Le biomimétisme en Architecture by Nadia Heredia

ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D’ARCHITECTURE DE STRASBOURG Mémoire de Master en Architecture

LE BIOMIMETISME EN ARCHITECTURE réflexions sur une démarche constructive en pleine émergence ..................................................... Nadia Heredia

Directeur de mémoire : Frédéric Luckel

LE BIOMIMETISME EN ARCHITECTURE réflexions sur une démarche constructive en pleine émergence

« Tout art est une imitation de la nature. » Sénèque « Il n’y a rien de mal à imiter, l’essentiel est de savoir pourquoi on le fait. » Constantin Fédine

Poisson coffre Photographe : Stefspirit sur Flickr

Le poisson coffre a inspirĂŠ le design de la Bionic Car du constructeur Mercedes.

REMERCIEMENTS

Je tiens à remercier tout d’abord mon directeur de mémoire, M. Frederic Luckel, dont les connaissances et la pertinence des remarques m’ont été d’une aide indispensable pour l’élaboration de ce mémoire. Je remercie également M. Didier Laroche et Mme Danielle Martin qui m’ont suivi durant mes premières phases de recherches. Je tiens également à remercier mes parents qui m’ont toujours soutenu et épaulé durant ces années d’études. J’adresse un chaleureux remerciement aux soeurs du monastère des Clarisses de Ronchamp qui m’ont accueilli avec gentillesse durant les derniers jours d’écriture. Merci pour ces journées de paix et de calme. Finalement je tiens à remercier mon amie Anne pour sa présence, son soutien et ses précieux conseils durant ces cinq années d’étude.

SOMMAIRE

p. 2

Introduction générale Partie I L’EMERGENCE D’UNE POSTURE : définitions, enjeux, applications

p. 14

Introduction

I.1.

Notions essentielles a. Entre science et idéologie, tour d’horizon d’une posture b. Application à l’architecture

I.2.

Etude de cas : l’Eastgate Center a. Introduction b. Développement c. Conclusion

I.3. p. 74 p. 80 p. 88

L’écologisme comme nouvelle idéologie a. Constructions traditionnelles et intelligence du site b. La rupture du lien entre l’Homme et son environnement c. Les formes architecturales nées de l’écologisme

p.100

Conclusion

p. 18 p. 30

p .42 p. 44 p. 68

Partie II LA NATURE ARTIFICIELLE : ou la fin de l’opposition Nature/Culture p.106

Introduction

II.1. p.110 p.116

Le mythe naturel : genèse et fin a. Qu’est ce que la nature ? b. La Mimesis et la fin du dogme naturaliste

II.2

Architecture non-standard et morphogénèse a. Les mathématiques non standard et la représentation du monde b. L’architecture non- standard

II.3. p. 136 p. 138 p. 166

Etude de cas : le Rolex Learning Center a. Introduction b. Développement c. Conclusion

p. 170

Conclusion

p. 122 p.130

Partie III LES ECOSYSTEMES NATURELS: application aux systèmes humains p. 176

Introduction

III.1. Etude de cas : l’Eden Project Biome p. 180 p. 182 p. 216

a. Introduction b. Développement c. Conclusion

III.2. Les nouveaux écosystèmes artificiels p. 220 p. 228 p. 236

a. L’industrie et la crise environnementale b. L’écologie industrielle et la leçon des écosystèmes naturels c. La mort de la terre et la désertification

III.3. p. 242 p. 244 p. 274

Etude de cas : le Sahara Forest Project a. Introduction b. Développement c. Conclusion

p. 278

Conclusion

p.284

Conclusion générale

p.290

Bibliographie SOMMAIRE

INTRODUCTION GENERALE

*1 Conférence de Ban Ki-Moon, Secrétaire Général des Nations-Unies, Musée océanographique de Monaco, 04 avril 2013 *2 La civilisation occidentale ou monde occidental désigne, dans une vision classique, une aire culturelle résultant de la civilisation grecque (pensée, science), de la civilisation romaine (droit, alphabet, latin) et de la culture chrétienne occidentale (catholique et protestante). Originellement défini comme la zone culturelle de l’Europe de l’Ouest et de l’Europe centrale, les usages contemporains du terme se réfèrent au 21ème siècle aux sociétés de l’Europe élargie et leurs descendants généalogiques, culturels, linguistiques, philosophiques, qui incluent les pays dont la culture majoritaire est dérivée de la culture européenne, tels que le Canada et les Etats-Unis, l’Australie et la Nouvelle-Zélande.

*3 Conférence de André De Herde, 21 novembre 2011, Parlement Européen de Strasbourg,

*4 Cette posture sera définie le point I.1.a.

INTRODUCTION GENERALE

Aujourd’hui, le constat est indéniable, notre planète subit les stigmates d’un genre humain qui n’en fait qu’à sa tête. Les problèmes environnementaux, les plaies béantes sur l’écorce terrestre, sont nombreux : pollution de l’air et de l’eau, saturation des sols, disparition des espèces animales et végétales, déforestation, désertification, fonte des glaciers, acidification des océans. Après de longues décennies d’arrogance et de destruction nous semblons enfin nous réveiller mais les enjeux auxquels nous sommes confrontés aujourd’hui semblent nous dépasser. Dans une conférence tenue le 4 avril 2013 à Monaco, le secrétaire général des NationsUnies Ban Ki-Moon a estimé qu’il serait «bientôt trop tard» pour sauver la planète et a déploré que, malgré les avertissements, « nos modes de consommation» reste incompatibles avec la santé de cette dernière. «Notre empreinte écologique est démesurée»*1. Il faut dire que, l’industrie et le phénomène de la mondialisation, ont permis une croissance exponentielle des sociétés humaines, tant au niveau démographique qu’au niveau des évolutions techniques et technologiques. En l’espace d’une cinquantaine d’années, le niveau de vie de la tranche occidentale*2 du monde a évolué de façon plus importante que lors des deux millénaires précédents. Or, il devient urgent de remettre en question ces standards de vie de la société contemporaine et retrouver un équilibre entre l’humanité et la terre. Dans cette remise en cause de notre modèle de croissance économique porté par la consommation et reposant sur une industrie gourmande en énergie fossile, le domaine de l’architecture doit lui aussi trouver des solutions adaptées à un mode de vie plus durable. On sait par exemple que le secteur de la construction est responsable de : - 50% de la consommation des ressources naturelles - 40% des déchets produits - 30% des émissions de gaz à effet de serre - 16% de la consommation d’eau *3 Mais aujourd’hui le marché de la construction verte et des produits et services vendus au nom de l’environnement sont controversés et aucune posture ne semble répondre à la gravité de la situation. Or, dans le grand désordre des démarches écologiques, mon attention s’est portée sur un courant de pensée en particulier : le biomimétisme*4. En effet,

INTRODUCTION GENERALE

je constate qu’actuellement cette discipline influence beaucoup la démarche des architectes et semble étonnamment liée aux enjeux environnementaux. Or, si la nature fut de tout temps une source d’inspiration pour les architectes, la revendication d’un lien entre ce raisonnement par analogie et le développement durable semble être une idéologie contemporaine. Mon travail de mémoire se focalisera donc sur l’architecture biomimétique et son lien aux enjeux écologiques actuels. Par comparaison de différents projets témoignant d’une inspiration avec le monde naturel l’étude devra permettre de classifier les démarches selon leurs références : scientifiques, esthétiques, philosophiques ou idéologiques, et de comprendre dans quel cas les démarches peuvent revendiquer un apport effectif aux enjeux environnementaux. Cette analyse devra permettre de questionner la problématique suivante : En quoi les apports du biomimétisme peuvent-ils contribuer à optimiser l’architecture et l’urbanisme dans la recherche d’un équilibre entre l’humanité et son environnement? A travers ces différentes études l’objectif de mon travail de recherche sera de démontrer les potentialités de l’architecture biomimétique dans une démarche de reproduction du mode de fonctionnement éco-systémique. Pour répondre à la problématique posée j’ai émis les hypothèses suivantes : - Toutes les démarches biomimétiques ne sont pas équivalentes et il est nécessaire de faire le tri entre les différents projets s’inspirant de la nature. - Si le biomimétisme de type formel peut répondre ponctuellement à des contraintes de durabilité, seuls les projets issus d’une pensée processuelle peuvent prétendre apporter une solution à la crise environnementale. - De même, seule une pensée biomimétique motivée dès le départ par les contraintes écologiques actuelles peut effectivement prétendre apporter une réponse aux enjeux de durabilité. - Si le biomimétisme de type formel peut répondre ponctuellement à des contraintes de durabilité, seuls les projets issus d’une pensée processuelle peuvent prétendre apporter une solution à la crise environnementale.

INTRODUCTION GENERALE

- De même, seule une pensée biomimétique motivée dès le départ par les contraintes écologiques actuelles peut effectivement prétendre apporter une réponse aux enjeux de durabilité. LES OBJECTIFS DE LA RECHERCHE - Distinguer les différentes formes d’architectures biomimétiques et les classifier selon leurs références, leurs motivations, le type d’analogie, les contextes socio-culturels, les moyens mis en œuvre, l’apport sur le point de vue de la durabilité, l’emprunte sur la société, la viabilité. - Comprendre les paramètres qui influent sur l’empreinte écologique des bâtiments biomimétiques. - Evaluer si les moyens déployés par l’architecture biomimétique sont jusitfiés par les enjeux environnementaux. - Démontrer que seul un biomimétisme processuel et une pensée motivée par les enjeux d’économie de ressource peut apporter l’espoir d’un nouvel équilibre entre l’humanité et son environnement. LA METHODE - une recherche bibliographique à la fois philosophique, scientifique et architecturale afin de cerner les enjeux relatifs à la crise environnementale et les opinions concernant la place de l’homme au sein de son environnement. - l’élaboration d’une grille des projets selon les mêmes critères afin de pouvoir comparer les résultats d’analyse. - étudier diverses documentations concernant les principaux objets d’étude afin de comparer différentes opinions et étoffer la grille d’analyse. LA GRILLE D’ANALYSE J’ai opté pour un système de grille croisée de type x² (les mêmes notions en absisse et en ordonnée). La grille permet de croiser différentes caractéristiques qui me permettent d’étudier les bâtiments choisis. Le croisement permettant d’étudier toujours une caractéristique par rapport à une autre et ainsi observer l’intéraction de ces caractéristiques.

INTRODUCTION GENERALE

La grille sera complétée de la façon suivante : - la pertinence de l’intéraction sera évaluée avec les signes suivants : : aucune I : peu II : plutôt pertinente III : très pertinente

II I

- pour éviter les redondances seules les intéractions les plus justes seront utilisées pour décrire le projet, les signes seront en rouge dans le tableau quand un paragraphe de l’étude traite d’une des intéractions : I, II , III

INTRODUCTION GENERALE

Gecko Photographe : Simon Taylor

Des chercheurs s’inspirent des facultés du Gecko notamment pour concevoir des rubans adhésifs.

Partie I L’EMERGENCE D’UNE POSTURE définitions, enjeux, applications

*1 En écologie, une crise écologique se produit lorsque le milieu de vie d’une espèce ou d’une population évolue de façon défavorable à sa survie. sur http://www.techno-science.net/

*2 http://www.techno-science.net/ *3 Laffitte P., Saunier C., sénateurs (2007), Les apports de la science et de la technologie au développement durable, Tome II: La biodiversité : l’autre choc ? l’autre chance ?, Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et technologiques

Introduction

PARTIE I

Introduction

ans cette première partie mon propos sera de dresser le portrait du biomimétisme dans une société occidentalisée qui a longtemps perdu son lien avec la nature. Car, depuis des décennies l’homme se détache progressivement de son enracinement à la terre et préfère se laisser hypnotiser par les paradis illusoires du capitalisme où L’argent est devenu la religion la plus puissante. Mais alors que la production de richesses matérielles ne cesse de s’accroître, un bien précieux et irremplaçable s’altère de jour en jour : notre biosphère. Aujourd’hui, il semble difficile de nier qu’une crise écologique*1 majeure est en train de s’écrire dans les pages de l’histoire. Les crises écologiques peuvent être locales et dans ce cas seul un écosystème est concerné. Mais la crise que traverse le 21ème siècle est une crise globale qui «touche l’ensemble de la biosphère et potentiellement l’ensemble des espèces»*2. S’il est vrai que d’autres crises globales semblent s’être déroulées dans le passé, notamment celle qui a vu l’extinction des dinosaures ou encore la crise écologique européenne du 16ème siècle qui a vu disparaître un tiers de la population du fait de la malnutrition et de la Grande Peste, la dégénérescence biosphérique actuelle est inexorablement due aux activités anthropiques. Satisfait de son modèle de croissance économique assurant un confort de vie sans précédent notre civilisation a longtemps ignoré la multiplication des signaux d’alarmes envoyées par notre planète : les évolutions atmosphériques, la dégradation voire la disparition de certains habitats, l’évolution de la disponibilité et de la qualité de l’eau, l’évolution de la production de déchets, la modification des compétitions entre espèces, la multiplication de crises relatives à la bio-sûreté ou encore le rythme élevé de disparition des espèces. L’humanité doit donc touver des solutions pour préserver l’avenir de la planète et non uniquement son propre avenir. Selon un rapport du Sénat de 2007, le biomimétisme serait l’une des boites à outils de la quatrième révolution industrielle»*3. Dans ce chapitre il sera donc question de comprendre le biomimétisme et la raison pour laquelle cette posture semble être une solution adaptée pour essayer de répondre à la gravité de cette crise. Il s’agira dans un premier de dresser un portrait général du biomimétisme pour ensuite se concentrer sur cette idéologie appliquée à l’architecture. Dans cette partie nous verrons également les contextes historiques, philosophiques et culturelles qui, au fil du temps ont coupé l’Homme de la biosphère, et les moyens mis en oeuvre en architecture pour tenter de rattraper les erreurs.

PARTIE I

INTRODUCTION

Man Hunting Photographe : Nadia Heredia

«L’idée même du progrès est à repenser. L’idéologie du progrès laissait croire que la technologie résoudrait tous les problèmes. Pour repenser le progrès, il faut l’articuler autour du concept de coévolution, c’est à dire l’intéraction constante entre les espèces et leur environnement» Pascal Picq

*1 Née en 1958 aux États-Unis, Janine M. Benyus est une biologiste américaine, diplômée en sciences appliquées, plus précisément en sylviculture et gestion des ressources naturelles. Se passionnant rapidement pour les sciences liées à l’étude des organismes et des écosystèmes elle développe sa propre théorie scientifique, le biomimétisme, qu’elle a rendu populaire grâce au succès de son livre Biomimicry, Innovation Inspired by Nature.

*2 Les origines du terme sont décrits en détail par Bernadette BensaudeVincent, Hervé Arribart, Yves Bouligand et Clément Sanchez dans «Chemists and the school of nature», New Journal of Chemistry, 26, 2002, p. 1-5.

*3 Janine M. Benyus, Biomimétisme, Quand la nature inspire des innovations durables, Paris, Ed. Rue de l’échiquier, 2011, p.4

*4 Rapport du Comissariat Général au Développement Durable, Étude sur la contribution du biomimétisme à la transition une économie verte en France: état des lieux, potentiel, leviers, 72, octobre 2012, p.2

*5 Rapport du Comissariat Général au Développement Durable, Étude sur la contribution du biomimétisme à la transition une économie verte en France: état des lieux, potentiel, leviers, 72, octobre 2012

Notions essentielles

PARTIE I

a. Entre science et idéologie: tour d’horizon d’une posture Etymologiquement le terme biomimétisme vient du grec bios, vie et mimesis, imitation.

La science que l’on nomme en français biomimétisme et biomimicry en anglais est une posture scientifique récente qui a été développée par la biologiste américaine Janine M. Benyus*1. Le terme biomimicry semble apparaître pour la première fois dans la littérature scientifique en 1962*2. Mais c’est bien Janine M. Benyus qui popularisera le terme dans son livre de 1997 Biomimicry: Innovation Inspired by Nature. Dans le livre, le biomimétisme est décrit comme : «une nouvelle science qui étudie les modèles de la nature puis imite ou s’inspire de ces idées et procédés pour résoudre les problèmes humains. [...] le biomimétisme utilise des critères écologiques pour déterminer si nos innovations sont «bonnes». Au bout de 3,8 milliards d’années d’évolution, la nature a appris à reconnaître ce qui marche; ce qui est approprié; ce qui dure. [...] le biomimétisme est une nouvelle façon de considérer et d’apprécier la nature. Il ouvre une ère fondée non pas sur ce que nous pouvons extraire du monde naturel, mais sur ce que nous pouvons apprendre.»*3 Dans ce livre elle met en avant le travail de différents scientifiques et chercheurs ayant décidé d’observer les organismes et les écosystèmes pour s’en inspirer et apprendre à vivre intelligemment et de façon moins dévastatrice pour la terre. Dans de nombreuses disciplines des chercheurs ont depuis un certain temps essayé de travailler dans ce sens mais aucune dénomination officielle ou communauté ne regroupaient tous ces scientifiques que l’on appelle aujourd’hui des biomiméticiens. La démarche de Janine M. Benyus est une démarche transversale, qui fait appel à la synergie des compétences de différents corps scientifiques. C’est ce qui fait le caractère novateur et pertinent de son étude. Le biomimétisme entendu dans le sens de Janine M. Benyus est donc un mode de pensée en pleine éclosion. En France, l’on commence à peine à s’intéresser à cette science pluridisciplinaire. «Depuis plus de 20 ans, de nombreux travaux de recherche et d’innovation sur le biomimétisme ont été réalisés à l’échelle mondiale mais n’ont eu que peu de résonance en France»*4. Une étude officielle du Commissariat Général au Développement Durable sur la contribution du biomimétisme*5 témoigne malgré tout d’un gain croissant d’intérêt et la prise au sérieux de cette discipline par les responsables politiques. Dans ce papier officiel

PARTIE I

NOTIONS ESSENTIELLES

*1 Rapport du Comissariat Général au Développement Durable, Étude sur la contribution du biomimétisme à la transition une économie verte en France: état des lieux, potentiel, leviers, 72, octobre 2012, p.12

*2 En conclusion de cet introduction au biomimétisme j’ai établi un petit lexique de différentes démarches s’inspirant du monde biologique que ce soit dans les domaines scientifiques, philosophiques ou artistiques. *3

WATTS Alan, 1971, Amour et Connaissance (Man, Woman and Nature), traduction de Pierre-Henri Gonthier, Denoël/Gonthier, Paris

la définition donnée du biomimétisme est la suivante: « Le terme biomimétisme désigne l’imitation par les humains dans leurs activités de certaines propriétés remarquables des systèmes biologiques. Il peut s’agir d’imiter une forme observée dans la nature à l’échelle macro, micro voire nanoscopique, un procédé biologique ou encore un ensemble d’interactions présentes au sein d’un écosystème. On parle dans ce dernier cas d’écomimétisme.»*1 Le rapport du Commissariat Général élargit son étude sur le biomimétisme au champ de «la bionique, la bio-assistance et la bio-inspiration»*2. Au regard de ces considérations il est important de clarifier les limites des différentes démarches s’inspirant de la nature pour la cohérence de ce mémoire. Ainsi, pour bien comprendre il est important de noter que la différence entre le biomimétisme, du moins dans la conception de Janine M. Benyus, et les autres disciplines n’est pas une question de moyens mis en oeuvres ou de sujets d’inspirations mais une question de finalité. En effet, le biomimétisme entend s’inspirer des systèmes naturels afin de développer des solutions durables dans les productions humaines. En anglais aussi, cette nuance existe et le mot «Biomimetics» n’a pas tout à fait le même sens que Biomimicry, ce dernier correspondant à une posture en faveur du développement durable. Le sens donné au Biomimétisme en français du moins celui qui me permettra d’articuler ce mémoire correspond au terme Biomimicry en anglais.*2 Le biomimétisme est une discipline scientifique, mais aussi une nouvelle philosophie, ou plutôt une philosophie retrouvée, un retour à un équilibre perdu, équilibre de l’homme et de la nature, une posture qui ouvre de nouveaux horizon. Le philosophe américain Alan Watts, a eu une philosophie analogue dès les années 1930. Expert en théologie, il fut l’un des interprètes les plus remarquables des religions et philosophies orientales comme le bouddhisme ou le taoïsme. Watts admirait les philosophies extrême-orientales pour cette sagesse largement inspirée par l’observation et la contemplation de la nature. Son approche n’a aucune vocation scientifique, néanmoins sa philosophie est très proche de celle prêchée par les biomiméticiens. Le rejet de la nature est lié à notre culture, notre histoire, nos idéologies, certains comme Watts ont bien compris que l’humanité faisait fausse route. Nous verrons dans ce mémoire qu’à travers le temps et l’histoire d’autres encore ont bien compris l’importance de l’équilibre entre l’Homme et sa biosphère. «Au centre de cette nouvelle manière d’envisager les choses, on trouve l’idée d’un monde unitaire sans le moindre raccord, tissu d’interactions mutuelles, où une chose ne se comprend que rapportée à une autre et réciproquement. Il est impossible, dans cette perspective de considérer l’homme isolément de la nature».*3

PARTIE I

NOTIONS ESSENTIELLES

*1,2 Rapport du Comissariat Général au Développement Durable, Étude sur la contribution du biomimétisme à la transition une économie verte en France: état des lieux, potentiel, leviers, 72, octobre 2012, p.13

*3 http://www.linternaute.com/ dictionnaire/fr/definition/bionique/ *4 http://www.larousse.fr/dictionnaires/francais/bionique/9454 *5 http://www.universcience.fr/fr/ lexique/definition/

Bio-assistance : elle consiste à utiliser des molécules d’origine biologique ou des organismes vivants entiers pour imiter des fonctions observées dans la nature, ou les détourner afin de répondre à des défis technologiques. Au sein du biomimétisme, la bio-assistance est utilisée par exemple en agro-écologie ou dans les biotechnologies (ex : utilisation d’enzymes pour catalyser des réactions dans l’industrie chimique).*1 Bio-inspiration : terme plus général désignant le fait de s’inspirer du monde vivant pour créer de nouveaux objets ou procédés qui n’y sont pas présents naturellement. On parle souvent de bio-inspiration en design, en architecture et en science des matériaux.*2 Bionique : -1- L’internaute : Etude des systèmes biologiques à des fins technologiques.*3 -2- Larousse : de l’anglais bionics : biology and electronics Confrontation, scientifiquement conduite, entre les inventions humaines et les processus biologiques (détection, locomotion, orientation), en vue d’offrir aux ingénieurs des modèles dont l’imitation peut être utile, et, à l’inverse, de mieux interpréter certains organes et fonctions par comparaison avec des inventions humaines.*4 -3- Dictionnaire multimédia des mots de la science : Imitation du vivant par des matériaux, des machines ou des robots. La bionique est la contraction de «biologie» et «électronique», la bionique est la science qui étudie la façon dont le vivant émet, reçoit et traite les signaux pour l’imiter dans des machines et des robots : le sonar, inspiré du système de navigation de la chauve-souris en est un exemple. Plus largement, on considère comme «bionique» l’imitation du vivant (par exemple, le Velcro® imité des fruits de la bardane). On parle couramment aujourd’hui d’homme (ou de femme) bionique. Ce terme désigne un être «mélangé», doté à la fois d’éléments biologiques mais aussi de moyens mécaniques ou électroniques que la science et la technique fournissent à l’homme pour se réparer ou dépasser ses limites : implants électroniques, prothèses en biomatériaux, ordinateurs pilotables par l’œil et, bientôt, par la pensée ; techniques de réalité virtuelle, etc... Jusqu’à récemment personnage caricatural cantonné à la science-fiction, l’homme bionique, qui intègre dans son corps des machines, devient aujourd’hui peu à peu réalité. *5

PARTIE I

NOTIONS ESSENTIELLES

*1,3 Rapport du Comissariat Général au Développement Durable, Étude sur la contribution du biomimétisme à la transition une économie verte en France: état des lieux, potentiel, leviers, 72, octobre 2012, p.12

*2 Reading University: What is Biomimetics, 3 juin 2012, http://www.reading.ac.uk/biomimetics/about.htm

Biomimetics :(anglais) approche scientifique consistant à étudier et reconstituer artificiellement des fonctions remarquables du vivant. Utilisée en recherche et innovation, elle est pratiquée par les chercheurs et les ingénieurs dans de nombreux domaines (biochimie, biophysique, science des matériaux...), que ce soit pour valider un modèle scientifique au sein d’un projet de recherche ou pour développer des technologies maîtrisées. Elle ne s’inscrit quasiment jamais dans une démarche de développement durable. Dans certains cas, les innovations biomimétiques peuvent même être très polluantes.*1 Biomimétisme = Biomimicry : (anglais), (de bios, vie, et mimesis, imiter) -1- ancien concept récemment retrouvée dans la pensée scientifique, qui examine la nature, ses modèles, ses systèmes, ses processus et ses éléments pour s’en inspirer ou les imiter afin de résoudre des problèmes humains.*2 -2- philosophie portée par Janine Benyus selon laquelle les êtres humains doivent s’inspirer des fonctions et de l’organisation du vivant, hérités au cours de l’évolution, pour réconcilier leurs activités avec la biosphère et ainsi construire une société plus durable. Les associations et les cabinets de conseil se font le relais de cette deuxième approche, qui rejoint en plusieurs points l’approche « Biomimetics », mais y ajoute une exigence de durabilité. En pratique, la promotion de l’approche Biomimicry auprès des entreprises industrielles et commerciales consiste plus, aujourd’hui, en pratique, en une sensibilisation au développement durable, qu’en une aide technique à la transformation des modes d’innovation et de production.*3 Biomorphisme : (de bios, vie, et morphé, forme) -1 Une oeuvre d’art de tendance non-figurative dont les formes rappellent celles fu monde organique est dite biomorphique. C’est un abstractionnisme basé sur des formes végétales. Par extrapolation cette notion peut s’appliquer à des constructions (oeuvres) architecturales. Pour ma part j’utiliserai le terme biomorphique pour désigner des bâtiments s’inspirant des formes naturelles. -2- De façon plus précise le biomorphisme caractérise un courant artistique du 20ème siècle. Le biomorphisme n’est pas envisagé comme un style mais seulement comme un vocabulaire formerl spécifique. En l’absence de groupe constitué et de chef de file, de manifeste, d’exposition, ou de revue, le biomorphisme ne fut jamais considéré comme une tendance. Il fut associé tantôt à l’abstraction, tantôt au surréalisme. Mais Miro, Picasso,

PARTIE I

NOTIONS ESSENTIELLES

*1 http://biomorphisme.midiblogs.com/ *2 Biotechnogie, site de l’OCDE *3 Rapport du Comissariat Général au Développement Durable, Étude sur la contribution du biomimétisme à la transition une économie verte en France: état des lieux, potentiel, leviers, 72, octobre 2012, p.12

Moore et Arp, que l’on peut associer au biomorphisme, ont évolué avec une grande liberté à l’égard des mouvements constitués.*1 Biotechnologie : l’OCDE définit la biotechnologie comme « l’application des principes scientifiques et de l’ingénierie à la transformation de matériaux par des agents biologiques pour produire des biens et services »*2 Eco-mimétisme : imitation d’un ensemble d’intéractions présentes au sein d’un écosystème. On dira également biomimétisme écosytémique ou procédural ou encore processuel. L’écologie industrielle relève de l’écomimétisme.*3

Bionic Arm http://hera.im/services/biommetics/ PARTIE I

NOTIONS ESSENTIELLES

*1 CHUPIN Jean-Pierre, Avril 2010 Analogie et théorie en architecture. De la vie, de la ville et de la conception même, Infolio, collection projet & théorie, Genève, p.16

