentale » se reconnecte à la nature, nous regardons différemment cette nature, nous observons les animaux, afin de savoir ce qu’ils mangent, ce qu’ils évitent, avec quoi ils se soignent. Les occidentaux se « RE-connectent » à leurs origines de « chasseurs-cueilleurs », qui observaient la nature pour assurer leur survie. 2.4

PRISE DE CONSCIENCE ECOLOGIQUE

La prise de conscience chez l’Homme à résoudre les problèmes imputables à l’état de dégradation de la terre, de la destruction des espaces naturels, la surexploitation des ressources est récente. L’entrée en scène de l’idée d’un développement écologique viable à l’échelle du globe a été marquée par la Conférence BIOSPHERE de l’Unesco en 196816. Dès lors, de nouveaux programmes intergouvernementaux émergent à partir de 1970 sur l’Homme et la Biosphère, puis Greenpeace entre en scène en 1971 pour rejoindre la cause de WWF, actif depuis 1961…. Peut-on évoquer Al GORE, Prix Nobel de la Paix en 2007 pour ses actions pour la lutte contre le réchauffement climatique auprès du grand public ? Je me souviens de l’effet marquant de son documentaire sortie en 2006, « An Inconvénient Truth » (Une vérité qui dérange). Ce fut un grand succès auprès du public et une vraie prise de conscience dans de nombreux pays ! Mais la prise de conscience devait se généraliser et particulièrement auprès des jeunes générations : sensibiliser les enfants pour préserver durablement la terre et ses habitants. Pour ce faire, c’est en 1977, que les pouvoirs politiques en France sortent une circulaire17 donnant naissance à l’éducation à l’environnement ; dès lors la machine éducative est en route, la clef pour préparer un avenir respectueux de la nature.

Descola », Revue du MAUSS, 2013/2 (n° 42), p. 105-118. DOI : 10.3917/rdm.042.0105. URL : https://www.cairn.info/revue-du-mauss-2013-2-page-105.htm 16 Tirée de la thèse de Laurene Wiesztort « la réinsertion de la nature en ville et le développement durable », soutenue en 2011, p24 17 http://www.education.gouv.fr/cid205/l-education-au-developpement-durable.html 15 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

2.5

L’APPARITION DE LA NATURE DANS LES UTOPIES

On observe aujourd’hui des utopies qui font de plus en plus alliance avec la nature, loin des utopies futuristes coupées du milieu naturel. Ce rapprochement ville-nature est porté depuis les années 80 notamment par la pensée du développement durable. Nous pouvons citer Vincent Callebaut qui a imaginé Paris en 2050, un retour manifeste de la nature en Ville. Une volonté de la Ville de Paris qui met en premier plan la nature et la nature comme « modernité-futuriste».

Figure 1 : Affiche Paris 2050 Vincent Callebaut

Luc Schuiten, architecte visionnaire, dessinateur engagé dans la cause écologique imagine des visions poétiques où la nature occupe une place prépondérante. Il pose des hypothèses, des nouveaux modes d’habiter les villes en harmonie avec la nature à partir du biomimétisme. Luc Schuiten est l’un des membres fondateurs de Biomimicry Europa. (cf. chapitre 6.3)

Figure 2 : La cité végétale de Luc Schuiten

La cité végétale18 de Luc Schuiten, est une illustration de ville Biomimétique : la nature reprend ses droits et devient un élément fondateur et structurant de l’organisation spéciale urbaine. Ces villes-végétales sont en effet en contradiction total avec les utopies « futuristes » du début du 20ème siècle : Villes d’acier et de bétons, vertigineuses, où le

Luc Schuiten, «Végétal city », éd. Mardaga, 2009

16 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

bâtiment et l’organisation spatiale ont plus d’importance que les habitants eux-mêmes, où la nature est inexistante à l’exception de quelques squares pour satisfaire les hygiénistes. Parmi ces utopistes, Archigram et son architecture radicale, Le Corbusier et le plan Voisin, Perret et l’avenue des maisons tours, Biron et Paris 1910 ….

Figure 3 : La Ville radieuse, le Cobusier1930

Figure 4 : Walking city, Archigram, 1964

En opposition à ce type de représentations, Paul Maynont19 défend l’urbanisme spatial dans les années 60. Il propose dans les villes denses, espace, respiration, ensoleillement et circulation. Dans cette vision, il proposa pour Paris, une ville sous la Seine, la ville verte en créant de nouveaux espaces boisés ; une nouvelle manière d’envisager la ville au moment de la prise de conscience écologique. Il me semble nécessaire de faire la distinction entre les architectes–urbanistes utopistes, travaillant à un avenir meilleur et les mondes imaginaires futuristes des cyber-punk, où les perspectives urbaines sont des dystopies, des mondes sombres, sur-densifié, sans végétation et verticaux, que personne ne souhaite voir venir. C’est peut-être là leur rôle, faire prendre conscience des scénarii catastrophes possibles de demain si nous ne respectons notre environnement et faire en sorte de ne pas y parvenir.

Figure 5 : Maciek Drabik, Art Digital

Paul Maynont, (1926 2007) est un architecte et urbaniste utopique français. Membre fondateur en 1965 du Groupe International d'Architecture Prospective (GIAP), qui rassemblait architectes, plasticiens ou sociologues en quête de nouvelles solutions architecturales et urbanistiques. 17 19

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

2.6

LA RESPONSABILITE DE L’ETRE HUMAIN ET SA PLACE DANS LA BIOSPHERE

Quelle responsabilité avons-nous face à cette nature parfaite ? Quelle place avons-nous ? Si la nature a fait de nous des êtres doués d’une certaine forme d’intelligence (car elles sont multiples parmi les vivants) et que nous partons du principe que chaque espèce vivante a sa place dans la biosphère pour créer un équilibre? Quelle est donc la nôtre ? Qu’avons-nous de remarquable qui puisse justifier une place particulière ? « L’être humain est capable d’introspection L’être humain est capable d’apprendre et d’interroger ce qui a été appris L’être est humain est capable d’imiter L’être humain est capable d’agir collectivement »20 Janine Benyus Nous sommes donc doués par nature, pour le biomimétisme ! Rien de tout cela ne nous différencie des autres espèces vivantes qui agissent de la sorte, mais ce que nous avons en plus (pour autant que nous le sachions, avec nos connaissances sur le comportement des espèces à ce jour), c’est la capacité à décider. Décider de détruire la vie ou décider de préserver la vie ?

Nous avons donc la capacité d’agir consciemment sur notre environnement avec humilité ! Pour assurer la perpétuation de notre espèce car c’est bien là l’objectif primaire de tous les vivants sur terre : survivre pour perpétuer l’espèce. Pour illustrer ce chapitre, le graphique, ci-après, présente les grandes vagues d’innovations. Le biomimétisme a été identifié comme un des grands axes possibles de l’émergence de la prochaine grande vague d’innovation laquelle constituerait l’émergence de la 3ème révolution industrielle. Cette analyse a été reprise par l’OCDE. Ce graphique a été présenté par Tarik Chekchak et Gauthier Chapelle lors de leur audition auprès du CESE (Conseil Economique Social et environnemental) en 2015.

J. Benyus, « Biomimétisme, quand la nature inspire des innovations durables », ed. Rue de l’échiquier, 2017, p 494 20

18 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Figure 6 : Innovation in economic prosperity

Cette 3ème révolution industrielle peut-elle nous mettra sur le bon chemin ? Celui de faire les efforts nécessaires pour changer le fonctionnement de notre société et de construite des outils pour préserver la vie : des moyens techniques, politiques, philosophiques, sociétaux, issus de notre capacité d’introspection, d’apprentissage d’imitation et de fédération et ainsi rendre les sociétés humaines à nouveau compatible avec la biosphère.

19 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

2.7

LA NATURE, NOUVELLE MODERNITE

Avec « La troisième révolution industrielle »21, concept introduit en 2011 par Jérémy Rifkin, la nature pourrait retrouver sa place, elle devient la nouvelle modernité en relation étroite avec l’être humain et ses progrès technologiques. Qu’est-ce qui définit la troisième révolution industrielle et qu’elle est la place de la nature dans cette nouvelle révolution ? Pour y répondre faisons un retour une arrière pour comprendre ce qui fait la différence avec les deux premières révolutions industrielles par les grands principes qui les caractérisent.

2.7.1 Première révolution industrielle La première révolution, apparaît dès la fin du XVIIIème siècle, est caractérisée par la découverte d’une nouvelle source d’énergie : le Charbon. Dès lors, de nouvelles machines voient le jour pour remplacer les moyens de transports comme les chevaux. Avec l’invention de la machine à vapeur de nouveaux modes de transports apparaissent, la locomotive, les bateaux à vapeur. Les usines se modernisent, l’agriculture est plus productive, on va plus vite, on produit plus, on découvre le monde. On communique autrement, fini le pigeon voyageur, on invente le télégraphe et les journaux. Le monde prend son envol, il est pris dans le tourbillon du progrès. Rien ne semble pouvoir arrêter son évolution.

2.7.2 Deuxième révolution industrielle La fin du XIXème siècle est marquée par la découverte de nouvelles sources d’énergie, le pétrole et l’électricité. Place à l’ampoule, l’électricité s’invite dans tous les foyers et les usines. L’industrialisation s’accélère, produire toujours plus vite des biens standardisés pour le monde entier. L’électroménager fait son entrée dans les foyers, les femmes intègrent les usines, il faut gagner du temps. De nouveaux modes de transports apparaissent grâce au pétrole : la voiture…les machines à vapeurs sont replacées, les trains, les bateaux vont encore plus vite. Les réseaux de transport ferroviaires et routiers se développent. Les dirigeables laissent place à l’avion. Les nouveaux modes de communications bouleversent également la société avec le téléphone, la radio, le téléviseur, les supports de communication idéaux pour lancer la société de consommation massive. Après les ralentissements causés par deux guerres mondiales, la période des 30 glorieuses relance cette accélération, consommation de biens jetables, les plastiques, les logements modernes. On produit massivement, on consomme massivement sans se préoccuper des désastres sur l’environnement et sur l’économie….STOP, la crise du pétrole : début d’une prise de conscience.

Jérémy Rifkin, essayiste américain, « La troisième révolution industrielle », ed. Actes Sud, 2013, traduction de l’original en Anglais, édité en 2011, The Third Industrial Revolution: “How Lateral Power Is Transforming Energy, the Economy, and the World”, ed Palgrave Macmillan. 21

20 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Transport, engrais, pesticide, matériaux de construction…autant de produits dépendants d’énergies fossiles et principales cause du changement climatique. La conséquence de ce modèle insoutenable marque la fin du l’âge du carbone et la nécessité d’une transition vers une économie durable : la 3ème révolution industrielle.

2.7.3 Troisième révolution industrielle Cette troisième révolution industrielle se déroule maintenant, elle fait place à place à l’intelligence collaborative et aux énergies renouvelables. La 3ème révolution industrielle, c’est la convergence de 3 nouvelles technologies : -

Les nouvelles technologies de communication et l’avènement de l’air digital L’émergence de nouvelles sources d’énergies renouvelables : solaire, hydraulique, éolienne et géothermique, sans oublier le recyclage des déchets L’émergence de nouveaux moyens de transport et de logistique : on réinvente la mobilité avec le partage de transport (covoiturage), et le développent des transports doux dans les villes

Ces 3 éléments convergent vers une large plateforme qui les relie : l’internet des objets (possibilité technique d’interconnexion). C’est l’émergence d’un monde interconnecté qui requière moins de ressources et d’énergies et dans lequel les individus en sont les acteurs grâce à internet : partage de musique, partage de connaissance mais aussi les transports, les maisons de vacances, les échanges d’objets….Une économie du partage où l’usage prime sur la propriété. Un mode de partage qui s’étend à l’énergie et la finance à travers les crowdfunding. Ces réseaux d’échange se multiplient et donnent naissance à une économie collaborative, participative et responsable qui redéfinit le modèle économique actuel. De nouveaux acteurs émergent et proposent des produits moins consommateurs d’énergies et de matières premières. Entreprises, collectivités commencent à interagir dans cette nouvelle économie en travaillant sur les projets de smart city qui nécessitent : -

de construire des infrastructures intelligentes qui génèrent une intense activité économique dans de nombreux secteurs comme le développement d’énergies vertes, d’installer des capteurs, des compteurs intelligents, de mettre en place une économie circulaire, de rénover les bâtiments, de nouvelles structures logistiques.

En 2007, le Parlement européen publie une déclaration22 écrite sur « l’établissement d’une économie verte de l’hydrogène et d’une troisième révolution industrielle… »

Accessible sur http://www.europarl.europa.eu/sides/getDoc.do?pubRef=-//EP//NONSGML+WDECL+P6-

DCL-2007-0016+0+DOC+PDF+V0//FR&language=FR 21 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Dans cette déclaration il est demandé aux institutions notamment de : « rendre les réseaux électriques intelligents et indépendant à l’horizon 2025, de sorte que les régions, les villes et les citoyens puissent produire et partager l’énergie avec autant de facilité d’accès que pour l’utilisation actuelle d’internet. » La SMART CITY ne sera plus uniquement une matrice technologique, mais un écosystème durable. Une sorte d’ECO-SMART CITY, alliance entre la technologie et le respect de l’environnement.

3ème Révolution industrielle = SMART CITY+DURABIITE = ECOSMART CITY

1ère Révolution écosystémique ?

22 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

BIOMIMETISME, DEFINITION ET CLARIFICATION DES TERMES 3.1

BIOMIMETISME

3.1.1 Définition Le biomimétisme, du grec «bios», vie et « mimésis », imitation, signifie littéralement, «imiter le vivant». Au sens scientifique, le biomimétisme désigne une chimie médicinale fabriquant des analogues de molécules actives naturellement dans l’organisme. En sens commun, le biomimétisme est une démarche invitant l’Homme à observer la nature, à la comprendre, et à s’en inspirer dans plusieurs domaines d’application afin de relever les défis du développement durable (social, environnemental et économique). C’est en 1974, que le terme apparait pour la première fois dans le Webster dictionary 23 : « étude de la génèse, des structures ou fonctions de substances et matières produites biologiquement (dont par exemple les enzymes ou la soie) ainsi que des mécanismes biologiques et des procédés (comme la biosynthèse des protéines ou la photosynthèse) pour notamment synthétiser des analogues par des procédés artificiels mimant ceux qui existent dans la nature » Il faudra attendre 2015 pour officialiser la définition dans les normes de L’AFNOR, l’association Française pour la normalisation, la norme ISO 18458 : 2015. Le biomimétisme est, pour l'AFNOR, une méthode et une approche scientifique consistant à s'inspirer du vivant pour créer des systèmes artificiels, et des solutions techniques compatibles avec la biosphère.

3.1.2 Origine du terme Otto Herbert Schmitt, biophysicien américain, qui aurait utilisé pour la première fois le mot biomimétisme pour décrire le transfert des processus de la biologie vers la technologie en 1963 sur la base aérienne de Dayton. Selon lui, le biomimétisme se définissait comme « l’examen des phénomènes biologiques dans l’espoir de susciter des idées et de l’inspiration pour développer des systèmes physiques ou biophysiques à l’image de la vie ». Des années 1960 à 1980, c’est une approche qui intéresse particulièrement l’industrie de l’armement, puis de nombreux acteurs enrichissent cette démarche dans le domaine de l’architecture, de l’urbanisme et de l’industrie écologique. C’est surtout Janine Benyus, en 1997, qui relance le concept en y intégrant la notion d’innovation durable inspiré de la nature dans son ouvrage « Biocrimicry : innovation

Le premier dictionnaire Webster est issu des travaux du lexicographe Noah Webster dont la première version, Compendious Dictionary of the English Language, date de 1806. 23

23 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

inspired by Nature »24. Elle est la première à promouvoir la nature comme source d’inspiration pour répondre aux questions de responsabilités sociales et environnementales.

Figure 7 : Représentation schématique du Biomimétisme basée sur les principes de Janine Benyus.

3.2

BIO-INSPIRATION ET BIO-MIMETISME

L'expression « bio-inspiration » n'est pas une traduction ni une adaptation française du terme bio-mimétisme. La bio-inspiration est un terme plutôt global et généraliste désignant les démarches (y compris culturelles, musicales, esthétiques) qui s'inspirent du vivant. « Bio-inspiration » et « Bio-mimétisme » seraient donc deux termes et concepts ayant de nombreux points communs, sans être synonymes. Cela étant, nous pouvons constater que la définition de la bio-inspiration est variable : Pour Laure Magro, ingénieur du CEEBIOS25,

« La bio-inspiration recoupe tout ce qui

inspire la nature, du vivant. Cela consiste à copier tout ou partie du vivant, tandis que le

Janine Benyus, « Biomimétisme, quand la nature inspire des innovations durables », ed. Rue de l’échiquier, 2011. 25 CEEBIOS : Centre Européen pour l’Excellence en biomimétisme de Senlis. 24 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

biomimétisme consiste davantage à observer d’une façon rigoureuse un phénomène naturel pour chercher ensuite à le reproduire, comprendre les mécanismes clés. Cette démarche scientifique est nécessaire pour le biomimétisme alors qu’elle ne l’est pas forcément pour la bio-inspiration ».26 Ce qui semble être contredit par Estelle Cruz27 et Tarik Chekchak28 lesquels évoquent le biomimétisme pour définir la discipline en générale (car elle comprend l’imitation de la forme, des matériaux et des systèmes), et la bio-inspiration pour désigner spécifiquement l’étude des process pour s’en inspirer et les adapter au milieu de l’être humain. Gilles Bœuf29 quant à lui préfère utiliser le terme de bio-inpiration, de la même façon qu’Estelle Cruz et Tarik Chekchak, à celui de biomimétisme dont la traduction littérale est limitante et ne reflète pas l’approche plus large de l’inspiration.

« On ne copie pas

la nature, on s’en inspire ». Biomimétisme ou bio inspiration, cela ne semble être qu’une question de sémiologie, puisque dans l’esprit des biomiméticiens, il ne suffit pas uniquement de copier la nature, mais de s’en inspirer. Janine Benyus, le précise ouvertement dans le titre de son ouvrage « le biomimétisme ; quand la nature inspire des innovations durables »

3.3

ECOMIMETISME

Ecomimétisme, du grec ancien « oîkos» qui signifie « maison », et « mimésis », imitation, signifie littéralement «imiter la maison », soit imiter le milieu dans lequel on vit, notre environnement naturel. L’écomimétisme est une variante du biomimétisme à une échelle plus large. Selon le rapport du Commissariat Général au Développement Durable (CGDD), l’écomimétisme est « l’approche intégrée des systèmes de production agricoles et industriels, inspirée du fonctionnement des écosystèmes, [et] semble à priori représenter les avantages environnementaux les plus prononcés »30. « La démarche écomimétique consiste à observer et imiter le fonctionnement des écosystèmes naturels, comme la prairie ou la forêt tropicale, pour concevoir des agroécosystèmes durables. Ce n’est pas un type d’agriculture à part entière, mais une approche

Interview de Laure Magro, ingénieur au CEEBIOS, revue colibri. Estelle Cruz, architecte-ingénieur, thèse en cours sur les enveloppes de bâtiments bio-inspirées encadrée par le laboratoire MECADV et le museum national d’histoire natrelle de Paris, chargée de mission Habitat au CEEBIOS. 28Tarik ChekChak, fondateur et directeur du pôle biomimétisme au sein de l’Institut des futurs souhaitables et ancien directeur de la fondation Cousteau. 29 Gilles Bœuf : biologiste, président du muséum d’histoire naturelle (2009-2015), membre du conseil scientifique du CEEBIOS. 30 Commissariat général au développement durable, rapport « études sur la contribution du biomimétisme à la transition vers une économie verte en France : état des lieux, potentiel, leviers », rapport n°72, octobre 2012. 25 26 27

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

qui se retrouve dans différentes approches agronomiques, dont l’agriculture biologique et l’agriculture écologiquement intensive. »31 L’écomimétisme, s’appliquerait essentiellement dans le domaine de l’agriculture afin de :     

« Utiliser la complémentarité de traits fonctionnels pour assurer la productivité et la résilience, - Maintenir la fertilité du sol grâce au couvert végétal, Encourager la coopération entre des plantes aux fonctions différentes, Contenir les invasions de ravageurs grâce à des niveaux/réseaux trophiques complexes, Utiliser les propriétés des plantes et des alternatives biologiques pour contrôler les ravageurs, Reproduire les successions écologiques après une perturbation »32

Cette démarche agricole est la « permaculture », terme inventée par Bill Mollison dans le milieu des années 70. Cette méthode systémique vise à prendre en considération la biodiversité de chaque écosystème pour une culture autosuffisante, «une nature sauvage » ou « agriculture sauvage ». Janine Benyus y consacre une part importante dans dans son ouvrage « Biomimétisme » et son premier chapitre. Nous verrons dans la partie développant les écosystèmes dans ce mémoire qu’au-delà d’’une démarche agricole, « la permaculture est une vision des sociétés demain, les nôtres […]33 » 3.4

LA BIO-ASSISTANCE

La bio-assistance est le niveau ultime du biomimétisme où l’homme est en phase totale avec la nature non en la copiant ou en s’en inspirant (quel que soit le niveau forme, procédé, système), mais en collaborant avec elle. Mais « collaborer », n’est pas toujours le but premier de la bio-assistance, c’est souvent « dompter », « extraire », « utiliser ». Cette méthode n’est pas forcement en adéquation avec les principes éthiques du biomimétisme comme celui du respect de la vie. La bio-assistance consiste en effet à utiliser les organismes eux-mêmes, par exemple : dompter leur mécanisme de croissance pour nos propres besoins, utiliser un procédé naturelle pour le copier sur d’autres organismes vivants facilement »domptables ». Cette approche est rare en architecture ou à l’état de projet.

