Le biomimétisme : une architecture vivante by Laura Schermesser

BiomimĂŠtisme: une architecture vivante

mĂŠmoire de master 1 sous la direction de Sophie Paviol - juin 2014

LLe

- Laura Schermesser - ENSAG

photo de couverture: http://www.deviantart.com/

SOMMAIRE INTRODUCTION Partie 1: L e s f o n d e m e n t s d’une posture en accord avec la nature A- le rapport Homme/nature B- l a n a t u r e c o m m e s o u r c e d’inspiration partie II : B i o m i m é t i s m e : définition et enjeux 4

A- la génèse du biomimétisme a/ définition du biomimétisme b/ apprendre à regarder, percevoir, l’intelligence des formes de la nature

B-une pensée écologique Partie III : le biomimétisme comme grille de lecture A- l a n a t u r e c o m m e r è g l e formelle et fonctionnelle

a/ la poétique des structures chez Calatrava:une référence animale b/ un projet topographique : le Rolex Learnig Center c/ les propriétés des êtres vivants utilisées par Frei Otto au stade olympique

B- les écosystèmes naturels: application aux systèmes humains a/ u n e v e n t i l a t i o n d i g n e d ’ u n e termitière à l’Eastgate Center b/ u n e u t o p i e r é a l i s é e : l ’ E d e n Project Biomes

C- l e b i o m i m é t i s m e : u n e architecture vivante a/ un immeuble qui pousse, Edouard François b/ un bâtiment qui respire, sue et se modifie : Harmonia 57

CONCLUSION BIBLIOGRAPHIE

INTRODUCTION

artons d’un constat actuel : nous souffrons d’une crise environnementale. Non pas qu’elle vienne seulement d’apparaître mais nous avons laissé s’installer un rapport à l’environnement et à ses ressources dévastateur. On ne peut désormais que s’alarmer de la fin des ressources naturelles fossiles, d’un réchauffement climatique dû à d’importantes émissions de gaz à effet de serre, à une déforestation, une désertification, une fonte des glaciers… toutes les espèces sont menacées, et le genre humain n’échappe pas à la règle. Le XXIème siècle est le temps de la prise de conscience écologique. Il a fait émerger des notions telles que le développement durable ou l’architecture raisonnée. Car l’enjeu est grand : que va-t-on laisser aux générations futures si nous ne changeons pas radicalement nos manières d’habiter ? En conséquence, cette crise profonde culpabilise l’homme qui n’a pas voulu interpréter les signaux et réalise désormais qu’il a eu une attitude dominatrice voire dévastatrice sur la nature. D’où un désir profond de se

reconnecter à son environnement, de retrouver une sorte de lien primitif. Cela se traduit dans les utopies imaginées par l’homme : un monde naturel, simple et sans règles. Le mythe du jardin originel : Adam et Eve au pays de l’Eden. Bien sûr la société a évolué, et il ne s’agit pas de retourner en arrière pour vivre et construire de manière ancrée dans la terre ; ni de s’enfermer dans le rêve merveilleux de l’homme vivant en symbiose parfaite avec la nature. Mais plutôt de concilier le XXIème siècle –société consumériste et technologique- avec la préservation des écosystèmes de manière à léguer quelque chose à nos enfants. Ou du moins une voie pour s’en sortir. Face à ces enjeux majeurs, nous allons étudier les réponses que peut apporter une nouvelle posture émergente: le biomimétisme. Cette discipline qui en est encore à ses débuts est basée sur le principe « d’imitation » de la nature. Par l’adaptation des principes et stratégies mises en place par les organismes vivants et les écosystèmes, elle propose une nouvelle manière de produire des biens et des services de manière durable, et de rendre les sociétés humaines à nouveau compatibles avec la biosphère. Nous verrons plus particulièrement comment le biomimétisme peut être appliqué à l’architecture : construire et habiter pas uniquement dans la nature mais avec elle. Le biomimétisme peut-il résoudre les enjeux du XXIème siècle ? A savoir deux crises : l’une environnementale et l’autre existentielle, celle de l’Homme dans son rapport perdu à la nature. Ainsi, après avoir déterminé les fondements du biomimétisme à partir du rapport de l’homme à la nature, nous définirons en quoi consiste concrètement cette méthode et quels sont ses enjeux pour l’architecture. Enfin, nous prendrons les différents niveaux de biomimétisme comme grille de lecture pour évaluer l’efficacité de la démarche dans plusieurs projets d’architecture.

Partie 1 : les fondements d’une posture en accord avec la nature Qu’est-ce que la Nature ? La nature est plus facile à définir par ses opposés : elle s’oppose d’abord à l’artificiel (artefact, produit par l’homme). Et elle s’oppose également à la culture. Elle est donc opposée à la société ; opposée à la ville. De plus c’est un concept philosophique : d’après 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 »1. Pour Aristote, la nature est « un secteur de l’élan » elle a donc un caractère spontané, celui de la croissance et de l’adaptabilité.

A- le rapport Homme/nature

Depuis le XVIIème siècle et la production industrielle, la pensée occidentale est en rupture avec le milieu naturel et l’homme a pris le risque d’entraîner dans sa perte son biotope. Aujourd’hui, une nouvelle hybridation des espaces urbains et naturels s’opère avec l’émergence d’une conscience écologique. Ainsi apparaissent de nouvelles notions : « éco-architecture, éco-aménagement… où la ville ne serait pas contre-nature mais où seraient reconsidérées les coexistences et les intégrations possibles »2. Le désir d’une « nouvelle alliance » de l’homme avec la nature s’exprime en même temps que le désir de l’intensité urbaine et de la transformation des modes de vie. Aujourd’hui on constate un grand intérêt pour le jardin car la nature est ce qui donne son sens à l’existence. En effet, pour les hommes, il y a un sentiment de nostalgie et de perte de la nature, dans ce monde de techno science - une modernité désenchantée. Ils ont le sentiment d’avoir perdu leur Autre, ou plutôt une part d’eux-mêmes. On peut dire qu’il y a un renouveau de la conscience que nous avons de nous-même et de la relation avec la nature : «nous redécouvrons notre affinité avec un monde horizontal naturel, préalable à la manifestation de notre existence, Photo: http://www.futura-sciences.com 1- p71 CHRIS YOUNÈS, Ville contre-nature, philosophie et

architecture, Éditions la Découverte, collection Armillaire 1999. 2- p8 CHRIS YOUNÈS, Ville contre-nature, philosophie et architecture, Éditions la Découverte, collection Armillaire 1999.

dont nous avons cessé de dépendre alors même que nous fournissions le projet d’en faire la conquête et de maîtriser aussi nos conditions de vie »3. Ainsi, la liberté aujourd’hui réside dans une réouverture au sens des choses accessibles par le va et vient entre le monde et la terre (la civilisation et la biosphère). Cela traduit le fantasme d’une nature vierge de l’homme dans un monde inhabitable (la figure emblématique de la nature); soit un paradoxe. Le jardin donc comme solution ou gage de qualité de vie. Ce manque de rapport à la nature physis prive l’être humain d’une part de son humanité. Il faut trouver un remède à la crise profonde de l’homme. Pour Nietzsche par exemple, ce serait créer dans la grande ville une place pour l’inhabité ; un désert où chacun peut se retirer. L’architecture, la géographie et le paysagisme sont au cœur de cette aspiration. Car « l’architecture se caractérise (…) par la médiation établie entre l’homme et la nature, opérant la genèse d’un monde habitable »4. Ainsi l’architecture doit être l’hybridation entre artefact (l’œuvre de l’homme) et physis (le milieu naturel ou site). En effet, les hommes, depuis leur apparition sur Terre, s’adaptent à leur environnement et habitent le territoire. Ainsi, depuis le mythe de la cabane primitive de Laugier qui semble avoir toujours existé, les hommes ont cherché à s’abriter, puis à s’installer en communautés. Le mythe s’illustre ainsi : “Quelques branches abattues dans la forêt sont les matériaux propres à son dessein. Il en choisit quatre des plus fortes, qu’il élève perpendiculairement et qu’il dispose en carré. Au-dessus, il en met quatre autres en travers ; et sur celles-ci, il en élève qui s’inclinent et qui se réunissent en pointe des deux côtés. Cette espèce de toit est couvert de feuilles assez serrées, pour que ni le soleil ni la pluie ne puissent y pénétrer ; et voilà l’homme logé.” 5 Cela illustre parfaitement le rapport de l’homme à la nature, dans sa manière d’habiter. Il puise dans les éléments 3- p178 CHRIS YOUNÈS, Ville contre-nature, philosophie et

architecture, Éditions la Découverte, collection Armillaire 1999. 4- p217 CHRIS YOUNÈS, Ville contre-nature, philosophie et architecture, Éditions la Découverte, collection Armillaire 1999. 5- p9 Marc-Antoine Laugier, Essai sur l’architecture, éditions Duchesne, Paris, 1755

présents dans la nature : des troncs prélevés certainement dans une forêt voisine, et des feuilles pour s’abriter des éléments extérieurs. Ce qui montre la capacité de l’homme à construire à partir et en harmonie avec la nature, d’une manière presque intuitive. Ainsi, pour s’établir sur un site naturel, les hommes ont petit à petit projeté arbitrairement un viaire, un parcellaire et l’emplacement du bâti en fonction du lieu où ils se trouvaient. Des premiers établissements par les premiers hommes en passant par les traités d’architecture de Vitruve ou Alberti imposant l’harmonie et calibrant la ville idéale, le territoire a été façonné par de nombreux hommes, architectes ou non, qui ont toutefois donné lieu aux villes que nous connaissons aujourd’hui.