Notions essentielles

PARTIE I

b. Application à l’architecture

e biomimétisme se distingue donc de la bionique et des autres démarches s’inspirant de la nature, car cette posture entend développer des solutions pour minimiser l’empreinte écologique des créations anthropiques. Or, l’architecture est un domaine dans lequel l’homme doit aussi réfléchir pour minimiser l’impact environnemental des constructions. Le biomimétisme est une idéologie et une façon de concevoir pluridisciplinaire, qui commence à bien s’établir dans certains domaines comme le design industriel, l’ingénierie et la manufacture, ou encore la médecine et la mode . Mais à l’heure où nous cherchons des solutions pour rebâtir un avenir plus durable, son application à l’architecture semble être une solution propice. Pourtant l’architecture a du mal à incorporer ces notions dans la pratique et l’enseignement. Toutefois il semble dans la nature même de l’homme d’utiliser un univers de sens se référant au monde naturel pour communiquer sa pensée. D’ailleurs, à travers l’histoire, les architectes ont toujours regardé la nature pour chercher des sources d’inspiration, de façon formelle ou pour des approches décoratives. Mais cette analogie au monde vivant est source de débat au sein des architectes. En effet, dans la pensée générale, l’imitation de la nature est souvent perçue comme une simple imitation formelle. Souvent cette transposition de motifs naturels dans l’architecture rappelle des styles du passé comme l’Art Nouveau ou l’architecture organique de Frank Lloyd Wright, ou encore des bâtiments assimilés au biomorphisme. Or, dans notre société moderne beaucoup d’architectes n’adhèrent pas à l’image que renvoie certains bâtiments d’influence biologique. Pour certains architectes contemporains une forme n’est jamais gratuite et l’analogie au monde vivant peut paraître simplement esthétique et finalement prendre le pas sur des questions de spatialité. La question des analogies dans la genèse du projet d’architecture est un thème de recherche récurrent chez Jean-Pierre Chupin. Ainsi, «une pyramide est aussi une montagne, une salle hypostyle est aussi une forêt, une voûte est un ciel»*1. En décrivant les influences du monde biologique sur les architectes Chupin ne se contente pas de citer ou décrire de façon linéaire des projets influencés par la nature. Sa démarche s’interroge sur le bienfondé des référents et en l’occurrence du bienfondé d’utiliser des références au monde vivant. «(…), l’architecte ne cherche-t-il-pas trop loin, quand il affirme puiser dans les formes ou les fonctions du corps humain, quand il invoque l’efficacité d’une machine à écrire pour

PARTIE I

NOTIONS ESSENTIELLES

*1 CHUPIN Jean-Pierre, Avril 2010 Analogie et théorie en architecture. De la vie, de la ville et de la conception même, Infolio, collection projet & théorie, Genève, p.28

concevoir une maison ou avoue s’inspirer de la coque d’un crabe pour imaginer le toit d’une chapelle ? Que dire, quand il entend interpréter les hélices de l’ADN ou les codes de couleur utilisés en génétique pour donner sens à son projet? »*2 Il est certain que nous devons nous méfier de la pensée par l’image qui peut être source de raisonnements erronés. Or, les analogies les plus visibles ne sont pas forcément les plus intéressantes. Le biomimétisme est une référence à la nature mais d’un autre genre. Comme pour les autres disciplines évoluant dans une démarche biomimétique, l’intention est d’étudier des manières de transposer des adaptations biologiques en solutions pour l’homme, en l’occurrence en solutions architecturales. Le biomimétisme n’est donc pas simplement une imitation servile ou abstraite d’une forme biologique mais bien une analyse des caractéristiques remarquables et la recherche d’une transposition possible pour les conceptions humaines. Le fonctionnement biologique dépend d’une certaine morphologie, la forme biologique n’est donc pas fallacieuse, elle est le reflet d’un système, d’un procédé, l’origine de la vie et de la survie. Mais si la forme est interprétée uniquement dans son esthétisme on peut passer à côté de la fonction naturelle. Il est donc plus censé de comprendre le fonctionnement et la forme découlera de celui-ci. C’est la dynamique du monde vivant et non une image statique qui est la source d’inspiration du biomimétisme. De même la reproduction des formes complexes du vivant devient de plus en plus récurrente à mesure que les outils informatiques et les moyens technologiques se développent. Or, la reproduction de ce monde organique fait souvent appel à des technologies de pointe. L’avènement de la pensée non-standard en architecture et la possibilité de reproduire des systèmes complexes du vivant ont permis à l’homme d’utiliser le registre des formes biologiques pour concevoir ses formes artificielles. L’utilisation des outils informatiques pour modéliser le monde biologique a vu émerger des projets souvent ambitieux et dont la mise en oeuvre réelle semble coûteuse et non durable. Il ya donc un vrai questionnement sur la nécessité de reproduire des formes biologiques complexes dans le seul but d’un concept de spatialité et de fluidité. De plus, grâce à ces technologies modernes nous pouvons allègrement essayer de modifier et reproduire la nature aux besoins des sociétés humaines. Un point de ce mémoire sera dédié à cette thématique importante du rapport entre architecture non-standard et monde biologique. Ainsi il semble nécessaire de questionner la viabilité des démarches de reproduction du monde vivant sachant la complexité et les moyens mis en oeuvre pour les recherches. Si les nouvelles approches architecturales complexes sont souvent controversées on peut

PARTIE I

NOTIONS ESSENTIELLES

*1 PAWLYN Michael, 2011, Biomimicry in Architecture, Riba Publishing, Londres *2 PAWLYN Michael, 2011, Biomimicry in Architecture, Riba Publishing, Londres, p.1 *3 Le Dr Gauthier Chapelle est naturaliste, biologiste, agronome. Il a co-fondé l’association Biomimicry Europa aisbl et bureau d’étude Greenloop, institutions officielles du biomimétisme à l’échelle européenne.

néanmoins émettre l’hypothèse que les recherches sur le biomimétisme semblent être légitimes, car elles entrent dans un processus de modification de la pensée scientifique pour une conception plus durable des productions humaines. Cette hypothèse reste néanmoins à vérifier mais nous verrons également dans la première étude de cas que la démarche biomimétique peut demander un travail de recherche complexe en amont mais que la réalisation peut ensuite se concevoir avec des moyens raisonnables par rapport à d’autres approches. Michael Pawlyn et son agence Exploration travaille depuis quelques années à l’application du biomimétisme dans l’architecture. Pawlyn édita en 2011 le livre qui ouvre l’architecture au champ du biomimétisme Biomimicry in Architecture*1. Dans ce livre Pawlyn dénonce la société et l’industrie actuelle basée sur le pétrole. Pour lui, l’humanité doit changer radicalement sur trois points : - augmenter l’efficacité des ressources - passer d’une économie basée sur l’énergie fossile à une économie basée sur l’énergie solaire. - passer d’une utilisation linéaire, polluante et génératrice de déchets des ressources à un modèle à boucle fermée dans lequel toutes les ressources forment des cycles et rien ne se perd en déchet.*2 Nous étudions plus amplement l’agence exploration dans une étude de cas au point III.3.. Le biomimétisme en architecture peut s’appliquer sur plusieurs niveaux et à plusieurs échelles, de l’échelle d’un projet global à l’échelle d’un bâtiment. Le Dr Gauthier Chapelle*3, considère trois niveaux d’applications du biomimétisme: forme, matériau et processus. Le niveau des matériaux étant encore au stade embryonnaire, la technologie n’étant pas encore à même de reproduire les matériaux synthétiser par le vivant, je présenterai dans ce mémoire les niveaux de la forme et des processus en y ajoutrant aussi la reproduction des fonctions naturelles qui me semble être le quatrième niveau. Ces champs d’actions appliqués bien sûr à l’architecture. J’étudierai quatres projets dont trois se réclamant du biomimétisme, et un qui se rattache à l’approche non-standard pour argumenter mon propos. Au départ je pensais articuler mes trois études de cas biomimétiques en fonction des trois niveaux d’application du biomimétisme mais comme forme et fonction sont liées dans une interprétation cohérente du monde vivant, et qu’un processus est l’intéraction de plusieurs fonctions biologiques, il me semble plus approprié de détailler dans chaque cas les différents niveaux d’imitation.

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NOTIONS ESSENTIELLES

«Un stade rond comme un nid, un auditorium qui s’élance dans les airs tellle une aile d’oiseau, une cité de la mode aux allures de crocodile... La nature n’en finit pas d’inspirer les hommes.» Archi Nature, 2011, Canopée, pour une écologie de la terre, du corps et de l’esprit, , La dynamique du vivant, Natures & Découvertes / Actes Sud, , p. 147

Lézard Vert Site : http://photo.nilly.net

DOCKS EN SEINE, Cité de la mode et du design, Paris, France Photographe : ericfarge sur http://www.trekearth.com/

DRAGSPELHUSET, Suède Photographe : missmagdamac sur http://littlefascistpanties.com/

Le scarabée géant de l’Amazonie Site : http://www.linternaute.com/

AUDITORIUM DE TENERIFE, Ă?les Canaries, Espagne Site : http://airshp.com/?attachment_id=866

Fou de Bassan Photographe: Nezpa sur Flickr

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Etude de cas : l’Eastgate Center

a. Introduction

es images précédentes sont certes fortes séduisantes, mais les analogies formelles utilisées ne témoignent pas d’une posture biomimétique. En comparaison, le lien entre le bâtiment de l’Eastagte Center et le monde vivant semble de prime abord plutôt étonnant. Il est vrai que l’aspect esthétique du bâtiment ne renvoie pas à un registre de forme se référant aux analogies biologiques. Pourtant ce bâtiment est non seulement biomimétique dans sa démarche, mais il est surtout l’un des emblèmes de la posture biomimétique en architecture. Il me semblait important de commencer l’étude par cet édifice. L’Eastgate Centre est un bâtiment conçu par l’architecte zimbabwéen Mick Pearce. Le projet se situe à Harare, ville de 2,8 millions d’habitants et capitale économique du Zimbabwe, pays d’Afrique australe, aujourd’hui connu pour ses conflits socio-politiques importants. Le projet achevé en 1996 est un complexe de bureaux et commercial qui se situe en centreville sur l’avenue Robert Mugabe et le 2ème rue. Il fut conçu en partenariat avec les ingénieurs du groupe Arup et se constitue de 5600m² d’espaces commerciaux et 26000m² de bureaux ainsi qu’un parking pour 450 voitures. Qui pourrait croire que ce bâtiment tient sa particularité de par sa référence au fonctionnement d’une termitière?

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EASTGATE CENTER

Fiche Technique : Architecte / Pearce partnership Maître d’ouvrage / Old Mutual Properties Bureau d’étude / Ove Arup & Partners Lieu /Harare (Zimbabwe) Date d’achèvement /1996 Surface du terrain / 9313 m² Coût de construction / 23 millions d’euros Coût par m² /455 euros/m²

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Etude de cas : l’Eastgate Center

b. Développement

Eastgate Center Site : http://www.mickpearce.com/

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EASTGATE CENTER

« I design low maintenance buildings with low capital and running costs, using renewable energy systems of environmental control. I am constantly developing and refining ways of making buildings that are suited to their natural environment and the people who use them. Architectural expression must construct a balance between the natural, social and economic environments in which a project is sited. My models are drawn from nature from copying natural processes, which I study through the new science of biomimicry. I have become increasingly interested in the development of a new relationship between the city and nature. This has a wide-ranging influence on my architecture. The mindless burning of fossil fuels, ‘burning diamonds’, is having a disastrous effect on our natural, social and economic environment. We should aim instead to use the planet’s vast fossil resources for higher-state energy transfer processes to produce hydrocarbon materials like carbon fibre, while we move rapidly towards using renewable energy, which will give rise to a new solar age. The termitary, which I used to develop the concept for Eastgate, has become the basis of my conceptual method. Like a termitary, built structures for humans must work as a complex , self-sustaining organism in which each part supports the activities of the other. Zero-carbon is no longer an dream: it is an attainable goal.»

Mick Pearce

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EASTGATE CENTER

Eastgate Center Site : http://www.mickpearce.com/

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EASTGATE CENTER

Termite Mounds near Adelaide River, Northern Territory, Outback Australia. Photographe : Heath Raymond

En termes d’échelle relative, les termitières éclipsent même le plus haut des gratte-ciels bâti par l’Homme. Ces constructions peuvent non seulement s’enorgueillir par leur taille mais les termitières, contrairement aux constructions humaines, sont surtout édifiées sans produire de déchets, utilisent une ventilation qui fonctionne à l’énergie solaire et peuvent même se vanter de produire une agriculture durable. La forme de la termitière varie en fonction de la location, en effet celle-ci étant parfaitement adapté aux conditions climatiques de chaque milieu. Par exemple les habitats des espèces africaines appelées Macrotermes bellicosus peuvent soit se dessiner par de multiples flèches ressemblant à des cathédrales dans la région chaude et sèche de la savane ou être en forme de dôme dans la forêt plus fraiche. D’un point de vue architectural la construction la plus pure serait celle des termites de l’espèce Amitermos meridionalis dans l’ouest de l’Australie. Leur termitière se dessine en plan sous forme d’une amande dont le grand axe est parfaitement aligné nord-sud. Le long côté plat de l’amande» qui présente une large région d’absorption capte la chaleur du soleil matinal après la nuit froide, alors qu’au cours de la journée c’est la surface minimale qui fait face au soleil de midi.

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Termites (Odontotermes sp. 3 mm) from Kalahari desert Photographe : Stanislav Snäll

Au Zimbabwe, les termites construisent de gigantesques monticules dans lesquels elles cultivent un champignon, qui est leur première source d’alimentation. Selon la biologiste contemporaine Judith Korb, la forme des termitières peut s’expliquer comme un système élaboré de régulation thermique dans le but de créer des conditions idéales pour le développement des oeufs et la culture des champignons. La termitière doit être maintenue à une température de 31°C, alors que les températures extérieures peuvent varier de 1.5°C la nuit à 40°C durant la journée. Le secret de cette climatisation réside dans de hautes cheminées centrales qui surplombent le nid. L’air chaud est attiré vers le haut de la termitière, puis il est évacué par ces cheminées. Ce phénomène entraine un courant d’air dans les parties basses du nid : l’air est aspiré par ces parties inférieures grâce à des petits trous situés tout autour du nid. Cet air circule sous terre où il est rafraîchi au contact de puits très profonds (de 15 à 20 m en général, parfois jusqu’à 70 m) que les ouvrières creusent pour atteindre les nappes phréatiques. Cet air frais remonte dans la meule (qui est le centre de la termitière et le lieu de résidence des termites) de la termitière qu’il vient rafraichir. En chauffant, il est ensuite attiré par le haut de la termitière, et ainsi de suite. Les termites peuvent augmenter ou diminuer la chaleur de la termitière en obstruant ou en perçant des trous au sol. Le jour, il peut faire plus de 40°C à 50°C, donc elles creusent plusieurs trous dans le sol afin qu’il y ait une quantité plus importante d’air qui rentre, et par conséquent, permet de rafraichir la termitière. La nuit, la température peut atteindre 0°c, donc elles suppriment des ouvertures afin de garder de la chaleur dans la termitière. Elles essaient de garder une chaleur à peu près constante de 31°c.*

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La grille sera complétée de la façon suivante : - la pertinence de l’intéraction sera évaluée avec les signes suivants : : aucune I : peu II : plutôt pertinente III : très pertinente II

III

III III II

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II III III

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III III

Toutes les interactions n’ont pas été traitées, cela ne signifie pas que d’autres croisements pertinents existent. Les croisements sélectionnés permettent d’avoir une vision cohérente du projet

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Principe de la termitiĂ¨re site : http://ehp.niehs.nih.gov/121-a18/

-I- Démarches de projet / Références On peut noter deux types de références de l’architecte: - Idéologique dans le sens de son engagement écoresponsable et de sa posture architecturale en faveur du biomimétisme. - Culturelle : Mick Pearce emploie des systèmes architecturaux empruntés à des solutions traditionnelles en Afrique comme les larges avant-toits qui permettent d’abriter complètement les murs du soleil très haut en été et ainsi protéger fenêtres et murs du soleil direct. Ce système permet aussi au soleil d’hiver bas de réchauffer le bâtiment le matin.

Enjeux sociétaux En choisissant un système de ventilation passif, Mick Pearce n’a pas soumis le bâtiment et ses commanditaires aux contraintes d’importation des systèmes d’air-conditionné artificiels. En effet, la plupart de ces systèmes sont importés et demande une maintenance régulière. Les promoteurs avaient pour objectif de ne pas dépendre de l’étranger pour l’entretien des équipements. Ceci est fondamental quand on sait l’importance pour l’Afrique de ne pas dépendre du système économique occidental et l’importance pour les pays émergents de ne pas suivre les mêmes schémas absurdes des constructions énergivores des villes occidentales.

Enjeux sociétaux; Coût; Matériau - Structure; Impacts écologiques A Harare où il exerça la première partie de sa carrière, l’architecte s’est spécialisé dans des bâtiments qui sont à faible coût, qui demandent peu de maintenance et qui ont un faible impact environnemental. Ses projets essayent d’employer des ressources locales disponibles pour la construction.

Biomimétisme (forme; fonction) Compte tenu du climat de la région l’objectif de ventilation passive représentait un défi majeur pour l’architecte qui s’est alors inspiré du fonctionnement des termitières et leur système perfectionné de galeries qui permettent de garder un environnement intérieur tempéré et un certain niveau de confort en dépit d’une grande chaleur extérieure. Les termites furent la première source d’inspiration de l’architecte Mick Pearce. Selon Michael Pawlyn, un architecte travaillant lui aussi sur le biomimétisme, Pearce aurait étudié les habitats des termites M. Michaelseni et M. Subhyahinus qui apparaissait utiliser une combinaison entre la température stable du sol et une ventilation naturelle induite par le vent pour leur besoin de thermorégulation.

Matériau; Energie grise - Bilan Energie; Ventilation-Chauffage; L’Eastgate Centre se détache volontairement de la vision contemporaine des bâtiments de bureau, type «grande boîte de verre». Il est construit avec une maçonnerie lourde. Les bâtiments de bureaux qui ont des façades vitrées coûtent la plupart du temps très cher en régulation thermique

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*3 Janine M. Benyus, Biomimétisme, Quand la nature inspire des innovations durables, Paris, Ed. Rue de l’échiquier, 2011, p.22

pour maintenir les espaces à des températures confortables car ils nécessitent des chauffages substantiels en hiver et des climatisations en été. Ils ont tendance à recycler l’air, pour tenter de garder la précieuse air conditionnée à l’intérieur, ce qui amène à des hauts niveaux de pollution d’air dans le bâtiment.

Rayonnement - Viabilité Grâce à la démarche innovante et durable de l’architecte, le bâtiment fut cité dans de nombreuses revues pour son faible impact écologique et l’intelligence de son mimétisme. En 2003, l’architecte reçu le Prince Claus Award pour la culture et le développement pour son travail à Harare. Le bâtiment reçu le International Council of Shopping Centres Certificate of Merit en 1997 (le certificat du mérite du conseil international des centres commerciaux) de New York et est ainsi le premier bâtiment africain à recevoir ce prix.

-II- Biomimétisme fonctionnel / Biomimétisme formel Mick Pearce s’est inspiré du fonctionnement de la termitière en ce qui concerne la ventilation passive mais comme dans le cas de la termitière la forme de celle-ci est induite par la fonction «ventiler», la forme de l’Eastgate centre découle également de cette nécessité. Comme le dit Janine M. Benyus : «La nature adapte la forme à la fonction».*

Taille Le bâtiment d’Eastgate est connu internationalement pour se révéler un exemple d’architecture suivant des principes de biomimétisme appliqués au bénéfice d’une construction à grande échelle, celle d’une centre commercial.

Ventilation - chauffage; Technologie Le système de ventilation s’inspire de celui de termitières auto-ventileés des termites d’Afrique. Le bâtiment est modelé sur la manière dont les termites construisent leur nid pour ventiler, rafraîchir, réchauffer, entièrement avec des moyens naturels. (voir ci-avant) En réalité, il semblerait d’après de nouvelles études et d’après Michael Palwyn, que des recherches récentes menées par Rupert Soar et J. Scott Turner remettraient en cause le système de fonctionnement de la termitière. Ainsi le sol semble être le principal agent qui permet de maintenir une température stable et les flux d’airs semblent être bien plus complexes que ce que l’on pensait. Malgré une approche architecturale basé sur une compréhension semble t’il erronée d’un système naturel, le système fonctionne néanmoins à l’échelle humaine.

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Rayonnement Les références innovantes de l’architecte au monde naturel et l’efficacité de son système induit par une juste extrapolation à l’échelle humaine font de ce bâtiment un archétype de bâtiment biomimétique ayant réussi le pari de garantir un faible impact environnemental.

-III- Ventilation-Chauffage / Lieu Du fait de son altitude, le climat de la ville d’Harare est tempéré, bien que sous les tropiques, et le changement de température dans une même journée se situe entre 10 et 14°. De ce fait une ventilation mécanique ou passive est une alternative viable à l’air conditionné artificiel. De même les systèmes de ventilation passif semble particulièrement approprié à cette partie de l’Afrique si l’on constate que c’est le système choisie par les termites locaux. Dans les termitières des flux d’air circulent et s’éventent à travers le haut et les côtés. La termitière en elle-même est conçu de façon à capter les vents. De son génie bioclimatique, le complexe arrive à créer des conditions confortables pour les gens à l’intérieur sans air-conditionné. Le système de ventilation passif permet de maintenir une température à 3° en dessous de la température extérieure, ce qui permet de maintenir une température constante avoisinant les 20° en été et en hiver.

Forme produite Le bâtiment a été conçu en privilégiant la masse thermique du bâtiment et en utilisant notamment la fraîcheur nocturne pour climatiser. Comme la termitière, la forme du bâtiment de même que sa structure est directement induite par les contraintes bioclimatiques et la volonté d’établir une ventilation passive ,qui furent la préoccupation principale de l’architecte. Les cheminées géantes sont induites par le système de ventilation et sont devenu le signe distinctif et clairement visible du bâtiment.

Coût Le fait de ne pas utiliser de système d’air conditionné permet de réduire les dépenses d’électricité de moitié et d’économiser 10% sur les coûts d’exploitation, soit une économie estimée à environ 3,5 millions de dollars sur cinq ans, alors que le système de ventilation coûte 1/10ème de ce que coûterait un système mécanique pour un bâtiment comparable.

Technologie; Matériau - Structure L’Eastgate Centre fonctionne de façon totalement passive mais pour l’aider à mettre en place les composantes nécessaires au bon fonctionnement l’architecte s’entoura des ingénieurs de Arup. La ventilation passive fonctionne en stockant la chaleur la journée et en ventilant la nuit quand les températures baissent. A Harare la température descend beaucoup en soirée. Ainsi l’air chaud à l’intérieur s’échappe à travers les cheminées assisté par des ventilateurs, mais monte aussi naturellement étant moins dense. Par effet de convection l’air frais plus dense est aspiré en bas du bâtiment, dans un plenum situé entre le premier et deuxième étage. Ce processus continue la nuit, l’air PARTIE I

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Coupe technique montrant le système de ventilation site : http://ehp.niehs.nih.gov/121-a18/

frais circulant dans de larges vides dans les dalles, les éléments en béton maximisant le transfert de chaleur. L’air extérieur est soit réchauffé, soit refroidi par la masse de l’immeuble selon la température du béton par rapport à l’air. Quand la journée commence l’air ambiant dans le bâtiment est donc frais et pendant la journée les usagers et les machines génèrent de la chaleur de même que le rayonnement solaire. La chaleur est absorbée par l’ossature en briques de béton qui a une haute capacité de stockage, ainsi la température dans le bâtiment augmente mais pas de façon importante. Cet air chaud est ensuite libéré le soir. L’air du bâtiment est renouvelé régulièrement, de nuit dix fois par heure, et de jour deux fois par heure, grâce à des filtres installés sur les parois du bâtiment et à 48 cheminées d’aération situées sur le toit.

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De plus, le complexe consiste en deux entités côte à côte mais séparée par un atrium recouvert de verre et ouvert au vent. L’air est continuellement aspiré de cet atrium par des ventilateurs situé au premier niveau. L’air de l’atrium est plus frais que l’air extérieur. Cet air frais remplace l’air vicié dans le bâtiment durant la journée, l’air est soufflé dans les vides des dalles puis envoyé dans les bureaux à travers des grilles, avant d’être évacué par des cheminées au sommet. La technologie nécessite de nombreux ventilateurs qui permettent le maintien d’une ventilation adéquate, mais n’a pas recours à d’autre système de climatisation. En hiver, de petits radiateurs sont placés dans les aérations.

Organisation - Usage Les pannes d’électricité, fréquentes au Zimbabwe, n’ont pas d’incidence sur le fonctionnement et le confort d’utilisation car le bâtiment peu continuer de fonctionner convenablement.

Energie grise - Bilan énergie Le bâtiment n’a pas de climatisation conventionnelle ou de chauffage pourtant il reste régulé thermiquement de façon stabe tout au long de l’année et avec considérablement moins de consommation d’énergie. Après étude comparative menée avec 6 autres bâtiments, Eastgate utilise 35% moins d’énergie qu’un bâtiment conventionnel avec air conditionné. D’après d’autres sources le bâtiment utilise seulement 10% de l’énergie d’un bâtiment de taille comparable utilisant un système d’air conditionné habituel. A posteriori, des capteurs de données ont été installés afin d’enregistrer quotidiennement la température extérieure, la température de la structure et la température des espaces intérieurs. Les performances du bâtiment se sont avérées plus efficaces que ce qui avait été prévu dans les plans initiaux du bureau de consultant Ove Arup.Le bâtiment Eastgate consomme en moyenne 50% moins d’énergie qu’un bâtiment alimenté à l’air conditionné traditionnel et la différence se voit notamment pendant les périodes les plus chaudes de l’année.

-IV- Technologies Forme produite Les bureaux d’étude ont été intégrés au projet très en amont pour optimiser la forme du bâtiment et le choix des équipements. Pour fonctionner convenablement le bâtiment se devait d’être soigneusement dessiné. Après des simulations par ordinateur et des analyses, les ingénieurs de Ove Arup ont donné à l’architecte une liste de règles à suivre. - aucun soleil direct ne devait atteindre les murs extérieurs et le ratio mur/surface vitrée ne devait pas excédé 25% sur la façade nord (façade exposé au soleil d’été). - ils ont demandé un équilibre entre lumière naturelle et artificielle pour minimiser la consommation d’énergie et l’apport de chaleur.

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- les fenêtres se devaient d’être scellés à cause de la pollution acoustique et les pressions imprévisibles du vent et des températures. La ventilation devait donc se faire par conduits. De plus les fenêtres devaient filtrer la lumière, contrôler la surchauffe, le bruit et la sécurité. Pour améliorer le système les fenêtres ont des stores ajustables mais Pearce utilisa aussi de larges avant-toits pour empêcher le soleil direct sur les fenêtres et les murs.

Pénétration solaire Les fenêtres ont été conçues pour protéger le bâtiment de la surchauffe induite par les rayons du soleil. Afin d’éviter que les espaces intérieures ne soient trop chauffés, moins de 25% des vitres sont faites de verre et toutes les fenêtres sont abritées par des arches profondes, ce qui permet de minimiser l’intrusion des rayons du soleil dans le bâtiment. Les peintures et les revêtements ont été choisis de couleurs claires pour améliorer la luminosité intérieure.

Impact écologique Grâce à ces systèmes innovants et passifs, le bâtiment s’inscrit dans une démarche de durabilité et garantit un impact environnemental minimisé par rapport à d’autres bâtiments de même ordre.

-V- Matériau - Structure Lieu L’ossature du bâtiment est faite à partir de briques et de béton récupérée. Grâce à l’utilisation optimisée de matériaux locaux, seul 12% des coûts de construction a été consacré à l’achat de matériaux ou d’équipements qui ont dû être importés.

Energie grise - Bilan énergie Le nouveau bâtiment fait de béton et de pierre a été conçu afin de maximiser son effet de masse thermique.

Rayonnement Le bâtiment reçu deux récompenses qui primèrent l’utilisation d’un matériau: - le Fulton Award en 1997, du Concrete Society of Southern Africa, pour l’utilisation du béton, - le prix de construction en acier, en 1997, le Steel Construction Award du Southern African Institute of Steel Construction.