Ibid. Ibid. 33 David Holgen, «Permaculture. Principes et pistes d’actions pour un mode de vie soutenable », éd. L’écopoche, 2014 26 31 32

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

3.4.1 Concevoir des structures vivantes

Figure 8 : «L’averword palace» de Marcel Kalbere

« L’averword palace » de Marcel Kalberer, architecte, situé à Weimar, est une structure vivante faite de Saule.

Figure 9 : « Living Graft Prefab Structure »

Le projet « Fab Tree Hab Village », faire pousser une maison « Living Graft Prefab Structure » (structure vivante greffée préfabriquée) est composée à 100 % de matériaux vivants. « Ici les doctrines anthropocentriques traditionnelles sont renversées et la vie humaine est englobée au sein de son environnement » Les nouveaux artisans. 34

The new artisans : collectif de designers et architectes de recherche de nouvelles techniques s’inspirant de la nature. 27 34

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

3.4.2 Concevoir des matériaux avec l’assistance des bactéries… Dans le domaine de la biologie, des ingénieurs et designers cherchent à utiliser les bactéries pour fabriquer des matériaux existants dans la nature. Les bactéries deviennent des usines de fabrication de matériaux ou structures. Pour compléter les informations dans ce domaine, je conseille de consulter les travaux de Neri Oxman35, architectes-chercheuses et professeur au MIT ou ceux de l’architecte David Benjamin36.

3.5

BIOMIMETIQUE

La biomimétique est principalement utilisée dans les recherches scientifiques s’inspirant du vivant, du biomimétisme. C’est une approche scientifique, pratiquées par les chercheures et ingénieurs dans les domaines de la biochimie, biophysique… visant à valider un modèle scientifique au sein d’un projet de recherche pour développer des technologies. La biomimétique ne s’inscrit pas directement dans une démarche de développement durable comme le biomimétisme. C’est avant tout une discipline scientifique. 3.6

BIOPHILIE

Le terme « biophilie », le DESIGN BIOPHILIQUE a été inventé par le psychologue social Eric Fromm (« The Heart of Man », 1964) puis a été vulgarisé par le biologiste Edward Wilson (Biophilia, 1984). Les connotations diverses, qui ont évoluées entre les champs de la biologie et de la psychologie, et se sont adapté aux neurosciences, à l’endocrinologie, l’architecture et au-delà, font tous référence au désir de se (re)-connecter avec la nature et avec les biotopes. Trois concepts phares37 constituent les piliers du design biophilique :  



La nature dans l’espace : fait référence à l’incorporation de plantes, d’eau et d’animaux dans l’environnement bâti Les analogies naturelles : ce sont des matériaux et des modèles qui évoquent la nature et se décomposent en quatre grandes catégories : les œuvres d’art figuratives, la décoration, les formes biomorphiques et l’utilisation de matériaux naturels La nature de l’espace : fait référence aux réactions psychologiques et physiologiques des personnes dans différentes configurations spatiales.

Ce concept se rapproche de l’architecture organique de Franck Lloyd Wright.

35 36

https://neri.media.mit.edu/ http://thisisalive.com/fr/bio-computation/

37https://www.terrapinbrightgreen.com/wp-content/uploads/2017/03/Economie-de-la

biophilie_francaise_2015_1.6MB.pdf, p 9 28 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Figure 10 : L'arbre blanc, Montpellier, OXO architecture et Sou Foujimoto, 2018

En exemple de réalisation biophilique, L’arbre blanc, conçu dans un objectif de bien-être.

29 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

3.7

IMITATION OU INSPIRATION

Puisque le biomimétisme signifie « imiter la nature » selon l’étymologie du terme, que la distinction entre biomimétisme et bio-inspiration a été exposé précédemment, quelle distinction faisons-nous entre « imiter la nature » et « s’inspirer de la nature » ?

3.7.1 Distinction des termes IMITER

INSPIRER Etymologie38 :

Du latin « imitari » qui signifie être

Du latin « inspirare » : « in » qui signifie

semblable à, exprimer, représenter,

« en », « dans », et « spirare » qui signifie

simuler.

« souffler ». Définition :

Faire ou s’efforcer de faire exactement la même chose ,

Au sens physiologique : Inspirer de l'air, faire entrer de l'air dans sa poitrine.

S’efforcer de prendre, dans ses compositions, le style, le genre, la manière d’un autre ou d’autre chose.

Au sens figuré : souffler dans le cœur, dans l'esprit, en parlant de la Divinité de ceux qui ont reçues des lumières surnaturelles. Par extension : donner l'enthousiasme poétique, l'enthousiasme de l'art. Les poètes disent que les Muses les inspirent. Faire naître dans le cœur ou l'esprit quelque mouvement, dessein ou pensée. Inspirer, avec le nom de la personne pour complément direct, conseiller, diriger, animer.

3.7.2 Les différences approches Selon Janine Benyus, la nature est une référence, elle doit être considérée comme « modèle », comme « étalon », mais également comme « maître ». Le biomimétisme est une nouvelle façon d’apprécier et de considérer la nature. Il ouvre une époque fondée non pas sur ce que nous pouvons extraire de la nature mais sur ce que nous pouvons en apprendre, soit « La nature comme maître »39.

https://dicocitations.lemonde.fr Janine Benyus, « biomimétisme, quand la nature inspire des innovations durables », ed. Rue de l’échiquier, 2011 30 38 39

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

En ce sens, il ne suffit pas d’imiter la nature, mais d’apprendre sur elle et donc de s’en inspirer, d’où le terme de « Bio-inspiration ». Nous pouvons faire une analogie avec le domaine des arts pour mieux comprendre cette distinction. : Un apprenti-peintre apprendra de son maître en imitant (reproduisant) ses tableaux pour en appréhender les techniques. L’étape suivante consiste à s’en inspirer, pour créer son propre art, car il est nécessaire qu’il ait son propre style, le reflet de sa personnalité et de son propre monde intérieur. Dans le contexte du biomimétisme / bio-inspiration, il est nécessaire d’adapter les processus observés du vivant aux conditions de vie de l’être humain et de son milieux. Sur la voix de l’imitation, Vincent Callebaut40, qui œuvre pour promouvoir la nature dans ses projets architecturaux en imitant les formes de la nature et en y intégrant les technologies vertes. Une

certaine

façon

utopique

promouvoir le retour de la nature en ville et d’intégrer dans ses projets toutes les technologies écologiques connues, mais qui a le mérite de permettre une prise de conscience de l’intérêt du retour de la nature en ville et être une force de proposition positive pour vivre autrement.

Figure 11 : Projet Lilypad de Vincent Callebaut Le projet Lilypad de Vincent Callebaut : ville sur l’eau auto-suffisante (Eolienne, panneau photovoltaïque, jardin potagers…), dont la coque (support de l’ensemble de la structure) imite la structure radiale des feuilles de nénuphar pour épouser les flux marins sans jamais rompre.

Lors de la conférence sur le biomimétisme41 qui s’est tenue à

l’Ecole Spéciale

d’Architecture en mars 2018, Tarik Chekchak définie le biomimétisme comme un outil pour comprendre les processus du vivant et contrairement à Vincent Callebaut qui ne s’intéresse qu’au résultat. Le biomimétisme, au-delà de l’imitation, c’est l’observation et la compréhension, pour mieux interpréter les processus du vivant dans notre milieu.

« Le mimétisme est un très mauvais concept » Deleuze et Guattari 42

Vincent Callebaut, architecte belge, né en 1977, sélectionné par la Ville de Paris dans le cadre de l’appel à candidature en 2014 pour le projet Paris Smart city 2050 pour répondre aux impératifs de lutte contre le réchauffement climatique. 41 http://www.esa-paris.fr/-editions-video-.html, Biomimétisme, Tarik Chekchak et Estelle Cruz 40

Deleuze Gilles et Guattari Félix, « Capitalisme et schizophrénie » t.2 « Mille plateaux », p 22. 31

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

EMERGENCE DU BIOMIMETISME

Quelle que soit la place de la nature dans les sociétés et tout ce qui la définit selon les cultures, les religions, les courants scientifiques, artistiques ou philosophiques, la nature a toujours inspiré l’homme pour créer, pour innover pour la célébrer. 4.1

LES PRECURSEURS

4.1.1 Vitruve, « De architectura » Vitruve était un ingénieur et architecte romain célèbre pour son traité « De architectura », écrit au Ier siècle av JC, et redécouvert à la Renaissance cet ouvrage devient une référence. Vitruve y développe un système de proportions issu du corps humain à l’intention des architectes43. Un système déjà utilisé par les « anciens » écrit-il, mais semble être le premier à l’écrire et l’expliquer. Les architectes sont encouragés à s’en inspirer pour définir les dimensions de leurs constructions. Un système de mesure basé sur le vivant. Leonard de Vinci s’en inspirera dans sa représentation de « L’Homme de Vitruve », et 21 siècles plus tard, Le Corbusier pour concevoir un modèle architectural basé sur les proportions idéales de l’Homme avec le nombre d’Or44 (cf « Note I », «Le nombre d’or»). « Si donc la nature a tellement composé le corps de l’homme, que chaque membre a une proportion avec le tout, ce n’est pas sans raison que les anciens ont voulu que dans leur ouvrages ce même rapport des parties avec le tout fût exactement observé. » Vitruve, chapitre I, Livre III, planche VI.

43 44

« Les dix livres d’architecture de Vitruve », livre III, planche VI, ed. Tardieu et Cousin, paris, 183, p90 Voir encadré « NOTE 1 » 32

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Note I : Le nombre d’or Ma recherche ne consiste pas à m’inspirer des règles mathématiques de la nature. Pour cette raison, je ne développerai pas plus les aspects liés au nombre d’or. Il est cependant intéressant d’en évoquer les origines, les principes et les utilisations pour comprendre que la nature inspire les théoriciens en mathématique. Nous pouvons évoquer les proportions du nombre d’or (Pi = (1+√5)/2 = 1.618…), représentation des conceptions mathématiques garantes des formes universelles de la nature et défini par Lucia Paciolli en 1509. Ces proportions sont depuis utilisées dans l’architecture, notamment pour la conception des cathédrales, non pas comme volonté de s’inspirer de la nature mais plutôt comme une volonté de s’apparenter à elle car création divine pour les chrétiens.

Figure 12 Le rectangle d'or - Panthéon, Grèce

Peut- être faut-il croire que ce nombre d’or est plus ancien ? La pyramide de Keops, 2600 ans avant J.C., présente des proportions liées aux nombre d’or. En Grèce, le Panthéon, Vème siècle avant JC, s’inscrit également dans un rectangle doré. En 1202, Fibonacci, publie la suite qui porte son nom, étroitement corrélée avec le nombre d’or. La suite de Fibonacci : suite de nombre (fn) dont chacun est la somme des 2 nombres qui le précèdent : 1. 1.2.3.5.8.13. 21 .34.55.89…..

Figure 13 : La spirale d’or, traduction géométrique

Le rapport des 2 chiffres consécutifs tend vers le nombre d’or quand le rang des termes tend vers l’infini : Fn-1/fn =1.618… La spirale d’or se rencontre souvent dans la nature : tournesols, pommes de pins, coquillages, disposition des feuilles ou des pétales sur certaines plantes. La proportion du nombre d’or se retrouve en tout être vivant, y compris l’être humain

Figure 14 : La spirale d’or dans la nature.

Le Modulor de Le Corbusier : Le Corbusier entreprend de construire un système plus humain, basé sur les proportions d'un corps et sur le nombre d'or. Le Modulor est conçu sur la base d'un humain de 1 mètre et 83 centimètres. Il faut diviser 1,83 par le nombre d'or pour obtenir une première série. En multipliant par deux la première série, on en obtient une seconde. Ces séries de longueur vont alors servir de repère pour toutes les constructions, de la largeur des couloirs à la hauteur des tabourets. La Cité Radieuse est une mise en pratique de ce modèle que le Corbusier utilisera tout au long de sa vie.

33 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

4.1.2 Leonard de Vinci Au XV° siècle, Léonard de Vinci dessinera son "Homme de Vitruve" (vers 1490) d’après les proportions décrites par de l’architecte Vitruve et respectant le nombre d’or.

Figure 15 : L'homme de Vitruve, L de Vinci

Il s’inspirait des vols des oiseaux pour créer ses machines volantes. Le « Codex Atlanticus » illustre ses études mécaniques à partir de l’ossature des ailes des oiseaux.

Figure 16 : Extrait du « Codex Atlanticus» de L de Vinci

4.1.3 Johann Wolfgang von Goethe « Le terme biomorphisme vient à l’origine de Goethe »45. Effectivement, Goethe (1749 1832) s’intéresse à la botanique et publie un essai sur la métamorphose des plantes : « Versuch die Metamorphose der Pflanzen zu erklären » (Tentative d'explication de la métamorphose des plantes) en 1790. Selon Goethe, tous les organes d’une plantes étaient fondamentalement des variations autour d’une même forme fondamentale, la feuille. Il interprétait notamment les organes floraux (sépales, pétales, étamines et pistils) comme des feuilles modifiées, destinées à assurer la fonction de reproduction. Il est ainsi l’un des premiers à employer le terme de métamorphose en botanique46.

Première phrase d’introduction du livre « Biomorphic structures, architecture inspired by nature », de Astrerios Agkathidis, ed. Laurence king Publishing, 2017, page 8. 46 http://www.museum-lehavre.fr/fr/blog/goethe-et-la-metamorphose-des-plantes 45

34 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Goethe fut inspiré par la nature en tant qu’alchimiste, philosophe et poète. Le poème ci-après, confirme son respect immense pour la nature notamment comme source de connaissance, comme « vie en mouvement ». Ce texte fut d’ailleurs repris par Freud pour ces recherches sur la psychanalyse. Sigmund Freud décrit le rôle de ce poème dans son orientation vers les études médicinales dans « Sigmund Freud présenté par luimême » (1925) Johann Wolfgang Goethe, « La nature » 178047 “La nature ! Elle nous cerne, elle nous presse de toutes parts; également impuissants que nous sommes, soit à éviter son étreinte, soit à pénétrer plus avant dans son sein. Sans nous consulter, sans nous avertir, elle nous entraine dans sa ronde éternelle, poursuivant ainsi sa course et nous lâchant seulement alors que nous défaillons de fatigue. Toujours elle créée des formes nouvelles ; ce qui existe n’avait pas encore été ; ce qui ne sera plus jamais ; tout est nouveau sans cesser pour cela d’être ancien. Elle semble avoir tout disposé pour l’individualité et elle ne prend nul souci des individus. Elle construit toujours, elle détruit sans cesse et nul ne lui connaît d’ateliers. Elle se manifeste par des enfants ; mais la mère, où estelle? Artiste sans rivale, elle passe de la matière la plus simple aux contrastes les plus variés; atteignant sans effort apparent la perfection suprême ; obtenant le fini le plus soigné avec un faire toujours moelleux. Chacun de ses phénomènes une idée originale et pourtant toutes ses créations ont un cachet d’unité. Il y a en elle une vie, un devenir, un mouvement éternel et pourtant elle n’avance point. Sans cesse elle se métamorphose; elle ne connaît pas le repos; elle n’en a nulle idée ; elle l’a en horreur. Elle est inébranlable : son pas est mesuré, ses exceptions rares, ses lois immuables. […] Pour elle ni passé, ni avenir ; pour elle le présent est éternel. Elle est bonne. Je la loue dans toutes ses œuvres. Elle est sage et paisible. On lui arrache aucun éclaircissement, aucun présent, qu’elle ne soit prête à donner de bon cœur. Elle est rusée, mais de bonnes intentions, et mieux est de point faire attention à sa ruse. Elle est tout et pourtant toujours inachevée. Ce qu’elle fait, elle le peut toujours faire. Elle s’offre à chacun dans une forme spéciale. Elle se cache sous mille noms, mille dénominations et est toujours la même. Elle m’a mis au monde, elle m’en fera sortir. Je me fie en elle. Elle peut disposer de moi ; jamais elle ne saurait haïr son ouvrage. Ce n’est pas moi qui ai parlé d’elle ; non, le vrai et le faux, c’est elle qui a tout dit. A elle toute la faute et tout le mérite. »

Le poème aurait été en fait composé par le théologien suisse Johann Christoph Tôbler (1757-1812) après un entretien avec Goethe. Il fut retrouvé sans nom d’auteur dans les papiers de Goethe. 35 47

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Figure 17 : Extrait du travail d’Ernst Haeckel « Kunstformen der Natur » - Diatomea (Les formes de la nature) publié en 1899 et 1904.

36 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

4.1.4 Ernst Haeckel Les formes structurelles des invertébrés sous-marins ont fait l’objet d’étude de la part d’Ernst Haeckel (1834 – 1919) au tout début du XXème siècle, pendant plus de 30 ans.

Figure 18 : Extrait du travail d’Ernst Haeckel « Kunstformen der Natur » - Hexacoralla, Cyrtoidea

Il reproduisit, avec l’aide du lithographe Adolf Glitsch, chacun des invertébrés du monde marins et les a répertorié dans le Kunstformen der Natur (1904). En soulignant les particularités esthétiques à des organismes, il mit ainsi en lumière la nature comme modèle d’art. Les monographies d’Ernst Haeckel ont particulièrement été sources d’inspiration pour l’Art Nouveau ou le Jugendstill movement48 en Allemagne. C’est d’ailleurs probablement lui qui a fabriqué de mot « écologie » (1866), qu’il définit comme « la science des relations de l’organisme avec son environnement ».49

Bon nombre d’architectes y ont trouvé l’inspiration comme Richard Buckminster Fuller (1895–1983) pour la structure du dôme géodésique de la biosphère d’Environnement du canada (1967), faite d’un réseau de grands cercles formant des triangles à leur intersection :

48 49

Equivalent en Allemagne de l’Art Nouveau - fin XIXème siècle. Thierry Paquot, « Terre urbaine, Cinq défis pour le devenir de la planète », ed La découverte, 2006, p91, 37

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Figure 19 : Biosphère d’Environnement Canada, Montréal, de Richard Buckminster Fuller, 1967

Figure 20 : Détail de la structure métallique de la Biosphère

4.1.5 D’Arcy Thomson « C’est la nature qui domine la matière » D’Arcy Thomson50 D’Arcy Wentworth Thompson (1860-1948) est un biologiste et mathématiciens écossais. Il est l’auteur de « On Growth an Form » (Forme et croissance) publié la première fois en 1917. Dans cet ouvrage, il tente de comprendre et d’expliquer par des considérations physiques les formes des organismes vivants. Son but est d’expliquer que les formes répondent à des lois physiques et mathématiques. Quant à la croissance, elle est étudiée dans sa relation avec la forme. Selon lui, la croissance correspond à une simple augmentation et déformation de la forme.51 Au-delà de la qualité des recherches scientifiques de l’ouvrage, c’est aussi une œuvre littéraire reconnue et de grande qualité. Il fait notamment référence au champ philosophique dans son approche sur le vivant. Les points fondamentaux du système organique sont cohérence, efficacité mécanique, réductibilité à la géométrie. L’organisme doit être représenté comme une fonction au sens mathématique, selon une règle universelle applicable à tous les organismes aussi bien qu’au monde inorganique. C’est d’ailleurs ce qui va lui être reproché, d’être trop géomètre, car les sphères étudiées ne sont pas tout à fait sphériques, les polygones pas tout à fait réguliers, l’asymétrie de certaines formes n’est pas pris en compte dans la rigidité des principes mathématiques de D’Arcy Thomson. Cependant, D’Arcy Thomson n’exclut pas que la nature agisse comme un ingénieur, pour laquelle les déconstructions

50 51

D’Arcy Wentworth Thompson, « Forme et croissance », éd.Seuil, 1994, p41 Ibid 38

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

tiennent toujours compte dans ses calculs de toutes les composantes mécaniques et des forces qui agissent sur le sujet qu’elle façonne52. D’Arcy Thomson met en exergue la perfection géométrique de la nature dans sa forme et sa croissance telle une horlogerie de la plus haute précision. Il étudie le vivant avec un sous l’angle de la géométrie, nous pouvons le considérer comme le père de la Biométrie, l’étude quantitative du vivant. 4.2

LES COURANTS INSPIRES DE LA NATURE

4.2.1 Art Nouveau L’Art Nouveau, s’inspire des formes de la nature, c’est la représentation symbolique de la nature : ornementations inspirées des arbres, des fleurs, des insectes, des animaux. L’initiateur du mouvement serait Aubrey Beardsley, grâce à ces illustrations parues dans le premier numéro de la revue « The Studio » en 1893. D’autres sources, place Ernst Haeckel (1904 - comme forte source d’inspiration de l’Art nouveau. Les architectes représentants de l’art Nouveau les plus connues sont d’autres Horta, Gaudi, Guimard.