B- l a n a t u r e c o m m e s o u r c e d’inspiration Dans les temps anciens, la nature suscitait un respect mêlé d’effroi. Mais avec les découvertes scientifiques et le profit des sociétés sur elle, la nature était maîtrisée, elle servait même au commerce. Au XIXème siècle, les artistes, écrivains… inquiets de l’énorme croissance industrielle en vinrent à idéaliser les civilisations passées en communion avec la nature. Puis ce fut le tour de l’idéal romantique de la nature. Lorsque l’on pense à la nature en architecture, c’est l’organique qui nous vient d’abord en tête. L’architecture organique, que l’on attribue à Wright, trouve son origine dans le mouvement Arts and Craft et Art Nouveau en Europe. Elle se répand aux USA par Richardson puis par Sullivan qui orna de motifs floraux des bâtiments fonctionnels. Et en Europe particulièrement à Bruxelles, par Victor Horta. Les bâtiments organiques permettraient à leurs Photo: http://www.deviantart.com/

occupants d’éprouver une sensation de bien être, d’être créatifs, stimulés, autonomes… alors que les bâtiments aux formes orthogonales conduiraient à penser de manière rationnelle, froide, et matérialiste d’après les architectes anthroposophes…

L’architecture organique donc d’après l’encyclopédie Universalis est « L’architecture dans laquelle l’espace socialement utilisé, dynamique, vécu détermine la configuration des pièces et de l’enveloppe qui les contient mérite la signification d’organique ; sera dite non organique, au contraire, toute architecture vouée essentiellement à l’élaboration de la boite de construction, du contenant, et peu soucieuse de faire porter ses efforts créateurs sur les creux, les contenus ». Ainsi s’opposent donc les architectures rationalistes et organiques. Aussi, « l’architecture classique part d’une forme statique et en subdivise l’intérieur ; l’architecture organique nait de l’intérieur et elle se déploie ; elle est formation plus que forme ; elle manifeste un processus de croissance, et fait exploser l’espace»6. L’architecture organique est donc caractérisée par la vie qui l’habite et la justifie. C’est une architecture qui évolue. On a tendance à définir l’architecture organique par des formes curvilignes, anormales, mais elle concerne plus les espaces que les volumes, dans le sens de la fluidité. Frank LLloyd Wright en donne une autre définition dans L’Avenir de l’architecture7 : l’architecture organique renvoie à l’entité, à l’intégral ou l’intrinsèque. Dans l’emploi particulier qu’en fait l’architecture, « organique » signifie que la partie est au tout comme le tout est à la partie. L’entité prise dans son intégralité est donc ce que signifie réellement le mot organique. Organique c’est à dire intrinsèque. En effet, pour Wright, l’architecture pour le monde moderne est d’une simplicité organique où la forme doit suivre la fonction. Cela s’oppose aux maisons ou « machines à habiter » proposées par le mouvement moderne 6- Encyclopédie Universalis

7- FRANK LLOYD WRIGHT (1953), L’Avenir de l’architecture, Éditions du Linteau, 2003. Photo: http://enkidoublog.com/2013/02/01/home-sweet-homela-maison-sur-la-cascade-architecte-frank-lloyd-wright/

où l’habitation est dépouillée, à l’image justement d’une machine. Face à l’agitation moderne, le seul recours est l’architecture organique qui a le sens de la structure et de la totalité. Par conséquent, Wright l’illustre dans les maisons de la prairie : des maisons à échelle humaine, ancrées sur le sol et non dedans. Ainsi, la maison usonienne telle que la voit Wright, est « la maison qui se faufile dans les lignes de force du terrain, et donc de la planète, souple, fluide, libre, adaptée à chaque site, à chaque personnalité, en symbiose avec la nature »8. Des « bâtiments sortis du sol dans la lumière »9, la beauté possible du progrès scientifique.

Par ailleurs, la maison sur la cascade est certainement son projet manifeste. Le projet est ancré dans le rocher qu’il prend pour soubassement, et se déploie en surplomb de la cascade du Bear Run selon un plan cruciforme qui tournoie autour de l’axe central de la cheminée. C’est un exemple d’intégration à son site et une prouesse technique . Wright est l’un des premiers écologistes ; il lutte pour réveiller ses contemporains et donner de la consistance à son rêve de vie avec la nature. C’est pourquoi, « dans toute bonne construction organique, il est difficile de dire où finit le jardin et où commence la maison (…) l’architecture organique déclare que nous sommes par nature des animaux épris du sol »10. Wright souhaite une architecture organique pour une société organique, empreinte de paix et de liberté! L’architecture organique, est une théorie qui peut rallier les masses contre l’urbanisme aseptisé contemporain, et la prise de conscience de la perte écologique qui pourrait engendrer la perte de l’homme. De même, poussée à l’extrême, elle se retrouve aussi dans l’architecture sans architectes. Une manière de construire en marge qui aspire à la démocratie, à l’expression du peuple. Elle est proche de l’humain. Cependant, l’architecture organique est-elle écologique ? Se soucie-t-elle de toutes les espèces ou principalement de l’influence des formes, de l’espace, des 8- p15 FRANK LLOYD WRIGHT (1953), L’Avenir de l’architecture, Éditions du Linteau, 2003. 9- p295 FRANK LLOYD WRIGHT (1953), L’Avenir de l’architecture, Éditions du Linteau, 2003. 10-p265 FRANK LLOYD WRIGHT (1953), L’Avenir de l’architecture, Éditions du Linteau, 2003.

couleurs, sur les êtres humains ? Un bâtiment écologique ne doit-il pas s’inscrire dans une perspective plus vaste…

La crise de l’homme qui ne se retrouve plus dans son environnement urbain, pollué, gris… se reflète dans les utopies : un désir profond de se reconnecter à la nature. Des utopies telles que celles de Luc Schuiten qui par son imaginaire naïf nous donne envie de croire à un monde plus vert, plus respectueux où l’homme et la nature vivent en harmonie. Ainsi, Luc Schuiten réfléchit en tant qu’architecte sur les formes possibles d’habitats et de fonctionnements urbains futuristes, dans la perspective d’une évolution durable, en stimulant l’imaginaire pour explorer des perspectives, des solutions ; pour innover. Il réfléchit non en termes de progrès (technique) mais en termes de croissance (naturelle). Il se base sur ce qu’il a nommé l’archiborescence. « une architecture qui utilise des matériaux de construction toutes formes d’organismes vivants inspirés du vivant »11. Il élabore des séquences de mutation, et intègre le futur à un espace urbain connu. Sa représentation sensible et temporelle est celle du vivant. Par l’imaginaire, l’architecte dessinateur métamorphose les villes grises du quotidien, et révèle un aspect caché de la réalité. Grâce à sa représentation graphique entre science fiction et art déco, Luc Schuiten nous propose les projets de diverses cités qui privilégient l’interaction entre l’homme et la Nature. Il propose une écologie alternative qui use des procédés biomimétiques mais qui tombe dans l’esthétisme et perd en crédibilité lorsqu’il plaque du végétal directement sur des façades. L’architecture peut avoir les propriétés de la nature sans en avoir la forme littérale.

11-LUC SCHUITEN, Vegetal city, Éditions Mardaga, 2009 Photo: Archiborescence.net

partie II : Biomimétisme : définition et enjeux

Hormis leur lien avec la nature en tant qu’environnement et leur volonté de s’y reconnecter, les termes d’organique et de biomimétique ont en commun la notion d’intrinsèque qui renvoie à ce qui lui est propre et à sa structure interne. C’est-à-dire, au fondamental de l’identité, du caractère… jusqu’au code génétique de l’ADN ou les séquences d’acides aminés constitutifs des matériaux, en biomimétique. Cependant, ce qui est organique est biomimétique, mais le biomimétisme va plus loin. Alors que l’architecture organique vise la symbiose avec la nature, soit une coexistence, le biomimétimse prend conscience d’appartenir à la biosphère, et veut recréer des systèmes à son image, en imitant la nature, et en retrouvant ses propriétés.

A- la génèse du biomimétisme 20

a/ définition du biomimétisme Le terme Biomimétisme aurait été inventé par Otto Schmidt au XXème siècle ; chercheur, ingénieur et inventeur américain. Et vulgarisé par Janine M.Benyus une scientifique américaine diplômée en gestion des ressources naturelles et qui s’intéresse au biomimétisme depuis 1998. Du grec bios et mimesis, c’est l’imitation de la vie. Janine M.Benyus 12 en donne trois clés à partir de la nature: 1 - la nature comme modèle. Le biomimétisme imite puis s’inspire des idées et procédés mis en place par la nature pour résoudre les problèmes humains. 2 - la nature comme étalon. Le biomimétisme utilise la

12- dans Biomimétisme, quand la nature inspire des innovations durables, Rue de l’échiquier, collection Initial(e)s DD, 2011. 13- p7 JANINE M.BENYUS (1998), Biomimétisme, quand la nature inspire des innovations durables, Rue de l’échiquier, collection Initial(e)s DD, 2011.

nature pour déterminer si les innovations sont bonnes ou mauvaises, par la sélection naturelle et les 3,8 milliards d’années d’évolution que la nature a connu. 3 - la nature comme maître : le biomimétisme n’est pas fondé sur ce que nous pouvons extraire du monde naturel, mais sur ce que nous pouvons en apprendre. Aujourd’hui, dans un contexte de changements climatiques, la notion de durabilité est primordiale. Il faut la réintroduire car nous en avons été détournés par l’industrie. Ainsi, « pour apprendre à vivre durablement en équilibre avec la terre, il suffit de regarder la nature derrière la fenêtre et de s’adresser aux anciens »13. C’est cette reconnexion à la nature que propose le biomimétisme. « Dans une société accoutumée à dominer ou à améliorer la nature, cette imitation est une approche radicalement nouvelle »14 cela induit de changer nos façons de cultiver, de fabriquer des matériaux, de produire de l’énergie, de se soigner, de gérer les entreprises… Dans la nature, ce qui a échoué est devenu fossile, donc ce qui nous entoure est le secret de la survie. Ceci n’est pas nouveau pour les indigènes : « ils savent que la nature, imaginative par nécessité, a déjà résolu les problèmes que nous nous efforçons de résoudre. Notre défi consiste à faire résonner tel un écho ces idées, qui ont résisté au temps, dans nos propres vies »15. Il y a trois niveaux du biomimétisme : le niveau de la forme, le niveau des matériaux (qui est limité par la ressource) et celui qui a le plus de potentiel : les écosystèmes qui forment un ensemble durable et stable. La nature nous donne les clés de cette stabilité, telles des règles à suivre : la nature fonctionne à l’énergie solaire, n’utilise que l’énergie dont elle a besoin, adapte la forme à la fonction, recycle tout, récompense la coopération, parie sur la diversité, valorise l’expertise locale, limite les excès 14- p15 JANINE M.BENYUS (1998), Biomimétisme, quand la nature inspire des innovations durables, Rue de l’échiquier, collection Initial(e)s DD, 2011. 15- p18 JANINE M.BENYUS (1998), Biomimétisme, quand la nature inspire des innovations durables, Rue de l’échiquier, collection Initial(e)s DD, 2011.

de l’intérieur, transforme les limites en opportunités. Il faut maintenant se considérer comme une espèce de la nature et obéir à ces lois. Voici quelques enseignements du vivant mis en lumière par Janine Benyus 16: - faire une agriculture adaptée à la terre car l’homme a appauvri les sols et fait disparaître la nature dans sa quête de productivité agricole et par des espèces hybrides mises au point par l’homme. Cela a également fait disparaître les populations rurales. Les biomiméticiens proposent de mettre en place des cultures autosuffisantes qui se développent en harmonie avec leur environnement (changeant donc suivant les points du globe que l’on cultive). C’est à dire seulement grâce à la pluie et au soleil. Elles doivent prendre exemple sur la nature qui y était avant que l’on y touche. - Produire de l’énergie à la manière des végétaux, par la photosynthèse. Le défi étant de stocker cette énergie.