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*1 Ce paragraphe est basĂŠe sur le livre de Michael Pawlyn, Biomimicry in Architecture, Londres, Ed. Riba Publishing, 2011, p. 77

Etude de cas : l’Eastgate Center

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c. Conclusion

Dans la conception architecturale la consommation d’énergie est une préoccupation majeure à la fois pour des raisons économiques, mais aussi depuis quelques années pour répondre aux enjeux environnementaux. Pourtant, à part quelques projets marginaux témoignant d’une pratique réellement tournée vers le développement durable, aujourd’hui les techniques pour réchauffer et refroidir les bâtiments restent dépendantes de technologies qui consomment beaucoup d’énergie surtout dans les pays développés. La conception de bâtiments économes en énergie et utilisant l’énergie solaire passif devrait être le premier but de n’importe quel concepteur, car, dans la plupart des cas, c’est un exercice relativement bon marché et qui permettrait d’économiser de l’énergie et de l’argent. Dans l’architecture, il serait essentiel d’incorporer des techniques de rafraîchissement passives dans les constructions, et les intégrer comme une partie inhérente de la conception et de l’expression architecturale. Les solutions pour une climatisation passive devraient être inclus conceptuellement depuis le début des projets. L’incorporation des techniques de rafraîchissement passives réduiraient certainement notre dépendance aux moyens artificiels pour le confort thermique et minimiseraient les problèmes environnementaux. En effet, nous consommons de façon excessive l’énergie et les autres ressources naturelles. Nous devons développer une forme construite qui soit plus sensible aux conditions climatiques et par la même plus durable. L’homoeostasis, la tendance des organismes vivants d’entretenir des conditions stables, est l’une des caractéristiques qui lient le plus étroitement les constructions que nous créons avec la biologie. Mais, les ressemblances s’arrêtent là. Alors que les animaux ont tendance à continuellement modifier leurs structures ou leur comportement pour ponctionner de l’énergie de façon passive (comme le vent ou la température stable du sol), nous utilisons de grandes quantités d’énergie pour chauffer ou rafraîchir*1. Les solutions biologiques, pour le contrôle thermique sont souvent complexes, multifonctionnelles et fortement sensibles tandis que les notre sont assez simple et relativement insensibles. Aussi chaque fonction énergétique est généralement traitée séparément par des éléments monofonctionnels. Alors que les pays chaud comme ceux autour de la Sunbelt dépensent de l’énergie pour rafraîchir les bâtiments, les pays occidentaux doivent souvent les réchauffer. La solution de climatisation passive proposait par Mick Pearce n’est bien sûr adapté que dans un climat proche de celui du Zimbabwe. Ainsi pour résoudre les problèmes liés au chauffage des bâtiments l’homme doit se tourner vers d’autres méthodes.

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EASTGATE CENTER

Pour Michael Pawlyn nous pouvons également observer la nature pour économiser de l’énergie pour le chauffage des bâtiments. En regardant par exemple les manchots. Cela semble bien étonnant pourtant nous aurions beaucoup à apprendre en observant ce drôle d’oiseau marin. Le comportement des manchots n’a rien d’anodin car si ceux-ci se serrent les uns contre les autres dans de grands groupes c’est uniquement pour réduire au minimum leur surface effective ouverte aux intempéries. Selon Pawlyn nous pourrions appliquer des principes semblables aux groupes de bâtiments en les connectant avec des atriums qui peuvent être ouverts en été pour augmenter la ventilation ou fermé en hiver pour réduire la perte de chaleur. Ainsi nous pourrions aussi diminuer la surface des constructions face au changement de température. A travers l’Eastgate Center nous avons donc vu que des solutions passives étaient plus efficaces que les systèmes modernes. Pourtant à travers les âges l’homme a toujours su construire en fonction de son milieu. En fait l’homme a toujours construit de façon biomimétique car lui aussi cherchait à répondre aux contraintes climatiques, en s’adaptant de façon intuitive aux caractéristiques de son milieu et en utilisant les moyens trouvés sur place, de la même façon que les autres êtres vivants. Il semble que l’homme moderne ait perdu cette intuition naturelle au profit de systèmes qui sont finalement inadaptés à l’identité propre de chaque site. Aujourd’hui nous devons malgré tout tenter de retrouver ces intuitions constructives primaires pour espérer retrouver une façon durable d’habiter la planète.

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Icebergs near Paulet Island, Antarctica, 2005 Photographe : Sebastiao Salgado

*1 Janine M. Benyus, Biomimétisme, Quand la nature inspire des innovations durables, Paris, Ed. Rue de l’échiquier, 2011, p.22

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L’écologisme comme nouvelle idéologie

a. Constructions traditionnelles et intelligence du site

Nous avons vu avec l’étude sur l’Eastgate Center que la connaissance et la prise en compte des conditions climatiques d’un site sont les premières étapes pour concevoir un bâtiment qui ne soit pas gourmand en énergie. L’économie énergétique est l’un des enjeux majeurs du futur. La recherche de solutions adaptées dans la flore ou dans la faune endémique permet de comprendre les enjeux de chaque climat et ainsi d’estimer la manière de concevoir au mieux sans gaspiller de l’énergie. Le problème avec les techniques modernes est que, souvent, elles ne tiennent pas compte du site. On applique plus ou moins partout les mêmes technologies d’air conditionné ou de chauffage. Malheureusement ces technologies sont énergivores alors qu’une réelle adaptation à chaque site permettrait de trouver la façon la plus économique pour répondre à la fois à la nécessité de vivre de façon confortable, mais aussi de façon à ne pas dégrader la planète. Avec l’émergence de l’architecture et de la ville globale on perd de plus en plus la spécificité de chaque lieu. De plus, ceci pose un problème pour les pays émergents, les pays industrialisés essayant de développer leur économie en exportant les technologies dans ces pays. Non seulement, on exporte un système qui n’est pas durable, mais on rend également dépendants des pays au lieu de parier sur les acteurs locaux . En effet, parier sur les savoir-faire locaux permettrait à ces pays de devenir économiquement indépendant et de ne pas être sous la tutelle occidentale. S’inspirer de la nature de façon adaptée permet donc de répondre à des enjeux à la fois environnementaux, sociaux et économiques. Car, comme le dit Janine M. Benyus, «la nature valorise l’expertise locale»*1. De même que la nature s’adapte en fonction de son environnement, elle utilise également les matériaux trouvés sur place. En effet, nous imaginons mal une termite allait chercher de la boue à des milliers de kilomètres au lieu de prendre celle présente sur le site. Pourtant c’est ce que fait l’Homme depuis l’avènement de la mondialisation et de la société capitaliste. En effet, un commerce mondial s’est développé et celui-ci ne tient plus compte des nécessités locales. On sait par exemple que certains parquets vendus en France suivent une route complexe. Les arbres étant coupés et billonnés en France, mais ensuite les stères sont envoyées en Chine pour la fabrication du parquet, puis ce parquet retourne en France où il se retrouvera dans les rayonnages. L’énergie grise déployée est considérable!

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L’ECOLOGISME COMME NOUVELLE IDEOLOGIE

http://www.downtoearth. org.in/content/talking-headscomment?id=40211

Pourtant avant que le libre-échange et les multi-nationales ne viennent gangréner les économies locales, les hommes et les architectes construisaient de façon bien plus adaptées aux conditions climatiques. Chaque région sur le globe bâtissait de manière intuitive des structures adaptées soit au contrainte de chauffage, soit de ventilation. Ceci prouve bien que l’humanité aussi savait construire de façon juste avant de perdre son instinct dans les travers de la société moderne. En effet, l’isolation n’est bien sûr rien de nouveau dans la construction des bâtiments. En Inde, par exemple, et dans beaucoup de pays en voie de développement de la Sunbelt, les maisons de boue traditionnelles sont de bons exemples d’économies d’énergie. Un proverbe dit «Well water, Brick house and Banyan Tree shade are warmer in winter and cooler in summer»*1 (L’eau du puits, la maison de brique et l’ombre du banian sont plus chauds en hiver et plus frais en été). La conception des vieilles maisons en boue au Rajasthan est un exemple excellent de rafraîchissement passif. Dans des climats chauds il est nécessaire d’adopter des mesures pour baisser la température intérieure moyenne. Les murs de boue sont toujours populaire dans les hameaux du Rajasthan occidental pour faire dévier les vents chauds. Ceux-ci sont l’une des méthodes conventionnelles de rafraîchissement passif, typique dans des conditions climatiques chaudes et sèches. L’Inde a un climat très diversifié. Le chauffage des constructions peut être exigé, particulièrement dans des latitudes supérieures et les zones montagneuses tandis que le refroidissement est nécessaire dans les latitudes inférieures et les zones de désert. L’architecture passive solaire permet l’orientation appropriée et la conception d’ouvertures, portes et fenêtres pour prendre l’avantage maximal de soleil et de vent. Aussi, beaucoup de constructions traditionnelles avaient le système du puits de ventilation central permettant l’air chaud de monter comme l’Eastgate Center. Récemment on a à nouveau construit une maison de boue complète près de Nellore à Pallipadu (Andhra Pradesh, Inde) utilisant la boue et seulement des colonnes en béton et de l’acier. A certains endroits des personnes utilisent des écrans de Bambou au lieu de la maille métallique pour construire des Almairahs. La force de tension de bambou étant égale à celle de l’acier.

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L’ECOLOGISME COMME NOUVELLE IDEOLOGIE

«Plusieurs architectes célèbres, dont Le Corbusier, témoignent du caractère unique des maisons mozabites. Cette architecture sans architecte a inspiré à André Ravéreau une philosophie de la ville : partir des besoins élémentaires de l’homme, étudier les matériaux locaux, le climat, construire sans ornements, dans la plus stricte logique.» (Chabi M., Dahli M Une nouvelle ville saharienne, Sur les traces de l’architecture traditionnelle)

El Atteuf, vallée du M’Zab Photographe : djamel espace sur Flickr

Il faudrait ranimer les méthodes traditionnelles de construction des maisons en les améliorant avec des technologies modernes et en les adaptant aux contraintes de la société actuelle. Il y a tant de sagesse dans les constructions traditionnelles, qui, mélangée avec des techniques modernes ouvrirait la voie pour construire de façon énergiquement efficace. Finalement, il semble d’ailleurs que de nombreux peuples à travers le monde ont utilisé le système de la convection thermique pour climatiser passivement les bâtiments. Mais que l’on se tourne vers la tradition ou vers la nature les deux approches répondent mieux aux contraintes de site que ce que l’on voit actuellement. Le biomimétisme permet d’imaginer toujours de nouvelles solutions et les technologies modernes devraient aider à concevoir des systèmes de plus en plus sophistiqués.

India, Ladakh, Basgo, upper view of old mud brick houses Photographe : Anthony Asael sur Flickr

PARTIE I

L’ECOLOGISME COMME NOUVELLE IDEOLOGIE

*1,2 THOUVENOT Thierry, 2005, L’homme et la nature, duel ou duo, Canopée, pour une écologie de la terre, du corps et de l’esprit, , La dynamique du vivant, Natures & Découvertes / Actes Sud, n°3, p. 65 *3 DESCARTES René, 1637, Discours de la méthode, 6e partie, Bibliothèque de la Pléiade, Gallimard, 1966, p. 168 *3 BASTAIRE Jean, 1996, Le chant des créatures, Les chrétiens et l’univers d’Irénée à Claudel, Cerf, 4è de couverture *5,6 Interview de Jean-Marie Pelt dans: MILLET Séverine, 2009, Doit-on donner un prix à la nature, Canopée, pour une écologie de la terre, du corps et de l’esprit, , La dynamique du vivant, Natures & Découvertes / Actes Sud, , p. 57 *7 THOUVENOT Thierry, 2005, L’homme et la nature, duel ou duo, Canopée, pour une écologie de la terre, du corps et de l’esprit, , La dynamique du vivant, Natures & Découvertes / Actes Sud, n°3, p. 66

L’écologisme comme nouvelle idéologie

PARTIE I

b. La rupture du lien entre l’homme et son environnement

Comme en témoigne l’architecture traditionnelle, autrefois le rapport à la nature était intuitif. L’Homme s’inscrivait lui-même dans la nature. «Progressivement, sous l’effet conjugué d’évolutions religieuses, philosophiques et scientifiques, l’homme prend de la distance par rapport à la nature»*1. Saint Thomas d’Aquin, à la fin du 13ème siècle affirme l’existence d’une hiérarchie entre les êtres, l’homme occupant une place au sommet. La Réforme du 16ème siècle renforce cette conception anthropocentrique du monde. Calvin déclarant que Dieu avait «créé toute chose pour l’homme»*2. Au 17ème siècle, avec l’influence notamment de Descartes, la nature devient mécaniste. D’ailleurs Descartes dit clairement dans son discours de la méthode que les hommes doivent devenir «maîtres et possesseurs de la nature»*3. Cette pensée cartésienne a énormément influencé notre civilisation. «Il est vrai que depuis Descartes et Pascal, le cosmos s’est largement vidé, d’une présence divine qui s’est réfugiée dans le seul coeur de l’homme».*4 Aujourd’hui le rapport entre l’homme et la nature est un rapport de domination, en effet avec la création de la science à l’occidentale, la nature devient un objet à étudier. L’anthropocentrisme pose comme postulat que l’Homme est différent de la nature «alors qu’il en est partie intégrante, assujetti à ses lois».*5 Ainsi des révolutions scientifiques, sociales, religieuses et industrielles ont brisé le lien précieux entre l’humanité et la nature. La religion chrétienne n’a pas évolué non plus dans le sens de réciprocité entre l’Homme et la nature. «La culture chrétienne a voulu faire sortir l’Homme par le haut, mais a arraché ses racines avec.»*6 Alors que la religion instaure les valeurs morales et fondatrices d’une civilisation il est en effet inquiétant de constater que dans une intervention en 2004, Mgr Crepaldi déclare : «L’homme a une supériorité indiscutable sur la création, puisqu’il est une personne dotée d’une âme immortelle, il ne peut pas être comparé aux autres êtres vivants, et encore moins considéré comme un élément venant troubler l’équilibre écologique de la nature».*7 Certaines religions et philosophies gardent cependant un lien plus enchanté avec la nature, comme le taoïsme en Chine, le boudhisme en Inde ou le Shinto au Japon. La Tao est l’expression la plus ancienne de la pensée chinoise, elle daterait du 3ème ou du 4ème siècle avant J.-C..

PARTIE I

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*1 Interview de Jean-Marie Pelt dans: MILLET Séverine, 2009, Doit-on donner un prix à la nature, Canopée, pour une écologie de la terre, du corps et de l’esprit, , La dynamique du vivant, Natures & Découvertes / Actes Sud, , p. 57 *2 BASTAIRE Jean, 1996, Le chant des créatures, Les chrétiens et l’univers d’Irénée à Claudel, Cerf, 4è de couverture *3 THOUVENOT Thierry, 2005, L’homme et la nature, duel ou duo, Canopée, pour une écologie de la terre, du corps et de l’esprit, , La dynamique du vivant, Natures & Découvertes / Actes Sud, n°3, p. 66 *4 WATTS Alan, 1971, Amour et Connaissance (Man, Woman and Nature), traduction de Pierre-Henri Gonthier, Denoël/Gonthier, Paris

Le taoïsme vénère la nature, il cherche l’union de celle-ci avec le corps humain, le ciel, la terre et l’homme ne font qu’un. Dans la pensée du Tao, les montagnes symbolisent l’harmonie qui unit le ciel et l’homme. Pour un taoïste, le monde n’est pas divisé en catégories indépendantes mais tous les éléments qui le composent sont les parties mouvantes d’un grand ensemble. Les monts, les arbres, chaque brin d’herbe, tous peuvent être sujet à la vénération des hommes, ainsi on peut détruire des temples mais on ne détruit pas un vieil arbre. Le problème de la religion chrétienne ne figure pas dans ses dogmes mais bien dans l’évolution de la religion à travers les âges. En effet, pour les premiers chrétiens «la nature était sacrée, la séparation avec la nature inconcevable, car il y avait deux voies pour rencontrer Dieu, la Bible et la contemplation de la nature.»*1 Jean Bastaire, un intellectuel français chrétien né en 1927, constate également cette carence effective de la nature dans la religion chrétienne mais dit que cette carence est récente, dénonçant Descartes et Pascal. Il regrette ainsi, que pour de nombreux écologistes le mépris de la «Création» aurait pour origine une mentalité «judéo-chrétienne». Pour lui « s’il est pourtant une constante dans la création biblique, c’est l’éminente beauté et la haute dignité reconnue à l’ensemble de la création. Toutes choses ont été faites par le Verbe, dit saint Jean, et toutes ont été rachetées par lui. Deux milles ans de christianisme l’attestent, même si durant ces derniers siècles beaucoup de chrétiens l’ont oublié.»*2 Ainsi, des évolutions scientifiques, sociales, religieuses et industrielles ont brisé le lien précieux entre l’humanité et la nature. La séparation entre l’homme et la nature s’est d’autant accentuée après la seconde guerre mondiale et l’avènement de l’ère industrielle où la nature est devenu une matière inerte à exploiter. Cette relation mercantile et désenchantée caractérise l’homme occidental moderne. Aujourd’hui malheureusement, le monde entier semble s’aligner vers ce mode de pensée occidentale et de nombreuses populations «perdent leurs cultures et leurs traditions sous l’influence uniformisante des modes de vie et de pensée occidentaux.»*3 Or, si aujourd’hui notre planète souffre de l’altération de sa biosphère, c’est essentiellement par la faute de ce mode de pensée de l’homme occidental cartésien. «L’Occident professe une philosophie tournée vers le futur, mais son attitude effective est en contradiction avec cet idéal. Sa vue ne porte guère au-delà du lendemain puisqu’il exploite les ressources terrestres (et modifie l’environnement) avec une connaissance très fragmentaire du réseau de relations ainsi déséquilibré.»*4

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*1 MAC LUHAN T.C., 17 octobre 2001, Pieds nus sur la terre sacrée, Denoël, Paris *2 EVANO Carine, 2006, Un débat à l’université de la Terre, Canopée, pour une écologie de la terre, du corps et de l’esprit, , La dynamique du vivant, Natures & Découvertes / Actes Sud, n°4, p. 71 *3 Pascal Picq est paléontologue et professeur au Collège de France. *4 Joël de Rosnay est président de Biotics International et conseiller du Président de la Cité des Sciences et de l’Industrie

Pourtant, dès le 15ème siècle les Amérindiens, qui furent un peuple aux traditions fortement reliées à la nature, avaient pressenti la tragédie à laquelle est confrontée l’humanité, la destruction de sa biosphère. Pour ces peuples l’homme et la nature forme un tout indissociable. Ils avaient pressenti la tragédie auxquelles l’humanité assiste actuellement: la destruction de son environnement. « Nous le savons: la terre n’appartient pas à l’homme, c’est l’homme qui appartient à la terre. Nous le savons : toutes choses sont liées. Tout ce qui arrive à la terre arrive aux fils de la terre. L’homme n’a pas tissé la toile de la vie, il n’est qu’un fil de tissu. Tout ce qu’il fait à la toile, il le fait à lui-même».*1 Les indiens d’Amérique font partis de ces peuples premiers, ces peuples où l’homme n’est pas séparé de la nature, il n’en est ni le centre, ni le sommet, il n’a pas la prétention d’en être le maître. Tout au plus se perçoit-il comme responsable du maintien de l’équilibre fragile d’un tout qui l’englobe. La plupart de ces peuples sont en train de disparaitre, décimé par la gangrène de l’homme moderne, les destructions des biotopes, les villes tentaculaires. Même dans les cultures dont la philosophie et la religion ont maintenu un lien avec la nature, ce lien ne se manifeste pas toujours par des attitudes écologiques, il suffit de penser aux pays orientaux. Il semble bien qu’à travers le monde la relation entre l’homme et la nature est distanciée et déséquilibrée. Quel peut être l’avenir dans ce cas de l’homme avec la nature, c’est la question posée dans une conférence? Dans un débat en 2005 à l’Université de la Terre intitulé De l’homme préhistorique à l’homme symbiotique*2 : alimentation et progrès scientifique, à la question Quel est l’avenir de l’homme avec la nature?, Pascal Picq*3 et Joël de Rosnay*4 répondent : «Nous n’arrivons pas à sortir du dualisme entre l’harmonie avec la nature et le combat contre la nature. Or il existe une troisième voie: la coévolution. Sans aucune idéologie ni religion de la peur, il faut expliquer ce qu’est l’évolution, montrer que la nature n’est ni bonne ni mauvaise.» «L’avenir réside dans l’homme symbiotique, celui qui arrivera à vivre en symbiose avec le monde écologique (l’écosphère) et toutes ces «prothèses» technologiques qui l’aident à vivre (l’infosphère)».

PARTIE I

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Vivre en symbiose avec la nature et proposer des solutions plus durables c’est le crédo prôné également par les biomiméticiens. Il semble donc que ce revirement culturel et scientifique devienne une démarche où s’accordent, sociologues philosophes et scientifiques. Nous devons retrouvée une sensibilité étouffée par l’avidité et l’argent. Alors que d’autres approches proposent des conceptions où l’homme et la nature coexistent en harmonie, le biomimétisme peut-il devenir une méthode systématique et suffisamment efficace pour faire face au défi du développement durable? Avant de pouvoir répondre à cette question le prochain point sera consacré aux autres approches architecturales se réclamant d’une idéologie de durabilité. Photographe : Gregory Colbert http://www.worbz.com/gregory-colbert/

*1 NORBERG-SCHULZ

Christian, 2007, La signification dans l’architecture occidentale, Ed. Mardaga, Wavre

*2 Ecologisme : Simmonet, 1979 Mouvement philosophico-politique développant des thèses publiques a-scientifiques, parfois inspirées de l’écologie, mais également étrangères à celle-ci ; par exemple, discuter d’une option économique et sociale relative aux choix des filières énergétiques (option nucléaire, pétrolière, solaire, …) relève d’un vaste domaine où les apports de l’écologie à la décision ne peuvent être que mineurs. Les partisans ou militants de l’écologisme sont les écologistes.

*3 Interview de François Ewald dans: EVANO Carine, 2006, Un débat à l’université de la Terre, Canopée, pour une écologie de la terre, du corps et de l’esprit, , La dynamique du vivant, Natures & Découvertes / Actes Sud, n°4, p. 71

L’écologisme comme nouvelle idéologie

PARTIE I

c. Les formes architecturales nées avec l’écologisme

D’après Christian Norberg-Schultz dans la Signification dans l’architecture occidentale*1, les bâtiments sont le reflet de leur constructeur et de leur époque, ils témoignent de l’esprit d’une culture. L’architecture est une langue qui révèle notre identité. Or, aujourd’hui nous voyons de plus en plus d’architectes se réclamant d’une démarche écologique et durable. En effet, s’il y a bien une nouvelle idéologie, qui serait le témoin de notre société c’est bien l’émergence de l’écologisme*2. «Nous sommes en train de vivre une inversion de valeurs: nous ne croyons plus en la science, nous croyons en l’écologie.»*3 Il est vrai que nous vivons une époque où l’homme semble comprendre les enjeux environnementaux, pourtant, malgré toute ce brassage médiatique autour de l’écologisme, entre alimentation biologique et normes environnementales sur la construction, il semble que que les produits vendus sur fond de développement durable ne sont pas aussi sincères que se veut l’annonce. Nous vivons dans un monde où, à l’heure où notre planète se meure et notre société a perdu tous ses repères, tout ce qui semble pouvoir créer une agitation médiatique et se montrer lucratif présente un intérêt capitaliste. L’éthique est un mot qui a perdu tout son sens et l’on détourne sans manière les intérêts planétaires à des fins monétaires. Nous avons dans le point précédent développé une étude de cas sur un bâtiment «biomimétique», cette posture étant une manière de répondre aux enjeux de durabilité. D’autres postures architecturales essayent aussi, de manière plus ou moins efficace et/ou sincère, de chercher des solutions à ces mêmes enjeux. Le phénomène de mode aidant, les thèmes environnementaux servent souvent à justifier a posteriori toute sorte de nouveautés ou de gadgets à la mode Ces dernières années et avec le fleurissement de différents référentiels et labels écologiques la qualité environnementale des bâtiments individuels semblent s’améliorer. La maison autonome type, PassivHaus, Null-EnergieHaus ou encore Plus-EnergieHaus, est devenue l’icône de l’architecture écologique. Ces maisons sont le plus souvent caractérisées par une enveloppe compacte, sobre et sur-isolée, une absence de ponts thermiques, de larges ouvertures orientées sud, un dispositif de ventilation permettant de récupérer la chaleur de l’air extrait. De nombreux équipements, tels les panneaux photovoltaïques complètent le dispositif.

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*1 GAUZIN-MÜLLER Dominique, Habiter demain une approche holistique, Dossier Vers Un monde en mutation, Canopée, pour une écologie de la terre, du corps et de l’esprit, , La dynamique du vivant, Natures & Découvertes / Actes Sud, n°8, p. 58

L’une des thématiques attenantes à la question de l’architecturale durable, est l’emploi ou non des nouvelles technologies. On constate aujourd’hui, pour simplifier, que deux écoles de pensée se distinguent dans le développement d’une architecture durable, ceux qui prônent la technologie (le high-tech) et ceux qui prônent un retour aux matériaux naturels (le low-tech). «Les tenants du high-tech sont persuadés que de nouvelles technologies apporteront bientôt des solutions à la raréfaction des matières premières et aux émissions de CO2. A l’opposé les tenants du low-tech ont une approche inspirée des sociétés traditionnelles qui s’appuie souvent sur l’autoconstruction.»*1 Or l’écologie peut-elle reposer sur la technologie? Souvent les bâtiments high-tech caractérisent les constructions comme les immeubles de bureaux où la contrainte de la taille du bâtiment rend plus compliquée la mise en place de solutions passives souvent portée par des initiatives et des idéologies personnelles. Or, nous avons vu dans le cas de l’Eastgate Center que des solutions passives étaient plus économes et applicables aux projets de taille conséquente. Aussi, les solutions technologiques ne tiennent pas compte des contraintes climatiques spécifiques de chaque site. Pourtant les exigences esthétiques des architectes recalent les questions d’éthiques et des devoirs impérieux à l’égard des générations futures au second plan. Le compromis entre pulsions créatrices d’une part et exigences esthétiques d’autre part semble difficile. Mais, alors, que les valeurs esthétiques des architectes est régulièrement remise en question et souvent subjective, ne semble-t-il pas raisonnable de se tourner vers les valeurs éthiques auxquelles notre société semble plus sensible? L’approche technocratique de l’architecture durable semble s’être développée pour répondre à ce dilemme. En développant des techniques adaptables à tout type d’architecture et parfaitement neutre, les enjeux de durabilité ne perturbent plus l’enveloppe des bâtiments. Dans ce schéma il s’agit donc d’une intégration de technologies semblant répondre aux problématiques environnementales dans une architecture ne devant pas être remise en question. Toute architecture est alors virtuellement «verte» à conditions d’y implémenter des gadgets technologiques coûteux.