Figure 21 : La Casa Batillo, Gaudi

A travers La Casa Batillo, Gaudi tente une nouvelle approche des colonnes. Alors que les Grecs imitaient les arbres, il imitait les os.

Critique de Maddalena Mazzocut-Mit, « D’arcy Thomson, la forme et le vivant », lisible sur http://ekladata.com/M6Rv5LEluFG6DG-pkgXjRcuDAZI.pdf 39 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

4.2.2 Architecture organique Pourrions-nous penser que l’architecture organique est une forme d’architecture inspirée de l’écosystème du vivant ou en relation étroite avec le milieu naturel? Ou précurseur de la BIOPHILIE ? Le concept d'architecture organique fut développé par les recherches de Frank Lloyd Wright (1865-1959) qui considérait qu'une maison naissait de la rencontre des nécessités des gens et de l'esprit du lieu, à la manière d'un organisme vivant. Sa conviction était que les bâtiments influençaient profondément les personnes y habitant, y travaillant ou même y priant, et pour cette raison l'architecte avait la capacité de modeler les hommes. L'architecte définissait l'architecture organique de la manière suivante : « Alors je me tiens devant vous prêchant l'architecture organique : déclarant que l'architecture organique devrait être l'idéal moderne, et son enseignement tellement nécessaire si nous voulons voir la vie en entier, et à partir de maintenant servir la vie dans son intégralité, ne tenant aucune tradition essentielle à la grande Tradition. Il ne faut chérir ni forme préconçue nous liant par-dessus nous aussi bien au passé, au présent qu'au futur, mais plutôt exaltant les lois simples du bon sens, ou d'un sens supérieur si vous préférez, déterminant la forme par le biais de la nature et des matériaux.» Frank Lloyd Wright, « Une architecture organique », 1939. L’architecture organique est la prise en compte de la matérialité naturelle et l’intégration dans le contexte naturel. Le théoricien David Pearson proposa, en 1992, un ensemble de règles pour dessiner une architecture organique, la charte de la maison de Gaïa pour une architecture organique : -

être INSPIREE par la nature et être DURABLE, bonne pour la santé, protectrice et diverse,

dépliée, comme un organisme se déplierait depuis l'intérieur d'une GRAINE,

exister à l'instant présent et RENAISSANT toujours et encore,

suivre le mouvement et rester FLEXIBLE ET ADAPTABLE,

satisfaire des besoins sociaux, physiques et spirituels,

se DEVELOPPER A PARTIR DU SITE et être unique,

célébrer l'esprit de la jeunesse, du jeu et de la surprise,

exprimer le rythme de la musique et la puissance de la danse.

L'architecture organique est donc une approche architecturale qui recherche l'harmonie entre l’humain, la nature et l’environnement dans lequel elle s’inscrit. Elle privilégie l’utilisation de matériaux naturels tels que la terre, les feuillages, le bois, l’argile et les pierres, combinés à des formes organiques d’inspiration circulaire. La différence avec le concept de biomimétisme tient par le fait que l’architecture organique telle que le conçoivent Frank Lloyd Wright et David Pearson tient du fait que l’habitat influence le mode de vie et les personnalités des individus qui y vivent ; ce qui n’est pas le principal objectif du biomimétisme, lequel est lié à la protection de la nature avant tout.

40 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Cependant, pourrions-nous penser que l’architecture organique est une forme d’architecture inspirée de l’écosystème du vivant ou en relation étroite avec le milieu naturel? Ou précurseur de la BIOPHILIE ?

Figure 22 : The Fallingwater house, de Frank Lloyd Wright, 1939

The Fallingwater house, 1939 : Frank Lloyd Wright, a choisi de préserver au maximum le caractère naturel et sauvage du lieu. Il n’a pratiqué aucun travail de terrassement, pour laisser une empreinte humaine minimale. La maison est construite tel un arbre avec un tronc et des branches qui rayonnent.

Figure 23 : Centre culturelle Heydar Aliyev de Zaha Hadid, 2013

Le Centre culturelle Heydar Aliyev de Zaha Hadid, ville de Bakou, Azerbaïdjan vise une relation intime entre son extérieur et son intérieur, sa forme rappelle celle d’un nautile. 41 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

4.2.3 Biomorphisme D’où le terme de BIOMORPHIQUE, qui apparut à la première moitié du XX° siècle ; une conception influencée par les formes des animaux, des végétaux et des humains. C’est d’ailleurs un zoologue et anthropologue, Alfred Cort Haddon, qui fut le premier à utiliser le mot « Biomorphique » ou "biomorphe" dans son ouvrage « Evolution in art » publié en 1895.

Figure 24 : L’Aéroport de Saint-Exupéry de Santiago Calatrava, agglomération de Lyon

L’Aéroport de Saint-Exupéry, de Santiago Calatrava, imitant le vol d’un oiseau.

Gerhy peut aussi compter parmi les architectes du biomorphisme. Gerhy est connu pour ces formes complexes et applique le zoomorphisme dans beaucoup de ces conceptions, comme El Peix à Barcelone.

4.2.4 Bionique Le terme de BIONIQUE apparut en 1960, terme proposé par Jack E. Steele de l'U.S. Air Force pour nommer la science des systèmes qui ont un fonctionnement copié sur celui des systèmes naturels, ou qui présentent les caractéristiques spécifiques des systèmes naturels, ou encore qui leur sont analogues. Un des grands précurseurs de l’architecture bionique est Frey Otto 53 avec ses réalisations de structures inspirées de la nature. En 1961, il fait partie d’un groupe de recherches pluridisciplinaire, « biologie et construction », qui avait pour but de rassembler, philosophe, ingénieurs, architectes, biologistes… concernés par la nature et l’homme.

Otto Frey, 1925-2015, architecte allemand 42

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Ces recherches s’orientaient sur l’organisation géométrique, fonctionnelle et sociale des objets naturels54..., pas si loin des grands axes d’inspiration du biomimétisme ! Otto Frey fut considéré comme un des précurseurs de l’architecture bionique avant l’apparition du concept du biomimétisme. Aujourd’hui, au regard des recherches qu’il a mené, il pourrait-il faire partie des précurseurs du biomimétisme, plus que la Bionique ! Parce que ces conceptions et recherches ne s’orientent pas uniquement dans l’imitation de la structure, mais également vers la compréhension du comportement de l’animal.

Figure 25 : Stade Olympique de Munich, 1972, Otto Frey, inspiré de la toile d'araignée

Une démarche bionique typique étudie un système naturel, interprète le principe puis le transpose surtout dans une réalisation de type industrielle ou mécanique, comme l’ont fait Léonard de Vinci, Georges de Maestral55 ou encore Gustave Eiffel bien avant que le terme n’existe. Gustave Eiffel s’est inspiré de la structure osseuse du fémur humain pour créer la Tour Eiffel :

« Architecture, nature et culture », Solène Gonod, mémoire master 2010, Ecole d’architecture de la ville et des territoires de Marne-la-Vallée. 54

Georges de Maestral en 1948 qui a inventé le velcro en s’inspirant des fleurs de bédiane accrochés à son manteau et aux poils de son chien après une promenade. 55

43 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Figure 26 : Tour Eiffel, inspiration des lignes trabécules du fémur.

Figure 27 : La base de la tour Eiffel

Cette image montre les principales lignes de contrainte de la grue et les compare aux lignes de trabécules du fémur. On observe une corrélation entre ces deux ensembles de lignes

La structure en treillis des poteaux et des bretelles est visible

Aujourd’hui les designers et industriels s’inspirent des formes du vivant, comme les formes aérodynamiques pour augmenter l’efficacité des produits :

. Figure 28 : La voiture bionique, DaimlerChrysler, 2005

La voiture bionique illustrée par la DaimlerChrysler, 2005, inspiré par la forme du poisson coffre jaune et de la rigidité de son squelette. La forme de la carrosserie aérodynamique implique une réduction d’utilisation de l’énergie, moins d’essence, réduction de 80% d’émission d’oxydes d’azote.

44 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Norman Foster se serait inspiré des structures de la nature dans ces réalisations comme la tour Gerkhin :

Figure 29 : Gherkin (2004), Londres, 180 mètres, conçu par Norman Foster.

Figure 30 : Structure de l’éponge de mer, Euplectella aspergillum dit Fleur de Vénus.

La structure de construction du squelette de l'éponge est organisée en contre flèche comme un treillis horizontal et vertical. Les arêtes en spirale permettent une stabilité maximale et une structure ultra légère, elles rendent l'éponge de mer plus solide. Dans le bâtiment, ce système est aussi utilisé pour éviter le cisaillement de la structure c'est à dire éviter que la construction ne s'effondre. En effet, les structures cylindriques sont sujettes à s'effondrer s’il n'y a pas de contre carré en diagonale.

4.2.5 Zoomorphisme, géomorphisme et anthropomorphisme Ces dix dernières années, avec l’émergence des outils technologiques et informatiques, les architectes et designers revendiquent le fait qu’il ne s’agit plus seulement de mimer les formes géométriques (bionique, biomorphique), mais intègrent en plus la protection de l’environnement, de la structure et du matériau. Ainsi de nouveaux termes apparaissent rattachés à leur source d’inspiration : zoomorphisme (inspiration issue de l’animal), géomorphisme (issue de la géologie, anthropomorphisme, l’humain).

4.2.6 Autres courants en relation avec la nature D’autres courants en lien étroit avec la nature ou inspirés par la nature mériteraient d’être explorés. Bien qu’intéressants, ils seront ici uniquement définis afin d’inviter le lecteur à creuser de nouvelle pistes, les mettre en relation ou en débat avec le biomimétisme. Architecture japonaise et la place de la nature L’architecture traditionnelle japonaise se caractérise par l’intégration de la nature, la perméabilité entre intérieur et extérieur, l’utilisation minimale des matériaux naturels et légers et la notion d’impermanence de toute chose au rythme des saisons. L’architecture japonaise ne semble pas s’inspirer de la nature mais cherche à relier l’homme à la nature comme une sorte de symbiose spirituelle. 45 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Architecture écologique Une architecture écologique (maison autonome, peu énergivore, matériaux naturels) peut être inspirée du biomimétisme à partir du moment où les moyens et technologies employés pour mettre en œuvre le « développement durable », ne produisent pas de déchets polluants, ne sont pas fabriqués avec des matériaux biodégradables, ne détruisent la biodiversité. Une Maison autonome en énergie n’est pas forcement et réellement écologique si elle ne tient pas compte de l’écosystème naturel dans lequel elle est implantée. Une architecture écologique est biomimétique lorsqu’elle s’inspire des comportements de la nature. Il peut être pris en exemple de la moule, parfaite symbiose entre un organisme vivant et son milieu, dont les principes de vie sont les suivants: -

« la compréhension et l’analyse poussée des caractéristiques de l’environnement immédiat dans lequel s’intégrer, l’adaptation technique extrêmement performante liée aux contraintes spécifiques du site ; l’utilisation exclusive des matériaux naturels et des ressources du site, matériaux conçus sur mesure en fonction des besoins une consommation d’énergie quasiment nulle lors de la fabrication des matériaux, produits essentiellement à base de protéines le recyclage et le stockage des matériaux polluants dans les fabrications ; le filtrage et l’assainissement du milieu ambiant, l’obsolescence programmés des matériaux et leur inscription dans le cycle de réutilisation»56.

Le mouvement métaboliste Ce mouvement originaire du japon, initié en 1959 par Kenzo Tange, Kicho Kurokawa, Arata Isozaki, Kiyoniri Kikutake. Ce mouvement envisage l’architecture comme un corps composé de cellules, soit un système biologique inspiré par la double hélice de l’ADN et surtout de la croissance organique. Il s’agit d’une relation mutuelle entre l’architecture et la ville, d’où le terme de métabolisme. L’architecture métaboliste tente d’apporter une réponse à la densité problématique des villes en proposant des architectures en totale rupture avec l’architecture traditionnelle : de grandes structures flexibles et extensibles s’adaptant à la croissance « organiques » de la ville. Peut-elle être biomimétique dans le sens où elle s’inspire du fonctionnement métabolique de la nature, du moins de ce qui était connu à cette époque ?

Laurent Karst « La métaphore de la moule » dans l’ouvrage de Manola Antonioli, « Biomimétisme, science, design et architecture », 2017, p 79. 46 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Architecture vernaculaire L’architecture vernaculaire est en lien étroit avec son environnement naturel, un quasi fusion avec son milieu naturel, la topographie, le climat, des obstacles physiques naturels. Elle fait appel aux matériaux disponibles sur place. C’est faire avec la nature, s’adapter à elle. Dans les agglomérations, le milieu est un environnement déjà façonné par l’homme. Constructions existantes, routes, villes…font parties de notre « milieu façonné par l’Homme ». A la manière de Yona Friedman dans les années 60, s’adapter à la ville, construire une ville sur la ville est une forme d’architecture vernaculaire dans le sens où le milieu est la ville. Aujourd’hui, des architectes conçoivent en intégrant la préservation de l’environnement naturel, le recyclage des matériaux locaux, l’utilisation des matériaux bio-sourcés, les énergies renouvelables basées sur la chaleur géothermique ou l’énergie solaire. Ils s’adaptent et prennent en considération l’existante et les problématiques de leur époque. C’est selon moi, une forme d’architecture vernaculaire contemporaine, des architectures «ancrées dans leur environnement qui répondent à la géographie, aux conditions climatiques et à leur époque»57, selon les propos de l’architecte Philippe Madec.

Citation dans l’article de Marie Godfrain publié le 24/01/2014 sur le site «Le Monde», « L’architecture vernaculaire, quand l’habitat se fond dans son environnement ». 47 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

4.3

CHRONOLOGIE DES INSPIRATEURS

Ce tableau est un récapitulatif chronologique de l’émergence du biomimétisme, en prenant comme «entrée», les précurseurs ou initiateurs de la démarche d’imitation ou d’inspiration de la nature. Dans la plupart des cas, il s’agit de scientifiques.

Date 1er siècle av JC 1202

Entrées Champs de recherche Proportion Mathématique Proportion

1490

Chercheurs inspirateurs Vitruve

Sources

« De architectura »

Fibonacci Leonard de Vinci

« Codex atlanticus »

Mécanique 1509 1780

Mathématique

Lucia Pacioli

Mouvement

« La nature » (poème) Goethe

1790

1895 1899

Métamorphose Forme et structure BIOMORPHISME Forme des structures

Alfred Cort Haddon Ernst Haeckel

1917

Bio+GEOMETRIE =BIOMETRIE

D'Arcy Wentworth Thompson

1960

Structure BIO+TECHNIQUE = BIONIQUE

Jach E Steel

1964

Psychologie

Eric Fromm

1969

BIO + TECHNIQUE+ FONCTIONS = BIOMIMETIQUE

O. H. Schmitt

1990

BIO+MIMESIS+ DURABLE+ ETHIQUE = BIOMIMETISME

Janine Benyus

Principes Système de mesure architecturale basé sur les proportions corps humain Suite de Fibonacci Proportion selon le nombre d’or Etude de l’ossature des ailes d’oiseaux Nombre d’or basé sur les formes universelles de la nature la nature comme mouvement Eternel

« Tentative d’explication de la métamorphose des plantes »

Les organes floraux comme variation de la feuille

« Evolution in art »

Inspiration de l’aspect esthétique de la forme et de la structure.

« Kunstformen der Natur » « On Growth and Form » (Forme et croissance)

« The heart of man »

« Biomimétisme, quand la nature inspire des innovations durables »

Etudes des invertébrés sousmarins Apprendre à contempler le vivant avec des yeux de géomètre Imiter les systèmes naturels, application principalement technique, et structurelle. Le bien-être par la nature : La nature dans l’espace, les analogies naturelles, la nature de l’espace Principe repris dans la certification Living Building Challenge Discipline technique qui cherche à reproduire, améliorer ou remplacer des fonctions biologiques par leurs équivalents électroniques et/ou mécaniques Philosophie et approches conceptuelles interdisciplinaires prenant pour modèle la nature afin de relever les défis du développement durable (social, environnemental et économique)

Tableau 1 : Chronologie des inspirateurs

48 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

4.4

COURANTS, NIVEAUX D’INSPIRATION, CHAMPS D’APPLICATION

Ce tableau présente un récapitulatif des différents courants identifiés dans ce chapitre, avec les niveaux d’inspiration, les champs d’application et les évolutions. Courants

Niveaux d’inspiration

Champs d’application Arts

Art Nouveau

Forme

Architecture organique

Matérialité + intégration dans contexte naturel

Architecture

Biomorphisme

Forme +structure

Bionique

Forme+structure

Biomimétique Biomimétisme

Fonction Fonction de la forme, procédé de fabrication des matériaux, écosystème + éthique+durabilité

Design Architecture Mécanique Aérodynamisme Structure Méthodologie R&D Architecture Urbanisme Design Médecine Technique Informatique Economie Design Architecture Médicale Agriculture, permaculture industrie Architecture Design

Bio-assistance

Ecomimétisme

« Utilisation » du procédé de conception ou de la fonction Ecosystème

Biophilie

Bien-être par la nature

Termes associés /évolutions

Zoomorphisme Géomorphisme Anthropomorphisme Architecture computationnelle58 Bio-inspiration : inpiration et non imitation. (ne pas confondre architecture biomimétique avec la Biomimétique)

Tableau 2 : courants et niveaux d’inspiration

4.5

EMERGENCE DES NIVEAUX D’INSPIRATION

La représentation ci-après, vise à faire ressortir les niveaux d’inspiration de la nature à partir des orientations (ou les « entrées ») des recherches des scientifiques inspirées par la Nature à l’aide d’exemples d’architectes inspirés par ces recherches. La première phase fut de reprendre les champs de recherche des scientifiques de façon chronologique : mathématique, géométrie, métamorphose, formes, structure. La deuxième phase fut de créer des liens entre ces recherches et des architectes appartenant à des courants bien identifiés (à l’exception de l’encadré « architecture

Architecture computationnelle : Branche de l’architecture numérique. Conception architecturale s’appuyant sur l’utilisation de l’ordinateur non pas comme un outil de représentation mais comme outil de calcul répliquant les processus biologiques (algorithmes). 49 58

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

computationnelle ») pour en dégager les 4 domaines d’inspiration de la nature, comme une synthèse de l’ensemble des courants auxquels ils appartiennent. Il en ressort 4 « orientations » : IMAGE, FONCTION, ECOSTYSEME, BIEN–ETRE.