- Changer nos modes de fabrication des matériaux et le faire dans des conditions respectueuses de la vie, à température ambiante, sans produits chimiques. Cela réside dans l’auto-assemblage parfait des acides aminés constituant les protéines des matériaux. Un assemblage de précision pour créer des matériaux naturels suffisamment résistants à partir de cultures de cellules (bactéries) permettant de fabriquer des protéines à la demande. - Se soigner, en analysant les nutriments de chaque aliment. Tels les chimpanzés qui reconnaissent naturellement leur composition chimique. - Stocker l’information sur des ordinateurs moléculaires qui coderaient ainsi les informations à la manière du code génétique de l’ADN ; une information hybride. L’ordinateur serait une sorte de robot qui ne calculerait plus en linéaire mais en parallèle (comme le cerveau). Photos: oiseau http://www.photosez.com/; boeing http://www. greenoptimistic.com/; tgv http://www.voirlemonde.fr/voyage-entrain-au-japon/; martin pêcheur http://lautreechoduquartierfluvial. over-blog.fr/; poisson coffre http://thierryvatin.e-monsite.com/ 16- dans Biomimétisme, quand la nature inspire des innovations durables, Rue de l’échiquier, collection Initial(e)s DD, 2011.

- Enfin, mettre en place une écologie industrielle, sur le modèle du cycle de la nature et non de la fabrication à partir de matières qui deviennent déchets et rompent le système. Selon Janine Benyus, en s’immergeant dans la nature et « en suivant cette voie, nous faisons plus qu’assurer notre survie »17. Car ce que les écosystèmes font c’est créer de plus en plus d’opportunités pour la vie : la vie elle-même crée des conditions favorables à la vie.

b/ apprendre à regarder, percevoir, l’intelligence des formes de la nature Le monde naturel tel qu’il s’offre à la vue semble infiniment riche de formes et de structures. En réalité, ce qui paraît comme une immense variété résulte en fait d’une déclinaison ou d’un modelage d’un petit nombre de formes fondamentales. Et de ces limites découle l’harmonie du monde naturel que nous observons. Francis Bacon, le père de l’empirisme moderne, a dit « il est une connaissance éternellement précieuse (…) celle qui considère que les choses ont des formes simples et des différences limitées, mais que toute la variété nait des nuances et des accords»18. On peut se demander pourquoi la nature n’utilise que quelques formes apparentées dans des contextes aussi différents que serpents, rivière et bouts de ficelles qui ondulent de la même manière. Les plus courantes et facilement identifiables à l’œil nu sont les spirales, les méandres, les ramifications, et les raccords à 120 °. Des structures qui se répètent sans cesse, dans différentes dimensions. Chaque forme ne va pas avoir les mêmes propriétés. Ainsi, Peter S.Stevens dans Les formes dans la nature compare la spirale, le méandre, l’explosion et la ramification. La nature privilégie la ramification car plus directe (distance 17- p404 JANINE M.BENYUS (1998), Biomimétisme, quand la nature inspire des innovations durables, Rue de l’échiquier, collection Initial(e)s DD, 2011. 18- dans PETER S.STEVENS, Les formes dans la nature, Seuil, 1978

moyenne par rapport au centre) et plus courte (distance totale parcourue), donc plus efficace et moins couteuse en énergie. C’est le compromis le plus avantageux. La spirale est élégamment uniforme, s’enroulant sur ellemême d’une façon parfaitement régulière. Courte du point de vue distance au centre mais très indirecte. Le méandre est chaotique, court et indirect ; l’explosion est uniforme car l’angle entre les rayons est constant, mais elle ne peut remplir uniformément l’espace. La somme des longueurs est énorme. Les tracés branchés moins uniformes et plus de variations de détails que les spirales, mais ils remplissent tout l’espace, ils sont courts et directs, à 120° c’est le plus court. Différents arrangements auront donc des avantages spatiaux différents. Dans la nature les formes ne sont jamais pures : les lignes droites ne sont jamais parfaitement rectilignes et les cercles également car les conditions ne sont jamais tout à fait simple et chaque objet isolé fait partie de systèmes plus grands. « la partie interagit avec le tout – elle est contrôlée par la totalité des systèmes – et ne peut jamais s’intégrer exactement dans un modèle simple et défini. (…) la nature (…) introduit des modifications dictées par une réponse docile à une multitude de lois contraignantes »19. Par ailleurs, l’espace que nous avons plutôt tendance à représenter comme une sorte de vide opposé au plein a une structure qui influence la forme de tout ce qui existe. Ce néant n’est pas si passif : « il possède une architecture qui impose sa loi aux objets. Chaque forme, chaque structure, chaque objet existant, paye un tribut pour son existence en se conformant aux dictats structuraux de l’espace »20. Nous ne nous en rendons pas compte, de même que le poisson des effets de l’eau. En considérant comment formes et structures ont pris naissance, on accepte l’idée fondamentale de la théorie de l’évolution - celle-la même énoncée par Darwin: l’évolution biologique se fait vers les formes les mieux adaptées à partir d’un seul ou plusieurs ancêtres communs avec une photo: http://will42miles.wordpress.com/mathematiques-2/97-2/ 19- p44 PETER S.STEVENS, Les formes dans la nature, Seuil, 1978 20- p14 PETER S.STEVENS, Les formes dans la nature, Seuil, 1978

dépense de la moindre énergie. Les produits vainqueurs ont lutté pour la vie, ils se sont mis à l’épreuve de la sélection naturelle.

D’après Héraclite, philosophe de l’antiquité, « la seule réalité de la nature réside dans le changement. Tout devient. Tout s’écoule. Cependant au même instant, tout reste identique à soi-même»21. Cela s’illustre bien à une autre échelle que celle de l’hérédité des espèces ; dans le caractère d’adaptabilité de la matière : les spires des coquillages par exemple s’élargissent régulièrement de manière à former une spirale logarithmique. « quand l’être vivant grandit, il s’étend et élargit son domaine pour former un tube enroulé continu ou compartimenté. (…) chaque incrément a la même forme et la même position que le précédent ; il est simplement de taille un peu plus grande. (…) (Cela) consiste à faire grandir plus vite la surface externe, celle qui est le plus loin de l’axe d’enroulement, que la surface interne »22. Idem pour les cornes ce qui produit l’enroulement. De même, les matériaux constitutifs de la structure de l’organisme se disposent selon les lignes de contraintes, ou lignes de forces -> dans le bois, dans les os. Au centre se situe l’axe neutre ; la matière y est donc évidée (os creux, plume creuse..). Et il y a plus de matière le long de l’axe au milieu qu’aux extrémités, où elle est plutôt étirée (tel un os du fémur). Soit une structure adaptée à la fonction. Des résultats compris et partagés par D’Arcy Thompson qui dans Forme et Croissance, veut expliquer le phénomène de croissance et de la forme des organismes en termes physico mathématiques. Cet ingénieur s’appuie sur les mathématiques pour évaluer, prédire avant de construire en fonction des charges, des vents, et températures. « Kant avait affirmé que c’était la nature elle-même, et non le mathématicien, qui faisait entrer les mathématiques dans la philosophie »23. Mais l’homme contrairement à la nature ne peut changer de forme ce qu’il construit et ajouter de la matière 21- p59 PETER S.STEVENS, Les formes dans la nature, Seuil, 1978 22- p91 PETER S.STEVENS, Les formes dans la nature, Seuil, 1978 23- p30 PETER S.STEVENS, Les formes dans la nature, Seuil, 1978 photo: http://brunomarion.com/fr/les-fractales-pour-les-nuls/

au moment où c’est nécessaire. Et les formes libres lui sont encore hors d’atteinte. Mais au fur et à mesure que les modèles mathématiques et les techniques de fabrications s’améliorent, les constructions humaines ressembleront de plus en plus aux formes naturelles. En effet, avec l’avènement des outils informatiques de plus en plus performants et qui sont capables de réinterpréter le code génétique ADN de la nature, traduits en codes informatiques, et en structures puis espaces, l’architecture technologique tend au biomorphisme. C’est ce qu’on appelle l’architecture paramétrique. Une approche de simulation qui simplifie les processus naturels, et traduit les codes en représentation virtuelle.