PARTIE I

L’ECOLOGISME COMME NOUVELLE IDEOLOGIE

A Londres, l’immeuble Thirty Sant-Marie Aix de Norman Foster propose un dispositif de ventilation naturelle grâce à un système de fenêtre triangulaire. Si cette approche semble témoigner d’une intelligence climatique, comment peut-on parler de développement durable pour un bâtiment entièrement construit en aluminium, verre et acier lorsque l’on connait l’énergie grise nécessaire pour fabriquer ce type de matériau et les systèmes de ventilation et chauffage nécessaire pour faire face au problème d’isolation. De plus le bâtiment, grand ovoïde aux allures extragalactiques, se constitue d’une enveloppe unique, ce qui témoigne d’une non prise en compte de l’orientation solaire Pourtant aujourd’hui la boîte de verre est le modèle même de l’immeuble de bureau contemporain. Or, l’Eastgate Center a montré que l’on pouvait aussi concevoir des édifices de grande taille autrement, sans utiliser autant de matériau gourmand en énergie grise. Et que dire de la maison de Werner Sobek qui revendique un concept énergétique et climatique alors que les façades de cette maison sont toutes de verre? Bien sûr ce modèle correspond à une esthétique propre à une idéologie contemporaine. Un avènement de la transparence pour affranchir les barrières. Mais faut-il vraiment incrémenter des valeurs écologiques dans des constructions déployant autant d’énergie grise et dont finalement les technologies ne servent qu’à compenser les problèmes liés à ces façades transparentes? Certains architectes critiquent d’ailleurs beaucoup ces nouvelles technologies, non seulement car elles sont énergivores mais aussi pour une question de fiabilité, la technologie nécessitant toujours une maintenance et étant voué à la désuétude et au viellissement. A l’origine les appareils élaborés par la science moderne avaient pour fonction d’améliorer les moyens de perception . Or, peu à peu, un renversement s’est produit : c’est la technique qui est chargée de dire à notre place la réalité qui outrepasserait nos capacités perceptives. Le propre de la tehnique moderne est de déposséder l’homme de son propre corps et de sa sensibilité, au nom d’une «objectivité» que seule la science est à même d’atteindre au travers d’instruments de plus en plus sophistiqués. Ainsi l’homme est à la fois coupé du monde et de son propre corps. A côté de cette approche technocratique, certains mouvements architecturaux, se sont emparé de thèmes environnementaux à partir desquels ils ont développé un langage spécifique et posé des bases de réflexions très précieuses. Ainsi, pour ce qui est de la maison individuelle de nombreux architectes retournent à des matériaux naturels comme Herwing Van Soom qui vante les mérites de la construction en botte de paille, la paille étant un matériau sain, chaud, écologique. Une maison en paille respire naturellement comme la

PARTIE I

L’ECOLOGISME COMME NOUVELLE IDEOLOGIE

peau. De même il conçoit des sols en pierre, la pierre étant une excellente réserve de chaleur passive. Mais ces démarches très peronnelles peuvent-t-elles répondre à une demande mondiale. Si les bâtiments de grande hauteur sont encore contraints d’utiliser l’acier, on a pu voir à Londres un immmeuble de neuf étages construit entièrement en bois massif, le projet Murray Grove de Waugh Thistleton. L’économie à la construction par rapport à une construction habituelle de même taille fut équivalente à sa consommation d’énergie pendant vingtcinq ans. De plus le bois stocke du carbone durant un certains nombres d’années ce qui peut permettre de réduire le CO2 dans l’atmosphère. Certaines démarches architecturales de l’éco-construction semblent faire leur preuve mais pour l’instant seul des solutions locales et fragmentaires répondent ponctuellement à la nécessité de baisser l’empreinte énergétique des bâtiments. Le biomimétisme aussi semble avoir les mêmes difficultés car des études en amont sont nécessaires et les solutions trouvées ne sont applicables que pour un territoire donné et chaque projet aura ces propres solutions. Ce qu’il semble nécessaire c’est une prise en compte à chaque construction des spécificités de chaque projet et ne pas utiliser partout les mêmes technologies de chauffage et de climatisation. Le biomimétisme est une posture, une boîte à outil mais dans laquelle il faut chercher le juste instrument. Aussi un changement dans les mentalités est nécessaire quoi qu’il advienne. Par contre, l’une des ambitions du biomimétisme serait de pouvoir synthétiser des matériaux comme le verre de façon moins énergivore. En effet, le verre est un matériau que le vivant arrive à synthétiser à pression et température. Réussir ce même exploit pourrait résoudre les problèmes liés à l’utilisation abondante du verre Malgré les controverses quant aux différentes démarches environnementales, on ne peut que se réjouir d’une mutation qui semble enfin amorcée, et qui promet de marquer profondément la production architecturale. Cependant une question reste en suspens, la ville dans son ensemble peine à s’accommoder aux enjeux environnementaux, en témoigne le peu d’exemples de quartiers durables aboutis. Certes, la forme urbaine est plus compliquée à maîtriser que le bâtiment traité de façon isolée. Pourtant ce n’est qu’en se confrontant aux problèmes urbains que nous pourrons réduire véritablement l’empreinte énergétique des productions humaines.

PARTIE I

L’ECOLOGISME COMME NOUVELLE IDEOLOGIE

30 St Mary Axe, Sir Norman Foster Site : http://mytravelphotos.net/30-st-mary-axe-pictures/

Maison R128, Werner Sobek Site : http://www.linternaute.com/

Maison de paille, Herwing van Soom Site : http://www.argusactueel.be/binnenlands-nieuws/strobouw-

Murray Grove, Waugh Thistleton Site : http://www.waughthistleton.com/project.php?name=murray

Conclusion

PARTIE I

Conclusion

otre monde est en mutation. Tantôt porté par un élan vers le futur, tantôt par une nostalgie du passé. C’est bien le propre de l’homme, ne jamais s’accommoder du présent. Chercher immuablement un espoir de salut dans une époque perdue ou une recherche éperdue de modernité. Pour autant cette dénégation du réel et de l’actuel est aujourd’hui de plus en plus palpable. Elle est le témoin d’une époque secouée par des crises sans précédent. Mais pourquoi tant de sinistre? Nous devons être lucides sur ce qui est en train de se produire, la fin d’un cycle. Une fin liée à des bouleversements qui ont transformé la société comme jamais auparavant. Malheureusement nous sommes aujourd’hui face au revers de la médaille de cette évolution spectaculaire et nous devons affronter des problèmes totalement inédits. La multitude des initiatives portées par le désir et l’espoir d’un monde meilleur attestent du malaise actuel. Nous n’avons plus confiance en l’humanité dans une société qui élève l’homme et l’enterre tout à la fois. Ce mal-être contingent et virulent résulte de nos rapports guerriers avec le monde. Une guerre avouée à demi-mot qui met en péril notre propre existence. L’homme est plein de contraction, il rejette son artificialité mais l’embrasse la minute d’après. La pollution est un fait d’appropriation que nous devons apprendre à réprimer mais l’homme ne doit pas pour autant rejeter sa culture. La construction de notre avenir ne pourra se faire qu’à travers la réconciliation entre notre culture et le monde. Tout inventer, un départ vers un nouveau cycle, une réconciliation avec la nature. Nous devons arrêter de vivre ce conflit permanent entre naturalisme exacerbé et combat contre la nature. L’homme doit construire une nouvelle idéologie et une nouvelle philosophie de vie. Il doit apprendre à harmoniser son artificialité avec la biosphère. Reconstruire un avenir pour lequel tout est à inventer, une nouvelle science, une nouvelle idéologie, un nouveau rapport aux autres, une nouvelle forme de société. Cette reconstruction ne passerait-elle pas par une meilleure compréhension du monde vivant? Regarder la nature et pourquoi pas l’imiter ?

PARTIE I

CONCLUSION

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Photographe : Gregory Colbert http://www.worbz.com/gregory-colbert/

Partie II LA NATURE ARTIFICIELLE: fin de lâ&#x20AC;&#x2122;opposition Nature/Culture

*1 M. Roche, 1973, http://www.ummto.dz/ IMG/pdf/Communication_ Rouen_17_03_2011.pdf

Introduction

PARTIE II

Introduction

Depuis toujours l’humanité, de façon plus ou moins consciente, s’est inspirée de la nature, dans sa façon de vivre, de construire et depuis récemment de produire. Au départ ce fut d’avantage l’aspect formel et esthétique du monde vivant qui exalta les hommes. En témoigne les huttes primitives, analogies formelles de squelette ou les motifs organiques des bâtiments dans la mouvance de l’Art nouveau au 20ème siècle. Or ce que l’on voit de façon accélérée depuis ces cinquante dernières années c’est l’émergence d’une nature technique que l’on peut observer à travers l’utilisation des outils informatiques pour modéliser le monde biologique. Ainsi, des disciplines telles la biologie moléculaire et la biochimie semblent amincir jour après jour la marge déjà étroite qui sépare les notions de vivant et de naturel de celles d’inerte et de fabriqué. Cet ensemble de progrès scientifiques, biomimétisme compris, tendent de plus en plus à réduire le naturel à l’artificiel. Il est devenu de plus en plus difficile de différencier ce qui est de l’ordre naturel de ce qui appartient au monde humain et technique. Une première problématique éthique se pose alors: Avons-nous le droit de modifier à ce point la conception originelle de l’ordre établi ? «Aujourd’hui de plus en plus l’homme perd le contact de la nature, les espaces verts cèdent devant la ville envahissante, des espèces se perdent, l’air se pollue. Notre science, plus précise et plus puissante, tend d’humaniser la nature, rien de plus inhumain que la nature humanisée par nos machines» *1 Le processus semble néanmoins en marche, alors peut-être devons-nous simplement concevoir une nouvelle philosophie de la nature et reconstruire des représentations qui semblent aujourd’hui obsolètes. Mais avant tout qu’est-ce que la nature? En effet à l’évocation du mot nature nous avons tous des référents en tête, souvent d’idéologie naturaliste, tels une forêt luxuriante, une montagne verdoyante, ou un simple brin d’herbe. Pourtant la nature ne se réduit pas à ce qui est vert. La nature est multiple et sa définition le témoin d’une idéologie. Mais quelle que soit la nature de la nature avons nous le droit de reproduire cette nature sans pour autant dénaturer cette idée même de nature? Et si nous estimons avoir le droit de la reproduire, dans les cas présent en architecture, par quel moyen technologique nous y prendrions nous?

PARTIE II

INTRODUCTION

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Isobionik Project http://www.vdi.de/technik/fachthemen/technologies-of-lifesciences/fachbereiche/bionik/start-signal-for-the-isobionik-project/

*1 MORFAUX Louis-Marie, 2004, Vocabulaire de la philosophie et des sciences humaines, Armand Colin, Paris, p.233

*2 PLATON, Lois, X, 889 a-d ; ARISTOTE, Physique, II, passim.

*3,4 ROSSET Clément M., 2011, L’anti-nature, Quadrige, Paris, p.11

*5 ROSSET Clément M., 2011, L’antinature, Quadrige, Paris, p.11-12

Le mythe naturel : genèse et fin

PARTIE II

a. Qu’est ce que la nature ?

Nature : (lat.nature, trad. du gr. phusis, dér. de natus, p.p. de nasci, naître). «Il n’est pas possible de ranger les sens du mot nature, au point de vue sémantique, en une série linéaire. Ils paraissent s’être formés par rayonnement en plusieurs directions autour d’une idée primitive, qui serait sans doute celle du développement spontané des êtres vivants suivant un type déterminé».(A. Lalande)*1 Dans le Vocabulaire de la philosophie et des sciences humaines on distingue ce qui concerne la nature d’un être et la nature en général. Nous nous intéresserons bien sûr dans le cadre de ce mémoire à la définition de la nature en général. Dans son livre l’Anti-nature, Clément Rosset explique la définition platonicienne de la nature. Ainsi, selon Platon la nature est «une instance étrangère à la fois à l’art et au hasard»*2. L’art caractérisant les productions humaines et le hasard la matière. La nature serait donc «un tiers-état, ne relevant ni de l’homme (artifice) ni de la matière (hasard)»*3. Platon définit donc trois grands règnes : l’artifice, la nature et le hasard et définit ainsi la nature comme un intermédiaire entre les deux autres règnes. Selon Platon la nature a «un mode d’activité aussi éloigné de l’inertie matérielle que différent des actes humains».*4 «Entre le geste de la pierre qui s’abandonne à son poids et celui de l’homme qui agit, il y aurait aussi place pour un certain type de geste irréductible à l’un comme à l’autre, le geste de la nature, sensible, par exemples, dans l’herbe qui pousse».*5 Dans la définition de Platon et d’Aristote, qui partage la même idée, la nature n’est donc pas définit, ou plutôt elle est définit par ce qu’elle n’est pas. Du moins ce qu’elle n’est pas pour eux, car, si Platon et Aristote définissent les trois règnes du mondes, certaines philosophies toutes aussi anciennes ont une toute autre vision. Par exemple pour un chinois taoïste toute création de l’homme est naturelle. La définition de la nature semble être fortement liée aux cultures et aux idéologies mais quoi qu’il en soit cette définition ne semble pas s’être précisée depuis Platon. Une chose est clairement remarquable dans le Vocabulaire de la philosophie et des sciences humaines la définition de la nature, dans le sens philosophique du terme, est toujours subjective, liée à une idéologie, à une vision du monde. De Rousseau, à Hegel en passant par Kant tous ont essayé de donner une défintion de la nature, basée sur leur propre idéologie, leur propre vision du monde.

PARTIE II

LE MYTHE NATUREL : GENESE ET FIN

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*1 ROSSET Clément M., 2011, L’antinature, Quadrige, Paris, p.13-14 *2 L’artificialisme est entendu ici dans le sens de Clément Rosset dans son livre L’anti-nature, c’est à dire : une dénégation de la nature et une affirmation universelle du hasard *3 ROSSET Clément M., 2011, L’antinature, Quadrige, Paris, p.54 *4 En philosophie : Doctrine philosophique ou atitude d’esprit communes à de nombreuses philosophies qui n’admettent rien en dehors de la nature, dont toute la réalité réside dans les données de l’expérience, et qui n’a pas recours à un principe transcendant pour expliquer les choses, etn en conséquence, refuse l’existence du surnaturel. (MORFAUX Louis-Marie, 2004, Vocabulaire de la philosophie et des sciences humaines, Armand Colin, Paris, p.233) *5 ROSSET Clément, 2011, L’anti-nature, Quadrige, Paris, p.14 *6 ROSSET Clément, 2011, L’anti-nature, Quadrige, Paris, p.13

Platon exprima dans sa définition ce que la nature n’est pas, mais si cette nature n’est ni liée à l’action humaine ni à l’inertie, la question des caractères naturels demeure. «Qu’estce que la nécessité naturelle, qui échappe au préalable des faits comme aux productions de l’homme? Il est impossible de répondre à ces questions, sinon en faisant intervenir le concept de force : par qui on désignera un pouvoir de réalisation se distinguant à la fois de la passivité matérielle et de l’efficience humaine.»*1 Ainsi, bien qu’une vraie définition de la nature semble difficile, il semble impossible de nier qu’il y ait dans la nature une force autonome, une force visible dans la pousse d’un brin d’herbe et qu’aucune idéologie ne pourrait le contredire. Par contre il me paraît erroné de parler d’inertie matérielle, en ce sens que les caractéristiques géomorphologiques de la terre n’ont rien d’inerte, mais sont animé d’un mouvement imperceptible qui conditionne la vie des êtres vivants. Pour Clément Rosset l’idée de nature est un mirage, un mythe, une illusion dérivée des désirs humains. Ainsi l’«idée» de nature relèverait du domaine du désir et non d’un fait établi. Il revendique une doctrine artificialiste*2 et affirme même refuser «à toute existence un caractère naturel, c’est à dire l’appartenance à un quelconque système de principes dénommé nature, dont les vertus seraient à l’origine de l’ensemble des productions étrangères à l’artifice et au hasard»*3. Pour lui les évènements sui se produisent sont tous liés au hasard et les actions humaines ne peuvent interférer sur le cycle naturel. Rosset n’adhère pas au dogme naturaliste*4 selon lequel la nature serait une instance primitive supérieure qui ce serait dégradée avec l’avènement de l’artifice, de la culture. Il réprime l’affirmation que «tout» soit «bien sortant des mains de l’auteur des choses et tout dégénère entre les mains de l’homme»*5 car selon lui l’idée de nature est une innocence à partir de laquelle on peut rendre l’homme coupable de son artificialité mais que l’homme ne doit pas réprimait cette artificialité car elle est dans la «nature» même de l’homme. Selon Rosset, la nature, comme la religion, s’est toujours orientée vers des thèmes moraux: idée de primitivité et d’authenticité opposées à la culture. Pour lui le constat selon lequel l’homme serait responsable du désordre naturel serait également un thème naturaliste, cette idée que tout était «propre» avant l’homme. Pourtant malgré les affirmations de Rosset il me parait indéniable que l’homme ait une volonté et un libre-arbitre à l’origine «d’un imprévisible pouvoir d’intervention qui lui permet tout à la fois de consolider ou de ruiner les productions naturelles»*6. Dire que les actions de l’homme n’ont pas d’impact sur la nature est dangereux car la perturbation des écosystèmes et la crise écologique actuelle est de façon certaine liée aux actions de l’homme surtout depuis l’avènement de la société industrielle.

PARTIE II

LE MYTHE NATUREL : GENESE ET FIN

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Un air de forĂŞt vierge sur la Jougnenaz Photographe : David Meylan sur Flickr

*1,2 CREISER Charlotte, avril 2008, Le biomimétisme est-il l’avenir du développement durable, Think Tank européen Pour la solidarité, Bruxelles, p.13sur : www.pourlasolidarité.be

PARTIE II

Le mythe naturel : genèse et fin

b. La mimesis et la fin du dogme naturaliste

Si l’on admettait que les actions de l’homme étaient du même ordre que celles de la nature, comme le pensent certaines philosophies orientales alors la question du biomimétisme ne pourrait se poser. Pour l’articulation de ce mémoire je fais donc le postulat que les actions de l’homme ne soient pas d’ordre naturel mais bien artificiel, sans quoi le terme du biomimétisme n’aurait pas de sens. A partir de ce postulat on peut désormais se poser la question des rapports entre les actions de l’homme et celles de la nature. Et surtout au vu du sujet de ce mémoire, le bienfondé de l’imitation de la nature. En effet, étymologiquement le terme biomimétisme vient du grec bios, vie et mimesis, imitation. Bien avant que la posture du biomimétisme ne fasse son apparition, la question de la reproduction de la nature s’est souvent posée et surtout à partir du 16ème siècle, période durant laquelle on s’interroge sur l’imitation de la nature dans le domaine de l’art. Deux visions différentes se sont détachées, la première issue du courant aristotélicien et la deuxième du courant platonicien. Déjà chez les grecs anciens, l’imitation de la nature est un questionnement récurrent. Mais si Platon et Aristote s’accordent sur ce qu’est, ou plutôt n’est pas la nature, ni hasard, ni artifice, en revanche ils s’opposent sur le regard que doit porter l’homme sur la nature. Selon Aristote l’homme ne peut pas reproduire la nature mais en revanche peut imiter son pouvoir de création. Selon lui les productions humaines peuvent rivaliser et se mettre en compétition avec la nature. Par ce biais, l’homme peut démontrer «sa capacité à créer des formes ingénieuses par des moyens autres que ceux naturels.»*1 La création naturelle est perçue comme une source d’inspiration pour développer le génie humain et valoriser ce qu’il y a de meilleur en lui, afin qu’il soit le digne rival de la nature créatrice. Au contraire, d’après Platon une mimesis d’apparence est dangereuse, car toute apparence est trompeuse, et la nature ne serait qu’un reflet imparfait des idées présentes dans le monde de la raison. Pour Platon la raison est supérieure au monde organique qui lui n’est qu’apparence. L’homme doit donc avoir une attitude de méfiance à l’égard de la nature, et même la dominer si cela est nécessaire. «Sous le prisme de ces deux interprétations, la nature apparait comme un instrument au service des fins humaines, qu’elle soit considérée comme une rivale ou comme inférieure.»*2

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LE MYTHE NATUREL : GENESE ET FIN

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*1 Gernot Böhme est un philosophe allemand cherchant à renouer avec ce qu’il appelle la «tradition de la philosophie de la nature», et ce pour des raisons avant tout éthiques. Selon Böhme, la philosophie de la nature a été volontairement écartée par la pensée philosophique moderne, avant tout soucieuse de l’homme et de l’homme coupé de son propre corps et son environnement (VON ALLENSTEINERWEG Georg, 22 octobre 2006, Gernot Böhme et l’esthétique des phénomènes, sur http://vuesdallemagne.blogspot. fr/2006/10/gernot-bhme-et-lesthtique-des-phnomnes.html *2 Publiée en français dans Les temps modernes, numéro 560, mars 1993. Cet article reprend les thèses défendues dans Natürlich Natur (1992). *1 Cette description permet d’apercevoir aisément les conditionnements sociaux auxquels est dû le déclin actuel de l’aura. En effet, rendre les choses spatialement et humainement «plus proches» de soi, c’est chez les masses d’aujourd’hui, une disposition exactement aussi passionnée que leur tendance à maîtriser l’unicité de tout donné en accueillant la reproduction de ce donné. De jour en jour le besoin s’impose d’avantage de posséder de l’objet la plus grande proximité possible; dans l’image et surtout dans la reproduction.» (Walter Benjamin, 1936, L’oeuvre d’art et sa reproductibilité technique).

Or, art et culture sont depuis les grecs des concepts indissociables. Ainsi, ce qui est valable pour l’art l’est aussi pour la culture, c’est à dire l’humanité. Ainsi les réflexions sur «l’art doit-il imiter la nature peuvent s’extrapoler à la culture doit-elle imiter la nature. Un philosophe plus contemporain Gernot Böhme*1 a reposé cette question de l’imitation de la nature dans un registre plus contemporain. Dans une conférence intitulée «La nature à l’ère de sa reproductibilité technique»*2, Böhme reprend une analyse de Walter Benjamin, analyse selon laquelle la reproduction des œuvres d’art par des procédés techniques modernes aurait des conséquences sur l’identité même de ces œuvres, celle-ci disparaissant du fait de sa reproductibilité. Avec le cinéma, la photographie ou la musique l’art n’est plus dans la production de pièce unique. Dans sa conférence Böhme assimile l’art à la nature et atteste que ce que Benjamin disait pour l’art est valable aussi aujourd’hui pour la nature. En effet, depuis le dix-neuvième siècle et de façon plus marquée avec les nouvelles technologies, l’homme intervient de plus en plus dans la production biologique. On peut penser notamment à la reproduction humaine et animale en tout ou en partie avec des disciplines comme la bionique ou encore le clonage. Ou encore la reproduction de systèmes écologiques organisés, comme les jardins botaniques, les aquariums ou les zoos. Et bien sûr avec les nouvelles biotechnologies. A partir de là une évidence s’impose, l’idée de la nature comme conçue jusqu’à présent semble disparaitre. En effet l’idée de nature comme opposition aux conceptions humaines, la fameuse opposition entre la nature et la culture devient absurde à partir du moment où l’on peut reproduire à volonté des opérations naturelles. La vrai question ne porte pas sur l’éthique de la nature artificielle mais de savoir si les nouveaux systèmes créé par l’homme sont viables et en adéquation avec la biosphère. Si les créations anthropiques ont déséquilibré le système naturel, le retour à un fonctionnement plus harmonieux nécessite malgré tout de nouvelles interventions humaines mais ces actions doivent désormais se rapprocher des processus naturels. En architecture également, depuis quelques années, on voit apparaître des bâtiments dont les formes semblent se rapprocher de plus en plus des formes naturelles. Or, si la nature produit de façon naturelle des formes organiques, la reproduction par l’homme de ces formes est bien plus compliquée. C’est d’ailleurs cette difficulté de reproduire le monde vivant qui a pendant longtemps séparer les productions humaines des productions naturelles. Or, on l’a vu aujourd’hui cette transcription devient de plus en plus aisée. En architecture deux choses ont permis l’avènement de l’architecture non-standard, les mathématiques non-standard et les nouveaux outils de représentation informatiques.

PARTIE II

LE MYTHE NATUREL : GENESE ET FIN

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*1 ROSSET Clément M., 2011, L’antinature, Quadrige, Paris, p.60-61

«on pourrait estimer en effet que la démystification de l’idée de nature n’a été possible qu’à partir des temps modernes : c’est à dire à partir du moment où les forces naturelles cessèrent progressivement d’apparaître comme indomptables et inimitable, et où commença à s’imposer l’idée que la nature n’avait jamais été autre chose que ce qu’on la faisait être tout au long d’un processus où l’homme pouvait très convenablement tenir le rôle de «on». Le mythe naturaliste appartiendrait ainsi essentiellement au passé de la culture, relèverait de ce qui fut la préhistoire de la maîtrise technique de l’homme sur la nature : philosophie du prémachinisme et de la préindustrialisation».*1

All art is but imitation of nature. Photographe : Sheri sur Flickr PARTIE II

LE MYTHE NATUREL : GENESE ET FIN

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*1 Chez Leibniz le monde est fondamentalement affecté d’une courbure. On a vu l’importance que ça a , du point de vue de la physique de la matière, mais, bien au delà de la physique de la matière, dans les mathématiques et dans les idéalités mathématiques. C’est que l’idéalité mathématique est courbe: une courbure de l’univers. C’est un thème Leibnizien très profond. ça ne nous étonnait pas, vous vous rappelez, de nous apercevoir que l’inflexion,ou la courbure variable, va à l’infini. On l’avait vu, je vous le rappelle très brièvement, par les propriétés mêmes du nombre irrationnel, ou du nombre «sourd» comme on dit au 17ème siècle; le nombre irrationnel ou sourd est, à la fois, inséparable d’une courbure sur la droite, et aussi bien engendre une série infinie. Donc la courbure variable, ou l’inflexion, va à l’infini. L’idée d’une série infinie allait définir un des chapitres les plus importants des mathématiques de Leibniz. (DELEUZE Gilles, 16 décembre 1986, Le pli, récapitulation, Les cours de Gilles Deleuze, www. webdeleuze.com) *2 DELEUZE Gilles, 1988, Le pli, Leibnitz et le baroque, Les éditions de minuit, p.5

Architecture non-standard et morphogénèse

PARTIE II

a. Les mathématiques non-standard et la représentation du monde

La capacité de représentation et de modélisation du monde vivant est fortement liée aux avancés scientifiques. Les sciences et surtout les mathématiques dans un premier temps ont analysé la nature à travers son processus de développement. Les travaux sur la morphogénèse et les règles mathématiques qui génèrent les formes naturelles nous permettent aujourd’hui de mieux comprendre les lois et les forces qui régissent l’ordre du monde. En effet, l’architecture d’une plante dépend de la nature et de la position relative de ses différentes parties. Elle est, à tout instant, le résultat d’un équilibre entre le mode de croissance propre à l’espèce (patrimoine génétique) et l’influence de son environnement. La science n’est qu’un regard porté sur le monde et l’avènement de nouvelles formes de mathématiques ont permis de mieux décrire et formaliser la complexité du réel. Leibnitz*1 est à la base de ces mathématiques dites non-standard. Ces outils mathématiques nouveaux nous permettent aujourd’hui d’avoir une représentation des phénomènes naturels. Ces nouvelles approches s’opposent à la vison mécaniste des mathématiques représentées par des systèmes d’équations différentielles, d’équations aux dérivées partielles et d’équations aux différences finies. Ces mathématiques dites mécanistes ont trouvé leur limite dès que des simulations et des théories ont commencé à cibler des objets complexes, c’est à dire un système, un ensemble d’interactions entre des objets distincts. Les systèmes biologiques font partis de ces systèmes complexes. «Un labyrinthe est dit multiple, étymologiquement, parce qu’il a beaucoup de plis. Le multiple, ce n’est pas seulement ce qui a beaucoup de parties, mais ce qui est plié de beaucoup de façons. Un labyrinthe correspond précisément à chaque étage : le labyrinthe du continu dans la matière et ses parties, le labyrinthe de liberté dans l’âme et ses prédicats. Si Descartes n’a pas su les résoudre, c’est parce qu’il a cherché le secret du continu dans des parcours rectilignes, et celui de la liberté dans une certitude de l’âme, ignorant l’inclinaison de l’âme autant que la courbure de la matière.»*2 Certaines propriétés fondamentales des systèmes complexes échappent ainsi à la prévision mécaniste. Cette révolution scientifique est importante dans la notion de biomimétisme, car certaines de ces nouvelles conceptions mathématiques ont permis de visualiser la morphogénèse et sont à l’origine même de certaines nouvelles formes architecturales. Cette partie de mon mémoire décrit de façon succincte certaines de ces théories.