Tableau 3 : influences des niveaux d'inspiration

L’orientation « BIEN-ETRE » est issue des recherches du psychologue Eric Fromm59 sur l’effet psychologique de la Nature sur l’Homme. Ce qui nous ramène au fait que l’Homme a besoin de Nature pour respirer, pour se nourrir et pour son bien-être psychologique. C’est un rappel pour ne pas oublier que s’inspirer de la Nature ne doit pas uniquement avoir des fins purement « pragmatiques » mais aussi psychologiques. Par ailleurs, si nous parvenons à rétablir l’équilibre de la biosphère, nous assurons notre bien-être sur terre. Dans cet esprit, nous pouvons évoquer, le rapport « Facteur 4 » du Club de Rome, publié en 1990 dans lequel il est « 2 fois plus de bien-être avec 2 fois moins de ressources ».60

Eric Fromm : voir chapitre 3.6 « Biophilie » de ce mémoire. Issue de la conférence de Philippe Madec, du 15.10.2018 : « En milieu urbain ou rural, l’architecte se soucie de son contexte », « Cycle champs critiques » de l’ESA, 50 59 60

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

4.6

L’INFLUENCE DU BIOMIMETISME AUJOURD’HUI

Alors que cette pratique était méconnue il y a encore 8 ans, le biomimétisme est aujourd’hui en vogue et se répand dans d’autres sphères que celles de la médecine ou l’ingénierie. La nature est désormais pris en exemple et source d’inspiration dans de nombreuses disciplines telles que la création artistique, l’industrie, l’organisation des entreprises, l’architecture, au design… Les organismes de recherches sur le biomimétisme, les collectifs mettant leurs compétences au profit de l’innovation inspirée par la nature et les entreprises de conseils se multiplient aujourd’hui. Les pouvoirs publics prennent également leur place en participant activement à l’organisation de colloques comme le BIOMIM’EXPO (Ville de Paris), Actes (Région de Bourgogne Franche Comté) ou sont terrains d’expérimentations comme La Nouvelle Aquitaine. Quelques chiffres : En 2015, les résultats de Google affichent 122 000 résultats en 2015, 137 000 huit mois plus tard61 pour atteindre 368 000 résultats en octobre 2019. Le bénéfice de cet intérêt grandissant fait que le nombre de produits biomimétiques double chaque année. Les publications sur le sujet doublent tous les 2 à 3 ans, plus vite que les 13 dernières années dans les autres disciplines scientifiques.62 De nouveaux pôles d’excellence sur le biomimétisme voient le jour en France : -

Ecotone, sera livré en 2022, dans la zone d’activité de Sophia Antipolis (Projet écotone évoqué dans le chapitre réalisation)

Un pôle d’excellence sur le biomimétisme marin à Biarritz : lancement du marché le 18/01/2019, à l’initiative de la communauté d’agglomération du Pays Basque. Le bâtiment doit être de « conception biomimétique ou bio - inspiré à l’image de sa destination, régénératif » et ouvert vers l’Océan. Le cahier des charges de l’appel d’offre précise cependant que le peu de projets réalisés en France rend la définition complexe en amont des critères biomimétiques du bâtiment, ce qui rend ne permet pas la rédaction détaillé d'un cahier des charges. C’est pour cette raison que l’appel d’offres est un dialogue compétitif. Ce qui pose question sur les moyens dont peuvent disposer aujourd’hui les architectes pour élaborer la réponse.

Texte de Gilles Rion, « Biomimétsim(s) » dans l’ouvrage de Manola Antonioli « Biomimétisme, science, design et architecture » ed Loco, 2017, p 95 62 Bimomicry38. 51 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

LES NIVEAUX D’IMITATION POSSIBLES 5.1

LES DIFFERENTES APPROCHES

Les approches des niveaux d’inspirations sont variables. Les trois niveaux d’imitation de Janine Benyus sont nommés différemment selon les portes paroles du biomimétisme, ce qui permet de préciser ou de mieux définir les niveaux d’analyse et de recherche de chacun des niveaux d’inspiration. Pour Janine Benyus : - forme - matériau - écosystème

5.2

Pour Maibritt Pederson ZARI63 : - organisme - comportement - écosystème

Pour Tarik Chekchak : - forme, - procédé (synthèse) - écosystème (relation entre les parties)

Pour Olivier Scheffer64 : - forme et structure - fonction, - process

SELON JANINE BENYUS

Janine Benyus distingue trois niveaux65 d’inspiration possibles de la nature :  La forme : quelle fonction remplie-t-elle ?  Le matériau : avec quoi est-il fabriqué et comment ?  L’écosystème : quelle relation entre les espèces vivantes ou les éléments extérieurs ? 3 niveaux d’inspiration que l’on peut représenter, comme ci - après, pour comprendre l’influence de la forme sur le matériau et le matériau impliqué dans l’écosystème :

L’écosystème Quelle relation entre les espèces ?

Le matériau Avec quoi est-il fabriqué et comment ?

La forme Quelle fonction remplie-t-elle ?

Maibritt Pederson ZARI : Enseignant-chercheur à l’école d’architecture Victoria University of Wellington. Spécialisée en biomimétisme appliqué en architecture et urbanisme durable. Auteur de « Regenerative Urban Design and Ecosystem Biomimicry' »2018 64: Olivier Scheffer « L’architecture biomimétique : quand l’architecture s’inspire de la nature », éditions Symbiopolis, février 2011 65 Janine Benyus, « Biomimétisme, quand la nature inspire des innovations durables », ed. Rue de l’échiquier, 2011, P7-8 52 63

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

5.2.1 La forme « L’intention est de transcender l’imitation des formes naturelles et de tenter de comprendre les principes qui sous-tendent ces formes et systèmes » Michael Pawlin66

Il s’agit de l’inspiration née de la forme naturelle en y intégrant la raison fonctionnelle de cette forme. On ne peut que reprendre l’un des principes de la nature : « la nature adapte la forme à la fonction ». Un concept déjà appliqué en architecture avec les fonctionnalistes comme Peter Behrens, Walter Gropius (Bauhaus), le Corbusier ou Ludwig Mies van der Rohe. Rien n’est fait, construit, conçu sans raison, tout à une raison d’exister, une fonction précise. Ce que l’on peut considérer d’esthétique dans la nature, comme les couleurs, les formes harmonieuses (bien évidement selon les codes culturelles de chacun), s’est développé pour répondre à une adaptation, une évolution. La forme suit la fonction. A contrario, l’art Nouveau est l’exemple le plus simpliste de l’imitation de la forme de la nature. Ce style ne reprend que l’esthétique, mais n’en fait pas moins des architectures magnifiques. Dans ce cadre la fonction de la forme s’arrête à l’esthétisme. Le biomimétisme pousse à reproduire la forme parce qu’elle représente un intérêt fonctionnel précis. En exemple : La forme des écailles de la peau de requin est conçue de telles sortes qu’elle permet l’augmentation des performances des déplacements dans l’eau (utile pour les combinaisons pour les nageurs professionnels, les coques des bateaux, sous-marins…). Par sa configuration, il y a moins de frottement, donc moins de perte d’énergie (utile pour la carrosserie des voitures). Sa surface lisse ne retient pas les bactéries ce qui présente un intérêt hygiénique pour empêcher leur prolifération (hôpitaux, lieux publics) La forme de la queue de requin présent un intérêt pour capter l’énergie des mers pour les hydroliennes grâce au principe de la membrane ondulante, plus efficace qu’un mécanisme circulaire.

Mickael Pawlin : architecte britannique, Exploration architecte, auteur de plusieurs projets biomimétiques 53

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

5.2.2 Les matériaux Comment s’inspirer des matériaux naturels et de la façon dont ils sont fabriqués. Il est tout aussi essentiel de comprendre avec quoi et comment il est conçu. Les procédés de fabrication de la nature répondent aux principes suivants67 : - respecte la vie, - hiérarchisation des structures, - auto-assemblage, - conception des cristaux par matriçage. RESPECT DE LA VIE : Le premier constat fait le processus de fabrication est essentiel à notre objectif de durabilité, il est le point de départ : La nature fabrique en respectant la vie. La vie ne peut pas installer son usine en périphérie de la ville, mais la où elle se trouve. La vie se développe : -

là où cela fonctionne à l’endroit où elle est à température ambiante, sans produit chimiques dangereux, ni haute pression.

HIERARCHISATION DES STRUCTURES La seconde astuce de la nature est la hiérarchisation ordonnée des structures en plusieurs niveaux complexes : du niveau atomique au niveau macroscopique ; une précision qui explique la complexité de la résistance et la flexibilité des matériaux. Sans rentrer dans le détail atomique, Janine Benyus fait d’abord référence aux premiers niveaux de distinction de matériaux : les matériaux durs et les matériaux mous68. Les matériaux durs sont principalement les minéraux, les solides, utilisés pour les carapaces, les dents, les os, les épines, les coquilles, le bois. Ce sont des versions cristallisées des matières issues de la terre : craies, phosphate, manganèse, silice et fer. Les organismes ne produisent pas des minéraux mais vont utiliser ce dont ils disposent dans la nature, les particules de la terre, pour les fabriquer. Exemple de recherche : la coquille interne de l’ormeau plus solide que la céramique de haute technologie. Quant aux matériaux mous : ce sont principalement des matériaux organiques. Les recherches s’orientent par exemple sur le byssus des moules comme adhésif puissant

Janine Benyus, « Biomimétisme, quand la nature inspire des innovations durables », ed. Rue de l’échiquier, 2011, p170 68 Ibid, p 172 54 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

résistant à l’eau, la résistance du fil d’araignée, la fabrication des cornes de rhinocéros69 (dans le but de reproduire la matière pour stopper le braconnage et sauvegarder l’espèce)…. L’AUTO-ASSEMBLAGE Le troisième constat est l’auto-assemblage : la nature ne construit pas elle assemble. Elle utilise les protéines qui s’auto-assemblent. Les matériaux sont fabriqués à partir de substances chimiques les plus communes : l’eau, le calcium, le carbone et le phosphate ......associées aux protéines, ceci explique le quatrième point : le matriçage des cristaux. MATRIÇAGE DES CRISTAUX Le quatrième constat est le matriçage des cristaux via les protéines. Des spécialistes de la bio-minéralisation développent un procédé pour minéraliser des particules ; un moyen de faire pousser des structures cristallisées rigides et flexibles à la fois. Selon les spécialistes, cette combinaison rigide-flexible pourrait servir à bien des domaines tels que l’aérospatiale avec la création d’une vitre de fenêtre aussi rigide que le verre mais capable de se déformer et de renvoyer une balle. Le processus de fabrication bien qu’encore trop lent et coûteux à développer, entraînerait une nette diminution des coûts de production et de pollution. Cependant à l’aide d’imprimantes 3D, nous pourrions envisager de fabriquer des composites avec des matériaux naturels (la craie ou le sable) associés à des protéines, sans besoin de colle, sans recourir à des températures élevées ou des produits chimiques. Il s’agit de la bio-imprimantes, procédé à l’étude par Paul Calvert70.

Le biomimétisme serait un moyen de préserver la biodiversité en limitant voire en stoppant l’extinction de certaines espaces d’animaux. Dans le cas des rhinocéros, comprendre le procéder de fabrication de la corne, pour la reproduire avec les mêmes propriétés naturelles permettrait de fournir cette matière sans tuer l’animal et mettre fin au braconnage (encore faut-il trouver les financements pour la recherche…). 70 Paul Calvert, cité dans l’ouvrage de Janine Benyus pour ces recherches sur la bio-imprimante 3D p 202 55 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

5.2.3 Les écosystèmes « FAIRE AVEC » C’est le niveau qui repose sur l’étude des fonctionnements des écosystèmes et qui s’intéresse à la façon dont les relations entre les espèces permettent à l’ensemble d’être dynamiquement stable et durable. Ce niveau d’observation du vivant nous permettrait de comprendre les principes de fonctionnement du vivant pour les appliquer par exemple dans la gestion des flux, la gestion des énergies ou la gestion de l’information. Ce niveau permet de structurer des stratégies de durabilité et donc une vision d’organisation humaine fonctionnant en équilibre avec la terre et ses habitants : faire comme et faire avec les organismes vivants. Dans cet objectif, regarder au-delà de la forme et des structures, nous permettrait de comprendre comment les organismes fonctionnent afin de créer de nouveau systèmes vivants. Comprendre la logique de fonctionnement et d’interaction des systèmes vivants afin de l’appliquer dans le domaine de l’architecture et particulièrement à l’échelle de la ville puisque le vivant n’agit pas de façon autonome et isolé, il est interaction avec son environnement pour sa survie. PRINCIPES ECOSYSTEMIQUES : Inspirer du modèle des forêts de séquoias sur lequel se basent les recherches des biologiques Cooper et Allenbay, Janine Benyus reprend dans son ouvrage les 10 principes de l’écosystème de cette forêt, 10 commandements71, applicable dans l’écosystème humain :

Janine Benyus, « Biomimétisme, quand la nature inspire des innovations durables », ed. Rue de l’échiquier, 2011, p425 71

56 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

5.2.4 Le principe de durabilité de la nature Janine Benyus est la première à élargir le spectre du biomimétisme vers une conscience environnementale et non plus uniquement vers le productivisme, l’industrialisation qui ont pour seul but de maximiser nos performances techniques. Il nous faut désormais faire de la nature notre alliée, l’observer avec humilité et non l’utiliser pour la recherche de la performance : « la nature comme modèle », « la nature comme étalon »72 Il est sans cesse rappelé, pour ne pas oublier, que la nature est issue de 3.8 Mds d’années d’évolution et a appris à reconnaître ce qui marche et ce qui dure. Quand bien même l’être humain fasse partie de la nature et de cette évolution, il s’est coupé d’elle soit en se croyant supérieur à elle, soit en l’a sacralisant (cf. chapitre homme/nature) La Nature nous force désormais à l’humilité, et doit être considérée comme modèle, une alliée pour inspirer l’Homme dans la résolution de ses problèmes. Dans son ouvrage, Janine Benyus fait état des principes de durabilité de la nature observés par les chercheurs qu’elle a interrogés73 :

« La nature recycle tout »74 : le concept de déchet n’existe pas : tout déchet est une ressource pour une autre espèce. Ils conduisent également à travailler à une échelle plus locale avec beaucoup de modularité et de multifonctionnalités. Ces principes de durabilité se retrouvent dans le processus de fabrication des matériaux

Janine Benyus, « biomimétisme, quand la nature inspire des innovations durables », ed. Rue de l’échiquier, 2011, p11 p 23 74 Tarik Chekchak, lors de la conférence à l’ESA, précise que le seul déchet de la nature est le carbone, le pétrole. Hors, Gautier Chapelle, indique que tout est question de temps, le pétrole est utilisé comme nutriment par les champignons ou les bactéries. G. Chapelle, « le vivant comme modèle », ed. Albin Michel, 2015, p 91 72

73Ibid,

57 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

naturels. La nature les fabrique en respectant la vie. La vie ne peut pas installer son usine en périphérie de la ville, mais là où elle se trouve. Elle se développe là où cela fonctionne : de l’eau, à température ambiante, sans produit chimiques dangereux, ni hautes pressions. La nature ne bouleverse en rien son environnement pour fabriquer ce dont elle a besoin. Comment fait la nature pour fabriquer ses matériaux ? Janine Benyus est partie à la rencontre de plusieurs chercheurs qui ont observés, analysés les procédés, comme celui du fils d’araignée, de la corne de rhinocéros ou encore de la coquille des ormeaux, les cristaux et les byssus des moules. Quelles que soient les espèces, les matériaux organiques ou les minéraux, les principes de fabrication sont communs et respectent les principes de durabilité75 : 

La nature respecte de la vie, elle créée la vie à partir de la vie : utilisation de l’eau, fabrication de leurs matériaux à température ambiante ; la nature utilise ce dont elle dispose là où elle se trouve.

 La nature ne construit pas, elle assemble. Elle utilise les protéines qui s’autoassemblent : les matériaux sont fabriqués à partir des substances chimiques les plus communes : l’eau, le calcium, le carbone et le phosphate76; qui sont associées aux protéines produit par les organismes.

5.3

SELON MAIBRITT PEDERSON ZARI

Maibritt Pederson Zari, dont les travaux ont été repris dans la plupart de mes lectures sur le thème, a développé, dans sa thèse pour son doctorat de recherche, « Ecosystem services analysis for the design of regenerative urban built environments »77, la méthodologie des processus de conception inspirés de la nature en architecture. Selon elle, les niveaux d’imitation, plus logiques sont : -

L’organisme : imitation ou inspiration en partie ou de tout, de forme et de surface Le comportement : relation au contexte, inspiration du processus ou de la fonction et de la réalisation de la fonction. L’écosystème : imitation des process qui permettent de remplir la fonction.

Chacun de ses niveaux comprend, une seconde dimension composé de cinq sousniveaux: -

La forme : A quoi cela ressemble ? Le matériau : En quoi s’est fait ?

Les principes de fabrication sont détaillés dans le chapitre « les niveaux d’imitation possibles» Janine Benyus, « biomimétisme, quand la nature inspire des innovations durables », ed. Rue de l’échiquier, 2011, p 172 77Maibritt Pederson Zari, Thèse, « Ecosystem services analysis for the design of regenerative urban built environments», submitted by the Victoria University of Wellington in fulfilment of the requirement for the degree of Doctor of Philosophy, 2012 58 75

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

La construction : comment s’est fait ? Le processus : comment cela travail ? La fonction : Qu’est-ce que cela fait ?

Le tableau présenté ci-après est issu de la thèse de Maibritt Pederson Zari, lequel explique les niveaux d’imitation possible des différents aspects de la termite et de son écosystème. Une démonstration que les niveaux qu’elle a détaillés par rapport à ceux de Janine Benyus permettent une classification logique et plus fine des potentiels d’inspiration. Maibritt Pederson Zari va plus loin dans l’identification et la définition des niveaux d’imitation de la nature, ce qui permet ainsi de faciliter l’organisation et l’orientation des recherches sur le vivant. D’après les définitions des niveaux d’inspiration de Maibritt Pederson Zari, on situerait les niveaux identifiés par Janine Benyus, « forme » et « matériau » dans la catégorie « comportement » et « Ecosystème » avec tous ces aspects « forme, matériau, construction, process et fonction ».

59 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Niveau

Dimension

organisme

forme matériau construction Process Fonction forme

comportement

matériau construction

Process Fonction

forme

écosystème

matériau

construction

Process Fonction

bâtiment inspiré des termites/termitières Le bâtiment ressemble à une termite Le bâtiment est fait avec le même matériau que la termite Le bâtiment est conçu de la même façon qu’une termite Le bâtiment fonctionne de le même façon qu’une termite individuel. Le bâtiment fonctionne comme une termite dans un contexte plus large. Le bâtiment ressemble à une structure comme si c'était fait par les termites. Le bâtiment est fabriqué à partir des mêmes matériaux que la termitière Le bâtiment est fait dans le même façon que les termites le construire les termitières Le bâtiment fonctionne de la même manière qu’une termitière. Le bâtiment fonctionne de la même manière qu’une termitière. Le bâtiment ressemble à l’écosystème de la termitière Le bâtiment est fait avec un matériau similaire et nécessaire à la l’écosystème de la termitière Le bâtiment est assemblé comme l’écosystème de la termitière Le bâtiment reproduit l’écosystème de la termitière Le bâtiment est capable de fonctionné comme l’écosystème de la termitière et fait partie du système complexe en utilisant les relations entre les process

Résultat Une réplique de termite Le matériau imite la peau ou l’exosquelette de la termite En passant par plusieurs cycles de croissance Il produit efficacement de l'hydrogène via la méta-génomique78 Il recycle les déchets de cellulose et créée de la terre. Une réplique de termitière

Il utilise le sol comme matière première. Pieux de terre dans certains endroits à par rapport aux angles du soleil. Le bâtiment fonctionne de la même manière qu’une termitière Il peut également fonctionner de la même manière que les termites dans un contexte plus large. Une réplique de l’écosystème Il utilise des composants identiques et l’eau est le principal liant chimique. Les principes complexes des étapes de construction et de croissance sont reproduits Il capte l’énergie du soleil et stocke l’eau Il est capable de participe aux cycles de l’hydrogène du carbone et du nitrogène de la même façon que les termitières et fournit des services écosystémiques.

Tableau 4 : Description des niveaux d'inspiration par M. P. Zari

La métagénomique est une méthode d'étude du contenu génétique d'échantillons issus d'environnements complexes prélevés dans la nature...Cette approche, via le séquençage direct de l'ADN présent dans l'échantillon, permet une description génomique du contenu de l'échantillon, mais aussi un aperçu du potentiel fonctionnel d'un environnement. 78

60 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

RECHERCHE & DEVELOPPEMENT : METHODE, OUTILS

Comment aujourd’hui nos ingénieurs et architectes s’approprient les méthodes biomimétiques afin de les appliquer dans la conception de produits innovants ? Quelles sont les méthodologies appliquées en recherche ? Ce chapitre me permet de comprendre les moyens et outils dont dispose l’architecte aujourd’hui pour faire une architecture biomimétique. Ma question est la suivante : est-ce facilement accessible ? Pour y répondre, nous tentons d’abord de comprendre les fonctionnements. 6.1

INGENIERIE DE LA CONCEPTION

La transposition dans le domaine de l’architecture est un process qui demande une collaboration proche architecte/biologiste et lorsque la solution n’existe pas encore sur le marché, le process de recherche peut-être long et chronophage. Cela supposerait la création d’une structure de recherche au sein des agences d’architecture dédiée à l’innovation pour répondre à des besoins spécifiques en architecture et adapté au processus de conception architecturales en étroite collaboration avec des biologistes. Pour développer cette partie, je m’appuie entre autres, sur la thèse Phd de Pierre-Emmanuel Fayemi « Innovation par la conception bio inspirée : proposition d’un modèle structurant les méthodes biomimétiques et formalisation d’un outil de transfert de connaissance », 2017, et les écrits de Natacha Chayaamor-Heil79. N’étant pas scientifique, je propose de retranscrire simplement les deux orientations principales de recherche en biomimétique afin de comprendre « l’esprit de recherche » de nos ingénieurs dans le domaine. Dans ce domaine de la recherche, il est nécessaire de distinguer l’approche de la bioinspiration, la science du vivant, plus ancienne que l’approche biomimétique (propre au biomimétisme, en intégrant la dimension durable et socio-économique) développé dans les années 2000. Deux approches sont identifiées, deux entrées différentes pour lancer le processus de recherche. - Une démarche orientée besoin/problème - Une démarche orientée solution. La démarche orientée besoin, part du besoin humain ou d’un problème de conception puis examine les façons dont des organismes ou écosystèmes présents dans la nature résolvent ce problème ou répondent à un besoin.