B-une pensée écologique

Atlas de l’écologie : écosystème : « l’ensemble des structures relationnelles qui lient les êtres vivants entre eux et à leur environnement inorganique » Ellenberg 1973 Ecologie E.Haeckael 1866. Du grec oikos «maison, habitat», et logos « économie» : « la science qui traite des relations entre les organismes et leur environnement et plus généralement de toutes les conditions de vie » La conscience écologique est en fait aussi ancienne que l’architecture elle-même car propre à tous les peuples depuis la nuit des temps. En effet, les peuples natifs avaient une notion particulière de l’espace et du temps et respectaient les formes primordiales de la nature. Partout, les formes des bâtiments s’efforçaient d’exprimer une harmonie entre les hommes, la nature et le cosmos, afin de relier la terre à l’esprit. De même, Pearson nous rappelle dans L’architecture naturelle, que « les sociétés non-industrielles n’ont d’autre choix que de vivre en harmonie avec la nature. Elles ne disposent que des matières premières et des ressources

en énergie et en eau de leur environnement immédiat, et doivent en permanence se soucier de pérenniser leur approvisionnement. Dans les sociétés plus développées, l’abondance d’une énergie bon marché, l’eau courante et les matériaux synthétiques détruisent cet équilibre. Mais dès que les conséquences néfastes d’une consommation énergétique et d’une pollution élevée apparaissent, la conscience écologique se réveille »24. Cela doit d’abord commencer par des gestes simples et concrets : comme le recyclage des déchets ou les économies d’énergie. Les chocs pétroliers ont révélé la dépendance fragile du monde à des ressources énergétiques non renouvelables. Tendance ou prise de conscience qui s’est accrue avec la modification du climat dû aux gaz à effet de serre émis dans l’atmosphère. Il y a également les sources d’énergies douces : solaire, éolien, hydraulique - plus exploitées dans les pays en voie de développement. Et des nouvelles manières de produire de l’électricité grâce aux panneaux solaires ou encore à la méthanisation qui sont encore assez peu exploités. Cependant, le problème réside dans le fait que politiques et professionnels du bâtiment s’évertuent plus à éliminer les symptômes de la maladie que d’agir sur la cause elle-même. En effet, ils s’occupent plus de lutter contre l’épuisement des ressources et la pollution que d’agir en profondeur sur la manière de penser des gens. Il faut aller vers l’autosuffisance, l’autonomie, une approche intégrée de l’environnement. Pour réaliser notre idéal de mode de vie équilibré en harmonie avec la nature, basé sur l’autosuffisance et privilégiant le bien être personnel et de la planète, il faut nous considérer notre mode de vie et notre environnement comme faisant partie d’un écosystème. « l’habitat n’est pas simplement l’endroit ou vivent les êtres humains, mais un lieu de vie qu’ils partagent avec d’autres espèces- végétaux, animaux, et bactéries»25 nous rappelle Pearson: « la nature est composée d’un ensemble d’écosystèmes merveilleusement agencés qui forment un tout et sont interdépendants, équilibrés et 24- p71 DAVID PEARSON, Architecture naturelle : en quête du bien être, éditions Terre Vivante, 2003 25- p72 DAVID PEARSON, Architecture naturelle : en quête du bien être, éditions Terre Vivante, 2003

renouvelables. Tous les processus naturels en leur sein font partie d’un cycle dans lequel les déchets deviennent la matière première d’un autre.» 26. Il faut prendre exemple sur elle : « la nature pourvoit à ses besoins en vivant de ses revenus : non seulement elle n’entame pas son capital (combustibles fossiles et gisements minéraux) mais elle l’accroit en permanence en déposant dans le sol une partie de carbone produit par photosynthèse »27. Un changement dans le maillon peut affecter toute la chaine. C’est la Théorie du chaos : un changement même minime peut à l’issue d’une réaction en chaine provoquer un ouragan à l’autre bout de la terre ! La vie est un processus d’action réaction selon lequel le milieu modifie l’organisme, ce dernier modifie à son tour le milieu. De même que toute construction même si elle n’occupe que temporairement l’espace de l’écosystème peut provoquer de larges dommages dans ce laps de temps si elle ne respecte pas le développement durable.

Aujourd’hui, il n’est plus acceptable de vivre dans des bâtiments qui ne tiennent pas compte des enjeux écologiques. Dans un monde devenu rationnel et froid, le sens profond de la vie s’est perdu ; certains architectes et designers puisent aujourd’hui leur inspiration dans les anciens archétypes comme la yourte, la kiva ou la maison souterraine. Une nouvelle architecture nait, en phase avec l’environnement, qui s’intègre dans un écosystème local rétablit une harmonie avec les forces de la nature le soleil, l’eau, la terre, le vent, les saisons… Mais plutôt que de regarder en arrière, nous devrions transformer les modèles du passé afin d’en faire un catalyseur pour le futur. Ainsi l’architecture doit être un projet vivant, biologique et écologique, fondé sur la mémoire, le bon sens, et l’expérience. L’architecture est l’une des principales cibles de la réforme écologique. Elle doit passer d’égocentrique à écocentrique.

26- p72-73 DAVID PEARSON, Architecture naturelle : en quête du bien être, éditions Terre Vivante, 2003 27- p73 DAVID PEARSON, Architecture naturelle : en quête du bien être, éditions Terre Vivante, 2003

Quel modèle développer pour permettre une exploitation de la diversité au bénéfice d’une population qui augmente et maintenir la diversité dont nous dépendons ? La machine est déjà en marche pour ce qui est de la manière de produire de manière agricole : la permaculture développée dans les années 70 par les australiens Bill Mollisson, et David Holmgren : coopération avec la nature et plus l’affrontement. « elle s’efforce de concevoir des écosystèmes agricoles productifs aussi proches que possible des systèmes naturels, avec leur complexité et leur capacité de résistance » 28. Plus qu’une méthode de jardinage, un mode de vie soutenable. Selon Mollisson « la permaculture est l’union harmonieuse de la terre et des hommes, pour satisfaire, d’une manière durable, leurs besoins en nourriture, en énergie, et en habitat et autres besoins matériels et immatériels »29. En matière d’architecture, les propositions sont moins convaincantes : les nouveaux projets très séduisants avec beaucoup de “vert” fleurissent de partout. Ils reflètent la prise de conscience selon laquelle les constructions humaines doivent retrouver du lien avec la nature, mais ces utopies hyper technologiques ne risquent-elles pas plutôt de nous en éloigner en nous enfermant dans un microcosme en forme de tour autonettoyante recouverte de plantes vertes?

28- p74 DAVID PEARSON, Architecture naturelle : en quête du bien être, éditions Terre Vivante, 2003 29- p75 DAVID PEARSON, Architecture naturelle : en quête du bien être, éditions Terre Vivante, 2003

Partie III : le biomimétisme comme grille de lecture Le biomimétisme est un champ disciplinaire riche, complexe et étendu. C’est pourquoi la recherche sur l’imitation de la nature peut se décomposer selon trois axes ou catégories plus ou moins représentatives dans chaque exemple. On les appelle les trois niveaux du biomimétisme : la forme, la fonction et les systèmes. Ce dernier niveau étant le plus abouti.

A- l a n a t u r e c o m m e r è g l e formelle et fonctionnelle

La forme est la façon la plus directe et la plus évidente de copier la nature. Cependant les analogies les plus simples sont parfois les plus efficaces. En particulier dans les domaines de l’aérodynamique et de l’aviation où c’est le plus frappant. En effet, n’a-t-on pas observé les ailes des oiseaux à la manière de Léonard de Vinci pour arriver à créer un véhicule capable de voler? De même les japonais se sont très récemment inspirés de la capacité du martin pêcheur à traverser deux milieux – l’eau et l’air – sans ralentir et sans turbulences pour dessiner le bec du dernier train à grande vitesse. Le TGV Shinkansen n’est ainsi plus soumis aux effets de l’air brutalement comprimé lorsqu’il traverse des tunnels et ne perd plus autant d’énergie. En ingénierie également, il n’est pas rare que les spécialistes s’appuient sur la structure interne des os pour calculer les supports de charges et maximiser la résistance de leurs ouvrages. Comme la tour Eiffel qui reprend la structure interne optimale du fémur. Cependant forme et fonction sont liées et ne peuvent donc que difficilement être dissociées. C’est pourquoi nous verrons les niveaux de forme et de fonction en architecture traités et analysés ensemble dans les exemples suivants.

Photo 1: X-TU architectes, maison en plancton : http://www. blog-habitat-durable.com/tag/Pavillon%20de%20l’Arsenal/ Photo 2: Vincent callebaut architectures asian cairns:http://www. arch2o.com/asian-cairns-vincent-callebaut-architectures/ Photo 3: GEOtube, faulders, (frac centre orléans, cristallisation du sel sur l’enveloppe) http://faulders-studio.com/GEOTUBETOWER

a/ la poétique des structures chez Calatrava: une référence animale Architecte à la manière de l’ingénieur Nervi dans l’utilisation de la matière, Santiago Calatrava l’ajuste là où elle doit être étirée et là où elle doit être renforcée comme si le bâtiment avait grandi naturellement par un processus de croissance et non par assemblage constructif. Il pratique une architecture effilée proche de la radicalité structurelle. Une sorte de poétique du mouvement se dégage ainsi de la plupart des ouvrages de Calatrava, plus coutumier d’ailleurs d’élaborer des ponts magnifiquement élancés et de gares prêtes à s’envoler. Des sujets architecturaux forts en symbolique de la vitesse et du déplacement, comme le langage architectural de Calatrava. C’est de plus un architecte qui revendique la filiation de son travail au monde du vivant. Un exemple simple et efficace pour expliquer la manière de procéder de Santiago Calatrava par association avec la nature : le pont routier du 9 Octobre, situé dans sa ville espagnole d’origine Valence, et construit entre 1986 et 1988. Il est situé au niveau de l’entrée du jardin du Turia. Une incontournable coulée verte au cœur de Valence, là où coulait anciennement le fleuve Turia, aujourd’hui dévié sur 7 km. Un grand jardin donc qui abrite entre autres la célèbre Cité des Arts et des Sciences emblématique de l’œuvre de Santiago Calatrava. La coulée verte qui rejoint la mer est traversée par de nombreux ponts dont celui-ci qui fait le lien entre deux quartiers : Nou Moles et Soternes. Un lien stratégique donc dans l’urbanisation de la Ville. Dans le futur, il devrait être entouré d’un étang. Le pont très rectiligne d’une longueur totale de 144m, de 4,9 m de haut et d’un franchissement des arches de plus de 7,2m ; est une prouesse technique. Il s’agit d’une construction en béton avec structure poutre, acier et du béton renforcé. Le pont très droit et épuré ne présente pas au premier abord de lien avec le monde du vivant. Cependant, pour atteindre une telle portée, l’architecte s’est inspiré en

coupe du squelette du cheval. En effet, il s’agit d’un animal robuste, doté de puissantes jambes arrières capables de le propulser avec force et bien plus musclées que les jambes avant qui elles servent à stabiliser l’animal et à reprendre l’effort. Ainsi, l’architecte voulant propulser son ouvrage à sept mètres dessine une jambe de force surdimensionnée en béton armé ancrée dans le sol et encastrée avec la poutre (tronc de l’animal) qui se sépare en deux et divergent vers de fines colonnes d’acier qui permettent - à la manière des pattes avant - de stabiliser l’ensemble et soutiennent le tablier. Des colonnes presque invisibles qui confèrent au pont l’aspect élancé. L’analogie se poursuit avec le cou et la tête de l’animal : un cou massif au bout duquel se tient une fine tête. Calatrava copie ces éléments de manière à isoler les circulations douces : par une assise massive qui ancre cette partie piétonne en porte-à-faux ; qui s’élance et s’affine pour limiter la prise aux vents.