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ARCHITECTURE NON-STANDARD ET MORPHOGENESE

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*1 Pour plus d’informations voir: DELEDICQ André, L’analyse non standard, théorie des ordres de grandeur, Tangente, Hors-série n°13 *2,4 EKELAND Ivar, septembre 1977, La théorie des catastrophes, La Recherche, vol.8, p.745-754) *3 La morphogénèse est un processus dynamique déterminant la forme des objets (vivants ou non)

L’analyse non-standard : c’est une branche des mathématiques pratiqué en France par quelques équipes de Strasbourg et Mulhouse à la suite des travaux de l’américain Abraham Robinson, l’inventeur de l’analyse non-standard en 1960. C’est Georges Reeb qui, en France, dès les années 70, comprit l’importance et la justesse de l’analyse Non-Standard et réunit une équipe de jeunes mathématiciens autour de lui. L’analyse non-standard contient l’analyse classique standard à laquelle elle a simplement ajouté la notion d’ordre de grandeur. Il est donc naturel que l’analyse non-standard permettent de simplifier certaines démonstrations et fasse mieux comprendre certains aspects. La mathématique standard affirme l’homogénéité de l’ensemble des nombres réels: la mathématique non-standard y introduit des ordres de grandeurs: il y a des nombres «petits», des nombres «appréciable» et des nombre «grands». L’analyse non-standard s’intéresse au type de changement d’échelle, à la modélisation du passage d’une échelle à l’autre, au rapport entre le détail et l’ensemble, entre les discret et le continu.*1 La théorie des catastrophes : fondée par René Thom, la théorie des catastrophes conçoit le monde comme une lutte intestine des contraires. Pour la théorie des catastrophes «toute forme résulte d’un conflit d’attracteurs»*2. Cette théorie permet d’avoir une représentation des phénomènes mais ne permet pas d’agir sur ces phénomènes. Elle est une dérivée des mathématiques non-standard visant à travers des modèles mathématiques continus des phénomènes qui eux sont discontinus. Ce n’est pas l’explication des phénomènes qui est recherchée mais juste leur compréhension. Les modèles proposés par la théorie des catastrophes cherchent à évaluer la réaction d’un système sous l’action de plusieurs stimuli, à travers des équations différentielles. Selon Thom il existerait sept évènements élémentaires et beaucoup de formes naturelles peuvent se reconstituer à travers une combinaison de ces catastrophes. Celle-ci n’est pas contingente, ni soumise au hasard, il y a une création des formes, une morphogénèse*3, dont la logique interne est la théorie mathématique de la stabilité structurelle. Ces sept évènements sont : le pli, la fronce, la queue d’aronde, le papillon, l’ombilic hyperbolique, elliptique, parabolique. Les transformations de Thom renvoient à une morphologie du vivant. «Ce sont les cinq solides réguliers qui ont constitué depuis les Grecs le support géométrique de notre vision de l’univers. Ils sont encore aujourd’hui à la base de notre intuition de l’espace physique : nous ne concevons pas de meilleure manière de l’occuper que par des cubes. De ce point de vue, ce que propose la théorie des catastrophes est un renouvellement, ou tout au moins un enrichissement, de notre bagage intuitif.»*4

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ARCHITECTURE NON-STANDARD ET MORPHOGENESE

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*1 FORTIN Simon, FOSTER Frédéric, MOKHTARI Omar, PARADIS, SIMON, SERAFIN MICHEL, THIBOUTOT-RIOUX Samuel, 07 mai 2002, Le Chaos, Dossier spécial présenté par La Toile scientifique, http://misraim3.free.fr/divers/le_ chaos.pdf *2 POINCARE Henri, 1908, Science et méthodes *3,4 FRONTIER S., Les outils mathématiques nouveaux du transfert d’échelle. Géométrie fractale, relateurs arithmétiques, théorie des catastrophes, dynamique chaotique, analyse non-standard, Eco-systèmes et sociétés

La théorie du chaos : elle fut introduite par James Clerk Maxwel à la fin du 19ème siècle, qui réfute l’idée laplacienne selon laquelle « les mêmes conditions produisent toujours les mêmes effets ». En effet, cela suppose que des conditions considérées à un moment et en un lieu différents soient exactement les mêmes, ce qui est impossible.*1 Une dynamique d’une grande complexité peut résulter d’un système simple possédant un très petit nombre de degrés de liberté, pourvu qu’il possède cette propriété de sensibilité aux conditions initiales. La théorie du chaos s’attache principalement à la description de ces systèmes à petit nombre de degrés de liberté, souvent très simples à définir, mais dont la dynamique nous apparaît comme très désordonnée. Une résultante de la théorie du chaos est l’extrême sensibilité aux conditions initiales ou Effet papillon, introduite par Lorenz. Pour résumer, l’effet papillon se définit ainsi. Un petit changement des conditions initiales conduit à un tel changement de l’évolution ultérieure du système que les prédictions à long terme deviennent complètement vaines. «Il peut arriver que de petite différences dans les conditions initiales en engendrent de très grandes dans les phénomènes finaux. Une petite erreur sur les premières produirait une erreur énorme sur les dernières. La prédiction devient impossible et nous avons le phénomène fortuit... Une cause très petite qui nous échappe, détermine un effet considérable que nous ne pouvons ne pas voir, et alors nous disons que cet effet est dû au hasard».*2 Les géométries fractales : elles introduisent, d’emblée et par définition, la notion d’échelle puisqu’elles postulent au départ une invariance d’échelle : toute partie est un «modèle réduit de l’ensemble», comme une branche d’arbre simule l’arbre entier. Si l’homothéthie interne (self-similarity) est rigoureusement respectée il est impossible, observant une partie de l’objet, de savoir à quel niveau d’observation on se trouve. La question, d’ailleurs, n’a aucun sens en théorie puisqu’un objet parfaitement auto-similaire est infini dans les deux sens : il y a une infinité de stuctures homothétiques plus grandes et a une infinité de structures homothétiques plus petites que celle que l’on est en train de représenter.*3

Le credo des systèmes complexes est : «le tout est la somme des parties»*4. Dans ces nouvelles sciences mathématiques des règles simples doivent pouvoir conduire à l’élaboration de systèmes complexes. Les mathématiques non-standard sont le fondement théorique ayant permis la représentation de ces systèmes complexes et par la suite la modélisation de systèmes complexes à travers notamment l’architecture.

PARTIE II

ARCHITECTURE NON-STANDARD ET MORPHOGENESE

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chou romanesco Photographe : Manuel MartĂn Vicente sur Flickr

*1 SILVESTRI Chiara, 19 juin 2009, Perception et conception en architecture non-standard, une approche expérimentale pour l’étude des processus de conception spatiale des formes complexe, thèse soutenue à l’université Montpellier II

PARTIE II

Architecture non-standard et morphogénèse

b. L’architecture non-standard

’architecture non-standard est un ensemble d’expériences architecturales et expérimentales relatifs aux formes complexes. La conception de l’architecture non-standard se fonde sur deux niveaux : - le niveau théorique : où elle repose sur les concepts de continuité et de variation. En ce sens les mathématiques non-standard et les théories dérivées sont l’assise théorique de cette pensée architecturale complexe; - le niveau matériel : où elle repose sur les outils numériques de représentation. Jusqu’ à très récemment, il était difficile d’imiter les processus de construction de la nature du fait de la complexité des formes qui engendrait souvent des coûts importants pour la recherche et la conception. Mais, à présent nous sommes dans les prémices de la révolution de la construction digitale. Le prototypage rapide, qui émergea dans les années 1980, fut une percée signifiante pour les concepteurs leur permettant de passer rapidement d’un modèle tri-dimensionnel sur ordianateur à un modèle physique avec un haut degrée de précision et un minimum de labeur. La technologie s’est développée de façon si conséquente qu’elle a basculé d’une méthode qui consistait à produire des prototypes à celle permettant la production de masse. L’architecture non-standard représente un ensemble divers de construction architecturale caractérisées par les formes courbes, continues ou non. A la différence de l’architecture classique et moderne, où la forme produite dérive d’une «composition d’éléments extraits d’une typologie morphologique établie»*1, l’architecture non-standard aborde la question de la forme de façon spécifique. C’est cette même différence que l’on trouve entre les formes géométriques simples et la conception basée sur les sept catastrophes élémentaires. La question au centre de l’architecture non-standard n’est pas celle de la forme produite mais bien celle du processus de conception. Ce sont ces processus de conception qui sont à l’origine des formes complexes. La complexité est en contradiction avec la régularité, les symétries, les proportions, l’orthogonalité. Dans cette nouvelle complexité architecturale la recherche de continuité, de souplesse, de mouvement est en contradiction avec les formes simples, la rigidité.

PARTIE II

ARCHITECTURE NON-STANDARD ET MORPHOGENESE

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*1 LYNN Greg, 1993, Architectural curvilinearity : the folded, the pliant and the supple *2 SILVESTRI Chiara, 19 juin 2009, Perception et conception en architecture non-standard, une approche expérimentale pour l’étude des processus de conception spatiale des formes complexe, thèse soutenue à l’université Montpellier II

En 1993, Greg Lynn réalisa les premières conceptions non-standards, l’architecture blob. Ces formes blob, ont été réalisées à travers des logiciels basés sur des logiques paramétriques. Ces paramètres étant capable de donner origine à des formes complexes en partant de la combinaison d’opérations simples.*1 Aujourd’hui il se pose néanmoins le problème que, les outils numériques à l’origine du développement de l’architecture non-standard sont devenus des outils de génération de formes, souvent très complexes dont l’image virtuelle trouve difficilement un écho dans le monde réel. Simultanément, l’importance accordée à la capacité imaginative comparée à la capacité constructive nous semble introduire un décalage important entre ce qui est virttuellement possible et ce qui est réalisable. «Ainsi la cohérence entre les objets de l’espace virtuel et leur existence matérielle dans l’espace physique nous semble s’affaiblir au fur et à mesure que les outils de modélisation numérique deviennent de plus en plus sophistiquées et que les logiques génératrices des formes se font de plus en plus abstraites.»*2 Les moyens mis en oeuvre pour la réalisation réelle des bâtiments non-standards sont souvent aussi complexes que le sont les formes engendrées par les processus de conception. Mais, alors que la forme et l’espace sont souvent liés aux idéolgies scientifiques, philosophiques et architecturales, la volonté de recherche spatiale peut-elle justifiée l’emploi de technologies aussi sophistiquées. En effet, les typologies architecturales sont souvent le reflet d’une époque, d’un mode de pensée vouées à être contredits dans les prochaines décennies. Or, l’architecture complexe nécessite le développement de solutions structurelles et constructives créatives en raison de la complexité formelle. Ce constat articule ce point sur l’architecture non-standard à l’étude de cas suivante : Le Rolex Learning Center à Lausanne.

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ARCHITECTURE NON-STANDARD ET MORPHOGENESE

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MUSEE DE BILBAO Site: http://www.lankaart.org/article-frank-gehry---musee-guggen-

Rose blanche Site : http://fr.m.wikipedia.org

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ETUDE DE CAS / ROLEX LEARNING CENTER

a. Introduction

Le campus de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) est un univers dont la croissance est l’une des plus rapides au monde. L’établissement figure, au même titre que l’université de Cambridge, parmi les meilleures universités d’Europe pour les ingénieurs et les sciences informatiques et technologiques selon le classement réalisé par la Shanghai Academic Ranking of World Universities. En 2004, la direction décide de créer une plateforme d’apprentissage qui doit annuler les frontières physiques entre les hommes et les disciplines. L’ambition est de créer au centre de campus un espace de ralliement, un temple du savoir et un espace public. Au terme d’un concours ayant réuni les plus grand noms de l’architecture, le projet de l’agence SANAA est choisie à l’unanimité. Le projet offre une prolongation intéressante de la philosophie de l’école. Le programme proposé offre un nouvel espace vital et ouvre la possibilité de nouvelles approches d’enseignement. C’est un bâtiment créer pour permettre les rencontres et les synergies. Le Rolex Learning Center est une construction fortement expérimentale, conçue pour des nouvelles voies d’étude et d’interaction. Kazuyo Sejima et Ryue Nishizawa de l’Agence SAANA voulaient faire un lieu à vivre. Ils parlent de l’architecture en termes d’expérience, de perception et de sensation. Pour certains le Rolex Learning Center est un chef d’œuvre, un lieu unique où les sens sont bouleversés, l’horizon réinventé. Les architectes parlent de vallées et de collines, une topographie artificielle au sein même du bâtiment. La fluidité est totale. Cette analogie aux formes biologiques fait partie de la démarche de projet des architectes. Le bâtiment semble ondulé naturellement pourtant, créer un bâtiment de ce type est un vrai tour de force structurelle. Les constructions humaines sont soumis aux lois de la gravité, lois dont semblent s’affranchir le Learning Center. Avec ce projet les architectes ont fait une démonstration magistrale des nouvelles possibilités spatiales rendues possibles par la capacité de modéliser des systèmes complexes.

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ROLEX LEARNING CENTER

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Fiche Technique : Architecte / Gazuyo Sejima + Ryue Nishizawa

SANAA

Lieu / EPFL de Lausanne 1015 Lausanne (Suisse)

Client / EPFL de Lausanne Equipe de conception :

Yumiko Yamada, Rikiya Yamamoto, Osamu Kato, Naoto Noguchi, Mizuko Kaji, Takayuki Hasegawa, Louis-Antoine Grego (Former staff: Tetsuo Kondo, Matthias Haertel, Catarina Canas) Architecte local /Architram SA –

Renens, Switzerland

Competion / 2004 Construction /2007 - 2009 Ouverture / 22 février 2010 Surface du terrain /

88000m² (166.5m x 121.5m) Emprise au sol / 20200m² Surface de plancher / 37000m² Nombre d’étages / 1 Fondation et 1 étage courant Coût de construction / 110 millions CHF

Programme / Multimedia Library – 500,000 volumes; Student Workspaces – 860 seats; Multipurpose Hall “Forum Rolex” – 600 seats; Café + Bar – 53 seats + exterior; Food Court – 128 seats + exterior; Restaurant – 80 seats; Career Center; Library Staff Office; EPFL Precious Book Collection; Student Association Office – “AGEPoly”; Alumni Association Office – “A3”; Pedagogy Research Office – “CRAFT”; Publication Office – “PPUR” Bank – “Credit Suisse”; Bookshop – “LA fontaine”; Parking – 500 places

Partie II

ETUDE DE CAS / ROLEX LEARNING CENTER Rolex Learning Center Photographe: Chris Mettraux sur Flickr

Rolex Learning Center Photographe: marita78 sur Flickr PARTIE II

ROLEX LEARNING CENTER

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Rolex Learning Center Photographe: Peter Fauland

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ROLEX LEARNING CENTER

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Coupes du Rolex Learning Center sur archrecord.construction.com

Plan du Rolex Learning Center sur archrecord.construction.com PARTIE II

ROLEX LEARNING CENTER

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La grille sera complétée de la façon suivante : - la pertinence de l’intéraction sera évaluée avec les signes suivants : : aucune I : peu II : plutôt pertinente III : très pertinente II

III

I II III II

III III III III

I III

III

III II

III

II III I

II II

II I

III

I II

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ROLEX LEARNING CENTER

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-I- Démarches de projet / Références - Posée sur les berges du lac, le Rolex Learning Center est une vague de béton et de verre qui inspire depuis sa construction en 2010 de nombreuses métaphores certains y voient une tranche d’emmental, d’autres un tissu moléculaire ou encore un tapis volant mité. Le bâtiment ne ressemble à rien de connu et sa forme ne laisse pas vraiment deviner ce qu’il abrite. Formellement le bâtiment ne se réfère à aucun autre édifice. - Référence culturelle: d’après Gazuyo Sejima, l’organisation spatiale des maisons traditionnelles japonaises est différente de l’organisation des espaces en Occident, et cette organisation influence beaucoup leur architecture :«Nous sommes nés et nous avons grandis au Japon. Dans les maisons traditionnelles tous les éléments sont liés de manière naturelle, quand on ouvre la porte coulissante qui donne sur le jardin, par exemple, cette porte est toujours couverte par un avant-toit qui crée un lien avec le jardin. Nous avons grandi avec cette vision. Ce sentiment de continuité naturelle entre les éléments. Par contre en Europe si on résume la manière de construire on coupe d’abord l’espace pour bien le définir, on sépare pour qu’il n’y ai pas d’ambiguité, il y a là une vraie différence dans notre conception de l’espace.» - Référence à la nature: les architectes décrivent l’espace du Learning Center comme une topographie artificielle.

Forme produite «Notre bâtiment est simplement une grande pièce ouverte doté d’espace à la fois isolés et reliés entre eux de manière douce.» Kazuyo Sejima

Coût A l’issu d’un concours lancé par l’Ecole Polytechnique fédérale de Lausanne pour lequel de nombreuses réponses émanées de grand nom de l’architecture comme Rem Koolhaas, Zaha Hadi ou Jean Nouvel, l’école décida de choisir le projet le plus expérimental et le plus cher.

Rayonnement Les architectes, Gazuyo Sejima et Ryue Nishizawa reçurent le fameux Pritzker Price quelques mois après la constuction du Rolex Learning Center.

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-II- Lieu / Enjeux sociétaux L’EPFL Accueille 8000 étudiants et chercheurs venus du monde entier. En constante mutation depuis plus d’un siècle, le site est très dense et disparate, on s’y perd, les bâtiments sont adossés les uns aux autres anarchiquement, il n’y pas de centre de gravité, pas de lieux de rassemblement pour les étudiants, pas de vie sociale. Les différentes disciplines sont enseignés dans des départements cloisonnés: neuroscience, physique nucléaire, robotique, génie civile ou encore architecture. En 2004 la direction décide donc de créer une plateforme d’apprentissage qui doit annuler les frontières physiques entre les hommes et les disciplines. L’ambition est de créer au centre du campus un espace de ralliement, à la fois temple du savoir et espace public. Depuis les parties les plus hautes du nouveau bâtiment, les visiteurs peuvent apprécier des vues, non seulement sur le campus, mais aussi sur le lac Léman et les Alpes.

-III- Organisation - Usage / Forme produite Le volume du Learning Center et toutes les fonctions se déploient à l’horizontal. Ainsi, en élevant le Learning Center sur un niveau unique les architectes évacue toute forme de hiérarchie spatiale, il réponde ainsi à la demande pour un nouveau centre de gravité pour le campus. Le bâtiment ne doit avoir ni bas, ni haut, ni début, ni fin. Aucune entrée, donc ni ouvrant, ni porte, ne se trouve en façade sur l’immense paroi de verre qui ceinture uniformément tout le bâtiment qui est accessible par tous ses côtés. En effet, SANAA ne voulait pas placer arbitrairement une entrée à un point précis. L’accès principal se fait donc par le centre qui distribue chaque fonction dans un rapport égal. L’unique façon d’accéder à ce centre étant de passer en dessous, les architectes décollent le bâtiment par endroit pour dégager cinq accès convergents vers une entrée commune. Toute idée de frontière est annulée entre l’environnement extérieur et le Learning Center. Les façades ne font plus barrières et invitent le visiteur à les franchir dans un flux continu sans passer de porte, ni gravir de marche. La porosité entre le dedans et le dehors est totale. Une fois les façades franchies le public fait sa première expérience du lieu, et découvre un espace de circulation évoquant à la fois une grande halle couverte et une place publique. C’est tout le paradoxe de ce lieu, les voûtes surbaissées ferment l’espace et délimitent un territoire pourtant celui-ci est largement ouvert sur l’extérieur.

PARTIE II

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A l’intérieur aussi, les architectes décident d’affranchir l’espace de toute barrière artificielle. Il s’agit de 2000m² d’une seule pièce unique sans un seul mur, une seule porte, un seul couloir. Le Learning Center de SANAA est un immense plan libre ondulant, un espace continu où tout se partage. L’absence de mur dans un lieu multifonctionnel est une vraie surprise mais la véritable audace tient dans la manière dont les architectes ont imaginé organisé l’espace, les ondulations du plan délimitant spatialement les activités. Les barrières entre les disciplines et les Hommes sont toutes supprimées. Il fallait tout de même faire cohabiter les activités bruyantes comme la cafétéria et le forum avec les espaces de travail, qui ont été disposés dans des bulles de verre. Ainsi ces espace sont isolés acoustiquement mais pas visuellement. Le regard devait pouvoir traverser l’espace de bout en bout, les architectes ne voulait ni rideau, ni store. Le Learning Center offre donc une grande capacité à être investit par les usagers Les étudiants peuvent suivre une conférence, lire, voir une exposition, manger, se détendre ou faire du bruit. Il y a beaucoup d’espaces non fonctionnels, sans qualification particulière qui créé une impression de vide partout. Certaines fonctions s’adaptent moins bien aux ondulations d’un terrain vallonné, comme la bibliothèque. Celle-ci, qui devait comporter 900 places assises a été complexe à mettre en œuvre. Au départ les architectes pensaient fixer chaque pièce du mobilier et ajuster l’horizontalité de chaque élément du mobilier en fonction de la pente mais cette solution ne convenait pas à la direction de l’école. Ainsi les architectes ont créé un système de paliers horizontaux étagés mais le rapport entre les surface occupée et la surface de plancher reste peu probant, la bibliothèque comportant moins de 200 places assises. Le même problème s’est posé avec le restaurant gastronomique où le sol a été couvert d’une dalle rectangulaire horizontale. Par contre l’espace du forum épouse naturellement le vallonnement d’une des coques, les gradins étant disposés dans la pente.

Schémas de principe Arte video

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Bulles de travail Photographe: Carlo Fumarola sur Flickr

BibliothĂ¨que Photographe: Dominique Schreckling sur Flickr

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Auditorium Photographe: Li Chen sur Flickr

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Référence Ryue Nishizawa indique que le but était de réaliser un espace qui soit proche de la manière dont se déplace les êtres humains, «l’homme ne marche pas droit de façon linéaire comme un train. Il se déplace en courbe de manière organique.». L’architecture devait être proche des mouvements de l’être humain. La surface du bâtiment se distribue d’une colline à l’autre, d’une plaine à une dépression, le tout dans un espace unique et changeant. Cependant, il est difficile de distribuer un programme sur un plancher qui ondule. Les contraintes d’équipement de certaines fonctions sont peu compatibles avec un sol en pente. Pour la bibliothèque, pour rattraper horizontalité, la solution s’inspira des paysages de culture de riz en terrasse. Accrochés aux versants des monts, des paliers étagés sont réalisés sur lesquels les étudiants peuvent travailler.

Taille En déployant les fonctions à l’horizontal, la surface au sol est gigantesque, deux hectares, soit deux terrains de football. Au prix du m² en Suisse cette posture était audacieuse.

Matériau-structure Au départ, les architectes voulaient laisser le béton à nu mais les problèmes acoustiques dus aux l’usage ont contraint les architectes à utiliser une moquette dont la teinte fut composée par SANAA pigment par pigment.

Impacts socio-culturels Les espaces du Learning Center sont blancs, sans signe, sans qualité. C’est cette vacuité, ce rien qui définit l’espace, car il est une proposition d’échange et de rencontres non prédéterminés. La fonction est transformée par l’usage et ici les hommes doivent inventer la fonction d’un espace. En laissant une grande liberté aux utilisateurs le Learning Center devient un espace où les interactions sociales sont particulières et uniques. La proportion d’espace vierge correspond à plus de la moitié de l’espace construit. Le bâtiment met l’accent sur la sociabilité, se rencontrer pour un café, pour un repas, pour étudier, pour des séminaires, pour stimuler des rencontres informelles entre les personnes de toutes les disciplines phares.

Viabilité Le Rolex Learning Center représente les objectifs et le philosophie de l’EPFL, il plante le décor pour des recherches collaboratives et interdisciplinaires d’un nouveau genre, qui sont essentielles pour les avancées scientifiques et technologiques. Il offre la flexibilité d’utiliser le bâtiment de beaucoup de manières différentes, maintenant et dans le futur, pour absorber les nouvelles technologies et méthodes de travail, en suivant le courant, ce courant développé souvent lui-même au sein de l’EPFL.

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Malgré sa grande liberté offerte, le bâtiment a cependant son lot de contraintes. Ici, libertés et contraintes sont différentes, d’un autre types par rapport à des usages traditionnels. Les contraintes sont par exemple de grimper des collines. Certaines associations d’handicapés ont dénoncé que l’accès à certains espaces était discriminatoire, aujourd’hui des rampes ont été installées mais les architectes ont voulu s’y opposer, plaidant l’esthétique du bâtiment. «Nous avons discuté durant huit mois avec les principales associations de personnes handicapées pour adapter le bâtiment à leurs besoins», précise Francis-Luc Perret. Le Rolex Learning Center a cependant réussi son pari d’être un vrai lieu de vie social, les étudiants et les chercheurs se sont appropriés les lieux pourtant certains dénoncent tout de même ses problèmes de fonctionnalité. «Il est excentré, n’offre pas beaucoup plus de places de travail qu’avant, une cafétéria trop petite et des espaces pentus inutilisables. Contrairement à ce qui a été dit, il n’est pas pensé pour nous mais uniquement comme une vitrine susceptible de ramener prestige et argent à l’école». Il semble difficile de prédire aujourd’hui la viabilité de ce bâtiment, car si celui-ci est devenu aujourd’hui une référence en matière d’espace, peut-on vraiment dire qu’un lieu fait de monts et de vallées soient encore apprécié dans le futur?

-IV- Forme produite / Référence Dans le Learning Center, il n’y a pas de lignes droites, mais des formes libres, telles des collines qui ondulent de manière aléatoire. Tout le bâtiment est une grande variation organique. Selon Gazuyo Sejima «les différents vallonnements ont permis de créer des lieux de les faire coexister dans une même pièce tout en les distinguant. Par exemple on peut être au sommet d’une colline ou sur son versant ou dans une partie plate, à chaque fois on est dans un univers différent tout en étant dans le même espace.» Le revers des coques modèle une étonnante topographie artificielle faites de monts en pente douce et de dépressions, c’est un espace unique dans lequel le visiteur déambule, passe d’une colline à l’autre descend dans une vallée fabrique son propre chemin comme dans un parc.»

Lieu Le Learning Center est dessiné pour être un «landmark», un endroit que les gens auront envie de visiter, permettant à l’EPFL d’atteindre le monde extérieur de façon internationale. Luca Ortelli, professeur d’architecture à l’EPFL juge la qualité d’un bâtiment à l’aune des liens qu’il tisse avec son contexte. Et aux yeux du professeur l’œuvre des architectes du bureau japonais Sanaa a tout faux. «Elle aurait produit le même effet n’importe où. En ce sens, c’est plus un objet design qu’une œuvre architecturale.»

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«Une colline» sur Arte Video

En file sur http://blogue.mec.ca/ PARTIE II

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Coût Pourtant les 110 millions d’investissements pour réaliser cette structure compliquée, soit 10% de plus que prévu, semblent deux fois trop cher payé. Selon Patrick Aebische, doctorant en physique, «travailler ici ou dans un bâtiment plus classique ne change rien à ma façon de comprendre un exercice!»

Technologie La forme du Learning Center a engendré de grands problèmes à la réalisation. En effet, les ingénieurs savent comment réaliser des coques en béton armé mais avec des trous dans la toiture non. Les architectes ne voulant pas de poteaux. La solution fut d’utiliser un système basé sur les caractéristiques physiques d’un arc. Ainsi, pour maintenir la courbure d’un arc il faut une corde et pour maintenir celle des voûtes on utilise un tirant d’acier, une fois la courbure ajustée le tirant est noyé dans la dalle de béton. Les coques ont donc été décomposées en une série d’arcs posés les uns à côtés des autres. La solution fut très complexe et particulièrement lourde dans sa mise en œuvre car pour couler ces voûtes surbaissées il a fallu mettre en place un gigantesque puzzle de 1450 tables de coffrages qui ont toutes une taille et une géométrie unique. Une recette de béton, secrète, a dû être mise au point, pour que celui-ci ne soit ni trop compacte, ni trop fluide, pour ne pas se répandre vers la base des arches. Ce béton a dû être coulé en une seule fois en continu pendant 48 heures ce qui demanda la mobilisation de deux centrales à béton. Trois cents hommes ont travaillé jours et nuits dans un incessant ballet de bétonneuse. Le résultat est bluffant, des arches si peu cintrées sans aucun élément porteur. Le bâtiment semble planer sans effort et la complexité de la structure est imperceptible.

Structure - matériau La structure est constituée d’une première coque de béton qui s’élance sur 90 m et d’une deuxième qui s’étire sur plus de 150m, ces deux coques s’élèvent dans leurs parties les plus hautes à moins de 5 m du sol. Ce rapport entre la portée et la hauteur est totalement hors norme. Ces coques ont ensuite été réunies par des parties plates contre lesquelles elles prennent appui. Puis percées de quatorze trous qui dessinent des cours intérieures. Une forêt de colonnes extrêmement fines, 190 poteaux allumettes, soutiennent un toit très léger dont la forme épouse parfaitement l’assise du bâtiment. Plancher et toit ondulent en parallèle.