Natacha Chayaamor-Heil, François Guéna, Nazila Hannachi-Belkadi, « biomimétisme en architecture : Etat, méthode et outils », 2018 61 79

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

La démarche orientée solution part de l’observation de la nature, d’un comportement ou d’une fonction identifiée, puis recherche à quel besoin ou problème humain cela répond. Entrées

Recherche

Implémentation

Abstraire*

Problème/besoin spécifique

Reformuler le problème/besoin

Recherche de solutions biologiques

Identifier les principes

Abstraction

Implémentation

Recherche de solutions spécifiques

Définir la solution biologique

Recherche de solutions biologiques

Identifier des principes

Abstraction

Implémentation

Figure 31 : Processus de recherche - scientifique biomimétique

Ce schéma représente les séquences de processus dans la recherche biomimétique, adapté de Helms en 2019, issu de l’article « biomimétisme en architecture : Etat, méthode et outils » *abstraire/abstraction : c’est le terme employé dans la thèse et l’article cité. Il peut être traduit par « extraire » ou «extraction », c'est-à-dire identifier les schémas et créer une taxinomie c'est-à-dire une description et une classification des organismes vivants. L’architecte aura pour point d’entrée un « besoin / problème identifié» et plus rarement l’approche par la solution qui nécessite une capacité de recherche dans la science des vivants, d’avoir les moyens et le temps nécessaire. Quoiqu’il en soit, dans les deux approches se rejoignent à partir de la phase de recherche sur l’identification de la stratégie de la nature étape qui nécessite la collaboration avec les biologistes.

Recherche Identification de la stratégie de la nature

Abstraire

Implémentation

Interprétation de la stratégie de la nature

Collaboration entre architectes et biologistes

Transfert vers l’architecture

Figure 32 : Processus de recherche-conception - architecture biomimétique

Processus issu de l’article « biomimétisme en architecture : Etat, méthode et outils »

62 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

6.2

LES OUTILS

6.2.1 Les techniques informatiques : les algorithmes biomimétiques Des architectes bio-inspirés utilisent des outils informatiques comme des systèmes à particules, des algorithmes ou des systèmes multi-agents. Ces outils permettent de reproduire le comportement de la nature en y intégrant des données multicritères. En exemple : Exposition maximal au soleil : Pour avoir l’emplacement idéal de logement pour l’exposition maximal au soleil, et le meilleur rapport densité/luminosité, les biologistes ont intégrés les données issues du positionnement des végétaux maximisant la photosynthèse, la position, le mouvement du soleil, les hauteurs de bâtiments et les obstacles environnants (ce qui fait ombre). Cet outil a été utilisé par l’agence IN SITU pour la réalisation du quartier des Sentes du coteau situé à Vitry-sur-Seine (cas expliqué dans le chapitre 8). Gestion optimisée des flux : Le comportement de la moisissure Physarium Polycephal, (ou Blob) a inspiré un logiciel permettant de créer un réseau optimal avec un grand nombre de nœuds. Cette moisissure, pourtant sans cerveau, fait preuve d’une certaine forme d’intelligence capable de trouver le chemin le plus court pour se nourrir. Les ramifications qu’elle créée sont prises en exemple pour édifier les réseaux de transport dans les villes denses. Figure 33 : Moisissure Physarium Plycéphal

Le logiciel bi-inspiré du Physarium Polycephal peut être une solution pour résoudre le problème d’optimisation d’un réseau de transport en prenant en compte la densité de la population, la géographie, les pannes éventuelles.

6.2.2 Les bases de données Afin de facilité les techniques de conception biomimétique et toutes ces étapes, des outils ont été développés dans le domaine de l’ingénierie, de l’informatique et de la conception industrielle. Une cinquantaine d’outils auraient été identifiées, les plus utilisés en architecture sont80:  

ASK NATURE81 : base de données publiques contenant les données biologiques ou des recherches regroupées par fonction FUNCTIONNAL MODELING : modèle de représentation de systèmes biologique.

Natacha Chayaamor-Heil, François Guéna, Nazila Hannachi-Belkadi, « biomimétisme en architecture : Etat, méthode et outils », 2018 81 https://asknature.org/ 63 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

    

NATURAL LANGAGE ANALYSIS82 : méthode pour la génération et le classement des mots clefs IDEA-INSPIRE SOFTWARE : facilite et stimule d’idéation par des inspirations biologiques SAPPHIRE model: pour faire comprendre les systèmes biologiques TRIZ : (Théorie de résolution des problèmes inventifs) méthode de transfert entre la biologie et l’ingénierie via une approche heuristique. bioTRIZ83. Facilite l’implémentation de concept biomimétique dans la conception de produits 6.3

LES PRINCIPAUX CENTRE DE RECHERCHES ET PROMOTEURS EN FRANCE

CEEBIOS84. Centre Europeen pour l’excellence en biomimétisme de Senlis Ce centre fédère un réseau de compétence en biomimétisme, il accompagne et contribue et développe des projets innovants du domaine. Membres cité dans ce mémoire ; Patricia Ricard, Olivier Scheffer… BIOMIMICRY EUROPA85 L’association se consacre à la promotion du biomimétisme : fédère, développe, forme. L’association intervient en tant qu’expert en biomimétisme dans les domaines de la recherche et développement, de la formation et notamment auprès commission de l’AFNOR, BIOMIM. Bien que portée par des acteurs européens, Janine Benyus, américaine en est membre fondatrice et Luc Schuiten un des membres co-fondateur. Autres membres (cités dans ce mémoire) : Tarik Chekchak, Olivier Scheffer, Gauthier Chapelle. MAACC86 Le laboratoire de Modélisations pour l’Assistance à l’Activité Cognitive de la Conception est une équipe de l’UMR MAP 3495 CNRS/MCC (Modèles et simulations pour l’Architecture le Patrimoine). Son objet de recherche est l’assistance à la conception dans le cadre de la création et/ou de la préservation de l’architecture qu’il questionne selon trois approches complémentaires : une science cognitive de la conception, les sciences informatiques et les sciences de l’ingénieur. 6.4

LES COLLECTIFS INDEPENDANTS : LES NOUVEAUX INVENTEURS DU VIVANT

En marge du centre de recherches institutionnelles, il existe des laboratoires de « garage ». Ils pratiquent ce qui est appelé la biologie participative. Il s’agit de collectifs, d’individus et /ou de petites entreprises, à visées non lucratives, expérimentant la biotechnologie en dehors des cadres académiques ou commerciaux. Appelés aussi « bio-hackers » comparables aux hackers du monde informatique. Les « geek du biomimétisme ».

http://www.contrib.andrew.cmu.edu/~dyafei/NLP.html http://www.biotriz.be 84 https://ceebios.com 85 http://www.biomimicry.eu 86 http://www.maacc.archi.fr 82 83

64 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

LES PLAGIAIRES : regroupe des artistes, designers et architectes qui pratiquent directement le BBM en imitant les procédés et comportements observés dans la nature. LES NOUVEAUX ARTISANS : aspirent à collaborer avec la nature, les abeilles, les champignons… LES BIO-HACKERS : assument la perspective d’une nature entièrement reprogrammées par la biologie de pointe LES NOUVEAUX ALCHIMISTES : combinent le vivant et non vivant à l’aide de la biologie, de la chimie, de la robotique et des nanotechnologies LES AGENTS PROVOCATEURS : s’engagent dans un travail de prospective, critique ou poétique La listes de collectifs est indiquée dans l’introduction de l’ouvrage de Manola Antonioli « biomimétisme, science, design et architecture »87. Je n’ai trouvé qu’une seule trace de ces collectifs sur le site http://thisisalive.com/fr/ mais sans lien sur leur site éventuel et sans contact. WE ARE BIOMER88 : communauté française libre, « hack lab » sur le Biomimétisme, les « bionymous » (les « anonymous » de la biologie). ENZYME & CO89 : collectif pluridisciplinaires sur des projets de recherche de leur propre initiative, ou pour répondre à des commandes. BIG BANG PROJECT90 : Big Bang Project est un studio parisien industriel fondé par le « biodesigner » Gillian Graves orienté sur la conception des produits, des services de demain, la recherche et l’enseignement.. L’INSTITUT DES FUTURES SOUHAITABLES : organisme « d’inspirateurs positifs » de divers milieux, dont l’objectif est d’imaginer et explorer les futurs possibles et souhaitables dans un esprit optimiste, et véhiculés par des formations et des conférences. Des formations sur le biomimétisme sont proposées en partenariat avec le Ceebios. D’autres organismes comme Picallia, Lnyme soutiennent le biomimétisme. Ce n’est pas une liste exhaustive car il s’agit dans ce chapitre de donner un aperçu des différents types de collectifs « promoteur » du biomimétisme.

En plus des collectifs et associations, des entreprises de conseils en innovation biomimétique se multiplient ; nous pouvons citer Inddigo, (bâtiments, matériaux, urbanisme, ingénierie), Arp-Astrance (immobilier, aménagement) ou Bioxegy (agence d’innovation et bureau d’études).

Manola Antonioli, « biomimétisme, science, design et architecture », ed. Loco, 2017, p15 https://lebiome.github.io/#LeBiome/manifesto 89 http://www.enzymeandco.com 90 http://www.bigbang-project.com/ 87 88

65 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

6.5

LA « NORMALISATION » DU BIOMIMETISME

Face à l’essor du marché que représente et représenteront les technologies et les innovations biomimétiques et aux enjeux liées au développement durable, les normalisations constituent un socle pour veiller à ce que les critères de durabilité soient respectés dans les nouveaux produits et technologies afin d’éviter de tomber dans l’effet marketing. Des normes existantes soulignent clairement cette prise de conscience au niveau international et en France et valorisent le potentiel du biomimétisme.

6.5.1 Dans les process de recherches scientifiques, les normes ISO Depuis fin 2011, l'AFNOR travaille sur un projet international de normalisation du biomimétisme. L’objectif est la « normalisation » des méthodes et approches du biomimétisme dans le secteur de la R&D de l’industrie, de la recherche scientifique et éducative. Quatre normes ISO ont été éditées : La norme ISO 18458 : 2015 : biomimétisme, terminologie, concepts et méthodologie : Ce guide vise à fournir un cadre pour la terminologie concernant la biomimétique à des fins scientifiques, industrielles et éducative. Il fournit un cadre aux développeurs, concepteurs et utilisateurs qui souhaitent comprendre le processus de développement biomimétique.

ISO 18459 : 2015 Biomimétique - Optimisation biomimétique : Cette norme a pour objectif de familiariser les utilisateurs avec les méthodes d'optimisation biomimétique en tant qu'outils efficaces permettant d'allonger la durée de vie et de réduire le poids des composants tout en favorisant l'utilisation étendue de ces méthodes en soutien au développement durable. ISO 18457:2016 Biomimétisme - Matériaux, structures et composants biomimétiques : Ce guide spécifie les principes des systèmes biologiques, et en particulier la performance des matériaux biologiques, des structures, des surfaces, des composants et des technologies de fabrication qui fournissent la motivation et les raisons des approches biomimétiques. XP X42-502 : Biomimétisme - Intégration de la biomimétique dans les démarches d'écoconception : Cette norme est née à l’initiative du Ministère de l’Écologie qui rapproche biomimétisme et éco-conception depuis 2016. Cette norme intègre une approche de développement durable et non plus uniquement scientifique.

66 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

6.5.2 Analyse du cycle de vie et impacts environnementaux, norme ACV Une Analyse de Cycle de Vie (ACV), vise à intégrer le respect de l’environnement à chaque stade du processus de production ainsi que le produit lui-même. L’ACV est tire son origine des recherches de Thomas Greadel et Braden Allenby. Janine Benyus91 les mentionne dans son ouvrage pour rappeler l’importance des préoccupations écologiques à tous les stades du développement d’un produit. Leur manuel sur l’ACV est sorti en 1995 et 2002, « Industriel écologie » et rencontre un grand succès auprès des industries souhaitant être labellisées « vert ». La norme référencée est l’ISO 14044:2006 Cette norme spécifie les exigences et fournit les lignes directrices pour la réalisation d'analyses du cycle de vie comprenant:        

la définition des objectifs et du champ de l'étude, la phase d'inventaire du cycle de vie, la phase d'évaluation de l'impact du cycle de vie, la phase d'interprétation du cycle de vie, la communication la revue critique de l'analyse du cycle de vie, les limitations de l'analyse du cycle de vie, la relation entre les phases de l'analyse du cycle de vie

Ces étapes pourraient être transposées dans une conception architecturale « durable ».

6.5.3 Certification Living Building Challenge et Biophilic Design Challenge Le Living Building Challenge92 est un programme de certification de bâtiments écologiques, et un cadre de conception durable qui permet de visualiser l’idéal pour l’environnement bâti. L’Institut Living Future, à l’initiative de cette certification, utilise la métaphore d'une fleur parce que l'environnement bâti idéal devrait fonctionner aussi proprement et efficacement QU’UNE FLEUR. Amanda Sturgeon, présidente de Living Future Institut, défend l’idée qu’il est possible de reconnecter les gens à la nature à travers la construction de nouveaux types de bâtiment dans le respect de la nature. Elle s’appuie notamment sur les bénéfices psychologiques et physiologiques des bâtiments durable et inspiré de la nature, issues du rapport : « 14 Patterns of Biophilic Design »93 et exposé dans le tableau ci-après. Il a donc été lancé un nouveau challenge: BIOPHILIC DESIGN CHALLENGE94 La conception biophilique est la pratique qui consiste à connecter les personnes et la nature au sein de nos environnements et de nos communautés. L’initiative permet de

JB pp 473 et 474

https://living-future.org 2014, par Terrapin Bright Green ; https://www.terrapinbrightgreen.com/reports/14-patterns/ 94https://trimtab.living-future.org/trim-tab/biophilic-design-an-opportunity-to-regenerate-life/ 92 93

67 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

passer de la théorie à la construction. Plusieurs projets ont été identifiés (dont certains sont détaillés dans le chapitre 8. Le terme Biophilique est défini dans le chapitre 3.6.

Tableau 5 : Les bienfaits de la Biophilie

68 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

6.6

CONSTAT

Force est de constater que l’architecte doit avoir une connaissance approfondie des processus de Recherches et Développements du domaine pour prétendre faire du Biomimétisme. A moins d’être accompagné par un laboratoire de recherche et/ ou un biologiste, il semble difficile de mettre en application des recherches dans les délais impartis des appels d’offres. Les processus, les normes, les logiciels ne semblent pas aussi faciles d’utilisation pour un architecte à moins qu’il ait la double compétence architecteingénieur. Concernant les outils listés, plus que des bases de données, ce sont des méthodes de raisonnement. Ces outils facilitent le process de recherche scientifique, mais nécessite la collaboration d’un biologiste. Parmi les plateformes à disposition, « ASK NATURE » est abordable et ne nécessitant pas de connaissance ou raisonnement scientifique. Il est simple et efficace. Le résultat est immédiat selon la fonction recherchée. Cette plate-forme peut être utilisée facilement par une architecte. Il propose des liens sur des travaux de chercheurs. À l’exception de l’outil « ASK NATURE », qui est une source de liens sur les 3 niveaux d’inspiration, les autres outils de recherche concernent principalement les niveaux d’inspiration de la forme et des matériaux et de leurs procédés. Cela confirme le fait que s’inspirer du fonctionnement des écosystèmes, pourrait être facilement accessible car ne nécessitant pas l’utilisation de logiciels de calcul (algorithme) pour les reproduire à l’échelle humaine. L’observation et le bon sens sont les outils de base à l’architecte souhaitant s’inspirer des écosystèmes.

69 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

DIMENSSION ETHIQUE

7.1

L’ETHIQUE DE BIOMIMICRY38

Au-delà de la réglementation, les principes essentiels se résument à 3 mots selon le cabinet de conseil Biomimicry3895, 3 éléments essentiels pour la bonne pratique du biomimétisme dans le respect du vivant : ETHOS, EMULATE, (RE)CONNECT. ETHOS : Ethos est l’essence même de leur éthique, leur intention et leur philosophie pour la pratique du biomimétisme. Respect, responsabilité et gratitude envers les espèces vivantes dont nous nous faisons partie, lesquelles constituent notre environnement, notre « maison », la terre. EMULATE ou IMITER : Imiter apportent les principes, le modèle, la stratégie pour alimenter le design. Il est nécessaire d’être proactif dans la concrétisation d’une vision « durable » sur Terre. (RE) CONNECT ou SE RECONNECTER : Au lieu de se couper de la nature, l’être humain doit aujourd’hui se connecter à elle, fusionner avec elle, l’enlacer… l’Homme est nature. 7.2

MON APPROCHE ETHIQUE

Quelle serait ma ligne de conduite dans l’application du biomimétisme ? A celle de Biomimicry38, je rajouterai la notion d’émerveillement, « tomber en amour de ».

comme

S’émerveiller, comme un enfant, des beautés et des performances de la nature, force l’humilité parce que nous ne faisons pas aussi beau et bien qu’elle dans le respect de la Vie. Cet émerveillement qui nous tient en amour de la nature est un élément essentiel pour se connecter à la nature, se re-connecter à elle par l’observation et essayer de faire aussi bien qu’elle.