Ainsi, Calatrava sépare les usages et fonctions du pont suivant les parties de l’animal, en conservant leurs caractéristiques structurelles et donc formelles. Et parvient à franchir une importante portée en se fondant dans le contexte par sa modestie et avec le minimum de matière.

Intégration au site

Intégration douce au contexte, il ne perturbe pas l’environnement. Il est à la fois en lien avec la ville et avec un espace naturel qui abrite des écosystèmes

Rapport hommenature

Ne crée pas de lien spécifique avec la nature autre qu’en référence formelle, et au fait qu’il traverse un parc

croissance

donne l’illusion esthétique d’une croissance dans la disposition de la matière

temporalité

Non intégrée

Photo:http://structurae.info/structures/data/index. cfm?id=s0000316

Unité de la partie au tout (organique)

La forme découle de la fonction structurelle

forme

Mimétisme de forme d’un être vivant : le cheval

fonction

Mimétisme de la fonction au sens structurel

Ecosystème (crée ou s’y intègre)

Ne crée pas d’écosystème, il ne le perturbe pas l’écosystème local

structure

Structure naturelle

matériaux

Optimisé

Ventilation / chauffage

Sa forme limite sa prise aux vents

solaire Bilan énergétique

-----

Un pont ne consomme pas directement d’énergie, il n’en produit pas non plus ; cependant la fabrication de ses matériaux et sa construction sont énergivores.

Impact écologique Volonté écologique dans l’utilisation minimale du matériau pour répondre à la fonction

Rayonnement / visibilité

Pas un projet manifeste, mais l’œuvre de Calatrava en général a une grande visibilité, ce qui diffuse sa manière de concevoir l’architecture en lien avec le monde du vivant

b/ un projet topographique : le Rolex Learnig Center Le Rolex Learning Center de l’Ecole polytechnique fédérale (EPFL) est situé sur le campus de Lausanne (Suisse). Il en a déconcerté plus d’un qui le décrivent comme une tranche d’emmental ou encore un tissu moléculaire tant son apparence est inhabituelle. En effet, il s’agit d’un nouvel espace encore jamais imaginé : un paysage intérieur qui semble défier la gravité. L’agence SANAA a remporté le concours à l’unanimité avec son projet audacieux, aussi onéreux soit-il et construit de 2007 à 2010.

Le Learning Center est un nouveau concept : celui d’un espace multifonctionnel dédié à la connaissance. Une vague dans laquelle étudier, échanger, apprendre qui fait de ce laboratoire de la connaissance une référence mondiale. Il regroupe entre autres une bibliothèque, des salles de travail, des bureaux, des restaurants, des salles de conférences… autant d’espaces distincts qui ne sont pas cloisonnés. En effet, le projet est un immense volume topographique fait de vallées et de monts qui organisent l’espace. Une réelle entité organique où « le tout est à la partie ce que la partie est au tout ». Une apologie de l’architecture organique où l’espace n’est que fluidité. Une référence également à l’architecture et aux manières d’habiter japonaises qui ont nourrit les deux architectes depuis toujours. En effet, les maisons traditionnelles japonaises sont très peu cloisonnées, ou par des portes coulissantes, et avec une continuité naturelle entre les éléments. On ne sépare pas l’espace. Cependant, il s’agit d’un espace de 2000m2 non cloisonné poussé à l’extrême : il n’y a pas une seule porte, ni un seul couloir. « notre bâtiment est simplement une grande pièce ouverte dotée d’espaces à la fois isolés et reliés entre eux de manière douce » dit Kazuyo Sejima. Une vague de béton et de verre, qui donne à voir le paysage jusqu’aux Alpes et au Lac Léman - par le mouvement du corps. Et

sur le principe d’une mise en abîme : une topographie artificielle dans celle réelle, extérieure ; le projet recrée un paysage intérieur. Un lieu à vivre voulu par les architectes : il est plein de sensations, d’expérimentations, de stimuli. A l’image de la nature et des formes biologiques. Un espace également proche de la manière dont l’homme se déplace : pas en ligne droite mais en courbe, de manière organique. Soit un paysage qui s’expérimente, un bâtiment dans lequel le visiteur d’un jour, ou de tous les jours, peut inventer son parcours et s’approprier l’espace librement. De plus il constitue un symbole du non cloisonnement de la connaissance illimitée, et de la collaboration qui a lieu dans ce cadre : de scientifiques, professeurs, chercheurs… de différents champs. Un espace d’apprentissage qui annule les frontières physiques entre les hommes. Aussi les architectes abolissent-ils toute hiérarchie spatiale : par la mise au même plan horizontal de toutes les fonctions. Il n’y a ni haut, ni bas, ni début, ni fin. De même que l’entrée se fait au centre du bâtiment pour distribuer les domaines de manière équitable. Un espace social ainsi délimité a un caractère communautaire. Les façades complétement vitrées ne font plus barrière au visiteur. Une porosité totale entre dedans et dehors notamment grâce aux 14 trous percés dans la nappe pour faire entrer la lumière et qui sont autant de cours intérieures. Une porosité donc aussi bien visuelle que physique. Certains espaces sont isolés acoustiquement dans des bulles de verre mais en gardant toujours un lien visuel. Ce projet de nappe ondoyante demandait une prouesse technique résidant dans la mise en œuvre de la dalle béton ondulée - faite de coques décomposées en arcs accolées les unes aux autres - qui devait être coulée en une seule pièce. Un chantier de grande ampleur, dont rien de semblable n’avait été réalisé auparavant ; et qui a été permis par la modélisation aujourd’hui possible de structures aussi complexes. Et une difficulté parfois à

adapter le programme à la topographie : comme une bibliothèque est difficilement aménageable en pente, elle a été organisée suivant des terrasses à la manière des rizières. Enfin, cet espace libre non cloisonné sera facile à reconvertir ou à adapter dans le futur à de nouvelles manières d’enseigner par exemple. Cependant, le projet peut être critiqué sur le plan de l’adaptation au site : il le donne à voir mais c’est plus un objet design qui aurait pu se trouver ailleurs. De plus certains de ses utilisateurs remettent en question la taille des espaces, leur pente, leur fonctionnalité.

Intégration au site

Objet autonome. Il s’intègre au site dans le sens où il intègre le paysage

Rapport hommenature

Replace l’homme dans une nature artificielle de monts et vallées

croissance

On peut imaginer prolonger la nappe

temporalité

L’espace continu peut être modifié, adapté dans le temps. Permet une flexibilité des usages

Unité de la partie au tout (organique)

Radicalement respecté car le bâtiment est un volume unique. Le tout ne fait qu’un

forme

Mimétisme de forme : dans les cellules, les coques, la topographie

fonction

Pas de mimétisme de fonction

Photo vue du ciel: http://www.mimdap.org/?p=123027 photos intérieures: prises par Solène Prost et Charlotte Menanteau

Ecosystème (crée ou s’y intègre)

Ne crée pas d’écosystème, il ne le perturbe pas l ‘écosystème local

structure

Structure naturelle faite de coques qui semblent voler

matériaux

Béton, verre principalement

Ventilation / chauffage

Aération naturelle – labellisé Minergie

solaire

Une grande pénétration solaire grâce aux parois latérales totalement vitrées, et aux percements dans la nappe créant des apports lumineux

Bilan énergétique

Mauvais autant dans la fabrication des matériaux employés que lors du chantier

Impact écologique L’étalement au sol n’est pas une posture de durabilité Rayonnement / visibilité

un projet manifeste, un « landmark » mondialement connu mais qui diffuse plus une esthétique design et une image de campus à la pointe que d’une référence à la nature

c/ les propriétés des êtres vivants utilisées par Frei Otto au stade olympique

Pour les jeux Olympiques de 1972, les organisateurs veulent montrer une image de « jeux heureux » représentatifs d’une Allemagne nouvelle, détendue et accueillante. Günter Benisch est l’architecte qui remporte le concours avec pour mot d’ordre de son projet les jeux en pleine nature. Il propose ainsi d’insérer les infrastructures et le village olympique dans un paysage de collines, avec de vastes étendues de pelouses ainsi qu’un lac artificiel. Il collabore avec Frei Otto spécialiste des structures pour réaliser l’aérien stade olympique qu’il souhaite recouvrir d’une arche immense qui va des bassins olympiques jusqu’au stade. Frei Otto - depuis toujours subjugué par la capacité à voler - a fait une formation de pilote. Il se spécialise rapidement dans les tentes, un habitat originel utilisé aujourd’hui encore dans de nombreuses civilisations. Il se fait remarquer par les structures tendues qu’il a déjà réalisées et qui ont fait parler de lui telles que le pavillon de l’Allemagne de l’Ouest à l’Exposition Universelle de Montréal en 1967. Le principe de la structure tendue qu’il met en place est inspiré de la toile d’araignée faite de câbles entrecroisés, puis recouverte de panneaux de verre acrylique. Un principe inspiré de la nature économe en énergie et en matériaux. La toiture géante est indépendante, et soutenue par des mats de 50 à 84 m de hauteur montés sur des articulations sphériques qui permettent une souplesse et une adaptabilité de la structure aux conditions de températures ou aux chutes de neige par exemple. Cette tente aérienne de 74000 m2 deviendra le symbole des jeux nomades et matérialise la fragilité et en même temps la permanence de la flamme caractéristique des jeux. Frei Otto a toujours revendiqué son inspiration avec le monde de la nature. Et c’est en partant du constat que

le fil d’araignée est quatre fois plus résistant que l’acier pour une même section qu’il décide de tisser une toile à la manière de l’araignée, faite de fils collés et rassemblés au niveau des nœuds. Ainsi, Frei Otto doit tricoter les câbles, et autres filins avec des points d’assemblage mobiles tous les 75 cm ! Cependant, la structure générale de la toiture pose de gros problèmes de statique à Otto. Mais il trouve la solution en le subdivisant en 9 sections de filets accrochés aux 8 mâts extérieurs. Des câbles de bordure maintiennent chaque section en 10 nœuds d’assemblage. Les filets formant la charpente du pavillon prennent une forme de selle par la courbure des câbles. La forme résultante dépend de la longueur des câbles utilisés. Les filets sont accrochés à des mats à chaque, extrémité et des câbles principaux le rattachent au sol pour dévier les efforts de tension et de traction. Pour déterminer exactement la structure, les dimensions, les sections, les inclinaisons de mâts… ils ont dû, à partir d’une simulation par ordinateur, faire une simulation réelle en réalisant une maquette de tout le stade et en le soumettant aux forces. Les avantages de cette toiture sont sa légèreté par rapport à une charpente, qui du coup sera moins soumise à de grandes forces. Elle est donc plus solide grâce à son élasticité, sa double courbure, la répartition des sollicitations, et son caractère translucide. Car au départ l’idée du toit translucide est partie d’une contrainte due à la retransmission télévisée pour la première fois des jeux olympiques. Il devait être suffisamment opaque pour procurer de l’ombre aux spectateurs dans les gradins, mais assez subtil pour ne pas trancher avec les sièges ensoleillés. Avec l’usure et le temps cependant, on s’est rendu compte que cette gigantesque toiture n’abritait pas bien de la pluie car elle n’est pas parfaitement étanche, ni du vent…. Et les déformations subies par les vents et les

variations de température vont rendre nécessaire l’ajout d’un faux-plafond. Aujourd’hui, tout le site des jeux devient une immense aire de détente très prisée des munichois, et le stade continue d’accueillir des événements ponctuels.