Rayonnement solaire A l’intérieur du bâtiment, l’inversion des valeurs est totale le visiteur découvre un univers tout autre, un espace baigné de lumière, épuré, presque dématérialisé. Mais au départ faire pénétrer la lumière dans cette grande vague étalée n’était pas évident. Il a fallu percée la toiture de quatorzes trous de tailles différentes parés de verre incurvé qui devait épousé les ondulations du toit et du plancher.

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Il a fallu modéliser en 3D chacun des éléments en verre, puis les tailler séparément car chacun possédait un cintrage et une forme unique, de sorte que, une fois assemblés, ils puissent redessiner la forme originale de chacuns patio. En perçant la structure les architectes en allègent le poids mais créer surtout autant de cours intérieures dans cette immense antre de béton. Ces quatorze patios organisent l’espace, constituent des lieux de vie, des clairières artificielles, des places publiques.

Impact culturel La conception du bâtiment est un grand geste plastique et expérimental, tout est inédit, de la forme, à la structure, à la conception de l’espace jusqu’au défi technique de sa construction. Il devient le symbole d’une nouvelle forme de vie sociale et d’une nouvelle idéologie architecturale.

Viabilité Certains s’inquiètent des problèmes que peut poser le bâtiment «passé l’enthousiasme initial, par exemple les difficultés que cet immense bâtiment d’un étage posera à l’extension du campus».

-V- Matériau - Structure / Technologie La construction du Learning Center fut un énorme défi technique, notamment du fait des patios de forme patatoïdale qui percent la toiture et représente 20% de la surface ce qui correspond à un rapport entre plein et vide très surprenant. Les ingénieurs se sont même posé la question de la faisabilité et la solidité d’une telle structure, sans modèle préétabli ou apparenté ni marche à suivre tout était à inventer. Finalement les ingénieurs ont réussi ce défi technique mais un poteau a du tout de même être posé sous une des voûtes, le seul, le «poteau de la discorde».

-VI- Impact écologique / Taille En privilégiant un étalement au sol du bâtiment les architectes ne s’inscrivent pas dans une posture de durabilité

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Ventilation - Chauffage, Rayonnement solaire L’éclairage artificiel est presque toujours indirect, les nombreuses ouvertures favorisent la lumière du jour. L’aération est naturelle. Le bâtiment répond strictement aux normes Minergie d’efficacité énergétique, relève encore Francis-Luc Perret. Tout a été optimisé par modélisation numérique. Pourtant Patrick Aebischer, qui est également conseiller communal à Chavannes aurait préféré une bibliothèque «sans vagues ni bling-bling» mais avec des cellules photovoltaïques sur le toit et «n’utilisant pas tant d’espace inutile». En effet, les critiques émises sur ce bâtiment le décrivent comme peu fonctionnel et peu écologique malgré sa labellisation Minergie.

Energie grise - Bilan énergie Le bâtiment a consommé énormément d’énergie grise sous bien des aspects que ce soient aussi bien au niveau de la fabrication des matériaux (acier, verre, béton) que de leur mise en œuvre sur le chantier. Les architectes ont créé un bâtiment sans se soucier de l’impact énergétique.

-VII- Rayonnement / Coût Rolex, sponsor principal, y aurait investi 30 millions de franc suisse. Une somme jamais démentie par la direction», commente un camarade. «Ce nom donne l’impression que l’EPFL se vend à des marques, reprend Samuel Cobbi. Que la direction a de l’argent pour le béton mais pas pour la formation ou l’augmentation de nos bourses.

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*1 GONTIER Pascal, 13 février 2001, Vers des Ecosystèmes métropolitains, Paris *1 GONTIER Pascal, 13 février 2001, Esthétique, éthique et architecture durable, Paris

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ETUDE DE CAS / ROLEX LEARNING CENTER

a. Conclusion

De tout temps, les architectes ont voulu dépasser les possibilités techniques de leurs époques. Défier la gravité semble être un défi auquel les architectes se prêtent volontiers, sans doute animé par des pulsions mégalomanes. Ce constat de vouloir toujours se dépasser, dépasser l’autre, dépasser le possible, «porte la marque d’une extrapolation urbaine de cette fameuse lutte pour l’existence qui fut reconnue par Darwin comme étant, dans la nature, l’un des principaux moteurs de l’évolution». Mais vouloir outrepasser la gravitation terrestre a un coût à la fois économique et écologique. Le Rolex Learning Center semble s’être affranchi de ces lois gravitationnelles. Pourtant les constructions humaines sont des édifices statiques et leur masse les attire irrémédiablement ver le sol. C’est là toute la nuance avec le dynamisme du monde vivant. Vouloir insuffler cette dynamique du vivant peut constituer une démarche de projet mais au vu des solutions structurelles mises en œuvre certainement pas une démarche durable. Le Learning Center de l’école de Lausanne s’inscrira sans doute dans la postérité comme une icône architecturale de son époque, symbole de l’espace communautaire. Réussir à être un vecteur de lien social est une belle réussite pour un bâtiment. et le Rolex Center l’est indéniablement. Par contre en ce qui concerne les enjeux de durabilité le bâtiment n’est pas un modèle. Bien qu’il témoigne d’une démarche d’imitation du monde vivant à travers sa topographie en pente douce, ce bâtiment ne répond pas aux enjeux de durabilité. De ce constat on peut s’apercevoir que toutes les analogies biologique ne sont pas équivalentes et seules des analogies ciblées peuvent prétendre apporter ponctuellement des solutions aux contraintes environnementales. . « L’invitation de la Biennale de Venise 2000 «à moins d’esthétique et plus d’éthique» a sonné comme un appel lancé auprès des architectes, voire comme un rappel à l’ordre de ceuxci. Cet appel peut paraître salutaire après des années durant lesquelles concours et médias ont contribué à privilégier la dimension visuelle et instantannée de l’architecture, souvent au détriment d’une réflexion plus approfondi inscrite dans la durée. (...) le beau et le bon, les plaisirs futiles de l’image et les devoirs impérieux à l’égard des générations futures... comme si éthique et esthétique étaient deux catégories qui s’excluaient mutuellement et que le développement de l’une impliquait nécessairement le sacrifice de l’autre».*1

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Gravité Zéro Photographe : Mat sur Flickr

Conclusion

PARTIE II

Conclusion

Il semblerait au premier abord que notre époque revienne à un rapport plus authentique avec la nature en témoigne toutes les campagnes en faveur du développement durable. Or il n’en est rien. Bien qu’il soit partout question de produits naturels, d’aliments biologiques et de constructions écologiques, et que la nature soit valorisée comme un lieu de loisirs et de liberté une réalité ne doit pas nous tromper. Cette réalité étant qu’une idée de nature a disparu, et cette disparition est irréversible. Quelque chose de décisif est déjà survenu et cet événement qui s’est passé sans que nous nous en rendions compte, c’est la disparition de la nature comme idée directrice du point de vue culturel. La possibilité de la reproductibilité technique de la nature signifie l’épuisement d’une représentation de la nature qui avait, précisément, atteint toute sa vigueur grâce à son opposition au domaine de la fabrication humaine. L’invocation actuelle de la nature en tant que valeur se révèle idéologique, dans la mesure où elle se réfère à une représentation de la nature comme quelque chose de fixe, au moment précis où cette représentation entre en décadence de manière sans doute historiquement irréversible. Ce bouleversement semble irrémédiable et nous devons accepter l’idée que nos conceptions naturalistes de la nature sont désormais hors de propos avec l’avènement de cette nature technique et des technologies biologiques. Pourtant si une idée de la nature semble bien morte de façon irrémédiable cela ne veut pas dire que notre biosphère soit condamnée. En effet, accepter la fin du dogme naturaliste ne signifie pas continuer dans les travers de la société moderne vis à vis de la destruction de la biosphère. Une idée de nature est belle et bien morte et nous devons l’accepter pour reconstruire de nouvelles représentations de la nature. Ces nouvelles représentations ne dispensant pas l’homme de se réinscrire de façon harmonieuse dans sa biosphère non pas pour retrouver une forme de nature perdue, ou selon Rosset n’ayant jamais existé, mais pour garantir la pérennité de nos écosystèmes.

PARTIE II

CONCLUSION

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Clément Rosset pense que les actions de l’homme n’ont pas d’influence sur la nature et par la même il ne doit pas remettre en cause sa manière artificielle de produire. Pour ma part je pense que son affirmation est une erreur et que les actions de l’homme font relief sur la nature. Nous devons accepter que si l’homme a eu un impact sur la crise écologique, ce sont également les actions humaines qui devront rétablir un nouvel ordre harmonieux. Peut-être estce anthropocentrique de croire que l’homme peut à lui seul opérer des bouleversements sur tout un système mais il semble bien que ce soit le cas.

nature ville Photographe : eric battimelli sur Flickr PARTIE II

CONCLUSION

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Partie III LES ECOSYSTEMES NATURELS: application aux systèmes humains

*1 Interview de Michel Serres : MONCHICOURT Marie-Odile, 2011, Michel Serres: un optimiste de combat, Canopée, pour une écologie de la terre, du corps et de l’esprit, , La dynamique du vivant, Natures & Découvertes / Actes Sud, n°9, p. 22 *2 Un écosystème est composé de deux éléments la biocénose qui est l’ensemble des êtres vivants et le biotope qui est le milieu dans lequel vivent ces êtres vivants. L’écosystème est un ensemble de vie équilibré, autonome, stable et complexe. Les éléments constituant un écosystème développent un réseau d’échange d’énergie et de matière permettant le maintien et le développement de la vie.

Introduction

PARTIE III

Introduction

Pour Walter Benjamin l’œuvre d’art est devenue une valeur d’échange et Böhme atteste qu’il en va de même pour la nature qui se voit sauvagement exploitée et transformée en marchandise. Or, pour assurer notre survie et celle de notre planète nous devons inventer un départ vers un nouveau cycle qui serait une réconciliation avec la nature. Il faut réconcilier nature et culture en faisant intervenir le droit, toutes choses de ce monde devraient être considérés comme des sujets de droit tout comme les hommes. «Je pense qu’il va y avoir une révolution industrielle. Le rapport de l’homme à la technique est en train de se transformer. Jusqu’ici, les techniques découlaient de la physique, comme la mécanique de la thermodynamique. Aujourd’hui, elles sont en train de s’en détacher pour se raccrocher aux sciences de la Vie et de la Terre. Si nos technologies sont dans la Biogée, alors nous en ferons partie à part entière. Mais pour y arriver, il faudra que nous quittions beaucoup d’a priori philosophiques, comme celui de mettre l’homme au centre de l’univers.» *1 C’est précisément cette volonté de rapprocher la technique du monde biologique que visent les biomiméticiens. Or nous avons vu jusqu’à présent que le biomimétisme pouvait effectivement répondre aux enjeux de durabilité (Eastgate Center) mais qu’une imitation simplement esthétique et formelle de la nature peut ne pas satisfaire ces enjeux (Rolex Learning Center). Cependant, en analysant les démarches biomimétiques de différents architectes et urbanistes, mes idées tendent à converger vers le constat suivant : seule une imitation de la nature en tant qu’écosystème*2 peut introduire un niveau de réflexion suffisamment étendu pour avoir des effets bénéfiques sur le développement durable. Car si l’Eastgate Center a effectivement réussi son pari de climatisation passive, la nature de la démarche me semble trop ponctuelle et ciblée pour constituer une solution à la crise environnementale. De plus la démarche de Mick Pearce ne résout que les problèmes intrinsèques à la construction et n’interroge pas les problèmes dans leur globalité. Pour les biomiméticiens le niveau d’imitation des écosystèmes s’intéresse « à la façon dont les relations entre espèces permettent à l’ensemble d’être dynamiquement stable et durable». Il s’agit de s’inspirer de l’organisation des écosystèmes pour mieux y intégrer l’organisation et les technologies humaines.

PARTIE III

INTRODUCTION

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rĂŠcif corallien Photographe : Mathieu Coulombe sur Flickr

Partie III

ETUDE DE CAS / EDEN PROJECT BIOMES

a. Introduction

n 1994, Tim Smit (ou Timothy Bartel Smit), un homme d’affaire hollandais d’origine britannique, qui travailla avec succès sur la restauration des «Jardins perdus» d’Heligan eut l’idée de l’Eden Project. L’objectif était de créer quelque chose de nouveau, en ne partant de rien, quelque chose qui surprendrait les générations futures. Il voulait créer les plus grandes serres de monde, ou plutôt les plus grands biomes artificiels du monde Pour réaliser ce rêve Tim Smit récolta les fonds nécessaires et fut la force motrice durant tout le chantier du projet. Le projet se situe sur une ancienne carrière de kaolin qui était utilisé dans l’industrie de la céramique et de la faïence. Le site recouvre une superficie totale de 50 hectares. Abritant un écosystème artificiel, l’Eden Project Biomes matérialise la réunion entre les constructions humaines et l’élan vital de la nature. Témoin d’une harmonie possible, le projet ne se contente pas d’être un abri pour la nature en-dedans, mais témoigne également d’une adéquation avec la nature en-dehors. Respectueux du site et de l’environnement, ce projet lunaire s’adapte à la topographie existante quand d’autres projets essayent de créer des monts et vallées artificiels. Ecologique dans sa démarche, il l’est aussi par principe. Tim Smit son concepteur voulait créer à travers lui un lieu d’éducation et d’interaction, un lieu où l’homme s’émerveille et apprend comment respecter la nature qui l’entoure. Ce projet porté par l’architecte Nicolas Grimshaw est également l’un de ces bâtiments se réclamant du biomimétisme.

PARTIE III

EDEN PROJECT BIOMES

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Fiche Technique : Architecte / Grimshaw and Partners Client / Eden Project Limited, UK Millenium Project for the Eden Trust Equipe de conception : Nicholas Grimshaw, Tim Smit, Arup Bureau d’étude environnemental / Ove Arup & Partners Bureau d’étude structurelle/ Anthony Hunt Associates Architecte paysagiste / Land Use Consultants Agent de Maintenance / Ove Arup & Partners Economiste de la construction / Davis Langdon & Everest Chef de Projet / Davis Langdon Management Maîtrise d’oeuvre principale / McAlpine Joint Venture Responsable de plannification / Aspen Burrow Crocker Consultant incendie / Arup Fire Consultant revêtement / Arup Façade Engineering Consultant accessibilité :/ Purcell Miller Tritton

Lieu / Cornouailles (Angleterre), près de St Austel Latitude/Longitude/Elevation / 50°N 4°W, 213’ au-dessus du niveau de la mer Type de construction / Biome

Date d’achèvement / Avril 2011 Surface du terrain / 50 hectares Taille du plus grand biome / 240m long, 55m hauteur, 110m diamètre Coût de construction / 1 41 millions £ (165 millions d’euros)

Partie II

ETUDE DE CAS / EDEN PROJECT BIOMES Eden Project domes, Cornwall Photographe: eT le snap sur Flickr

Eden Project, Cornwall Photographe: Chris Guise sur Flickr

A «biome» at the Eden Project Photographe: elvum sur Flickr PARTIE III

EDEN PROJECT BIOMES

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25m

50m

100m

La grille sera complétée de la façon suivante : - la pertinence de l’intéraction sera évaluée avec les signes suivants : : aucune I : peu II : plutôt pertinente III : très pertinente II

III

II III

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III III III

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I I

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Palm House, Kew Photographe: DonDavisUK sur redbubble

-I- Démarches de projet / Références - Formelle: Réinterprétation radicale d’une typologie bâtie établie. En contraste avec d’autres approches architecturales précédentes pour un projet similaire, l’approche du cabinet Grimshaw témoigne d’une relation plus harmonieuse avec le paysage. Par exemple pour le projet de la Palm de Kew, construite sur le principe de la symétrie et sur un site totalement plat, on peut comprendre à travers le projet une expression d’une vision de la nature encore prévalent, sa domination par l’homme. - La structure géodésique des biomes de l’Eden Project fait directement référence aux structures popularisées par Richard Buckminstrer Fuller un architecte, designer et ingénieur américain. Son expérience dans la Navy était devenu un modèle pour ses projets écologiques. Inspiré par des idées technocratiques des années 1930, Fuller envisagea, dans les années 1970, un monde élitiste, dans lequel les designers serait à la barre du navire, pilotant la planète hors de la crise environnementale. Fuller a enseigné au Black Mountain College en Caroline du Nord où avec le soutien d’un groupe de professeurs et d’étudiants, il a commencé à réinventer un projet qui le rendra célèbre : le dôme géodésique, pour lequel Fuller obtint les brevets américains. A travers ses conceptions architecturales, Fuller voulait trouvait des solutions pour améliorer le monde. Il faisait partie du mouvement de la Buckminster Fuller contre-culture des années 1970. http://xlili.wordpress.com/2011/11/15/290/

PARTIE III

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Lieu A St. Austell, dans le comté de Cornouailles, l’homme est intervenu à deux reprises. La première fois, dans un processus qui nous semble désormais légitime, il s’est emparé des biens de la terre : une carrière d’argile a modifié la nature en altérant le paysage, irrémédiablement blessé.

Enjeux sociétaux L’Eden Project est plus qu’une attraction, il a été créé pour inspirer, pour instruire, pour être apprécié. Il ne propose pas seulement un enseignement conventionnel mais une éducation à la vie. Une chance de voyager depuis les espaces confinés de la région dans laquelle nous vivons vers le reste du monde. Ce programme peut être sommairement divisé en trois : - l’éducation par l’interaction - l’enseignement conventionnel sur place - la prise de conscience politique et citoyenne à travers la découverte des programmes de recyclage L’Eden Project est un lieu d’apprentissage où l’on questionne le visiteur sur la nature et l’environnement, sur les problématiques sociales, sur l’avenir. L’humanité doit prendre conscience des enjeux pour bâtir un avenir meilleur. Il faut promouvoir la compréhension et la gestion responsable de la relation vitale entre les plantes les hommes et les ressources pour amener vers un futur durable pour tous.

Biomimétisme (forme; fonction) A toutes les échelles de projet c’est la nature qui fut la référence principale de l’équipe de conception. Des bulles de savon, aux molécules de carbone, en passant par les ailes de libellule.

-II- Biomimétisme formel / Biomimétisme fonctionnel Dans ce projet la référence à la nature peut sembler formelle mais l’efficacité réside dans le fait d’avoir compris que la nature cherche toujours à employer la structure la plus efficace pour une forme donnée. Ainsi après avoir choisi la forme de la bulle ou du dôme, Nicolas Grimshaw et son équipe ont regardé comment dans la nature les formes sphériques sont construites de façon efficace. Ainsi l’agencement des éléments dans une molécule de carbone sont organisés de manière la plus optimale.

PARTIE III

EDEN PROJECT BIOMES

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Lieu Pour résoudre le challenge de l’irrégularité du site, l’un des membres de l’équipe de Grimshaw, David Kirkland, proposa une solution radicale inspirée par les bulles de savon et de connecter ces bulles le long d’un fil conducteur qui pouvait être arrangé de telle façon à s’adapter parfaitement à la topographie.

Matériau - Structure L’un des enjeux du projet fut d’essayer de trouver la structure la plus légère possible. Les concepteurs ont étudié une série d’exemples tirés de la nature, des molécules de carbones aux animaux unicellulaires comme les radiolaires, en passant par les grains de pollen, qui ont révéler que la façon la plus efficace de structurer une forme sphérique était un arrangement géodésique de pentagones et d’hexagones. Richard Buckminster Fuller était pionnier dans cette discipline et on donna son nom à une molécule de carbone. Le biomimétisme fut utilisé à toutes les échelles de la stratégie avec le motif des bulles à la structure s’inspirant des molécules de carbone, du pollen et des radiolaires, aux détails de structure où l’on observa les ailes de libellule pour résoudre la façon dont les éléments en acier s’intersectées aux jonctions.

-III- Biomimétisme processuel Lieu Pour pouvoir mettre en place des écosystèmes vivants, la terre devait être à-même de nourrir les plantes. Or, la fosse était majoritairement composée d’argile qui n’avait pas les nutriments nécessaires pour supporter une intense vie végétale. Avant que l’équipe ne puisse commencer à constuire des serres, il devait mettre en place un niveau de sol riche en nutriments. Ils réalisèrent ce sol en mixant des résidus d’argile présent sur le site avec des déchets organiques. Le compostage permit de produire un engrais riche en substance nutritive. En combinant ce fertilisant naturel avec la terre disponible, l’équipe de l’Eden Project furent capable de créer un sol riche qui aurait nécessité des centaines d’années pour se développer avec des processus géologiques naturels. En tout, l’équipe produisit quelques 85000 tonnes de sol revitalisé, bien plus qu’il n’en faut pour supporter la vie végétale varié dans les biomes.

Impact culturel / Impact écologique Au sens strict du terme la référence de l’architecte ne relève pas du biomimétisme procédural mais de biomimétisme formel induisant des structures optimales. Pourtant, l’Eden Project en lui-même est devenu la métaphore d’un processus naturel, un processus de croissance et d’évolution qui continue encore aujourd’hui. Il est et restera un projet, une entité en mouvement et en développement perpétuel sur le site à différents niveaux.

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Eden Project http://blog.emap.com/footprint/2009/06/02/geothermal-power-planned-at-eden-project/

Bulles de savon sur un ĂŠtang Site : http://ouvertures.info/mignardises/lubs-et-les-bulles/ PARTIE III

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Gametophytes m창me de la fleur de la passion, ou pollen Site : http://afracturedreality.tumblr.com/

Bio-Domes from the Eden Project, Cornwall Photographe : Deydodoe sur Flickr PARTIE III

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a) Diamant b) Graphite c) Lonsdaléite d) C60 (Buckminsterfullerène) e) C540, un autre Fullerène) f) C70, encore un Fullerène) g) carbone amorphe h) Nanotube de carbone

Modèles physiques de la structure squeletique des Radiolaires (d’après Thompson, 1942) Site : http://www.mnhn.fr/mnhn/geo/radiolaires/squelette.html

Huit Formes allotropiques du carbone : Site : https://commons.wikimedia.org

a. Structure d’un réticulum plasmatique résultat de tensions superficielles. b Structure d’un squelette de Radiolaire (Auloniahexagona). PARTIE III

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Structure de l’Eden Project Site : http://www.destinationspoint.com/

Détail de la base de l’aile d’une libellule Site : http://www.myrmecofourmis.fr/ PARTIE III

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C’est un théâtre vivant. Les concepteurs de l’Eden Project déclarèrent en 2001 que si le projet était un succès il continuerait de s’étendre et se développer dans les décennies à venir. L’équipe de l’Eden continue également à travailler sur les serres en elles-mêmes. Des nouvelles plantes sont ajoutées continuellement et pendant l’été 2001 un expert des papillons, Christopher Wood commença à introduire des papillons exotiques aux biomes. Pour ne pas avoir une population trop importante qui aurait pu perturber les plantes, il s’agissait de n’introduire que des mâles papillons. Ainsi, les créateurs laissent l’avenir du projet grand ouvert, préférant qu’il évolue naturellement.

-IV- Lieu Rayonnement solaire Ainsi le site choisie pour l’Eden Project était un grand challenge, exploiter une carrière encore en exploitation pour y mettre des écosystèmes artificielles n’étant pas chose aisée. Mais ce site était aussi idéal de plusieurs manières. Il recevait, en effet, beaucoup de lumière et sa topographie creusée permettait de créer un microclimat abritée et une série de pentes face au sud contre lesquels le bâtiment pouvait s’appuyer afin d’optimiser l’orientation solaire et ainsi maximiser le gain solaire passif. Les concepteurs ont ainsi construit les dômes le long de l’un des côtés de la fosse, celui faisant face au sud. En effet, le soleil à Cornouailles se trouve dans la partie sud du ciel. Le sol incliné est parfaitement positionné pour absorber de l’énergie thermique toute la journée, réchauffant l’air même quand le soleil est couché.

Forme produite Pour la conception de l’Eden Project, le site fut à la fois une grande contrainte et en même temps un grand vecteur de projet. Souvent les contraintes les plus compliquées engendrent les solutions les plus intéressantes. La topographie artificielle d’une ancienne carrière, l’instabilité du sol et un site toujours en exploitation au début du projet, tout ceci rendait le travail de projet difficile.

Un des premiers modèles 3D image courtesy Grimshaw

La ligne qui court autour des bulles correspond à la ligne d’intersection entre le modèle et le site

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Comme nous l’avons vu dans un point précédent, les architectes se sont inspirés de la forme d’une série de bulles pour répondre aux contraintes. Les dômes de l’Eden Project sont donc décrits comme une série de bulles géantes qui pouvait être installé n’importe où. D’après Michael Pawlyn, l’équipe explora de nombreuses itérations différentes de cette série de bulles et les ont installés dans une modélisation 3D du site. En retirant la surface des bulles qui étaient sous terre, des premières images correspondantes au schéma final commencèrent à apparaître. Le but étant de minimiser les impacts sur le terrain. Les bulles ont été réalisés sous forme de dômes géodésiques, ces structures présentant l’avantage de répondre à la demande, s’adapter facilement au terrain existant.

Technologie / Impact écologique Dans les premiers jours de construction, un obstacle majeur vint entraver la réalisation, des inondations. Après deux mois de pluies intenses, environ 163 millions de litres d’eau sont tombés dans la fosse. Dans le but de construire des fondations solides pour la structure, les designers devaient trouver une manière d’acheminer l’eau, avant que le sol ne s’érode. En même temps qu’ils drainaient l’eau ils se sont dits qu’ils pouvaient aussi la mettre à contribution. La première étape fut de mettre en place un siphon, un bassin de collecte d’eau en-dessous du sol arable. Ensuite ils posèrent une couche brûlée de sparterie pour acheminer l’eau de pluie dans ce siphon. Le tapis filtrait aussi la plupart des sédiments, générant une source constante d’eau propre et filtrée L’eau est ensuite pompée hors du bassin dans la structure de l’Eden où l’eau est utilisée pour irriguer les plantes, aussi bien qu’il fournit énergie pour faire marcher la plomberie de la construction. Ce système collecte environ 22,71 litres d’eau chaque seconde et environ 20000 baignoires remplies d’eau chaque jour. Les plafonds des serres collectent également les eaux de pluie, les envoyant vers un système d’arrosage. Ce système permet d’éviter d’utiliser un système d’arrosage énergivore et où l’eau devrait être acheminée vers le site. La gestion de l’eau fait partie des enjeux pour les constructions futures. L’Eden Project Biomes s’accomode avec la forme existante du site avec un minimun d’excavation, une réconciliation respectueuse de l’homme avec le monde naturel.

-IV- Forme produite Organisation - Usage L’Eden Project est un lieu public qui devait présenté trois types d’écosystèmes, trois biomes*, trois régions avec des environnements et des plantes du monde entier, les Tropiques humides, les Tempérés chaud, et celui du climat de Cornouailles, à l’extérieur. Le biome des Tropiques humides est composé de plusieurs dômes et recréé l’environnement d’une forêt vierge d’Amérique du sud, d’Afrique, d’Asie et d’Australie. Du biome des Tropiques humides, les visiteurs passent au biome

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Tempéré chaud, de même structuration faite de plusieurs dômes. C’est le biome des forêts vierges tempérés à travers le monde, ces forêts qui sont plus éloignées de l’équateur, ont des saisons distinctes, ce sont des régions d’Afrique du Sud, du bassin Méditerranéen, ou encore de Californie. Le dernier est appelé biome sans toit, ce sont des plantes variés de la région de Cornouailles et des régions au climat similaire, au Chili, dans l’Himalaya, en Australie, en Asie.

Rayonnement solaire La serre est une structure qui vise à protéger des plantes ou des cultures des évènements climatiques. Mais comment fonctionne une serre? -1- La lumière du soleil rayonne dans la serre et réchauffe le sol. -2- Le sol chaud réchauffe l’air au-dessus. -3- L’air ainsi réchauffé monte tout en haut de la serre et de l’air plus frais le remplace au sol. -4- En même temps, l’air arrivant vers le haut se refroidit et l’air chaud d’en bas reprend la place de cet air plus frais le repoussant à nouveau vers le bas, et ainsi de suite. Une serre étant de taille relativement petite par rapport à notre atmosphère, tout l’air de ce cycle reste relativement chaud. Le processus de convection se joue également continuellement dans notre atmosphère. Mais l’air dans une serre reste plus chaud car la quantité est plus petite et les cycles plus courts. Même un projet géant comme l’Eden ne contient qu’une fraction de l’air présent dans l’atmosphère. L’air chaud dans une serre monte et est remplacée par de l’air encore plus chaud et retourne cycliquement vers le sol. Le circuit est suffisamment court pour que les masses d’air descendantes soient encore chaudes en arrivant au sol où elles vont encore se réchauffer. Ainsi, sol et air amassent une quantité suffisante de chaleur la journée pour garder la serre relativement chaude la nuit. L’Eden Project est différent d’une serre traditionnelle, tout y est optimisé. Dans une serre traditionnelle des systèmes de ventilation et de chauffage sont ajoutés pour garder des conditions optimales toute l’année.