S’EMERVEILLER POUR SE RECONNECTER SE RECONNECTER POUR S’INSPIRER S’INSPIRER POUR COLLABORER

Cabinet de conseil fondé par Janine Benyus en 1998 spécialisé en conseil et en formation dans le domaine de l’innovation inspirée par la nature. 70 95

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

LES REALISATIONS ARCHITECTURALES ET URBAINES BIOMIMETIQUES

Quelles sont les applications du biomimétisme en architecture et en urbanisme ? Des réalisations dites biomimétiques ont été recensées dans les tableaux ci-après; il ne s’agit pas d’une liste exhaustive, mais d’un reflet des différentes réalisations possibles aujourd’hui. A une échelle spatiale et temporelle plus large, il peut être cité les projets du Quartier Lloyd Crossing (Portland, Oregon) basé sur l’étude précise des écosystèmes naturels du site et celui de la ville de Kalundbord (Danemark) basé sur l’étude des écosystèmes industriels. Le quartier de Lloyd Crossing, pensé et conçu pat les agences Mithun et GreenWorks, est pensé à partir d’une analyse précise des ressources naturels du site pour en extraire une méthodologie permettant de fixer des objectifs de performances écologiques et de qualités des services écosystémiques pour une échéance à long terme, 2050. Plusieurs stratégies sont mises en place : autonomie en eau, énergétique et neutralité carbone.96 La ville de Kalundborg fut la première tentative d’écologie industrielle au début des années 60 et est aujourd’hui une référence de symbiose industrielle. Le concept est basé sur la gestion résonnée des matières premières et des déchets de sorte que les 26 entreprises voisines se nourrissent des déchets des autres. Il s’agit d’une production circulaire où toutes les unités de production sont interconnectées. On parle alors de symbiose industrielle 97

Figure 34 : Gestion de l'eau et de l'énergie solaire du Quartier Lloyd, Mithun Architect

Figure 35 : les flux circulaires de Kalundborg

http://www.aiatopten.org/node/159

https://www.canalu.tv/video/canal_uved/symbioses_industrielles_et_parcs_eco_industriels_la_symbiose_de_kalundborg.15957

71 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Exemple de réalisation de quartiers ou lotissements biomimétiques

Quartier des senTes du Coteau, Vitri-sur-Seine, In-Situ, 2012 http://www.insitu-architecture.fr

LUMIERE

Skolkovo Innovation Center, Russie A Becchu, 2015 https://www.bechuetassocies.com

Exposition 4h par jour 50 % d’ensoleillement Bénéfice sur le bien-être de l’être humain

Quartier biomimétique, nouvelle Aquitaine, In-Situ, projet http://www.insitu-architecture .fr

Optimisation de l’exposition La conservation des arbres (pins) pour avoir une protection solaire en été. Regroupement de villas par 10 Régulation thermique inspirée des manchots

THERMIQUE

FLUX BIOGEOCHIMIQUES*

Prise en compte du cycle Oxygène/ CO2, capacité maximale de 5000 personnes

FLORE/FAUNE

Pas de panneaux photovoltaïques mais optimisation de l’exposition au soleil basée sur le phénomène de tropisme**observée chez les plantes. Baisse de la consommation de l’énergie fossile

Jardin

Eaux de pluie réutilisées, eaux usées filtrées , pour l’arrosage des plantations, des serres et la consommation de la maison ( eau non potable)

Conservation du parc existant Création de biodiversité Parking hors sol : préservation du sol Densité/emprise au sol optimisée pour la préservation de la végétation

RECYCLAGE DES DECHETS

ECOSYSTEME USAGE SERVICE AUTONOMIE

Des serres sont des extensions des maisons et permettent l’accumulation de chaleur. Espace tampon/ protection froid. Système de ventilation naturelle. Effet de la photosynthèse, l’intérieur des maisons dans les serres Végétalisation dans le village

Toutes les sources d’énergie sont utilisées : éolien, solaire, biogaz, géothermie

RESSOURCE LOCALE

ENERGIE LOCALE

Projet Regen villages, Agence EFFECTS, Almere, Pays-Bas , en travaux https://www.effekt.dk/regenvillages

Evite le principe de zonage Mixité des usages : logements, hôtel, activités, crèche, écoles, commerces, restaurants

Biodiversité favorisée

Aquaponie ( Réutilisation de l’eau des aquarium usées pour nourrir les plantes). Production de biogaz avec les déchets organiques. Production de nourriture sur place. Gestion de réseaux intelligents permettant la distribution de l’énergie selon les besoins. Circulation douce. Véhicules autonomes à l’entrée du village. Maison à énergie positive

* le processus de transport et de transformation cyclique d'un élément ou composé chimique entre les grands réservoirs que sont la géosphère, l‘atmosphère, l’hydrosphère, dans lesquels se retrouve la biosphère : azote, carbone, eau, hydrogène, oxygène, phosphore, soufre, métaux, roches, nutriments. **Chez les végétaux, on appelle tropisme (du grec « tropein » : tourner) une modification de la direction de la croissance, c'est-à-dire une courbure causée par un stimulus extérieur et en rapport avec la direction du stimulus (universalis.fr)

Exemples de réalisations, projets, installations architecture biomimétique

Centre Bullitt, Seattle,USA, 2013 https://livingfuture.org/biophilic-design-casestudies

FORME

TE KURA WHARE, Jasmaw, Nouvelle Zélande, 2014 https://livingfuture.org/biophilic-designcase-studies/

MATERIAUX

Ecotone, Arcueil, France, 2023 http://www.compagniedepha lsbourg.com

In-Vivo, Paris 13, X-TU, projet http://www.x-tu.com

Centre national de natation,PTW , Beijing, 2008 http://bubblemania.fr

CH2, Melbourne city Council Tour Hy-Fy, NYC, David House 2, Mick Pearce, 2006 Benjamin, 2014,installation http://www.thelivingnewyork.com http://www.mickpearce.com

STRUCTURE

oui?

ENVELOPPE

Façade Epiderme vivant : verre et végétaux – protection bruit, chaleur

Régulée par store automatique

THERMIQUE

Régulée par store automatique

ENERGIE LOCALE

Soleil

RESSOURCE LOCALE

Pluie (transformation eau potable) Bois Gravier de béton

Pluie (transformation eau potable) Bois

RECYCLAGES DES DECHETS

toilette à compostage, eaux usées filtrées (jardins des eaux usées).

Système de récupération de chaleur Façade protectrice de la chaleur

Collecte traite transforme l’eau de pluie

Briques fabriquées à partir de mycélium et déchets agricoles

AUTONOMIE

Autonome en énergie Certifié Living Building

Bulle de savon : économie de matériaux, légèreté

Inspirée de la structure osseuse des oiseaux et des sèches : économie de matière et optimisation de la répartition de la matière en fonction des charges, légèreté

Maximisée grâce à la structure « bulle de savon » .

Régulée par des stores inspirés du mimosa (mouvement en fonction de la lumière) et de la dionées attrape –mouche (stimulus) Eclairage naturelle

Culture d’algues en façade

Système en façade, mutualisation du système de chauffage et thermorégulation

Membrane composée de deux couches, permettant au vent d’évacuer la chaleur Economie d’énergie

Imitation du procédé de ventilation d’une termitière.

Soleil, vent Central multi énergie pour fournir électricité, biogaz, hydrogène

Recyclage du matériau pour l’agriculture

Récupération des eaux usées Recycle les déchets organiques Usages mixtes: tertiaire restauration responsable, santé , sport, échanges intergénérationnelles

ECOSYSTEME USAGE SERVICE

http://www.exploration-architecture.com

Bulle de savon, intérêt structurel oui?

LUMIERE

Biomimétique office building, Mickael Pawling, projet

Non connecté aux réseaux urbain Autonome en énergie Certifié Living Building

La culture d’algues pour la santé, la cosmétique et l’alimentation

Autonome en matière de chauffage

Tableau 6 : Exemples de réalisations biomimétiques

73 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

8.1

ANALYSE

Dans les tableaux présentés, les réalisations ont été classées selon 2 domaines : 

Les procédés bio-inspirés « intrinsèques» : ce qui ne sert que le bâtiment : Forme, matériaux, structure, enveloppe, lumière, thermique



Les procédés bio-inspirés « extrinsèques»: ce qui sert le bâtiment et son environnement : flux biogéochimiques énergie locale, faune/faune, ressources locales, recyclage des déchets, écosystème (usage et service).

Pour les réalisations architecturales : Les niveaux bio-inspirés ont d’abord été recensés, puis classés. Le tableau présente les axes suivants : Forme, matériaux, structure, enveloppe, lumière, thermique, énergie locale, ressources locales, recyclage des déchets, écosystème (usage et services). Pour chaque niveau, il est décrit ce que le bâtiment propose comme solution bioinspirée. Pour les réalisions à l’échelle du lotissement, ou du quartier : Le même procédé d’analyse a été fait, l’orientation bio-inspirés est uniquement de l’ordre de l’écosystème regroupant les niveaux suivants : Lumière, thermique, flux biogéochimiques, ressources locales, énergie locale, flore/faune, Recyclage des déchets, écosystème (usage et service). 8.2

CONSTAT

Les bâtiments construits dits « biomimétiques », ne reprennent généralement qu’un seul des niveaux d’inspiration, rarement plusieurs : la ventilation naturelle ou la fabrication d’un matériau ou la structure. A l’exception des briques de mycélium qui ne font l’objet que d’installation expérimentale…peu de matériaux biomimétiques, aucune enveloppe biomimétique ne sont proposées. Seuls les procédées, comme la ventilation et l’utilisation des ressources ou énergies, sont représentés : ventilation naturelle inspirée des termitières, utilisation de l’énergie solaires, du vent, recyclage de la pluie et des matériaux de construction. On peut également inclure dans ce champ d’application, les systèmes de récupération des calories produites par la vapeur d’eau via des échangeurs à tubes (vapeur transmise par le réseau urbain) ou produites par l’activité du bâtiment (salle informatique/technique par exemple). Ces procédées sont utilisés dans bien des réalisations aujourd’hui pour répondre aux exigences des normes HQE et ne sont pas pour autant considérés comme biomimétiques. Pourtant, ces procédés respectent le fait de recycler l’énergie, ne pas gaspiller pas l’énergie, d’optimiser plutôt que maximiser l’utilisation de l’énergie ; des principes de vie appliqués par la Nature. A ce jour, le marché du bâtiment ne propose pas encore de catalogue de matériaux ou peu de procédés bio-inspirés durables et éprouvés pour la construction.

Force est de constater que les réalisations bio-inspirées de matériaux, de structure ou d’enveloppe, ne sont pas à la portée de tous les architectes. Tous n’ont pas de branche R&D au sein de leur agence ou le temps nécessaire pour développer ce type de réalisations avec les délais impartis des consultations, ce qui rend difficile l’émergence du biomimétisme ou simplement la volonté de puiser des idées dans la nature pour proposer une architecture empreinte de sens. 8.3

QUESTIONNEMENT

De ce constat, la question posée est la suivante : Qu’est-ce que la Nature peut nous offrir dans sa manière de fonctionner qui puisse être récupérable ou transposable en architecture ? 8.4

OUVERTURE VERS LE LABEL LBC

Des pistes semblent s’ouvrir grâce aux réalisations certifiées « Living Building Challenge » (LBC) comme le Centre Bullit ou le Te Kura Wahre. Cette certification vise à encourager l’aménagement, la construction de bâtiments « vivants » qui fonctionnent avec autant d’efficacité que la nature elle-même. Les réalisations certifiées « LBC » s’inscrivent dans leur milieu comme un organisme relié à son environnement et répondent ainsi à 7 axes de critères, appelés « Pétales » :

Le site Créer une symbiose entre l’Habitat, les habitats et leur environnement en établissant une relation saine avec la nature L’eau :

Concevoir des projets qui opèrent harmonieusement avec l’équilibre des ressources en eau disponibles sur le site, ainsi qu’avec le climat qui le caractérise (climat pluvieux ou désertique, etc.). L’énergie : Pouvoir être entièrement autonome en énergie grâce

au rayonnement solaire et à un design stratégique des espaces de vie (design solaire passif, panneaux solaires, design bioclimatique, etc.). La santé et l’épanouissement Créer des environnements de vie qui optimisent la santé physique, psychique et le bien-être de

leurs occupants et de l’environnement. Les matériaux et produits

Utiliser des matériaux 100 % naturels (pour l’ensemble de l’habitat) et faire uniquement usage de produits qui sont sains pour toutes les espèces, à court et à long terme. L’équité Créer un projet qui soutient un monde juste et équitable. La beauté

Le design de la construction se doit d’élever l’esprit humain et de répondre à une certaine esthétique en harmonie avec son environnement.

75 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Bien que la Certification LBC soit d’une très haute exigence, elle semble permettre de s’inspirer de la nature en donnant des outils appropriables pour construire avec les moyens disponibles aujourd’hui. C’est sans doute dans ce champ d’application que résiderait une partie de ma réponse à ma question. Ces axes du LBC convergent vers un des niveaux d’inspiration de la Nature identifié par Janine Benyus, l’Ecosystème : Construire un écosystème sur le modèle de la Nature en interaction avec elle.

76 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

MON AXE : L’ECOSYSTEME COMME MODELE

« Le principe de simplicité impose de séparer et de disjoindre alors que le principe de complexité enjoint de relier tout en distinguant » Edgar Morin

Parmi les 3 niveaux d’inspiration, l’analyse de l’écosystème de la Nature est prise comme modèle pour construire mon hypothèse. Au-delà de l’objet architectural, sculpture posée et imposée sans lien avec son environnement, le biomimétisme pourrait être un outil pour donner, à tout projet, du sens fondé sur le respect de notre environnement et une cohérence structurée autour des modes de vie collaboratifs émergeants. Une ligne de conduite pour accompagner la transition vers une nouvelle ère, « non-anthropocénique »

où l’Homme est intégré

dans l’écosystème de la biosphère ; parce que « la vie est une dynamique, elle invente constamment…l’homme est intégré dans le système »99 9.1

DEFINITIONS

Dans ce chapitre, je définis le terme d’écosystème, ainsi que les autres termes associés afin de les clarifier et de comprendre leur reliance.

9.1.1 Ecosystème Ce nom vient de deux termes grecs, « oikos » qui signifie "maison" et « sustêma » qui signifie " assemblage, composition, organisation" et qui a donné "système". Ecosystème, signifie donc, d’après son étymologie « organisation de la maison», ou organisation de lieu d’habitation. Ecosystème vient de l’anglais « ecosystem », mot créé en 1935 par le botaniste britannique Arthur George Tansley (1871-1955) en contractant « ecological system » (ou « système écologique » en français). Historiquement la notion d’écosystème est née du concept de biocénose : populations qui vivent ensemble (les populations sont liées entre elles) ; puis de la notion de succession écologique (les populations sont liées aux milieux).

Terme repris de l’architecte Stefano Boeri lors d’une interview sur les tours « forêts verticales » : « penser une architecture ou un urbanisme avec une vision non-anthropocènique, ne plus envisager uniquement l’humain sur le pied d’estalle de la vie, c’est un défis qu’il faut regarder avec une grand attention et sans hypocrisie » 99 Gilles Clément, « Toujours la vie invente» 77 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

9.1.2

Système

Le système désigne ce qui envisage les éléments d'une conformation complexe, les faits faisant partie intégrante d'un ensemble dont les différents composants sont dans une relation de dépendance réciproque.

9.1.3 Métabolisme Le terme métabolisme vient du grec ancien « métabolê » qui signifie changement, transformation, métabole100 En physiologie, le terme fait référence à une ensemble de réactions génératrices de matériaux (anabolisme, et de dégradation, génératrices d’énergie (catabolisme), et s’effectuent au sein de la matière vivante à partir des constituants chimiques fournis à l’organisme par l’alimentation et sous l’action de catalyseurs spécifiques. Le métabolisme est une réaction chimique qui va permettre aux cellules de produire de la matière organique ou produire une croissance et la multiplication des cellules. Pour ce faire la cellule va avoir s’approvisionner de matière première, elle va rejeter des déchets ou des produits de son métabolisme, et réaliser des échanges gazeux avec son environnement. Tous ces échanges se font par l’intermédiaire de la membrane cytoplasmique, une barrière qui va jouer un rôle de filtre plus ou moins poreux pour les échanges cellulaires. Ces échanges sont schématisés ci-dessous.

Figure 36 : Représentation du métabolisme cellulaire

Par analogie, un écosystème peut être comparé à une cellule : il a son propre métabolisme caractérisé par les échanges de flux entrants (matière première) et sortants (déchets).

100

https://www.larousse.fr 78

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

9.1.4 Symbiose Symbiose vient du grec « sumbiôsis » de « sumbioûn », vivre ensemble.101 La symbiose est une association étroite de deux ou plusieurs organismes différents mutuellement bénéfique, voire indispensable à leur survie. Des écosystèmes reliés entre eux forment une symbiose quand il s’agit d’alliances bénéfiques voire indispensables à leur survie. Cf. cas de la Ville de Kalundborg, référence de symbiose industrielle, dans le chapitre 8 de ce mémoire.

9.1.5 Représentation des définitions

Figure 37 : Représentation de la symbiose des écosystèmes

101

Ibid 79

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

9.2

APPROCHE SYSTEMIQUE

L’approche systémique peut être définie par son opposé, l’approche analytique. L’approche analytique se concentre sur les éléments alors que l’approche systémique se concentre sur les interrelations entre les éléments. C’est considérer un sujet comme faisant partie de plusieurs éléments inter-reliés qui le définissent. Dans la mesure où un écosystème est complexe (et non compliqué), l’approche systémique est le raisonnement approprié pour comprendre un fonctionnement aux multiples variables coordonnées entre elles. Le terme de systémie vient de Ludwig Von Bertalanffy, définie dans son ouvrage « Théorie générale des systèmes » en 1968102. Il est à noter que ces recherches ont débuté en 1937. Selon ses recherches, les organismes vivants sont des systèmes ouverts, qui grâce à des flux entrants et des flux sortants, entretiennent des relations d’échanges avec leur environnement. 9.1

APPROCHES PHILOSOPHIQUES

Les références philosophiques sur l’axe écosystémique sont nombreuses. Je propose dans ce chapitre un aperçu des références qui ont accompagnées ma réflexion.

L’écosystème comme l’écume. Pour reprendre l’image de la Fleur de vie (chapitre 9.3), les relations entre les espèces forment des cercles vertueux et chaque cercle est connecté à un autre cercle. Plusieurs écosystèmes se connectent et collaborent entre eux. Il réside une interdépendance de sorte qu’un écosystème isolé ne peut survivre. Et c’est pourtant ce que notre société a créé : une multitude d’écosystèmes non reliés entre eux qui éclatent comme de fragiles bulles de savon sous la pression. La métaphore de l’écume de Peter Sloterdijk illustre bien ce mode de fonctionnement : « l’ensemble écumeux des bulles et des conglobulations qui se font et se défont sur des temporalités les plus diverses. »103 Il est donc nécessaire d’avoir une pensée systémique qui intègre le bâti, le quartier et la ville et pour chaque niveau des flux entrants et sortants lesquels deviennent des entrants pour le niveau suivant. Chaque niveau est un écosystème intégré dans un autre écosystème plus large : Le bâtiment est un écosystème intégré dans l’écosystème du quartier lequel est intégré dans celui de la ville.

Ludwig Van Bertalanfly, « Théorie générale des systèmes », 2012, éd. Dunod, traduit par Jean-Benoît Chabrol, édition originale de 1968 103 Citation de P. Sloterdijk, « Ecumes », reprise par Yves Citton dans « Faire voir les sphères : un imaginaire invisible? » Local.contemporain, n° 3 (2006), pp. 64-68 102

80 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

L’écosystème complexe. La complexité est à distinguer de la complication. En ce sens, je cite Edgard Morin pour qui la complexité permet une nouvelle manière de penser. Complexe vient du latin « complexus » qui signifie « embrassement », « étreinte », « fait d’éléments différents », « imbriqués », « tisser ensemble », en d’autres termes «assembler » ou «relier». La pensée d’Edgard Morin104 met l’accent sur le fait que l’on peut distinguer sans disjoindre, et même temps relier. Distinguer et relier. C’est ainsi qu’il faut comprendre le fonctionnement des écosystèmes : les identifiés, comprendre leur métabolisme et comprendre ce qui les lient entre eux. Biomimétisme des milieux Mathias Rollot met en rapport l’architecture des milieux et le biomimétisme dans son texte « Pour un biomimétisme des milieux »105, soit une méthode biomimétique qui prendrait en compte l’écosophie des filières, savoir-faire et milieux humains. Le biomimétisme des milieux serait une « architecture inspirée des rythmes, des énergies, des structures ou des symbioses naturelles dans une géographie donnée »106.

D’autres références en la matière sont toutes aussi enrichissantes, je conseille d’explorer les textes et ouvrages suivants : -

« Capitalisme et schizophrénie », t.2 « Mille plateaux » de Gille Deleuze et co-écrit avec Félix Guattari, lire l’introduction sur leur vision d’un rhizome.

Le texte d’Henri Dicks, (2015). « De la ville anthropomimétique à la ville biomimétique : les eaux usées, sales et impures dans le nouvel imaginaire de la ville forêt. L’Usé, Le Sale, l’Impur : Rationalités, Usages Et Imaginaires De l’Eau » . Il fait le constat des villes conçues comme imitation du corps humain à l’ère industrielle pour amener vers un nouvel imaginaire qui est celui de la «ville biomimétique » ou celui de la « ville forêt ». Article très riche en références philosophiques, notamment Paul Ricoeur et la « Métaphore vive ».

104

Edgar Morin, « L'avenir de la décision : connaître et agir en complexité », 2015, MOOC sur le site Coursera

Mathias Rollot, « Pour un biomimétisme des milieux » ,texte de l’ouvrage de M. Antonioli «Biomimétisme, science, design et architecture », éd.Loco, 2005, p. 111. 106 Ibid p 118 105

81 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

9.2

APPROCHE HOLISTIQUE DE LA PERMACULTURE

Le terme de permaculture a été défini dans le chapitre 3.3 ECOMIMETISME de ce mémoire. Ce chapitre vise comprendre les principes holistiques de la permaculture comme le conçoit David Holmgren dans son ouvrage «Permaculture, principes et pistes d’actions pour un mode de vie soutenable »107. Il s’agit de douze principes sur lequel s’appuyer pour concevoir un mode de vie adapter « à la descente énergétique » par le low tech (terme opposé au higth tech pour redonner une autonomie aux usagers. La permaculture, peut être considérée comme un mode de jardinage alternatif, mais plus qu’une technique agricole, ce sont des « paysages élaborés en toute conscience qui imitent les schémas et les relations observées dans la nature et fournissent nourriture, fibre et énergie pour subvenir aux besoins locaux ». Une définition considérée comme générale pour David Holmgren, lequel précise le concept de la permaculture comme « un recours à un mode de pensée systèmique et à des principes de conception, qui fournissent un cadre organisationnel au sein duquel il est possible de concrétiser le concept décrit ci-dessus »108. Afin d’en expliquer les impacts organisationnels, David Holmgren a conçu la fleur permaculturelle, ci-dessous, présentant tous les domaines clefs à transformer pour instaurer une société soutenable ; concept à rapprocher des services écosystémiques et de la fleur de vie.