Intégration au site

S’intègre parfaitement au site et au projet global des jeux autour de la nature. Intégration paysagère

Rapport hommenature

Dans la volonté des jeux de créer un environnement très naturel et paysager. Mais la toiture elle-même abrite l’homme des éléments naturels, tout en laissant voir le ciel

croissance

Dans la forme qui se répète et se déploie, elle s’adapte

temporalité

S’est détérioré. Permet plusieurs usages -> le stade peut à postériori accueillir plusieurs types d’événements (spectacle, concert, match, etc.). Toiture indépendante du stade

Unité de la partie au tout (organique)

La forme découle de la structure

forme

Mimétisme de forme : dans l’assemblage des câbles à la manière de toiles d’araignées

fonction

Imite la structure en selle présente dans la nature (feuilles par exemple) et qui se déforme avec vents et les changements climatiques

Photo vue du ciel: http://commons.wikimedia.org/wiki/ File:Olympiastadion_München.jpg photos toiture: http://audeenbaviere.wordpress. com/2009/11/29/david-a-munich-2/#jp-carousel-438 http://wikiarquitectura.com/es/images/e/eb/ photo toile d’araignée: http://marjolaineetcoralieenguyane. wordpress.com/author/marjolaineetcoralie/

Ecosystème (crée ou s’y intègre)

Ne crée pas d’écosystème, il ne le perturbe pas l’écosystème local

structure

Structure naturelle légère et souple faite de nœuds et d’articulations à l’image des toiles d’araignée

matériaux

Econome en matériaux : câbles et plaques de verre

solaire

Transparence qui protège du soleil mais permet la luminosité

Bilan énergétique

Econome en énergie

Impact écologique toiture en lévitation sur le sol, qui n’impacte pas son environnement de manière écologique Rayonnement / visibilité

Grande visibilité d’un événement olympique, cette toile en restera le symbole. Pour Frei Otto, celle d’une architecture naturelle mobile, adaptable, sans gaspiller l’énergie

Ainsi les trois projets présentent différentes attitudes dans les mimétismes de forme et de fonction avec la nature. Mais toujours avec des avantages architecturaux: en termes d’économie de moyens et d’optimisation des matériaux (Calatrava et Frei Otto), ou en qualité spatiale dans l’espace vécu (le Rolex Center de SANAA). Mais en dépit de son mimétisme de topographie, ce dernier projet ne s’inscrit pas dans une démarche de durabilité. Ainsi, seules certaines analogies ponctuelles et ciblées peuvent apporter de réelles solutions aux enjeux environnementaux.

B- les écosystèmes naturels: application aux systèmes humains

Le troisième niveau de biomimétisme - soit le plus abouti - est celui qui recrée des écosystèmes, ou qui applique un processus, une propriété particulière d’un élément de la nature. Il s’agit de réinterpréter un système. Or comprendre comment un système fonctionne peut demander des années aux chercheurs scientifiques, pour ensuite le réinterpréter et le rendre adaptable à son sujet. Car un processus est rarement applicable tel quel en particulier à un domaine tel que l’architecture. Ces processus peuvent être appliqués à différentes échelles. Ainsi, pour le domaine de l’architecture il peut également s’agir d’intégrer des matériaux ou des éléments qui s’inspirent des propriétés de la nature tels que biomatériaux, le principe de photosynthèse maitrisé sous forme de panneaux solaires, ou encore les vitres auto nettoyantes à l’image des feuilles de lotus hydrophobes : les gouttes d’eau glissent sur les micro bosses et poils de la feuille, en emportant avec elles les poussières.

a/ u n e v e n t i l a t i o n d i g n e d ’ u n e termitière à l’Eastgate Center Mike Pearce a sans doute réalisé un bâtiment incontournable lorsque l’on s’intéresse au biomimétisme et à l’attitude écologique en architecture. En effet, il a réussi à appliquer les propriétés thermiques des termites. Ces insectes qui vivent dans un environnement chaud voire désertique où la température peut varier de 0°C à 50°C doivent réguler la température intérieure de leur

habitat de terre à 27°C pour cultiver un champignon particulier dont elles se nourrissent. Sans quoi elles ne pourraient survivre. Elles en sont capables grâce à un système de ventilation qui leur est propre et qui surpasse nos propres méthodes de ventilation. Si l’on observe une termitière, on se rend compte qu’elle est construite autour de la chambre royale où habitent donc le roi et la reine. De nombreuses galeries entourent la chambre. Enfin, la cheminée centrale surplombe le nid. La circulation de l’air fonctionnant ainsi : du fait de sa densité plus importante, l’air chaud a tendance à être attiré vers le haut et donc à s’évacuer par la grande cheminée centrale. Ce mouvement entraine un courant d’air dans la partie inférieure du nid. Ainsi l’air extérieur est aspiré en bas de la termitière par des petits trous présents tout autour du nid. Cet air est rafraîchi dans la terre au contact de puits très profonds. Il circule ensuite dans la partie centrale habitée par les termites, appelée la meule. Une fois qu’il est chaud, il est naturellement recraché par le haut de la cheminée. Et le cycle de l’air se poursuit. Cependant, lorsque la nuit approche, les termites vont reboucher les trous pour couper le courant d’air et conserver la chaleur au sein de leur habitat. Et rouvrir les trous le jour venu. Mike Pearce s’est ainsi inspiré de système de régulation de l’air observé chez les termites pour concevoir l’Eastgate Center : un centre commercial contenant des bureaux à Harare, au Zimbabwe. Dans un climat presque désertique donc. Ainsi l’immeuble constitué de deux volumes de 9 étages ne comporte pas moins de 48 cheminées prêtes à expulser l’air vicié et chaud, et de cavités en sa partie inférieure qui font partie intégrante de sa structure pour faire entrer l’air. L’air capté passe à travers un réseau de conduits en béton, puis est distribué pour compenser l’exposition solaire des

schĂŠma de la ventilation dans lâ&#x20AC;&#x2122;Eastgate

schéma de principe des flux d’air dans une termitière

façades de l’édifice. L’air frais traverse le plancher de béton perforé et continue dans les bureaux, qui sont connectés avec les étages suivants. Le plancher en béton reste à une température relativement constante de 20°C et refroidit l’air entrant l’été et le réchauffe en hiver. L’air est finalement rejeté par les cheminées. Une ventilation mécanique vient compléter cette régulation passive dans différentes mesures suivant les saisons et la nécessité. Cette construction permettrait, grâce à son système de ventilation, un gain de productivité de 90%, un coût de production 10% plus bas, et de faire 35% d’économie d’énergie par rapport aux immeubles standards. Tout simplement une construction durable, écologique, et rentable.

Intégration au site

Projet qui découle du contexte : des conditions climatiques particulières

Rapport hommenature

Non présent

croissance

N’intègre pas la notion de croissance

temporalité

Très présente dans la régulation de la température intérieure suivant les saisons, l’heure du jour ou de la nuit

Unité de la partie au tout (organique)

La forme découle de la fonction (ventilation)

forme

Pas de mimétisme de forme au sens strict

Photo: http://en.wikipedia.org/wiki/Eastgate_Centre,_Harare schéma: http://ehp.niehs.nih.gov/121-a18/

fonction

Mimétisme de fonction : régulation de la température

Ecosystème (crée ou s’y intègre)

Ne crée pas d’écosystème, S’intègre à l’écosystème local

structure

Maçonnerie lourde

matériaux

Ossature faite à partir de briques et bétons récupérés au niveau local. Optimisation des ressources matérielles locales

Ventilation / chauffage

Régulé passivement sur le modèle de la termitière

solaire

Des fenêtres conçues pour protéger le bâtiment de la surchauffe en été

Bilan énergétique

Econome en énergie : consomme deux fois moins qu’un bâtiment classique avec climatisation

Impact écologique Bâtiment durable et écologique Rayonnement / visibilité

Reçoit le International Council of Shopping Center Certificate of Merit en 1997. Un archétype de bâtiment biomimétique souvent cité car il a réussi le pari d’appliquer un système de la nature à échelle humaine et à garantir un faible impact énergétique

b/ u n e u t o p i e r é a l i s é e : l ’ E d e n Project Biomes

L’Eden Project, c’était le rêve de Tim Smit, un homme d’affaire hollandais qui en 1994 voulut réaliser quelque chose de nouveau, qui surprendrait le monde. Il voulut créer les plus grandes serres aux mondes abritant des biomes, grâce à l’aide de l’architecte Nicolas Grimshaw. L’Eden Project abrite un gigantesque écosystème artificiel qui matérialise la réunion entre l’homme et la nature. Un projet biomimétique témoignant d’une harmonie possible entre l’homme et la nature, dans un respect du site et de l’environnement. Écologique dans sa démarche et dans sa destinée : il est un lieu d’éducation et d’interactions avec la nature. Il se situe à saint Austell dans les Cornouailles sur une ancienne carrière d’argile. Son objectif : la prise de conscience pour que l’homme apprenne enfin à respecter son environnement. Sa forme découle de la structure : voulue comme la plus légère, et toujours en référence à la nature. Ainsi les Biomes font directement référence aux dômes géodésiques de Buckminstrer Fuller avec une forme sphérique constituée de faces hexagonales. L’hémisphère est une forme qui aide à conserver la chaleur. La topographie creusée permet de créer un microclimat abrité, soit un gain solaire passif sur les pentes orientées sud. la forme est inspirée d’une série de bulles pour résoudre les contraintes topographiques. C’est toujours la nature qui fait référence : des bulles de savon, aux molécules de carbone, jusqu’aux ailes de libellules. C’est à dire une organisation optimale, comme dans la nature et en minimisant les impacts au sol. Le projet est comme une série de bulles de savon tenues par un fil et représentant trois biomes ou trois écosystèmes

dans leur environnement : les tropiques humides, le Biome tempéré chaud, et enfin le biome sans toit abritant les plantes des Cornouilles et des régions aux climat similaire. Pour parvenir à un tel résultat, l’équipe a dû revitaliser le sol avec des résidus d’argile mélangés à des déchets organiques. Un composte merveilleux. Les dômes sont en éthylène tétrafluoroéthylène plus léger que le verre et au moins aussi résistant, et un meilleur isolant. Il présente une bonne résistance dans le temps, et auto nettoyant ! Un matériau durable, non dérivé du pétrole. Les hexagones d’éthylène sont attachés à un réseau de tubes d’acier, pour former une structure très stable, qui répartit uniformément les charges dans le sol. De plus, un système de récupération d’eau en dessous du sol arable, et filtré par un tapis végétal de manière à irriguer les cultures et les baignoires. L’avenir du projet n’est pas programmé, il évoluera naturellement ce qui fait du projet la métaphore d’un processus naturel de croissance et d’évolution.