Technologie Dessiner des dômes géodésiques est un exercice de géométrie impressionnant. Il faut se figurer exactement quelle forme utilisée et comment les assembler tous ensemble pour former une structure courbe parfaite. Chacune des pièces hexagonales était de taille différente. Grimshaw et les designers d’Eden s’en sont sortis en utilisant des logiciels informatiques sophistiqués qui pouvait déterminer la dimension de chaque pièce. Les logiciels ont pu générer des modèles 3-D précis des différents dômes, que les designers ont ensuite introduit dans une chaîne de production informatique automatique. En utilisant la modélisation 3-D, l’ordinateur détermine quel pièces l’équipe de construction aura besoin et des machines reçoivent directement l’ordre de couper les pièces pour ces spécifications exactes. Quand le temps de la construction arriva, l’équipe suivit simplement les instructions et assemblèrent toutes les pièces ensembles.

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Energie grise - Bilan énergétique En terme d’efficacite énergétique, la forme de l’hémisphère aide à conserver la chaleur en particulier dans le biome des tropiques humides. Ceci est dû au fait que la sphère de toutes les formes est celle qui possède le plus gran rapport volume/surface. Pour étudier les performances macroscopiques du biome, un programme informatique d’analyse thermique dynamique appelé Oasis a été utilisé. Ce programme a aidé à mesurer les performances des biomes lors de conditions climatiques extrêmes, comme un chaud après-midi d’été chaud ou un frais matin d’hiver. Les études ont permis de renforcer les stratégies de conception utilisées dans les premières phases de projet. Elles ont également permis de faire des ajustements pour augmenter l’efficacité énergétique dans les biomes. Certains d’entres eux furent de changer la position et le nombre de certains jets qui fournissait l’air chaud aux biomes.

-V- Matériau - Structure Lieu Une structure légère impose moins de pression sur le site et permet de plus petites fondations et moins d’impacts sur ce site. Le poids de la superstructure pour le biome des tropiques humides est plus léger que l’air dans la structure.Des tests en laboratoire rigoureux sur le matériau ont permis la conception d’une enveloppe qui s’harmonise parfaitement aux conditions spécifiques du site.

Taille Le système constructif enployé est le dôme géodésique, un système composé d’hexagones et de pentagones. L’équipe de Grimshaw voulait maximiser la taille des hexagones (par rapport à ce qui avit déjà été fait) pour augmenter la pénétration de la lumière. Le verre aurait été une sérieuse contrainte à la fois à cause de la taille de chaque unité mais aussi de son poids. Ainsi l’équipe explora un matériau qui fut utilisé pour des bâtiments plus petits et plus conventionnels mais qui présentait un sérieux potentiel : l’Ethylène tétrafluoroéthylène (ETFE). Ce matériau est parfait car léger transparent et résistant.

Technologie Les éléments de couverture forment de robustes coussins composés de 3 feuilles d’ETFE soudés le long des côtés, l’une au-dessus de l’autre, et avec des couches d’air comprimé entres elles. La couche d’air permis d’augmenter la capacité d’isolation sans baisser la pénétration de la lumière du soleil. L’ETFE est un meilleur isolant que le verre et plus résistant aux effets climatiques du soleil. De plus cette technologie était ajustable, car on peut augmenter ou diminuer l’air entre les feuilles d’autres villes, à une certaine distance.

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Coût Le poids de la membrane de couverture était de 1% par rapport au poids du verre pour un même volume et pouvait être réalisé dans des dimensions bien plus larges que le plus grand élément en verre Securit. Le résultat fut donc une superstructure plus légère que l’air contenu dans le bâtiment et le coût fut d’un tiers de celui d’une approche conventionnelle. D’après Michael Pawlyn, avec une technologie plus avancée la structure aurait pu être encore plus efficace en termes de ressources. L’utilisation de larges éléments en ETFE a également permis d’utiliser moins d’acier et donc une économie dans l’infrastructure. A la fin du processus du conception l’équipe avait mis au point une structure qui utilisé une fraction des ressources d’une approche conventionnelle et coûta un tiers du prix normal par m² pour ce type de conception. De plus, tous les tubes d’acier qui composent le réseau structurel pouvaient être facilement transportés en pièces détachées, réduisant ainsi les coûts. En effet, tout le matériel devait être acheminé.

Forme produite Les coussins d’ETFE ont été attachés entre eux pour former une structure géodésique. Celle-ci peut se nommer hex–tri–hex. Dans ce type de structure des panneaux plats, formés de triangles, pentagones, hexagones, sont assemblés pour former une surface courbe. Cet agencement est remarquable car aucun des éléments individuels n’est courbe, mais ainsi assemblés ils forment une structure arrondie. Chaque coussin d’ETFE est attaché par un réseau de tubes d’acier articulé. Chaque dôme incorpore en réalité deux couches de réseaux structurant, une coquille extérieure faite des pièces hexagonales et pentagonales qui est attachée à un réseau interne de triangles pour la stabilité. La structure totale de l’Eden Project utilise 625 hexagones, 16 pentagones, et 190 triangles. Comme la grille d’acier d’un gratte-ciel, le cadre d’acier du dôme géodésique est extrêmement résistant pour son poids. Le poids total est dispersé à travers toute la structure si bien que la construction est assez stable pour ne nécessiter aucun support interne même dans le biome le plus grand. La structure transfert les charges au sol uniformément sur la périphérie, ce qui aide ne pas avoir besoin de creuses de larges fondations. La structure finale a l’air d’une demi-sphère alors qu’elle se compose de plans et d’angles droits.

Impact écologique La constrution devait être en accord avec la conception écologique car elle devait se concevoir comme un outil éducatif pour démontrer la durabilité. L’ETFE est un matériau approprié pour plusieurs raisons: - Il ne se dégrade pas sous l’effet des rayons ultraviolets et de la pollution atmosphérique; - Il a une grande résistance avec le temps; - Sa surface lisse anti-adhésive lui permet de s’auto nettoyer sous l’effet de la pluie;

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- Matériau énergétique, écologique et recyclable; - Les mouvements thermiques et structurels se répartissent sur l’ensemble de l’enveloppe flexible, et non uniquement au niveau des joints; - La matière première, qui ne constitue pas un dérivé du pétrole, est un processus clos à base d’eau, qui n’implique l’utilisation d’aucun solvant; - Faible consommation d’énergie; - Les coussins analysent leur environnement et modifient, si nécessaire, leurs propriétés d’isolation et de transmission de l’énergie solaire (fait varier la quantité de lumière et d’énergie solaire qui pénètre dans le bâtiment par de petits volets). Ce qui peut également servir à faire varier le nombre de chambre à air dans un coussin, et donc modifier son isolation De plus les coussins peuvent être détachés facilement de la structure d’acier, ainsi on pourrait envisager de les remplacer dans le par un matériau encore plus durable. L’utilisation de grands éléments en ETFE a aussi permis de réduire la quantité d’acier qui reste un matériau peu durable.

Rayonnement solaire Les larges éléments ont également permis un gain de lumière du soleil et réduire la quantité de chauffage nécessaire dans les périodes froides. L’ETFE permet également une excellente transmission des rayons ultraviolets qui sont essentiels pour le développement sain des plantes à l’intérieur.

Viabilité L’ETFE est un polymère de grande résistance qui une fois moulé peut représenter un revêtement ultraléger en soudant les coins de trois couches ensemble et ensuite en les gonflant pour la rigidité.

-VI- Impact culturel Rayonnement L’Eden Project est l’une des cinq attractions touristiques principales payantes du Royaume-Uni. On compte des milliers de visiteurs chaque jour. Le site des trois biomes est devenu une destination, touristique internationale, un service éducatif extraordinaire, une nouvelle base pour l’avenir. L’Eden propose de nombreux événements au public ou encore met en place des installations artistiques. Il fut décrit comme la 8ème merveille du monde.

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*1 ÂŤin recognition of his outstanding achievements in promoting the understanding and practise of the responsible management of the vital relationship between plants, people and resources, which have made a major contribution regionally, nationally and internationally to sustainable development, tourism, architecture and landscape architectureÂť.

Impact écologique Apprendre à respecter l’environnement est l’objectif premier du projet, pour espérer qu’une prise de conscience générale puisse changer le regard des Hommes sur son monde. Le but principal du Projet d’Éden est d’instruire le public au monde naturel. Spécifiquement, les créateurs de l’Éden veulent exposer les visiteurs à la question du développement durable, à utiliser les ressources naturelles consciencieusement pour qu’elles continuent à être disponibles pour dans l’avenir. Le Projet d’Éden ouvre également ses portes à une large variété de sociétés et d’organisations intéressées par le développement durable, la science écologique et beaucoup domaines adjacents.

-VII- Rayonnement Viabilité Le site appartient à l’Eden Trust une fondation qui réinvestit tous les bénéfices dans le projet.

Impact écologique Le livre de Smit sur la création de l’Eden Project fut publié pour la première fois en 2001, il est le best-seller des livres sur la protection de l’environnement. En 2006, Tim Smit reçu le titre honorifique de Docteur en design de l’université de West England en reconnaissance de ces résultats remarquables dans la promotion d’une meilleure compréhension et d’une meilleure pratique pour une gestion plus responsable des ressources. Un des premiers modèles 3D image courtesy Grimshaw

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ETUDE DE CAS / EDEN PROJECT BIOMES

Conclusion

L’Eden Project répond efficacement aux enjeux du projet. Mais seul sur son site il semble être un nouveau totem naturaliste où l’homme se détache de son quotidien pour s’ébahir devant une nature luxuriante échappée d’un paradis terrestre perdue. Certes son intégration est réussie mais ancrée au flanc de cette fosse, cet Eden artificiel est un évènement autarcique qui, isolé du monde réel ne constitue qu’une rêverie passagère, une parenthèse enchantée, un divertissement reculé. Malgré tout il met en avant des caractéristiques essentielles d’une construction portée par un élan de durabilité : - le problème des sols usés par l’exploitation des terres - la nécessité de vivre en symbiose avec la nature - l’exploitation d’énergies renouvelables, ici l’énergie hydraulique. En soi l’Eden Project n’imite pas un écosystème naturel, il n’en est que l’abri. Or le monde biologique et ses interactions intrinsèques peuvent constituer une ressource bien plus riche pour l’humanité qu’une simple béatitude devant sa beauté. Nous pouvons essayer de comprendre le fonctionnement pour nous constituer une nouvelle approche constructive. Une approche dans laquelle les bâtiments ne seraient plus isolés les uns des autres et pourrait constituer une symbiose analogue aux symbioses naturelles.

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Eden Project. Photographe : Aaron sur Flickr

*1 ERKMAN Suren, 2004, Vers une écologie industrielle, Charles Léopold Mayer, Paris

*2 Braden Allenby est un scientifique écologiste américain et l’un des premiers cheurcheurs à développer le concept d’écologie industrielle *4 Un réseau trophique se définit comme l’ensemble des relations alimentaires entre espèces au sein d’une communauté et par lesquelles l’énergie et la matière circulent. Un Réseau trophique désigne l’ensemble de chaînes trophiques qui relient les organismes d’une biocénose. ces chaînes alimentaires assurent la circulation de matière et d’énergie dans un écosystème. De nombreux êtres vivants peuvent appartenir à plusieurs chaînes alimentaires et à plusieurs niveaux trophiques. (http://www.dictionnaire-environnement.com) *4 ERKMAN Suren, 2004, Vers une écologie industrielle, Charles Léopold Mayer, Paris, p.99-100

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LES NOUVEAUX «ECO»SYSTEMES ARTIFICIELS

a. L’ industrie et la crise environnementale

Le système industriel actuel fonctionne sur des principes qui sont incompatibles avec la biosphère. Dans le livre Vers une écologie industrielle, Suren Erkman*1 compare le système industriel actuel à un écosystème naturel de type juvénile. En effet, il semblerait, d’après Braden Allenby*2, que la vie sur terre n’est pas toujours fonctionnée sur le système de boucle de recyclage que l’on connait actuellement, où les déchets d’un organisme vivant constitue l’apport énergétique d’un autre organisme vivant. La Biosphère n’a pas toujours existé sous sa forme actuelle. Elle est le fruit d’une longue évolution, rythmée par plusieurs innovations radicales. L’apparition de la respiration et de la photosynthèse, notamment, a permis à des espèces évoluées de tirer profit de déchets comme le gaz carbonique et l’oxygène, générés par les organismes primitifs. Les premiers organismes vivants fonctionnaient de la même façon que les systèmes de production actuels, en berçant l’illusion de pouvoir consommer de façon illimitée les ressources. En effet, à l’aube de la vie sur terre la quantité d’organismes vivants était dérisoire par rapport à l’ampleur des ressources disponibles. Les organismes avaient ainsi peu d’impact sur la biosphère. De ce fait les écosystèmes juvéniles se caractérisaient par : - des flux d’énergie et de matière rapide et faible taux de recyclage de la matière - des réseaux trophiques*3 simples et linéaires - des espèces interagissant peu entre elles, hormis la compétition directe pour les ressources.*4 Le système industriel, qui n’est qu’un très récent sous-système de la biosphère fonctionne de manière similaire. L’analogie entre les premières étapes de la vie sur Terre et le fonctionnement de l’économie moderne est indéniable. En effet, notre système industriel actuel fonctionne sur un modèle consistant à extraire des ressources et rejeter des déchets. Dans ce système chaque opération de transformation consomme des matières premières, fournit des produits que l’on vend et des déchets que l’on stocke. Les trois gros problèmes de l’industrie sont les suivants : - elle produit une quantité gigantesque de déchets qui ne sont pas valorisés comme des ressources - elle utilise les ressources de façon linéaire et émet beaucoup d’émissions dissipatives - elle fonctionne presque uniquement à l’énergie fossile

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LES NOUVEAUX «ECOSYSTEMES» ARTIFICIELS

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*1 ROSSET Clément, 2011, L’anti-nature, Quadrige, Paris, p.63

*2 ERKMAN Suren, 2004, Vers une écologie industrielle, Charles Léopold Mayer, Paris, p.49

*3 ROSSET Clément, 2011, L’anti-nature, Quadrige, Paris, p.73

*4 Conceptuellement, on peut dire que l’approche « end of pipe » suppose une vision de l’environnement comme étant extérieur à l’activité économique. Dans cette perspective, il s’agit de minimiser les impacts du système industriel sur l’extérieur sur « l’environnement ». Dans cette vision, l’activité économique, le système industriel, sont vus comme séparés de la Biosphère. (http://www.e-sige.ensmp.fr/ uved/ecologieIndustrielle/module6/introduction/html/2.html) *5 NIETZSHE Friedrich, 1988, Le crépuscule des idoles

*6 ERKMAN Suren, 2004, Vers une écologie industrielle, Charles Léopold Mayer, Paris, p.19

Clément Rosset, dans son livre l’Anti-nature, estime que l’homme n’a pas d’influence sur les cycles naturels. Il affirme que si «les choses sont disposées pour produire un certain effet, que cela se fasse par l’homme ou sans l’homme, peu importe»*1. Pourtant nous ne pouvons nier que les productions humaines ont un impact sur la biosphère, l’homme et ses productions étant assujettis aux mêmes lois que tout autre organisme vivant. «dès le début de l’écologie scientifique, les chercheurs ont reconnu que le substrat bio physique des activités humaines obéit aux mêmes lois que les systèmes biologiques»*2 La posture de Clément Rosset témoigne simplement d’une volonté de déculpabiliser l’homme. «Comme tout individu innocent, l’existence dénaturée est lavée de tout soupçon et de toute culpabilité dans la mesure où il apparaît qu’elle ne participe à aucun réseau - à aucune nature.»*3 Nous verrons que changer le système industriel ne signifie pas non plus un retour à un dogme naturalisme. Il s’agit d’accepter notre artificialité mais de l’harmoniser avec la biosphère ce qui n’est pas le cas actuellement au vu du problème des déchets, des émissions dissipatives, des énergies fossiles. Le problème de la gestion des déchets est un enjeu essentiel pour améliorer le système industriel. Aujourd’hui, nous traitons les déchets par le biais de dispositifs techniques intervenant généralement en fin de processus (end of pipe en anglais*4). Ce procédé n’est pas viable à long terme car il ne traite pas le problème à la source. De plus ce procédé devient de plus en plus pernicieux car nous le développons en procédant à de petites améliorations mais chaque amélioration renforce cette approche. «Tout ce qui ne tue pas rend plus fort»*5. Nous devons trouver une véritable innovation car le coût du traitement devient de plus en plus cher et une réelle économie s’est développée autour du recyclage des déchets, mais celle-ci au détriment d’un appauvrissement des écosystèmes. «il faut garder à l’esprit que, lorsque la pollution elle-même devient un énorme marché, le lobby de la dépollution s’efforce d’étouffer dans l’œuf toute tentative sérieuse de stratégie préventive, ce qui se reflète notamment dans les législations environnementales.»*6 Ce système de traitement consomme beaucoup d’énergie et les déchets ne sont jamais totalement recyclés. Contrairement aux cycles biogéochimiques qui fonctionnent à l’énergie solaire, le recyclage des déchets consomme de l’énergie fossile pour le réseau de redistribution, ainsi que de l’électricité, de l’eau et divers produits pour les opérations de traitement.

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*1 ERKMAN Suren, 2004, Vers une ĂŠcologie industrielle, Charles LĂŠopold Mayer, Paris, p. 118-119

Le recyclage est polluant car il engendre une pollution dissipative tout comme l’usage de lubrifiants, de solvants, de peintures, de pesticides ou encore d’engrais. Ce problème de la dissipation est également nocif pour l’environnement, tout comme l’utilisation massive des énergies fossiles. Contrairement aux réactions biochimiques, les processus industriels utilisent presque exclusivement de l’énergie fossile. «Depuis les débuts de la révolution industrielle, le carbone sous forme d’hydrocarbures d’origine fossile représente l’élément principal, la substance vitale irriguant toutes les économies qui se développent sur le mode occidental. Les hydrocarbures (charbon, pétrole, gaz) représentent plus de 70% des matériaux que nous extrayons de la Terre. Or, ce carbone fossile se trouve à la source de nombreux problèmes: effet de serre, smog, marées noires, pluies acides».*1 Plusieurs solutions sont envisagées pour contrer les problèmes de l’énergie fossile : - la décarbonisation, qui constituerait la politique du moindre mal! Il s’agit de substituer le charbon, par le pétrole et finalement par le gaz naturel; - l’utilisation des hydrates de carbone qui ne sont pas décarbonisés mais présentent une toxicité environnementale moindre, ils sont neutres à l’égard de l’effet de serre car ils ne proviennent pas de gisements; - un passage de l’utilisation des énergies fossiles à des énergies renouvelables: solaire, hydraulique, éolien ou géothermique. Cette solution étant la plus efficace mais qui demande également une restructuration importante des industries. Des réponses existent pour solutionner le problème des impacts environnementaux des productions humaines mais leur mise en application reste marginale face aux enjeux économiques liés aux énergies fossiles, au recyclage, ou encore à l’utilisation des engrais chimiques. Les acteurs des secteurs de l’industrie pétrolière notamment ont une puissance économique suffisament forte pour que le système global ne soit pas remis en question. De plus, lorsque l’on essaye tout de même d’agir dans un objectif de durabilité, les problèmes écologiques sont traités de façon séparés. Cette approche s’est largement développé depuis la révolution industrielle et domine aujourd’hui l’ensemble des activités économiques, y compris celles liés à l’environnement. Cette approche constitue une limité face à l’ampleur des enjeux environnementaux auxquels nos agglomérations sont confrontés. En effet, seule une restructuration globale du système industriel constitue une alternative efficace.

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DĂŠchetterie Photographe : Xavier.R sur Flickr

*1 ERKMAN Suren, 2004, Vers une écologie industrielle, Charles Léopold Mayer, Paris, p. 15 *2 A. FROSCH Robert et E. GALLOPOULOUS Nicholas, novembre 1989, Des stratégies indutrielles viables, Pour La Science, n°145, p. 106-115 *3 Le terme «climax» (apogée, en latin) désigne ici le stade ultime, et supposé stable, de l’évolution d’un milieu naturel. La théorie du climax, qui est loin de faire l’unanimité parmi les écologues, décrit la succession des différents écosystèmes que l’on observe dans les milieux perturbés par l’homme ou par les éléments (éruptions volcaniques, feux, etc.). Par exemple, un champ agricole abandonné évolue en prairie, puis en broussaille et se stabilise finalement en forêt. (ERKMAN Suren, 2004, Vers une écologie industrielle, Charles Léopold Mayer, Paris, p. 99) *4 Tout bon manuel d’introduction à l’écologie comporte un tableau comparant les principales caractéristiques des écosystèmes juvéniles et matures. (ERKMAN Suren, 2004, Vers une écologie industrielle, Charles Léopold Mayer, Paris, p. 100)

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LES NOUVEAUX «ECO»SYSTEMES ARTIFICIELS

b. L’écologie industrielle et la leçon des écosystèmes naturels

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e fait de considérer le système industriel comme séparé de la Biosphère entraîne une importante conséquence pratique : l’impact des activités humaines est considéré comme se réduisant essentiellement à des problèmes de pollution de l’environnement».*1 L’écologie industrielle vise à intégrer et subordonner l’approche end of pipe, ainsi que les diverses méthodes de prévention de la pollution, à une perspective plus vaste. Cette approche entend s’inspirer des relations complexes observées au sein de la nature, qui permettent d’approvisionner en énergie les différents organismes vivants. En cela l’écologie industrielle est un biomimétisme de processus. « Un écosystème industriel pourrait fonctionner comme un écosystème biologique : les végétaux synthétisent des substances qui alimentent les animaux herbivores, lesquels sont mangés par les animaux carnivores, dont les déchets et les cadavres servent de nourriture à d’autres organismes. On ne parviendra naturellement jamais à établir un écosystème industriel parfait, mais les industriels et les consommateurs devront changer leurs habitudes s’ils veulent conserver ou améliorer leur niveau de vie, sans souffrir de la dégradation de l’environnement.»2 Le vocabulaire de l’écologie scientifique qui définirait l’objectif de l’écologie industrielle serait celle de faire passer le système actuel considéré comme «juvénile» à un stade d’écosystème «mature», ces termes se reférant à une théorie de base de l’écologie, «la théorie du climax».*3 Les écosystèmes de type mature sont caractérisés par: - des flux de matière et d’énergie proportionnellement plus faibles; - un taux élevé de recyclage de la matière; - des réseaux trophiques variés et très spécifiques; - des interactions complexes entre un nombre élevé d’espèces, telles que la symbiose et le parasitisme*4. Ainsi, face aux problèmes liés à l’épuisement des ressources et à la pollution, le monde industriel doit muter de façon à s’orienter vers des modèles dont le fonctionnement s’inspire de celui des écosystèmes naturels. Le système industriel doit poursuivre son évolution et s’apprêter à franchir une étape cruciale: le contrôle des interactions entre les flux de matière induits par l’homme et les grands cycles biogéochimiques, en particulier en valorisant

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*1 GONTIER Pascal, Automne 2005, SYMBIOCITE, FACE *2 «Le terme «symbiosis» a été inventé par le naturalisme allemant Anton de Bary en 1877, à partir du grec Sun (Avec) et Bios (Vie) pour désigner la vie en commun d’organismes vivants. *3 The Kalundborg Centre for Industrial Symbiosis. (www.symbiosis.dk/symbios/symbios.htm)

les déchets au sein de réseaux trophiques artificiels. Il s’agit de considérer les systèmes industriels comme des écosystèmes particuliers mais également inscrits dans la biosphère. «L’écologie industrielle ne vise pas nécessairement à imiter littéralement le fonctionnement des écosystèmes naturels, avec ses producteurs (les plantes), ses consommateurs (les animaux), et ses décomposeurs (les bactéries et les micro-organismes), mais de s’en inspirer afin de minimiser les ressources et à valoriser les déchets dans un dispositif de flux circulaire.»*1 Les axes visées par l’écologie industrielle sont donc : valoriser les déchets comme des ressources, boucler les cycles de matière et minimiser les émissions dissipatives , dématérialiser les produits et les activités économiques et décarboniser l’énergie. Les parcs éco-industriels comme celui de Kalundborg au Danemark sont des manifestations des potentialités de l’écologie industrielle. A Kalundborg les entreprises ne fonctionnent pas de façon autonome mais sont organisées comme un véritable réseau trophique. La «symbiose»*2 industrielle de Kalundborg est devenue une référence en la matière et a été régulièrement cité comme un modèle d’écologie industrielle dans le monde. Celle-ci repose sur les des échanges d’eau et vapeur, répartis en dix-neuf flux d’échanges entre les industries, en effet l’eau sous forme liquide ou vapeur constitue le déchet valorisé de manière la plus systématique. «Dans le parc industriel municipal de Kalunborg, six entreprises, en collaboration avec la municipalité, interagissent de sorte que les rejets industriels de l’une d’entre elles deviennent un intrant pour une autre. Ces entreprises en symbiose industrielle sont présentes dans des secteurs d’activité fort diversifiés : BPB dans le gypse, Novo Nordisk dans le pharmaceutique, Novozymes dans les enzymes, Statoil dans le raffinage, Bioteknisk Jordrens Soilrem A/S dans la décontamination des sols, Noveren dans la gestion des déchets et la municipalité de Kalundborg dans la distribution d’eau et d’énergie. Avec le temps, une pisciculture s’est même greffée au consortium et récupère les eaux d’une de ces usines.»*3 Ainsi, dans des parc éco-indutriels les déchets sont valoriser mutuellement et de façon systématique. Cette approche ne se contente pas simplement de recycler les déchets au coup par coup. A Kalundborg, la démarche fut spontanée et émanait de la volonté des différents acteurs. Or, aujourd’hui cette démarche inspire la mise en oeuvre de nouvelles symbioses

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*1 ERKMAN Suren, 2004, Vers une écologie industrielle, Charles Léopold Mayer, Paris, p. 198

*2 ERKMAN Suren, 2004, Vers une écologie industrielle, Charles Léopold Mayer, Paris

industrielles inspirés de Kalundborg. Les idées de l’écologie industrielle séduisent de même les urbanistes et les architectes qui réfléchissent à la possibilité de considérer un ensemble urbain ou territoriale comme une nouvelle forme d’écosystème. Le Sahara Forest Project dont l’étude conclura cette partie 3 du mémoire s’apparente aux thématiques de l’écologie industrielle. Pour clore ce point il est important de préciser que l’écologie industrielle ne prône pas une nouvelle variante du retour à la nature fondée sur une idéologie naturaliste. Suren Erkman précisant bien qu’il faut redoubler de prudence quant aux effets culturels induits par le recours des métaphores se référant au monde naturel. Il met d’ailleurs en garde contre les effets induits de certains en faveur du développement durable. L’écologie industrielle veut «offrir des pistes pour tenter de poursuivre l’aventure humaine en bonne intelligence avec la biosphère, c’est à dire en s’inspirant de ce que nous croyons en comprendre, et en tenant compte des limites qu’elles nous impose»*1 et ce en acceptant les limitations et les imperfections de toute existence. C’est-à-dire en acceptant le caractère artificielle des productions humaines et en démystifiant une idée de nature encore trop emprunte de l’idéologie naturaliste.» «Or, ainsi que l’a relevé Dominique Bourg, l’écologie industrielle offre rien moins qu’un nouvel horizon, à notre imaginaire technologique : elle implique de poser des bornes à l’artificialisation de la nature, sans pour autant stériliser le processus d’intervention technique et scientifique, mais en le stimulant dans un cadre nouveau, tenant pleinement compte des contraintes biosphériques et des limites anthropologiques.»*2

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Diagramme de la symbiose industrielle de Kalundborg Site : http://www.symbiosis.dk/diagram

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c. La mort de la terre et la désertification

Dans la partie précédente nous avons vu que l’industrie et l’utilisation des énergies fossiles perturbent le fonctionnement de la biosphère. Une autre branche des activités humaines a tenu un rôle important dans la dégradation des écosystèmes : l’agriculture intensive. Ce type d’agriculture« fondé sur l’optimisation de la production par rapport à la surface cultivée, qui requiert des investissements importants et une utilisation accrue d’intrants agricoles (énergie, engrais, matériel) est l’une des principales cause de dégradation des sols. Contrairement à nos ancêtres qui cultivaient la terre, la plupart d’entre nous avons tendance à oublier que ce ne sont pas les supermarchés qui produisent la nourriture qui alimente nos assiettes. C’est le sol terrestre, ce don merveilleux en train de périr. Une mauvaise gestion des terres est à l’origine de ce dépérissement. Pour faire face la demande en viande qui ne fait qu’augmenter en même temps que le nombre de bouches à nourrir, nous avons essayé d’extraire le maximum de denrées des terres cultivables. Ceci eut pour conséquence un appauvrissement général des surfaces agricoles. Une autre erreur fût l’exploitation de terres non fertiles. Cette mauvaise gestion des terres peut être causé par la cupidité ou l’ignorance mais aussi la pauvreté. Le sol est précieux mais au lieu d’en prendre soin nous avons essayé de maximiser les rendements. Surexploiter les terres et exploiter des terres non cultivables nous ont conduits à une dégradation planétaire du sol terrestre. Malheureusement un sol dégradé rend l’humanité vulnérable alors qu’un sol en bonne santé rend d’importants services à l’écosystème, il permet de cultiver de bons produits et d’élever des animaux sains, il permet la production de bois mais aussi de stocker et purifier l’eau. Plusieurs facteurs sont à l’origine de l’appauvrissement des terres : déforestation, surpâturage, monoculture, salinisation, utilisation de fertilisants chimiques, culture sur sols en pente qui accélère l’érosion.