Figure 38 : La fleur permaculturelle, D. Homlgren

David Holmgren, «Permaculture : principes et pistes d’actions pour un mode de vie soutenable », éd. L’écopoche, 2014 108 Ibid, p 31 107

82 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

La permaculture s’appuie sur 12 principes ci-dessous. David Holmgren les associe à des adages, croyances populaires connues de tout temps, pour mieux cerner les impacts du concept de la permaculture dans nos modes de vie. Les principes de la permaculture ne seront pas détaillés ici car la première partie du mémoire nous permet d’en percevoir le contenu ainsi que la dimension écosystémique du concept de la permaculture. Ce sujet mériterait un mémoire-recherche à part entière.

Principe de la permaculture Observer et intéragir

Adage « La beauté est subjective »

Capter et stocker l’énergie

« Faire le foin tant qu’il faut beau »

Obtenir une production

« On ne peut pas travailler le ventre vide »

Appliquer l’autorégulation et accepter la rétroaction

« Les enfants payeront pour leur péchés de leur père jusqu’à la septième génération »

Utiliser et valoriser les ressources et les services renouvelables

« Laisser faire la nature »

Ne produit aucun déchet

« Mieux vaut prévenir que guérir »

La conception, des motifs aux détails

« C’est l’arbre qui cache la forêt »

Intégrer au lieu de ségréguer

« L’union fait la force »

Utiliser des solutions lentes et à petites échelles

« Plus on est grand, plus dure sera la chute » « Rien ne sert de courir, il faut partie à point »

10. Se servir de la diversité et la valoriser 11. Utiliser les bordures et valoriser la marge 12. Face au changement, être inventif

« Il ne faut pas mettre tous ces œufs dans le même panier » « Emprunter les chemins battus ne signifie pas être sur le bon chemin » « La clairvoyance, ce n’est pas voir les choses telles qu’elles sont, mais telles qu’elles seront »

83 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

9.3

LE SYMBOLE DE LA FLEUR DE VIE

Figure 39 : Symbole de la fleur de vie

La fleur de vie est une figure géométrique composée d'une juxtaposition de plusieurs cercles égaux, reliés centre-à-centre.

Cette figure est représentée dans plusieurs cultures :

Figure 41 : La Fleur de Vie dessinée en ocre rouge au temple d'Osiris à Abydos en Égypte.

Figure 40 : la fleur de vie étudiée par Leonard de Vinci pour les propriétés mathématiques.

Figure 42 : La fleur de vie, héritage de la Mésopotamie, en Turquie

84 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

La fleur de vie est considérée comme une Géométrie sacrée, modèle de base de l'existence. En étudiant la nature de cette forme, on cherche à comprendre les lois scientifiques, philosophiques, psychologiques, esthétiques et mystiques de l'univers. La fleur de vie est aussi le symbole de notre écosystème. Chaque sphère étant reliée entre elle, formant une sphère comme un tout. Une façon de comprendre que nous sommes UN TOUT, constitué de plusieurs écosystèmes interdépendants. Une sphère en dehors de cet écosystème, coupé des liens avec les autres, ne constitue plus un écosystème puisqu’il n’est plus alimenté par les flux des autres écosystèmes. Nous pouvons faire l’analogie avec le monde de l’Homme qui se fragilise aujourd’hui car coupé de la nature et coupé des autres écosystèmes naturels.

ETAT ACTUEL : DISSOCIATION

OBJECTIF : SYMBIOSE

85 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

9.4

LES SERVICES ECOSYSTEMIQUES

Un écosystème est un ensemble d’organismes vivants qui coopèrent les uns avec les autres pour créer une stabilité, une durabilité, pour se perfectionner et progresser avec le temps. Cette coopération est caractérisée par des échanges de flux bénéfiques pour l’ensemble des organismes de l’écosystème. Ces échanges sont des services rendus pour les et les autres permettant le bon fonctionnement de l’ensemble. En 2000, « l’Evaluation des Ecosystèmes pour le Millénaire » (MEA)109 a été commandée par l’ONU pour évaluer les conséquences des modifications des écosystèmes dont dépend la survie des humains. Ce rapport, édité en 2005, vise à classer en 4 catégories110, les actions à mener pour préserver les écosystèmes et par conséquent celui des humains. En 2016, l’ONG, Wold Wildlife Fundle (WWF) propose une illustration simplifiée du classement des services écosystémiques au bénéfice des sociétés humaines, ci-dessous :

Figure 43 : Les services écosystémiques (MEA)

109

http://www.millenniumassessment.org/fr/History.html Rapport « Ecosystems and human well-being », synthesis, 2005, en lecture le site indiqué ci – dessus. http://www.millenniumassessment.org/documents/document.356.aspx.pdf 110

86 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Les services écosystémiques se composent de 4 catégories : -

Les services d’approvisionnement sont les produits issus des écosystèmes comme la nourriture, l’eau douce, les ressources comme les matières premières (matériaux) ou les médicaments.

Les

services

régulation

sont

les

avantages

bon

fonctionnement

des écosystèmes comme la régulation du climat, des inondations, de la pollinisation, du traitement des déchets ou du traitement des espaces malades ou nuisibles. -

Les services de soutien sont nécessaires au bon fonctionnement de la biosphère : les cycles biogéochimiques comme la photosynthèse, le cycle des nutriments et la formation des sols.

Les services culturels sont les relations homme-nature non matérielles d’ordres spirituelles, esthétiques, éducatives, nécessaires au bien-être de l’humain.

Ces 4 pivots sont à appliquer sont à appliquer aux différentes échelles de la ville, du quartier, d’un îlot, d’un habitat. En revanche selon le projet et son échelle, leur contenu sera adapté.

9.5

TRANSPOSITION : DES PRINCIPES DU VIVANT A L’ECOSYSTEME HUMAIN

9.5.1 1ère approche En reprenant chacun des principes du vivant établi par Janine Benyus (principes de durabilité, principes de l’écosystème, principes du vivant) et par les biologistes Hoagland et Dodson, je tente de rassembler les caractéristiques communes applicables à l’architecture. J’utilise un code couleur pour faciliter le repérage des éléments communs. Dans

premier

temps,

repère

catégories

communes

aux

principes :

Milieu Adaptabilité Limites Information Ressources Fonction Protection

87 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

LES PRINCIPES DE DURABILITE, Janine Benyus, 1997

PRINCIPES DE L’ECOSYSTEME INSPIRE DE LA FORET, Janine Benyus, 1997

La nature fonctionne à l’énergie solaire La nature n’utilise que l’énergie dont elle a besoin

Utiliser les déchets comme ressources Se diversifier et coopérer pour exploiter pleinement son environnement Utilise les matériaux avec parcimonie Capter et utiliser l’énergie avec efficacité Optimiser plus que maximiser Ne pas souiller son nid Ne pas épuiser les ressources : « modération » Se nourrir d’information : les leçons que nous en avons tirées. Se fournir localement Rester en équilibre avec la biosphère

La nature adapte la forme à la fonction La nature recycle tout La nature récompense la coopération La nature parie sur la diversité La nature valorise l’expertise locale La nature limite les excès de l’intérieur La nature transforme les limites en opportunité

LES 16 PRINCIPES DES VIVANTS D’HOAGLAND ET DODSON, 2001 La vie se développe du bas vers le haut Conception du vivant et des matériaux du plus petit vers le plus grands. De l’assemblage atomique vers les molécules… La vie s’assemble en chaîne L’ADN est la base de construction de tous les êtres vivants La vie a besoin d’un dedans et d’un dehors Un espace clos (membrane, écorce, coquille…) pour se protéger de l’extérieur La vie utilise peu de thèmes pour générer de multiples variations. « A partir de quelques notes, la nature créée de nombreuses symphonies ». La diversité nait d’une simple division de cellule : cellules concentriques (arbres), spirales (pomme de pin), ramification (vaisseaux sanguins) , symétrie radiale (rose), symétrie bilatérales (visage) La vie s’organise grâce à l’information L’information est contenue dans l’ADN La vie encourage la diversité en redistribuant l’information Echange d’information par injections croisées entre bactéries et par combinaison des informations contenues dans les gênes des cellules maternelles et paternelles. La vie créée à partir d’erreur Une ouverture pour s’adapter dans un nouvel environnement La vie naît de l’eau Substance de base pour la toute les réactions chimiques pour la conception. La vie se nourrit de sucre La photosynthèse permet de d’enfermer l’énergie solaire dans les liaisons entre les atomes de carbone. Les molécules sont fermées de sucre (glucose essentiellement). La vie perdure grâce aux rotations de matière A l’exception de l’émaille des dents et l’os dont le turn-over est de 10%, , chaque jour 7% des molécules sont recyclées et en deux semaines 100% des cellules sont recyclées. Les liens qui unissent les molécules du vivant sont labiles111. Pour éviter l’effondrement de ces structures éphémères, les organismes démantèlent en permanence. La vie tend à optimiser plutôt qu’à maximiser. Optimisation liée à la multifonctionnalité La vie est opportuniste Assimilation rapide des cadavres par l’écosystème La vie est compétitive sur un socle de coopération La relation proie-prédateur se transforme en symbiose au niveau collectif. (Les lions tuent les gnous malades ce qui favorise la reproduction des espèces de gnous les plus fortes.)

La vie est interconnectée et interdépendante Co-évolution La vie fonctionne par cycle Ce qui permet de s’autoréguler et d’apprivoiser les imprévus et de procéder à un ajustement et permet l’émergence des organismes complexes et des écosystèmes. La vie recycle tout ce qu’elle utilise Possible grâce à la biodiversité. Le déchet produit un organisme devient la matière première pour un autre

111

Labile : se dit de ce qui est fragile, peu stable. Terme utilisé en chimie pour qualifier des composés. Susceptible de subir des modifications. Larousse. 88 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

LES 6 PRINCIPES DU VIVANT SELON BIOMIMICRY3.8 « La vie créée des conditions favorables à la vie » Evoluer pour survivre : Copier les stratégies qui fonctionnent Intégrer l’inattendue Réorganiser les informations Utiliser efficacement les ressources : Utiliser le design fonctionnel Utiliser les procédés économes en énergie Recycler tous les matériaux Adapter la forme à la fonction S’adapter au changement de conditions : Préserver l’équilibre par auto-régénération Renforcer la résilience par la variation, les duplications la décentralisation Inclure la diversité Unir développement et croissance : Combiner composant modulaire et emboités Construire de la base vers le haut « botton-up » S’auto-organiser Etre branché sur son milieu et réactif :

Utiliser une énergie et des matériaux facilement accessibles Cultiver les relations de coopérations Investir dans les processus cyclique Utiliser les boucles de rétroaction Utiliser une chimie respectueuse du vivant : Construire à bon escient en utilisant peu d’élément décomposer les produits en éléments inoffensifs Pratiquer la chimie de l’eau Tableau 7 : Les principes du vivant

Dans le tableau ci-après, je propose de faire une traduction de ces caractéristiques de vie pour une application vers l’architecture et l’organisation urbaine en respectant l’esprit des principes de Janine Benyus et d’Hoagland et Dodson. Ces 7 caractéristiques sont la base pour établir un outil, une forme de support, ou les fondements d’une charte pour appliquer les principes du vivant dans le domaine de l’architecture et de l’urbanisme. Chaque catégorie doit être adaptée au milieu, c'est-à-dire au climat, à la topologie, à la faune/flore, aux expertises locales, à l’organisation et à la culture locale. Les niveaux d’applications dépendent des 3 échelles ou 3 écosystèmes : milieu, bâtiment, programmation. La partie application de ce tableau sera complétée au fur et à mesure de l’avancement sur le projet de l’entrepôt Ney pour constituer un « catalogue-charte » applicable et adaptable à d’autres projets.

Catégories

Explication

Milieu

 Utiliser l’expertise locale  Utiliser l’énergie locale  Utiliser les ressources locales  Faire avec les éléments disponibles sur place  Le lien avec la localité permet de coopérer facilement, partager

Adaptabilité

 Modularité  Souplesse  Capacité de résilience  Biodiversité  La diversité permet l’adaptabilité  Diversité des interdépendances (éviter les effets des la dépendance)

Limite

 Protection  Effet lisière : importance de la bordure  Porosité  opportunité  Optimise les déplacements et la connaissance du milieu

Application (différencier les échelles) : milieu/bâtiment/programme Analyse factuelle et sensible du milieu :  Quel est l’identité du territoire?  Quels sont les expertises locales?  Les projets à venir ?  Quel est le climat, topologie, transport, accessibilité, tissu urbain… ?  Quelles sont les ressources naturelles : eau (nappe phréatique, pluie) Solaire, vent, géothermie.  Quelles sont les ressources matérielles et immatérielles transformables en énergie ou en consommable ?  Quels sont les liens de proximité à créer avec les services culturels, économiques et politiques ? Impact au niveau du bâtiment :  Quelles sont les entrées et les sorties ? (énergies, ressources, déchets) Impact au niveau de la programmation :  Quels usages qui puissent être en lien avec le milieu ?  Quelles interrelations entre les usages ? Au niveau du milieu :  Favoriser la diversité : sociale, économique, loisir, végétal et animal, transports, ressources, énergies.

Mots clef Partager Diversifier Optimiser

Diversifier Optimiser

Impact au niveau du bâtiment :  Au niveau des entrées : multiplicité des ressources, énergies, des échanges avec le milieu, des interdépendances. Au niveau de la programmation :  Modularité des espaces  Espace démontable / transformable  Diversification des usages et des services fournis : sociale/bureaux/loisir/commerces/logements… Au niveau du milieu  Définir les différentes échelles bâtiment/îlot/quartier/limites administrative non administratives : Délimitation des milieux pour faciliter les analyses des écosystèmes et de leurs échanges Impact au niveau du bâtiment :  Définir les différents programmes comme des écosystèmes  Définir les liens entre eux  Schéma fonctionnel Au niveau de la programmation :  Définir les différents usages comme des écosystèmes  Définir les liens entre eux  Schéma fonctionnel

Optimiser

90 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Information

 « Bottom-up »  Organisation circulaire  Décentralisation  Information pour faciliter les échanges de ressources et d’énergies  Du micro au macro  Communiquer pour partager, coopérer, collaborer, s’adapter  Organisation circulaire et non linéaire

Ressources

 Il s’agit des ressources transformables ou non en énergie  Utiliser les énergies locales  Utiliser les ressources locales  Les recycler, les partager

fonction

 La fonction détermine la forme  Fonctionnalisme

Protection de l’environnement naturel

 Absorbions du Co2  Génère de l’oxygène  Biodiversité de la faune/flore  Lutter contre les ilots des chaleurs

Au niveau du milieu  Smart city : partage d’information, d’énergies et de ressources  Faciliter les circulations Impact au niveau du bâtiment :  Faciliter les circulations, les échanges entre les programmes  Circulation non limitative/non séparative Au niveau de la programmation :  Faciliter les circulations, les échanges entre les usages  Les circulations intégrées dans les espaces comme lieu d’échanges /lien  Bureaux : espace ouvert /semi ouvert  Logement : circularité des espaces Au niveau du milieu  Partage d’énergie : réseau urbain  Réutilisation des matériaux : chantier à proximité,  Utilisation de Matériaux recyclables Impact au niveau du bâtiment : Energies :  Récupérer/transformer l’énergie produite par le bâtiment et les usages Ressources :  Construire avec des matériaux recyclés  Construire avec les matériaux recyclables : établir un cahier des charges : description des matériaux et de son potentiel de r é-emploi) Au niveau de la programmation :  Intégrer dans la programmation le recyclage les déchets : influence sur les modes de vie et /ou de travailler, nouveaux lieux Au niveau du milieu  La fonction détermine la forme  La forme de la limite Impact au niveau du bâtiment :  Utilisation optimale des matériaux  Tout a une fonction.  Visibilité des fonctions  Eviter le gaspillage des matériaux Au niveau de la programmation :  Pragmatique  Schéma fonctionnel  Liaison fonctionnelle Au niveau du milieu  Végétaliser  Limiter les transports polluants d’où l’importance des échanges locaux et de la question des échelles  Favoriser la circulation douce Impact au niveau du bâtiment :  Intégrer l’analyse du cycle de vie pour les matériaux utilisés  Végétaliser : façade, intérieur, toiture Au niveau de la programmation :  Intégrer dans les usages une charte de bonne conduite pour la protection de l’environnement

Partager Optimiser

Partager Recycler Optimiser Diversifier

Optimiser

Végétaliser Diversifier

Tableau 8 : Synthèse des principes du vivant

91 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

9.5.2 2ème approche Cette deuxième approche consiste à réduire le nombre de caractéristiques communes aux principes de vies à 3 afin de faciliter la mise en application. Il en ressort donc des éléments « VISIBLES » ou « MATERIELS » : le QUOI Trois axes qui sont : les formes, les ressources et les usages. Au centre du cercle, la « protection de l’environnement » représente l’éthique, la ligne rouge à tenir pour chacun des axes.

Quelques soient les échelles (milieu, bâtiment, programme), l’élément « Forme » concerne :    

les matériaux : lien forme-fonctionnalité-optimisation-matériaux les écosystèmes : il est question ici des limites, des circonférences, de la forme des écosystèmes, l’influence des écosystèmes sur la forme les énergies et les ressources dont la gestion impact la forme du bâtiment les usages, la programmation dont les fonctionnalités et les liens fonctionnels agissent sur la forme.

Ensuite il s’agit de savoir comment sont traités ces 3 éléments : le COMMENT, c'est-à-dire : les orientations CONCEPTUELLES

92 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

FONCTIONNEL : Ce qui existe par le besoin. La forme renvoie à l’importance des fonctionnalités dans la nature dans le seul but d’optimiser. Tout à une raison précise, toute forme est née de sa fonction.

MUTABLE

CIRCULAIRE : La gestion des ressources est circulaire dans la nature. Principe de base avec les entrées et les sorties pour chaque organisme. Des sorties qui se transforment en entrée pour d’autres… principe du fonctionnement des écosystèmes. MUTABLE Les usages (que cela soit au niveau du milieu, des ressources, des programmes) doivent pouvoir de diversifier et s’adapter facilement à toute évolution imposée. C’est ainsi reprendre le modèle de résilience de la Nature. S’adapter à tout événement nécessite une faculté de transformation rapide, être mutable.

Avec le QUOI et le COMMENT, on comprend le POURQUOI Ainsi : Le projet fonctionnel pour OPTIMISER Un projet circulaire pour EQUILIBRER Un projet mutable pour S’ADAPTER L’ensemble ayant un même objectif : LA PROTECTION DE L’ENVIRONNEMENT.

MUTABLE

Figure 44 : Les 3 axes du principe du vivant, approche personnelle

93 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Le tableau ci-après tente de référencer les applications concrètes des 3 axes identifiés (fonctionnel, circulaire, mixte) en distinguant les 3 écosystèmes (milieu, bâtiment, programme) :

ECOSYSTEMES MILIEU Préalable : analyse factuelle et sensible du milieu

BATIMENT

PROGRAMMATION

FONCTIONNEL  Quelle sont les échelles ?  Où se situent les bordures ?  Comment fonctionne le milieu ? identité ? analyse factuelle et sensible  Quels projets urbains ?

 Utilisation optimale des matériaux  Tout à une fonction.  Visibilité des fonctions

 Lien fonctionnel des programmes et interprogrammes  Pragmatisme  Schéma fonctionnel  Liaison fonctionnelle

CIRCULAIRE

MUTABLE

 Quel est le climat, topologie, transport, accessibilité, tissu urbain… ?  Quelles sont les ressources matérielles et immatérielles transformables en énergie ou en consommable ?  Quels sont les liens de proximité à créer avec les services culturels, économiques, politiques ?  Intégrer les technologies pour le contrôle et le partages des énergies.  Quelles sont les entrées et les sorties ? (énergies, ressources, matériels, déchets)  Récupérer/transformer l’énergie produite par le bâtiment et les usages  Construire avec des matériaux recyclés  Construire avec les matériaux recyclables : établir un cahier des charges : description des matériaux et de son potentiel de r é-emploi  Faciliter les circulations (non limitative/non séparative), les échanges entre les programmes  Quels usages en lien avec le milieu ?  Quelles interrelations entre les usages ?  Les circulations intégrées dans les espaces comme lieu d’échanges /lien

 Favoriser la diversité : sociale, économique, loisir, transports  Favoriser la biodiversité  Favoriser l’utilisation de plusieurs type de ressources / énergies

 Au niveau des entrées : multiplicité des ressources, énergies, des échanges avec le milieu, des interdépendances.