Intégration au site

Primordiale dans la constitution des sphères qui s’intègrent à la topographie, et dans l’orientation

Rapport hommenature

Très présent, c’est l’objectif du projet biome, recréer une symbiose entre les deux

croissance

Croissance des végétaux et des écosystèmes

temporalité

Saisonnalité des végétaux, saisons sèches et pluvieuses

Unité de la partie au tout (organique)

La forme suit la fonction

forme

Mimétisme de la bulle de savon

fonction

les ecosystèmes

Ecosystème (crée ou s’y intègre)

Recrée des écosystèmes, l’homme est replacé dans son biotope Et s’intègre également à l’écosystème local

structure

Dômes à facettes hexagonales. Une structure légère

matériaux

Acier et éthylène. Un matériau très durable

Ventilation / chauffage

pas d’information

solaire

Bonne captation dans les serres,

Bilan énergétique

Bon car utilise des matériaux peu énergivore ; les serres stockent la chaleur

Impact écologique Bon impact car il recrée des écosystèmes, il abrite la vie, et recycle l’eau Rayonnement / visibilité

Projet à rayonnement international et qui se revendique du biomimétisme. Cependant plus proche de l’utopie ponctuelle que d’un principe généralisable pour résoudre un problème environnemental à échelle planétaire.

Photo générale: http://www.apothecarysrosetours.com/?p=139 photo 2: http://2013eurovacation.blogspot.fr/2013/08/ukcornwall-lostwithiel-fowey-eden.html photo 3: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Interior_of_ tropical_biome,_Eden_Project.jpg photo 4: bulles de savon :http://lyon.naturecapitale.com/2011/06/ la-nature-inattendue-les-mathematiques/

Les deux projets que nous venons de voir sont beaucoup plus poussés dans leur niveau de biomimétisme, notamment car ils intègrent dans leur processus de conception et d’exploitation du bâtiment les caractéristiques de leur contexte. Un environnement particulièrement difficile dans le cas de l’Eatergate center, et conduisant à la seule solution : l’imitation d’un procédé utilisé par un être vivant particulier (le termite). Des contraintes extrêmes aboutissant à un exemple de durabilité. Et une architecture qui s’intègre à l’ecosystème local ! Le second projet Biome est la réalisation d’une utopie : la création artificielle d’écosystèmes et un projet écologique dédié à l’éducation et à la connaissance de la nature. Un projet noble, mais réservé à une élite, qui n’apporte pas vraiment de solution pouvant se propager sur toute la planète.

C- l e b i o m i m é t i s m e ; u n e architecture vivante Le biomimétisme appliqué à l’architecture peut également aboutir à une forme hybride où le bâtiment intègre des éléments de la nature qui vivent et l’alimentent comme un système. Un bâtiment plus seulement intégré à un site et à un écosystème mais qui en recrée dans sa matière. C’est une architecture qui évolue, qui vit, qui croît, du mico au macro.

a/ un immeuble qui pousse, Edouard François

Architecte urbaniste reconnu qui œuvre avec le paysagiste Duncan Lewis pour repousser les limites de la relation que peut entretenir le bâti avec le végétal, il se distingue par la mise en valeur du site, l’intégration au contexte et l’expérimentation de la matière vivante. Edouard François fait une architecture qui vise à créer de nouveaux paysages. Pour lui architecture est nature. Tout d’abord, l’insertion dans le contexte : le projet se situe à Montpellier, dans le quartier récemment construit d’Antigone marqué par les bâtiments rectilignes et monumentaux de style néo-romain tracés par Ricardo Bofill. Le projet, qui regarde couler le Lez constitue un « tas de caillasse » haut de sept étages. L’architecte tire de ce contexte la matière du gabion comme si le lit de la rivière s’était étendu jusqu’à former les habitations constituant d’après lui « une masse vivante qui donne naissance à d’immenses araignées tripodes (…) toutes sont reliées à la masse par un cordon ombilical »30. Deux points sont déterminants dans le projet : tout d’abord les balcons qui donnent l’âme aux habitations. Ils sont de différents types : cabanes, ou balcons perchés en face du logement. C’est le « séjour d’été » accessible du salon depuis une passerelle. On n’est plus dans l’appartement, on est dans les arbres (trouvés dans la forêt), les poteaux dorés supportant les cabanes créant une deuxième trame de forêt se mélangeant à la première. Un autre type de balcon est composé d’un lopin de terre planté comme s’il avait été extrait directement du jardin au sol. Deuxièmement la matière est la particularité biomimétique du projet, et qui lui vaut son nom d’immeuble qui pousse. Edouard François voulait que « la matière (soit) sensible au contexte comme un épiderme »31 aux arbres, au fleuve, à la température. Une matière comme une peau qui doit assurer le confort et l’invisibilité du bâtiment. Pour 30 - FRANÇOIS Edouard, L’immeuble qui pousse, Éditions Jean-Michel Place, 2000 31- p6 FRANÇOIS Edouard, L’immeuble qui pousse, Éditions Jean-Michel Place, 2000

obtenir cette peau vivante, l’architecte et son équipe ont eu une approche expérimentale et on testé eux même comment faire marcher au mieux les cycles naturels Cette peau est constituée de murs porteurs préfabriqués en gabions ainsi réalisés : dans un grillage on met des cailloux, des pierres, du sable et on coule le béton. Puis le sable s’en va. C’est un excellent isolant au soleil car les vides d’air assurent un rafraichissement du mur. On appelle cela une paroi pariéto-dynamique. De plus elle a une grande capacité d’absorption acoustique : il n’y a presque pas de réverbération sonore. L’enjeu suivant résidait dans la capacité du mur à abriter des écosystèmes constitués de plantes, d’eau, d’insectes, et autres petits animaux. Ainsi, on a changé la recette : en mettant de la terre au lieu du sable, de la lave de Turquie pour retenir l’humidité, et des poches en toile de jute remplies de terreau et graines. Une fois la façade faite, on projette des engrais organiques avec des graines pour nourrir la façade. Cependant cette technique est très artificielle, malodorante et colore le bâtiment en marron… Ils ont donc opté pour la solution d’implanter directement les graines dans la matière environ 2 millions de graines, nourries par un système d’irrigation automatique: une eau enrichie en engrais s’écoule d’une conduite perforée entre tous les étages. C’est la première façade de ce type! De plus, avec les éléments extérieurs tels que le vent, les graines voisines viennent s’implanter. Les plantes choisies sont des sedums, résistantes à la sécheresse et aux racines non agressives pour le bâtiment. Mais capricieuses : elles se développent lentement. Plus il fera froid, plus cela poussera. Ils attendent que ça pousse pour estimer le potentiel réel de la méthode. Les architectes et constructeurs se sont fixé comme objectif en 3 ans de recouvrir 30% de la façade en végétal. C’est un projet très médiatisé et à la mode, par son attitude expérimentale et emblématique, qui ouvre la voie vers une nouvelle architecture verte, écologique, qui intègre directement les écosystèmes vivant dans la matière de la construction.

Intégration au site Rapport hommenature

Intégration paysagère par les matériaux Très présent, dans les matériaux et la symbolique de la cabane perchée dans les arbres. Volonté de confronter l’homme à la nature (en tous cas au végétal) au quotidien

croissance

Croissance des végétaux et des écosystèmes intégrés aux murs du projet

temporalité

Très importante, le projet va se modifier avec le temps et avec les saisons

Unité de la partie au tout (organique)

Organicité dans la constitution des logements laissés très appropriables par ses habitants

forme

Pas de mimétisme de forme. Allégorie de l’araignée tripode

fonction

La forme suit la fonction

Ecosystème (crée ou s’y intègre)

Recrée des écosystèmes, l’homme est replacé dans son biotope Et s’intègre également à l’écosystème local

structure

Les murs extérieurs sont la structure porteuse. Il n’y a pas d’analogie entre la structure et la nature. Poteaux métalliques porteurs des cabanes

matériaux

Crée un matériau avec des éléments naturels : pierres, terre, graines, eau, insectes. Utilise partout des matériaux naturels de la région : ganivelles de châtaignier, terre battue ; cabanes en bois contre plaqué

Photos personnelles

Ventilation / chauffage solaire Bilan énergétique

Pas d’information La façade Est reçoit le soleil toute la journée. Mais l’immeuble s’en protège l’été par ses lourds murs en gabions Bon car utilise des matériaux disponibles sur place, et fait pré fabriquer les murs porteurs sur place

Impact écologique Consomme peu de foncier, accroit les espaces verts de manière verticale. Bon impact car il recrée des écosystèmes, il abrite la vie Rayonnement / visibilité

Projet et architecte très médiatisé, un projet à la mode et porteur pour l’architecture biomimétique

b/ un bâtiment qui respire, sue et se modifie : Harmonia 57 Ce projet est situé dans un quartier de l’Ouest de Sao Paulo, dans la rue qui porte le même nom. Il a été conçu par des architectes franco-brésiliens ayant formé l’agence Triptyque. C’est un quartier où l’influence artistique et la créativité expérimentale se déploient facilement : un endroit où les murs de la ville deviennent par exemple des galeries d’art, de nouveaux supports pour de nouvelles formes d’expression expérimentales. Le projet, tout aussi expérimental que ces œuvres, fonctionne comme un être vivant : le bâtiment – un immeuble de bureaux - respire, sue et se modifie comme tout organisme. L’enveloppe du bâtiment est constituée de murs en béton biologique recouverts à terme d’une couche végétale

qui joue le rôle de la peau (ou de poils ?). Ce mur est en fait constitué d’une structure de blocs de béton bruts dont les murs percés de multiples cavités recréent les pores d’une peau abritant un écosystème végétal où différentes plantes poussent donnant à la façade son apparence unique. Cette peau donne vie au bâtiment devenu un organisme biologique.

Le projet est en fait situé dans un endroit où il pleut énormément ; sur un terrain inondable ! Le but était donc de tirer un projet de cette spécificité contextuelle, en asséchant le terrain afin d’utiliser cette eau pour en faire quelque chose : le bâtiment devient une grande machine, où les eaux de pluie et du sol sont récupérées dans des citernes, drainées, puis traitées et enfin réutilisées ou bien redistribuées sur les façades plantées sous forme de brume d’eau. Une architecture donc qui se nourrit de l’eau qui va irriguer le bâtiment, aussi bien pour les sanitaires que pour refroidir la façade du bâtiment. Un tel processus permet le développement d’un nouvel écosystème complexe à l’échelle du bâtiment et de son environnement. Le parti pris architectural est d’assumer le fonctionnement du projet en exposant en façade son intérieur ou plutôt ses entrailles constituées des tuyaux qui sillonnent les murs extérieurs à la manière des veines du corps humain. C’est une mise en scène du système hybride: il révèle l’architecture par une esthétique de la machine. Les architectes croient en leur manière particulière d’aborder l’architecture, et en son caractère porteur puisqu’ils ont mené une sensibilisation sur leur manière d’aborder l’architecture en stoppant le chantier pour le transformer en lieu d’exposition, de discussion et pour expliquer aux travailleurs sur le chantier ce qu’ils étaient concrètement en train de faire. Le résultat est un édifice intelligent et audacieux qui présente de nouvelles perspectives pour l’architecture vivante. Photos: http://www.plataformaarquitectura.cl/2008/10/06/ harmonia-57-edificio-vivo-tryptique/

Intégration au site

Respecte les gabarits, et l’esprit du lieu. Prise en compte de la spécificité climatologique (fortes pluies) comme base de leur projet

Rapport hommenature

L’homme évolue désormais dans un organisme recouvert de végétation

croissance

Croissance des végétaux – le projet est livré « non fini »

temporalité

Très importante, le projet va se modifier avec le temps et avec les saisons

Unité de la partie au tout (organique)

L’organique dans la fluidité des espaces reliés par passerelles, et la constitution d’un organisme unique.

forme

Pas de mimétisme de forme

fonction

Suit le cycle de l’eau

Ecosystème (crée ou s’y intègre)

Recrée des écosystèmes, l’homme est replacé dans son biotope Et s’intègre également à l’écosystème local

structure

Structure béton

matériaux

Crée un matériau avec du béton, eau, végétaux. Que les architectes appellent « croûte » Utilise également le bois, le béton, le verre, le métal

Ventilation/ chauffage

Pas d’information

solaire

Largement ouverte pour laisser entrer la lumière. N’utilise pas l’énergie solaire

Impact écologique Consomme peu de foncier, accroit les espaces verts de manière verticale. Bon impact car il recrée des écosystèmes, il abrite la vie Rayonnement / visibilité

porteur pour l’architecture biomimétique

98 L’architecture biomimétique la plus poussée est celle qui croit en la vie de son bâtiment. Ainsi il n’est plus livré fini, puis se dégrade dans le temps. Il croit, il vit et abrite la vie. L’homme vit en osmose avec la nature, dans la nature, et grâce au matériau nature. Le pari n’est cependant pas toujours gagné, comme l’immeuble qui pousse d’Edouard François, qui n’a pas réellement atteint ses objectifs de végétalisation, car les plantes n’ont pas poussé au travers de gabions. Mais il a réussi son défi de replacer l’homme dans un rapport à la nature dans son quotidien. Et d’en faire un projet pionnier expérimental qui peut avoir de grandes répercussions sur l’avenir du biomimétisme. Enfin le dernier projet est une véritable machine qui vit, un habitat qui exploite les potentialités naturelles de son environnement (la grande quantité d’eau de pluie) pour le transformer en un écosystème complet sur le modèle de la nature.

CONCLUSION

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e biomimétisme, nous l’avons vu, est une pratique émergente dont les acteurs savent être persuasifs et apporter des solutions fiables. C’est indéniable dans les domaines de la biologie, et cela pourrait constituer la rupture que nous attendons pour résoudre les enjeux du XXIème siècle. Cependant le Biomimétisme appliqué à l’architecture au sens strict d’imitation de la nature, n’est pas automatiquement synonyme d’écologie ou de durabilité et trouve sa limite dans la simple imitation de la forme quel qu’en soit le coût et le mode de fabrication des matériaux. Toutes les solutions du vivant ne sont pas forcément pertinentes : en architecture, le biomimétisme nécessite d’être adapté. Sur le plan des formes : les coques par exemple, malgré leurs propriétés, sont très difficiles et non économiques à mettre en place (c’est l’exemple du Rolex Learning Center). Par ailleurs, les principes naturels les plus simples sont aussi les plus efficaces. Ils se retrouvent dans des systèmes souvent mis en place dans l’architecture vernaculaire tels que la ventilation naturelle et peuvent être réadaptés aux enjeux contemporains tel qu’en témoigne l’exemple de l’Eastergate Center. De plus, on peut retenir que les principes structurels énoncés par la nature seront toujours les plus économes en matière comme l’ont compris Santiago Calatrava et Frei Otto.

Ce qui est important de privilégier pour comprendre toutes les possibilités du biomimétisme, c’est le critère de durabilité : l’architecture biomimétique doit - par le biais de l’imitation d’un processus naturel - être écologique et économique. Il s’agit donc d’accepter la fin de l’antithèse nature/ culture pour se réconcilier avec notre environnement et avec notre besoin intime de contact avec la nature originelle. C’est ce qu’ont voulu faire Edouard François et également l’agence Tryptique avec leurs bâtiments qui vivent grâce à la nature et en recréant des systèmes, ou cycles autour de l’eau notamment, qui incluent l’homme quotidiennement dans son milieu naturel. Un enjeu plus grand pour cette discipline serait d’appliquer le biomimétisme à l’urbanisme ; à l’échelle d’une ville entière! Formant une écologie urbaine où ces bâtiments vivants, les parc éco-urbains… isolés, feraient désormais parti d’un tout, construit sur la base d’une industrie écologique. Où l’alimentation serait basée sur une agriculture respectueuse du sol (tel que la permaculture), et où l’on vivrait en harmonie avec la nature formant avec elle un cycle de vie, c’est-à-dire faisant partie d’un réseau constant d’interactions et d’échanges. Ainsi, le but des biomiméticiens est d’arriver, à terme, à être en rupture des modes de production actuels qui consomment l’énergie fossile et se construisent sur une fabrication polluante pour la planète. Ainsi pour être strictement biomimétique il faut produire avec de l’énergie renouvelable et ne produire que des déchets biodégradables, dans le but d’une approche intégrée au cycle de vie du bâtiment. Cette manière d’envisager l’avenir en accord avec notre environnement et en replaçant l’homme dans un maillon de l’écosystème va permettre de sortir de l’individualisation actuelle du monde, et d’aller vers une démarche de groupe, pour parvenir à tous ces objectifs potentiellement salvateurs.

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BIBLIOGRAPHIE LIVRES - BENYUS Janine (1998), Biomimétisme, quand la nature inspire des innovations durables, Rue de l’échiquier, collection Initial(e)s DD, 2011. - BRAYER Marie-Ange, Archilab 2013 : Naturaliser l’architecture naturalizing, Éditions HYX, Coll. FRAC Centre - CLEMENT Gilles, La vie toujours invente : réflexions d’un écologiste humaniste, Éditions de l’Aube, 2008 - FRANÇOIS Edouard, L’immeuble qui pousse, Éditions Jean-Michel Place, 2000 - PEARSON DAvid, Architecture naturelle : en quête du bien être, éditions Terre Vivante, 2003 - SCHUITEN Luc, Archiborescence, Editions Mardaga, 2010

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- SCHUITEN Luc, Vegetal city, Éditions Mardaga, 2009 - S.STEVENS Peter, Les formes dans la nature, Seuil, 1978 - THOMPSON D’Arcy, Formes et croissance, Seuil, 2009 - WINES James, L’architecture verte, Taschen , 2002 - LLOYD WRIGHT Frank (1953), L’Avenir de l’architecture, Éditions du Linteau, 2003. - YOUNÈS Chris, Ville contre-nature, philosophie et architecture, Éditions la Découverte, collection Armillaire 1999.

Sites

www.arciborescence.net www.biomimicry.eu

www.archdaily.com/6700/harmonia-57-triptyque/ www.co-design-lab.net www.edouardfrancois.com www.new-territoires.com www.calatrava.com

Documents en ligne

ceebios.com/wp-content/uploads/2013/10/Expobiomimétisme-2013.pdf www.frac-centre.fr/upload/document/pedagogique/2011/ FILE_4fe988c23ff2e_peda_11_thema_processus.pdf/ peda_11_thema_processus.pdf www.frac-centre.fr/upload/document/pedagogique/2013/ FILE_5294cbe42d716_peda_13_thema_archilab_bd.pdf/ peda_13_thema_archilab_bd.pdf www.aroots.org/notebook/article93.html

Mémoires/productions d’étudiants ENSAG Mémoire 00184 Nature et Architecture : l’architecture vivante, Nicolas Canton Mémoire 00053 F.L Wright, un précurseur de l’architecture environnementale, Article Habiter dans la nature : Edouard François, Marianne Vallet

Vidéos

www.ted.com/talks/janine_benyus_shares_nature_s_ designs Arte sur le Rolex Learning Center www.youtube.com/watch?v=g1svNPBcdvw : Des structures naturelle, Frei Otto et le stade olympique www.lemoniteur.fr/157-realisations/video/705930harmonia-57-par-l-agence-triptyque

Exposition

Exposition Luc Schuiten, Les cités végétales, Lyon La Sucrière, 2010

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Je remercie Sophie Paviol qui m’a suivie dans la rédaction de ce mémoire.