 Modularité des espaces : démontable, transformable  Diversification des usages et des services fournis : sociale, bureaux, loisir, commerces, logements…

Tableau 9 : Les 3 axes des principes du vivant

94 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

10 APPLICATION

Les principes à appliquer sont détaillés dans le chapitre 9.5.2. Ils constituent la trame de travail sur le site choisi, en prenant en compte les 3 échelles (cf. tableau 9) : -

Milieu, Bâtiment Programmation,

10.1 SITE CHOISI : LES ENTREPÔTS NEY

Le site choisi pour la mise en application de l’approche écosystémique est le site des entrepôts Ney, situé à Paris 18. Sa localisation dans un territoire fortement dynamique, sa modularité imputable à sa structure béton en portique, sa connexion aux réseaux routiers et ferroviaires, présentent des avantages pour une reconversion connectée à son environnement.

95 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

10.1.1 Localisation Adresse : 1-15 boulevard Ney, 75018 Paris

96 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole SpĂŠciale dâ&#x20AC;&#x2122;Architecture _2019

10.1.2 Photos

Façade sud

Façade Nord

97 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Toiture-parking de l’Entrepôt Ney

Accès Est

Accès Ouest

Façade Sud

Vue direction Est Boulevard Ney Façade Nord

Vue direction Ouest Boulevard Ney Façade Nord

98 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

10.1.3 Identité Propriétaire

SEM GEODIS (filiale de la SNCF)

Références cadastrales

CT 07, CU 24, CV 56

Surface totale des parcelles

42 665 m²

Dimension du bâtiment

    

Hauteur : 34 m Longueur : 500 m Largeur max : 90 m Surface toiture : 39 600 m² Surface totale : 120 000 m²

Construction existante

    

Construction : 1976 Architecte : Marcel Forest Structure : poteaux –poutres en Béton. Charge au sol : 5t/m² Côté nord : R+6 à usage de bureaux, donnant sur le boulevard Ney Côté sud : R+3 à usage d’entrepôt, décalé d’un niveau par rapport au boulevard Ney, donnant sur les voies ferrées désaffectées. En sous-sol, et sur toute la longueur du bâtiment : passage de la petite ceinture verte La totalité du toit est utilisé en parking Quai de déchargement Le côté sud du bâtiment est uniquement accessible en véhicule



    Occupation actuelle

 Le site reçoit des activités d’archivages, de stockages, de réserves pour des musées et de logistique et des services (côté bureaux) du domaine de la logistique, du transport et petites industries d’imprimerie.  41 locataires dont les sociétés : Une pièce en plus, Amazone , DHL, CEDEO (sanitaire, chauffage, plomberie), Société d’exploitation de chauffage (SEC –Energie) plateforme du bâtiment, Réserve du Centre national d’art et de culture Georges Pompidou, SPEEDY, CIEC, Douanes de Paris, Société Nouvelle Elysées sécurité, Imnet (maintenance informatique), Impacts computeurs, société de déménagement, Cinémathèque Française, société d’import exports, Zippo, entreprise de nettoyage, Société des entrepôts des maréchaux, Point P, Interfas (réalisation, impression d’étiquette), Sérigraphie industrielle, société de transport routier, agence Chronopost, société de logistique…

99 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

10.1 ELEMENTS DE LANGAGE

Traiter une restructuration comme un organisme en décomposition et en re-création, qui devient un écosystème à part entière et en symbiose avec son milieu ; le temps agissant sur sa transformation. Le temps… La transformation de l’entrepôt se fera donc en plusieurs étapes. Seule la première tranche sera détaillée sur une partie du bâtiment. Le reste du bâtiment sera désaffecté pour laisser libre cours à toute possibilité d’investigation du lieu. « Le vide est tout puissant parce qu’il peut tout contenir » Charlotte Perriand La nature inspirante … Les principes appliqués pour la conception du projet respecteront ceux de la nature notamment les principes de durabilité et ceux de l’écosystème d’une forêt, tels que définis par Janine Benyus.

100 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

10.2 ANALYSE DU MILIEU

10.2.1 Contexte urbain Le bâtiment des Entrepôts Ney est situé dans le Nord Est de Paris, à l’intersection des projets de Seine-Saint-Denis en vue des JO 2024 et des projets du Paris Nord Est Elargi. Le bâtiment s’impose le long du boulevard Ney comme un bloc infranchissable, entre le projet de la gare des fillettes, une résidence de logements sur la partie Nord et le projet de la Chapelle Charbon au Sud. Condorcet 20 000 m² 4 000 étudiants

Gare des fillettes/des mines Logement Commerce Bureaux, incubateurs

Mac Donald 167 000 m² Commerces 1148 logements 17000 m² d’équipements publics (Crèche, collège, gymnase, bibliothèques) Bureaux, incubateurs, hôtel d’entreprises

Résidence de logements

Entrepôt Ney

Chapelle international Gymnase Crêche MPAA Ferme urbaine 900 logements 33 000 m² de bureaux 45 000 m² de logistique 8000m² de Soho

Chapelle Charbon 69000 m² de logements 42 000m²de bureaux 13 000 m² de commerce Hôtel d’entreprises 4300m² d’équipements publics (groupe scolaire) Parc public de 7 ha

Hebert 50 000 m² de logements 40 000m² de bureaux 10 000 m² de commerces, activités, logistique Crèche 4000 m² Centre de formation

Triangle évangile 34 000 m² : Auberge de jeunesse de 230 lits Hôtels de 129 loft Résidence étudiante Centre sportif Living lab Anti café-coworking Restauration

Cap 18 Logements Commerces

Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

101

Intersection entre les projets de Seine Saint-Denis et du Paris Nord Est Elargi

edz

carte

Source : Leclercq et associés

102 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Projection du secteur avec l’emprise au sol des projets et le parcours du CDG express

Emplacement du CDG Express et des parcs à venir

103 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

10.2.2 Contexte paysager A

A’

Cap 18

Immeuble de bureaux –

Entrepôts Ney

La Chapelle Charbon

Friche de voies ferrées, végétation sauvage Actuellement en travaux pour projet de la Chapelle Charbon. Non accessible.

Tunnel de la ceinture verte désaffecté

Boulevard Ney

1 2 3

4 53 1

Logements

Résidence de logements sociaux 1930

Toiture : utilisé en parking 1 Trottoir 2 Piste cyclable 3 Parkings 4 Voie tramway 5 Voie routière

Coupe AA’

Le bâtiment des Entrepôts Ney, 500 m de long, sans aucun passage possible entre le boulevard Ney et la Chapelle Charbon, est un site enclave. Par sa longueur et sa hauteur, l’entrepôt Ney marque fortement son territoire par sa présence. Il est visible depuis plusieurs rues du quartier sud comme le montre les schémas et dessins ci-dessous :

2 1

4 1

104 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

1-Vue de la rue des Fillettes

2-Vue de la rue de la Croix Moreau

3-Vue de la rue Tchaikovski/ rue Tristan Tsara

105 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

4-Vue de la rue Moussorgsky

5- Vue début de la rue Tchaïkovski

L’omniprésence des Entrepôts Ney provoque une sensation d’enfermement. Un mur imposant bouchant les perspectives du quartier de la Chapelle Charbon.

106 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

10.2.3 Les ressources et les énergies disponibles L’Ecosystème, n’inclut pas uniquement le milieu naturel, il inclut le milieu artificiel construit par l’Homme. C’est aussi faire avec notre nature, faire avec les systèmes, faire avec les flux, faire avec nos modes de vie. SOLEIL Cadastre solaire

107 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

GEOTHERMIE ET RESEAUX DE CHALEUR URBAINS

EAU

PLUVIOMETRIE PARIS IDF : en moyenne 637 mm/an (sur 1m²)

108 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

10.2.4 Végétation

10.2.5 Circulation douce

109 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

10.2.6 Ecoles et commerces

Ecoles et zones sensibles

Commerces

110 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole SpĂŠciale dâ&#x20AC;&#x2122;Architecture _2019

10.2.7 Les matériaux et terre de chantier recyclables

Recyclage potentiel de matériaux de chantier (existant)

111 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

10.3 ANALYSE ARCHITECTURALE

10.3.1 Elévations

Elévation façade Sud

10.3.2 Structure

Emplacement joints de dilatation

Poutres de soutènement (voies de circulation côté sud)

Le bâtiment est composé de 7 blocs de structure identique.

112 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

10.3.3 Plans

113 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole SpĂŠciale dâ&#x20AC;&#x2122;Architecture _2019

10.3.4 Vues 3D de la structure Dans le respect des principes de durabilité de la nature, la structure sera conservée. Les programmes tireront partie de la structure et s’insèreront dans « l’organisme » existant : la nature fait avec ce qui se trouve sur place.

Structure vue façade Sud

Structure vue façade Nord

114 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Zoom sur deux blocs

Structure vue façade Nord

Structure vue façade Sud (zoom sur 2 blocs)

Structure vue du dessous

115 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

10.1 IDENTIFICATION DES ECOSYSTEMES PROGRAMMATIQUES

Il s’agit de présenter sur cette carte les principales destinations existantes et à venir (celles des projets identifiés plus haut). A partir de la première carte, les écosystèmes programmatiques sont identifiés dans la seconde carte.

Les limites des chaque écosystème sont les zones d’échanges possibles. Comment créer du lien entre chaque écosystème sur les zones limitatives ?

116 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

10.2 DEFINITION DE LA PROGRAMMATION

10.2.1 Emplacement de la faille

Il s’agira en premier lieu de savoir où créer du lien entre les quartiers Nord et Sud pour permettre une perméabilité et faire communiquer les écosystèmes.

117 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

L’emplacement de la voie aérienne du CDG Express détermine l’emplacement de la circulation entre le quartier Nord et le quartier Sud. Le schéma ci-dessous indique l’emplacement de l’intervention traversant les Entrepôts Ney ainsi que le parcours des piétons une fois la faille créée, de la gare des fillettes jusqu’au square du nouveau quartier Hebert ou de la Chapelle international.

Les flux traversant et emplacement de la faille

Emplacement de la faille

Emplacement de la faille, vue façade Nord 118 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

10.2.2 Les échanges ressources-énergies Afin de déterminer le programme, il est fait l’analyse des ressources et des impacts sur le bâtiment.

Les codes couleurs sont appliqués sur la structure pour placer les programmes en fonction des expositions.

119 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Programmes, exposition solaire, ressources et énergies disponibles sont liés par des services écosystèmiques. La réprésentation ci-dessous montre des échanges de services possibles112 sur le site des Entrepôts Ney entre la biosphère et un programme constitué de logements, bureaux, recyclerie et data center.

A noter que l’ensemble des services écosystèmiques possibles n’est pas représenté. Ils seront complétés pour le rendu final du projet. 112

120 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

10.2.3 Les besoins des écosystèmes Afin de définir la programmation, il est pris en compte l’ecosystème humain et l’écosystème de la biosphère. Chaque écosystème a ses propres besoins, ses déchets et ses ressources, ci-après représentés :

121 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

La programmation sur l’ensemble du site pourrait ainsi être constituée de :

10.2.4 Programmation appliquée autour de la faille Les programmes choisis et leur emplacement autour de la première faille sont les suivants :

théâtre

Le data center sera à énergie positive (notamment réutilisation de la chaleur fatale à destination de son environnement)

L’élément remarquable des Entrepôts sera conservé : l’axe routier le long de la façade Sud sera transformé en circulation douce – jardins suspendus 122 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Plans et coupes de principe :

a’

Coupe aa’ programmatique

Coupe aa’ programmatique avec structure existante

Emplacement des panneaux photovoltaïques

Autres codes couleurs : légendes représentions précédentes

Passerelles

b’

Coupe bb’ programmatique

Coupe bb’ programmatique avec structure existante

123 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

c’

Coupe cc’ programmatique

Coupe bb’ programmatique avec structure existante

Volumétrie des programmes :

Représentation des volumes uniquement, sans la structure des entrepôts pour une meilleure visibilité des emplacements des programmes. De la structure d’origine, seuls sont apparants les monte-charges alignés au centre de l’espace et l’axe routier le long de la façade Sud utilisé pour les jardins suspendus.

124 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

10.3 EXTRAITS DES RENDUS DE SOUTENANCE

125 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

126 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole SpĂŠciale dâ&#x20AC;&#x2122;Architecture _2019

127 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole SpĂŠciale dâ&#x20AC;&#x2122;Architecture _2019

128 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole SpĂŠciale dâ&#x20AC;&#x2122;Architecture _2019

129 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole SpĂŠciale dâ&#x20AC;&#x2122;Architecture _2019

11 CONCLUSION DE L’APPLICATION En transposant les principes de fonctionnement des écosystèmes naturels, la réhabilitation des Entrepôts Ney doit être pensée tel un organisme vivant en transformation pour faire naître un nouvel écosystème. Il ne s’agit plus de construire un bâtiment autonome mais de créer une interdépendance ou une forme de réciprocité profitable entre l’architecture, l’humain, la ville et la biosphère : une symbiose. Ce mode de pensée implique une nouvelle attitude face à la conception prenant en compte plusieurs disciplines et dépassant l’échelle du bâtiment.

Application : Intérieur des Entrepôts Ney (rendu de soutenance)

130 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Application : Extérieur des Entrepôts Ney (rendu de soutenance)

131 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

12 BIBLIOGRAPHIE ABERKANE Idriss, “L’âge de la connaissance, traité d’écologie positive”, éd. Robert Laffont, 2016 AGKATIHIS Asterios, « Biomorphic Structures », éd Laurence King, 2017 ANTONIOLI Manola, sous la direction de, «Biomimétisme, science, design et architecture», éd. Loco, 2017 BENYUS Janine M, «Biomimétisme, quand la nature inspire des innovations durables » 1998, éd. L’écopoche, 2017 CHAPELLE Gauthier, ”Le vivant comme modèle”, Ed. Albin Michel, 2015 CLEMENT Gilles, « Toujours la vie invente », éd. Locus Solus, 2017 DELEUZE Gilles et GUATTARI Félix, « Capitalisme et schizophrénie » t.2 Mille plateaux D’ARCY THOMSON, « Forme et croissance », éd.Seuil, 1994 GAUZIN-MULLER Dominique, CONTAL Marie-Hélène, LECOEUR Christelle, « Habiter écologique : Quelles architectures pour une ville durable ? », éd. Actes Sud, 2009 HOLMGREN David, «Permaculture,principes et pistes d’actions pour un mode de vie soutenable », éd. L’écopoche, 2014, traduction de l’ouvrage originale publié en 2002 KARSANTI Eric et DI MEO Dino, TARA OCEANS, « Chroniques d’une expérience scientifiques », éd. Actes sud/Tara expéditions, 2012 KAPSALI Véronika, « Le Grand livre du biomimétisme, s’inspirer de la nature pour inventer demain », éd. Dunod, 2016 REGNAUD Hervé, « Les concepts de Gilles DELEUZE et Félix GUATTARI géographes », chimères 2012/1 n°76, p195-204

et l’espace des

RIFKIN Jérémy, essayiste américain, « La troisième révolution industrielle », éd. Actes Sud, 2013, traduction de l’original en Anglais, édité en 2011 SCHUITEN Luc, «Végétal city », éd. Mardaga, 2009 VAN BERTALANFFY Ludwig, « Théorie générale des systèmes », 2012, éd. Dunod, traduit par Jean-Benoît Chabrol, édition originale de 1968 VITRUVE, « Les dix livres d’architecture de Vitruve », livre III, planche VI, éd. Tardieu et Cousin, Paris, 1837 YOUNÈS Chris, sous la direction de, « Ville contre-nature, philosophie et architecture », éd. La découverte, 1990

132 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Articles – Rapports :

BŒUF Gilles, « Biomimétisme et bio-inspiration », Vraiment durable, 2014/1 (n° 5/ 6), p. 43-55. DOI: 10.3917/vdur.005.0043. URL : https://www.cairn.info/revue-vraiment-durable-2014-1-page43.htm CEEBIOS, « Habitat bio-inspiré » et « Etat des lieux du biomimétisme en France », 2018. CGDD (Commissariat général au développement durable), «Etude sur la contribution du biomimétisme à la transition vers une économie verte en France : état des lieux, potentiel, leviers », rapport n°72, octobre 2012, accessible sur http://www.side.developpementdurable.gouv.fr CHAYAAMOR Natacha-Heil, François Guéna, Nazila Hannachi-Belkadi, « Biomimétisme en architecture : Etat, méthode et outils », 2018 CHEKCHAK Tarik, Lapp Karim, « Biomimétisme, la nécessaire resynchronisation de l'économie avec le vivant », Ecologie & politique, 2011/3 (N° 43), p. 159-166. DOI : 10.3917/ecopo.043.0159. URL : https://www.cairn.info/revue-ecologie-et-politique1-2011-3-page-159.htm DICKS Henry, « De la ville anthropomimétique à la ville biomimétique : les eaux usées, sales et impures dans le nouvel imaginaire de la ville forêt. L’Usé, Le Sale, l’Impur : Rationalités, Usages Et Imaginaires De l’Eau », Ed. C. Nou, C. Harpet, J.-P. Pierron, H. Dicks, Editions EME, 2015. En lecture sur le site : https://www.academia.edu/18920773/De_la_ville_anthropomim%C3%A9tique_%C3%A0_la_ville_ biomim%C3%A9tique_les_eaux_us%C3%A9es_sales_et_impures_dans_le_nouvel_imaginaire_de_l a_ville_for%C3%AAt FEENBERG Andrew, « L'anthropologie et la question de la Nature. Réflexions sur L'Écologie des autres, de Philippe Descola », Revue du MAUSS, 2013/2 (n° 42), p. 105-118. DOI : 10.3917/rdm.042.0105. GODFRAIN Marie, «L'architecture vernaculaire, quand l'habitat se fond dans son environnement», article publié le 24 janvier 2014 sur : https://www.lemonde.fr/m-actu/article/2014/01/24/retouraux-sources_4353074_4497186.html MILLENIUM ECOSYSTEME ASSESSEMENT, «Rapport de synthèse de l’Évaluation des Écosystèmes pour le Millénaire», 2005, en lecture sur le site : http://www.millenniumassessment.org/documents/document.356.aspx.pdf ZARI Maibritt Pederson, « Ecosystem services analysis for the design of regenerative urban built environments», submitted by the Victoria University of Wellington in fulfilment of the requirement for the degree of Doctor of Philosophy, 2012

133 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019

Conférences - MOOC MORIN Edgar, « L'avenir de la décision : connaître et agir en complexité », 2015, MOOC sur le site Coursera. CRUZ Estelle et TARIK Chekchak, « Biomimétisme», conférence à l’Ecole Spéciale d’Architecture du 20 mars 2018, http://www.esa-paris.fr/spip.php?id_rubrique=81&page=rubrique&id_mot=88 RASKIN Kalina, « S’inpirer du vivant pour construire nos systèmes », TEDxVaugirardRaod, 2016, https://www.youtube.com/watch?v=jJKvPLLJ8T4&list=PLUKGKtACMnWmAasHRiwn08C3sGDHTF TJ. CHAPELLE Gauthier, « Le biomimétisme, pour nus réinsérer dans la biosphère », TEDxLiège, 2014, https://www.youtube.com/watch?v=a7lMNoWH2qs&list=PLUKGKtACMnWmAasHRiwn08C3sGD HTTFTJ&index=5 SCHUITEN Luc, «Le biomimétisme dans les villes de 2084 », TEDxENTPE, 2018, https://www.youtube.com/watch?v=35DJUOPL_sY&list=PLUKGKtACMnWmAasHRiwn08C3sGDH TTFTJ&index=30

Autres lectures recommandées : BRETON Cécile et THIERY Alain, «Biomimétisme, on n’a rien inventé. Des animaux qui inspirent la nature», éd. Les cavaliers bleus, 2017 MANCUSO Stefano et VIOLA Alexandra, «L’intelligence des plantes», éd. Albin Michel, 2017 KAMILI Lauren, « Biomimétisme et bio-inspiration : techniques, nouvelles éthiques ? », Techniques & Culture [Online], Varia, 2019 M. Meyer & P. Pitrou (dir.) Anthropologie de la vie et des nouvelles technologies, Online since 15 January 2019, connection on 01 May 2019. URL : http:// journals.openedition.org/tc/9299 WOHLLEBEN Peter, « La vie secrètes des arbres. Ce qu’ils ressentent, comment ils communiquent», éd. Les arènes, 2017 et «Le réseau secret de la nature, de l’influence des arbres sur les nuages et du ver de terre sur les sangliers», éd. Les arènes, 2019 MACDONOUGH William et BRAUNGART Michael, “Cradle to cradle, créer et recycler à l’infini », éd. Manifesto alternative, 2011 YOUNÈS Chris et PAQUOT Thierry, sous la direction de, « Philosophie, ville et architecture. La renaissance des quatre éléments », éd. La découverte, 1990

134 Carole Lillo_ Recherche-Projet_Master II_Ecole Spéciale d’Architecture _2019