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Les changements climatiques notables ont également leur part de responsabilité dans ce phénomène de dégradation du sol. De façon parallèle les sols dégradés ne permettent plus le stockage de carbone, qu’ils rejettent dès lors dans l’atmosphère ce qui ne fait qu’accélérer le phénomène d’effet de serre et de bouleversement climatique. En effet, les sols et les écosystèmes terrestres ont un important rôle de puits de carbone. Ils sont capables de stocker 2,3 Gigatonnes de carbone par an soit l’équivalent d’un tiers du carbone émis par les combustibles fossiles. On peut estimer à 2500 Gt le carbone contenu dans les écosystèmes terrestres dont 2000 Gt dans les sols. Or un sol dégradé perd de sa capacité de stockage de carbone et à l’inverse devient une source de rejet de carbone dans l’atmosphère. Ce constat est alarmant sachant qu’il aura fallu deux milles ans pour générer environ dix centimètres de couche arable, riche en matières organiques et micro-organismes et que cette ressource est pratiquement non renouvelable. Les conséquences sont multiples. Economiquement l’appauvrissement des terres agricoles est un problème majeur qui coûterait à chaque habitant de la planète environ 70 dollars par an soit 490 billions de dollars par an à l’ensemble de l’humanité. Par exemple le Niger perdrait 8% de sa capacité de production du fait de la salinité et du surpâturage des terres. Or, une gestion durable permettrait de sauver un tiers de ces pertes économiques.Mais outre les répercussions économiques directes le problème des sols contribuent au désastre environnemental et humanitaire. La désertification est une forme particulière de dégradation des sols qui touche certaines zones du globe. La définition de la désertification, retenue au niveau international et énoncée initialement dans le chapitre 12 de l’Agenda 21, puis dans l’article 1 de la Convention des Nations Unies est la suivante : «le terme désertification désigne la dégradation des terres dans les zones arides, semiarides et subhumides sèches par suite de divers facteurs, parmi lesquels les variations climatiques et les activités humaines». La désertification menace la biodiversité et la survie des populations, elle peut affecter toutes les régions semi-arides, voire subhumides, du globe. On distingue la désertification due à des causes climatiques et celle due aux activités humaines. L’ONU a mis en place une Convention de lutte contre la désertification (CLD), entrée en vigueur en décembre 1996.

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Sahel Photographe : Sebastiao Salgado

ETUDE DE CAS / SAHARA FOREST PROJECT

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a. Introduction

eaucoup de personnes seraient étonnées d’apprendre que beaucoup de déserts mondiaux ont supporté de la végétation encore très récemment au regard de l’histoire. Ainsi, ils pourraient en faire autant à nouveau, si les bonnes conditions pouvaient être créées. Quand Jules César arriva au nord de l’Afrique, il fut impressionné par les paysages de forêts de cèdres et de cyprès. L’écrivain romain Pline s’est émerveillé de l’abondance des fruits dans les forêts et la variété d’animaux. L’armée de César s’est installée et retourna la terre pour établir des fermes. Pendant 200 ans l’Afrique du Nord engraissa l’empire romain avec ½ millions de tonnes de graines chaque année. Mais au fil des ans la déforestation, la salinisation et la sur-exploitation de la terre appauvri la production. La production chuta et le climat changea. Ce modèle intensif d’utilisation de la terre devint le paradigme dominant pour les deux prochains millénaires. Lutter contre l’avancée du désert par la création d’oasis artificielles, tel est l’ambitieux projet Sahara Forest Project soutenu par la Norvège en collaboration avec la Jordanie. Le projet compte empêcher les populations vivant dans le désert de fuir vers d’autres régions Le concept et les technologies du Sahara Forest Project ont le potentiel de créer une croissance agricole fortifiante dans certaines parties de la plupart des déserts chauds du monde. Produisant une nouvelle terre arable et de l’eau potable, dans un programme développé par Yara, Qafco et le Sahara Forest Project. Actuellement un pilote expérimental du Sahara Forest Project est ouvert au Qatar depuis novembre 2012. Grâce aux oasis artificielles ayant fait récemment l’objet d’accord entre la Norvège et la Jordanie, le désert devrait se réconcilier avec la verdure, lui qui avance, chaque année, de six millions d’hectares.

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Fiche Technique : Acteurs du projet / Fondation Bellona Max Fordham Consulting Engineers, cabinet d’ingénierie énergétique, Seawater Greenhouse, et Exploration Architecture, cabinet d’architecture spécialisé dans le biomimétisme Lieu /Aqaba (sud de la Jordanie) (Pilote construit au Qatar) Surface du terrain / 20000m²

ETUDE DE CAS / SAHARA FOREST PROJECT

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Rolex Learning Center Photographe: Chris Mettraux sur Flickr

Rolex Learning Center Photographe: marita78 sur Flickr PARTIE III

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La grille sera complétée de la façon suivante : - la pertinence de l’intéraction sera évaluée avec les signes suivants : : aucune I : peu II : plutôt pertinente III : très pertinente I

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I III II I III III

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-I- Démarches de projet Référence Le Sahara Forest Project utilise la technologie des serres à eau de mer, une invention conçu par Charlie Paton au début des années 1990 et développée par sa compagnie en Angleterre, Seawater Greenhouse Ltd. Ce procédé utilise l’évaporation d’eau de mer sur la façade pour créer un air frais et humide pour la culture de vivres dans les régions arides.

Enjeux sociétaux « Au début du projet nous étions conscient que beaucoup de gens proposèrent des solutions singulières qui s’adresser à un enjeu à la fois, que ce soit la pénurie d’eau, la désertification, le changement climatique. Nous tenions à développer des solutions intégrées qui s’adresser à des défis multiples à la fois», d’après Michael Pawlyn. Ainsi le Sahara Forest Project est un projet qui vise à trouver des solutions multiples à la crise environnementale. C’est tout d’abord un projet pour faire reculer la désertification. En effet, des images satellites de l’activité photosynthétique globale nous montrent que les limites des déserts se déplacent et avancent de façon assez dramatique tout au long de l’année. Les acteurs du Sahara Forest Project décidèrent de procéder à des interventions pouvant être faite à ces abords des déserts et qui pourraient ralentir voire renverser le phénomène de désertification. La fondation Bellona qui est à l’initiative du projet insiste sur le fait que replanter des arbres même dans un désert est une mesure qui ne peut être controversée pour stopper la désertification et combattre le changement climatique. En effet le plantation d’arbre est l’une des stratégies que la fondation et ses partenaires ont soigneusement étudié pour que ce projet ne soit pas qu’un mirage. L’ambition générale était réellement de basculer d’un modèle extractif d’utilisation de la terre à un modèle restauratif. La manière dont nous gèrerons eau, énergie et terre au courant du 21ème siècle aura un impact majeur dans l’avenir de notre civilisation

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Biomimétisme (fonction; processus) L’équipe entendait utiliser le biomimétisme de la conception au processus de développement du projet.«Si l’on compare les systèmes créés par l’homme avec les écosystèmes, il y a des différences effarantes. Alors que tendons à créer des systèmes simples, déconnectés et linéaires, les écosystèmes sont complexes, interconnectés, interdépendants». L’objectif avec le Sahara Forest Project était de d’utiliser les idées du biomimétisme pour développer un système basé sur le fonctionnement d’un processus naturel. L’un des enjeux fut d’utiliser des serres d’eau de mer pour développer de la végétation. La serre utilise l’eau de mer, le soleil et l’atmosphère pour produire l’eau douce et rafraîchir l’air. Le processus recrée le cycle naturel de l’eau dans un environnement contrôlé. Selon Michael Pawlyn le Ténébrion du désert ou Scarabée collecteur de brouillard fut l’une des sources d’inspiration de l’équipe durant le projet et pour la conception des serres d’eau de mer. En effet, cet habitant du désert monte au sommet d’une dune de sable. Arrivé en haut, il expose son corps au vent et baisse la tête. La carapace de ce scarabée est couverte d’un motif de pics et de creux qui poussent les gouttelettes de brouillard à se regrouper pour en former de plus grosses. Ces gouttelettes s’accumulent, puis coulent le long du dos du scarabée jusqu’à sa bouche. Lorsqu’il a soif, le ténébrion n’a qu’à incliner la tête vers le bas pour boire l’eau qu’il a recueillie sur son dos. Ce système de condensation est l’une des particularités des serres d’eau de mer dont nous verrons le fonctionnement plus loin dans cette étude. Le Ténébrion du désert a été étudié en détail par le biologiste Andrew Parker, qui a depuis travaillé avec la firme QinetiQ pour produire un type de plastique avec les mêmes combinaisons de surfaces hydrophiliques et hydrophobiques pour capturer la condensation. Ce système a permis de mettre au point une bouteille en plastique destiné à résoudre le problème de l’eau en Afrique. Des avancées dans les domaines technologiques pourraient permettre des inspirations biomimétiques encore plus riches d’après Michael Pawlyn. En effet, sans le futur on pourrait espérer faire des surfaces miroirs à partir de protéines à température et pression ambiante, comme le scarabée. En effet le scarabée Jewel par exemple a une carapace réfléchissante faite de protéine. Ou encore, des surfaces intactes pour les miroirs basées sur le scinque des sables qui peut nager dans le sable sans souffrir de l’abrasion. Des revêtements pour les tuyaux d’eau mer qui utilise le même furanone anti-dépôt que celui trouvé sur une algue. (le sel étant corrosif il faut protéger les conduits d’eau de mer). Et encore d’autres innovations pourraient être ajoutées au projet.

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Dew Bank Site : webecoist.momtastic.com

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Lieu Le projet pilote du Sahara Forest Project se situe au Qatar, et ouvrit au public fin 2012. Il est vrai que dans une région connue pour ces gratte-ciels, le développement d’un ensemble de serres ne devrait pas retenir l’attention. Mais cette petite construction située près de la côte de la ville industrielle de Mesaieed pourrait aider à transformer le paysage pour toujours affirment les développeurs du projet, et faire de ces terres désertiques des centres florissants de nourriture et de production d’eau potable. Le plan pilote restera ouvert longtemps après que la délégation des Nations Unis aient quitté la ville, opérant un an voire deux, pour que les systèmes puissent être rudement évalué et optimisé. Les projets de plus grande ampleur devrait suivre le plan pilote du Qatar sur 200 hectares en Jordanie. Pawlyn pense que ce n’est que le début et voit déjà de nombreux lieux qui pourraient accueillir le Sahara Forest Project. Le premier ministre du Qatar Sheikh Hamad bin Jassim bin Jaber Al Thani dit dans une déclaration : « ce n’est pas seulement important pour le Qatar mais pour toutes les régions où le climat est le même qu’au Qatar». D’autres endroits du globe pourrait être adaptés au développement d’un tel projet comme Almeria au sud de l’Espagne déjà recouvert par 20000 hectares de serres , mais aussi la dépression du Qattara qui couvre environ 18100 km² de terre sous le niveau de la mer dans le nord-est de l’Egypte.

Technologie L’idée du projet fut de combiner pour la première fois deux technologies prouvées et utiliser la symbiose entre ces deux techniques. - une centrale solaire thermodynamique à concentration (en anglais CSP pour Concentrating Solar Power Plant). C’est une centrale qui concentre les rayons du soleil à l’aide de miroirs afin de chauffer un fluide caloporteur qui permet en général de produire de l’électricité.

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- une serre à eau de mer La serre utilise l’eau de mer, le soleil et l’atmosphère pour produire l’eau douce et rafraîchir l’air. Le mur au début de la serre est un évaporateur. Il est constitué d’un treillis et est exposée à la direction des vents dominants. L’eau de mer circule à travers le panneau alvéolaire, en provocant le refroidissement et l’humidification de l’air, qui passe sur la végétation. La lumière du soleil est filtrée à travers un toit spécialement construit. Le toit absorbe la chaleur, mais consent le passage de la lumière visible pour permettre la photosynthèse. Cela crée des conditions optimales de croissance - fraîche et humide, avec une forte intensité lumineuse. De l’eau de mer chauffée sur le toit passe par un deuxième évaporateur, en créant de l’air chaud saturé qui est ensuite dirigé vers le condenseur. Le condenseur est refroidi par eau de mer froide. La différence de température permet la condensation de l’humidité sur le condenseur. Le volume d’eau douce produite est déterminé par la température de l’air, l’humidité relative, le rayonnement solaire et le flux d’air. Ces conditions peuvent être modélisées en fournissant des données météorologiques du lieu considéré et permettant l’optimisation du processus de fonctionnement.

La synergie entre les deux technologies fonctionne comme suit : - les deux technologies fonctionnent bien dans les déserts chauds et ensoleillés - le CSP a besoin un supplément d’eau déminéralisé pour garder les miroirs propres et pour faire fonctionner les turbines, eau que peut lui fournir les serres - le CSP produit beaucoup d’excédent de chaleur, qui peut être utilisé pour évaporer plus d’eau de pluie à l’intérieur des serres, aux abords des serres, dans le but d’étendre les bénéfices régénératifs de la terre autour du projet. - les miroirs du CSP permettent à une grande variété de plantes de grandir dans l’ombre en-dessous, si les miroirs sont placés directement derrière la serre, il peut étendre la zone ou l’humidité est élevée et permettre plus de pousse régénératrice. - Les serres fonctionnent de façon très effective comme des épurateurs de poussière, enlevant les particules de l’air et réduisant l’amoncellement de poussière sur les mirroirs du CSP

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Impact culturel Certains critiques du projet dénoncent l’aspect trop technologique du procédé. «Je peux imaginer que ce schéma et ce type de technologie puissent fonctionner dans des cas limités dans certaines zones comme Dubai, où ils sont habitués à faire des îles en forme de palmier et des gratte-ciels de 160 étages». Il « serait plus efficace mais moins tape a l’œil» de restaurer les écosystèmes naturels des déserts et de travailler avec des gens locaux sur une gestion des ressources naturelles basé sur les communautés endémiques. Pour lui l’Afrique a déjà des programmes a travers le continent dont les objectifs sont de rendre certaines zones du désert plus verte en donnant les droits à la population locale de gérer les ressources naturelles existantes. Cette démarche lui semble efficace pour la gestion durable des ressources et la restauration des écosystèmes sans apport technologique complexe. Les représentant de Bellona confirment que la contribution des populations locales est importante, et que l’équipe du Sahara Forest Project se repose sur eux pour maintenir le complexe. Dans les pays en voie de développement, il faut mettre en place des technologies qui soient simples pour la population locale.

Rayonnement L’ouverture du plan pilote coïncidé avec la Conférence des Nations Unies sur le climat (COP18) qui s’est tenu à Doha du 26 novemvre au 7 décembre 2012. Ce fut à la conférence des Nations Unies COP15 a Copenhague que l’équipe du Sahara Forest Project présenta les premières études de faisabilité au regard du monde. Le premier ministre du Qatar Sheikh Hamad bin Jassim bin Jaber Al Thani croit que ce projet pourrait aider à améliorer la sécurité alimentaire au Moyen-Orient.

-II- Lieu Enjeux sociétaux Si l’Émirat du Golfe a souhaité aider au développement du Sahara Forest Project c’est pour réduire sa dépendance aux importations agricoles. Il a donc décidé de se mettre à l’agriculture et cela malgré son environnement désertique. Il existe actuellement 1200 fermes au Qatar. On le sait l’eau est un vrai problème dans ce milieu ! Comment se débrouille le Qatar pour ne pas gaspiller ses réserves d’où vient cette eau si précieuse ? Est-ce écologique de faire pousser des légumes dans le désert plutôt que de les importer ? Et puis ces légumes du désert sont-ils bons ? Comment traiter de l’electroniques dans des conditions desertiques.

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Enjeux sociétaux; Coût Pour choisir les lieux appropriés pour des développer les installations du Sahara Forest Project plusieurs facteurs entrent en compté : sociaux comme le support politique, l’accès à la compétence, l’avantage géopolitique et des partenariats locaux. De plus on doit considérer un certain nombre de facteurs financiers comme la disponibilité de financement, la fabrication et des coûts de construction, des coûts de la main-d’œuvre, l’accès au marché, la valeur marchande et le coût du terrain.

Impact écologique Il y a dans le désert du soleil, de l’eau salée et du Co2. On peut utiliser ces ressources pour produire ce dont l’humanité manque: énergie, nourriture, eau potable.

Technologie En utilisant un emplacement qui se trouve au-dessous du niveau de la mer, les coûts engendrés par le pompage d’eau de mer peuvent être éliminés.

Bilan énergétique - Energie grise Le schéma idéal devait opérer avec un minimum d’énergie fournie, ainsi les concepteurs explorèrent la possibilité de construire le modèle en-dessous du niveau de la mer. En effet, en choisissant une localisation qui se trouve sous le niveau de la mer, le cout des pompages d’eau de mer serait éliminé. Il y a un grand nombre de dépressions* a l’intérieur de l’Egypte, la Lybie, la Tunisie ou encore en Érythrée. Un grand nombre d’endroits étaient possibles: en Afrique du Nord et au Moyen-Orient, comme la dépression de Qattara ou encore autour de la Mer morte, qui sont respectivement à 100 et 400 mètres sous le niveau de la mer. Dans chacun des cas les vents dominants viennent de la mer vers les aires montagneuses intérieures. Ainsi, l’altitude par rapport au niveau de la mer et la distance de la mer sont des facteurs importants pour le Sahara Forest Project , car ces facteurs ont un effet direct sur l’énergie exigée pour pomper l’eau de mer. En règle générale un terrain a un potentiel de viabilité jusqu’à 200m d’élévation. Les coûts de l’énergie de pompage varient de façon linéaire prévisible proportionnelle à la distance et l’élévation relative à la mer. Construire des applications du Sahara Project offrait également le bénéfice additionnel de générer de l’électricité hydro-électrique pour les endroits alentours en exploitant les flux dans le conduit d’eau de mer. Aussi, les zones à proximité d’industrie sont intéressantes car les excès de CO2, de chaleur ou de saumure et à proximité d’un bénéficiaire du sel produit par le projet (comme un bénéficiaire industriel, un port...).

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Viabilité Après l’achèvement avec succès d’une étude de faisabilité complète au Qatar, les partis ont signé un accord pour construire le premier projet entièrement opérationnelle de plan pilote dans le Qatar. L’accord date de février 2012, le Premier ministre norvégien Jens Stoltenberg et le Premier ministre du Qatar, le Scheik Hamad bin Jassim bin Jaber Al Thani présidant l’occasion. En 2011 l’équipe du Sahara Forest Project entre en coopération avec Yara ASA, le plus grand fournisseur du monde d’engrais et la société qatarie Qafco, le plus grand producteur mondial sur un seul et unique site d’urée et d’ammoniac. Selon Patrick Gonzalez, un écologiste des forêts de l’université de Californie, le Centre Berkeley pour la sylviculture « essayer de faire pousser des arbres dans le Sahara n’est pas l’approche la plus appropriée (...) après tout même s’il était vert dans le passé, le Sahara ne fut jamais une forêt dense.

-III- Forme produite Technologie Les schémas initiaux se dessinaient sous la forme de trois lignes de serres faisant face aux vents dominants avec les technologies CSP de «type tour» plantées à intervalles réguliers. Les trois versions de serres d’eau de mer déjà en place ont fournis des informations précieuses aux concepteurs, qui confirmaient que ce schéma permettrait l’évaporatation de 50 tonnes d’eau de mer par hectare et par jour.

Impact écologique L’existence d’un conduit d’eau de mer ouvre la possibilité sur une mariculture : élevage d’abalone, production d’algue ; élevage de poisson, pousse d’halophyte (plante adaptée aux conditions salées) par exemple. En plus de fournir de la nourriture (et dans le cas des algues de l’énergie) cette forme de culture peut aussi créer des productions secondaires comme la cellulose et la chitine à partir desquelles des matériaux de construction peuvent être formés. Faire pousser des micros algues et des macro algues, peut s’avérer être la façon la plus efficace d’extraire des oligo-éléments de l’eau de mer pour la production de fertilisant. Chaque élément du système fonctionne donc en interaction avec un autre, les choses sont interdépendantes. C’est vers ces schémas de production que les conceptions humaines devront tendre pour produire de façon plus harmonieuse avec l’écosystème. L’interconnection entre les deux technologies permet d’optimiser l’usage et la création de ressources énergétiques. Cette synergie est évidente dans la conception des plans du Sahara Forest Project.

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-III- Bimimétisme procédural Technologie L’air des déserts chauds arrivant dans la serre est refroidi et humidifié par l’eau de mer. Cet air humide nourri les cultures dans la serre, et ensuite passe dans un évaporateur, ou l’eau de mer rechauffée s’évapore. Quand l’air humide ainsi réchauffé rencontre une séries de tubes contenant de l’eau de mer froide, l’eau froide se condense et forme des gouttes autour des tubes qui peuvent être collectées. Le processus imite un processus naturel. L’eau de mer s’évaporant sous la chaleur du soleil, se refroidissant et formant des nuages et ensuite tombant sous forme de précipitation.

Impact écologiques Le Sahara Forest Project montre comment le biomiméticien peut aider à prendre à bras le corps une grande variété de défi incluant celui de créer de l’eau potable, de passer à une économie solaire, régénérer la terre, séquestrer le carbone dans le sol, fermer le cycles des nutriments et fournir de l’emploi à de nombreuses personnes. En effet, le Sahara Forest Project est une approche holistique pour la création d’emploi locaux, de nourriture, d’eau, et d’énergie, en utilisant des solutions relativement simple, imitant des conceptions et et des principes issues de la nature d’après Frederic Hauge président fondateur de la fondation Bellona, une organisation environnemental à but non lucratif norvégienne. En évaporant une large quantité d’eau de mer on peut clairement produire une large quantité de sel et ces ressources devaient être une opportunité à ajouter au système pour lui donner plus de valeur. L’eau de mer contient environ tous les éléments de la table périodique, et l’ambition était de concevoir un système sans déchets en extrayant autant de ressources possibles de la saumure. La première chose qu’on peut cristalliser pendant le processus d’évaporation est le carbonate de calcium, qui s’accumule sur les protections d’évaporateur en carton dans la serre. Une fois incrustées, les protections d’évaporateurs peuvent être retirées et utilisées comme de légers composants de construction. Le carbone dans ces blocs serait allé dans l’atmosphère, dans la mer mais ainsi il bloqué de façade stable dans un matériau de construction. On peut également cristalliser le chlorure de sodium qui peut être utilisé dans des centaines d’applications industrielles ou simplement être comprimé dans un autre type de matériau de construction. Plus loin dans le le processus d’extraction on peut cristalliser le chlorite de magnésium, qui est aussi bien valable comme un agent séchant dans les systèmes d’air conditionné et pour le rétablissement du phosphate dans les eaux usés (le chlorite de magnésium se combine avec le phosphate et le nitrate pour former un fertilisant utile appelé guanite ou struvite.

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Rolex Learning Center Photographe: Chris Mettraux sur Flickr

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Il devient ainsi possible d’extraire certains des éléments qui ont manqué à la terre à cause de l’agriculture intensive et rendre ces éléments au sol du désert pour faciliter l’aspect régénératif du projet. En faisant cela le projet espère clore un système d’utilisation de la terre et de gestion des nutriments qui fut trop étendue, linéaire et gaspilleuse de ressource depuis les temps impérieux. Souvent, les approches pour affronter les défis environnementaux ne se confrontent qu’à des problèmes spécifiques au lieu de s’interroger sur le défaut du système total plutôt que juste ces symptômes individuels.

-IV- Taille Coût Le coût du pipeline par rapport au coût global d’un projet dépendra beaucoup de la taille du projet en lui-même, plus grand le projet est, plus bas est le coût relatif du pipeline. Le diamètre du conduit aura un effet sur l’énergie de pompage : la réduction du diamètre du conduit par deux augmentant l’énergie de pompage d’environ huit fois.

Impact écologique Une construction à grande échelle, équivalent par exemple aux deux milles hectares de serres construites à Almeria au sud de l’Espagne, évaporerait un million de tonnes d’eau de pluie par jour.

-V- Technologie Coût Les serres d’eau de mer qui sont la pierre de fondation du projet sont basiques et économiques.

Impact écologique Les serres d’eau de mer produisent plus d’eau que nécessaire pour les plantes à l’intérieur. Ce surplus créé dans un processus effectivement identique à celui du Ténébrion du Désert, est dispersé autour des serres. L’effet de ceci, combinée à l’humidité créé autour des serres a des effets étonnant sur les sites. Par exemple avant la mise en place des premières serres les sites étaient vraiment stériles. Un an après l’achèvement de la première installation, les serres étaient entourés d’une nouvelle végétation. Dans ce sens le processus mis en place alla au-delà des enjeux de durabilité et devint régénératif. Aussi, chaque goutte d’eau évaporée contribuera aux pluies quelque part. Une serre d’eau de mer de 10000 hectares évaporerait 1 million de tonnes d’eau de mer en une journée.

PARTIE III

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Pour le Sahara Forest Project, les installations construites en partenariat avec des compagnies de fertilisants Yara International et Qafco sera caractérisé par une série de technologies vertes comprenant les CSP, des panneaux photovoltaïques et des serres d’eau de mer qui imitent le cycle biologique. Michael Pawlyn, un architecte britannique spécialisé dans le développement durable et l’un des membres fondateur du projet, dits que rassembler des groupes de technologies synergiques créer un nouveau paradigme. « En rassemblant ces technologies on peut s’adresser à des problèmes majeurs – créer dans la nourriture sans émission de carbone dans certaines régions les plus concernées par les pénuries d’eau au monde, produire de l’énergie renouvelable en abondance, revégétaliser les déserts … aussi fournir de la nourriture et des moyens de subsistance pour un grand nombre de personne dans des parties du monde qui vont réellement souffrir des changements climatiques au courant des prochaines décennies». Ainsi, des serres utiliseront l’air chaud du désert et de l’eau de mer transformée en eau potable pour cultiver, de l’énergie solaire sera collecté pour générer du courant, et des piscines d’algues offriront une provision de carburant renouvelable et facilement transportable. De plus planter des arbres à côté du complexe permettrait de capturer les gaz émanant des serres comme le dioxyde carbone en même temps qu’elle pourrait restaurer une forêt naturelle qui s’est perdu du fait de sécherese et l’exploitation de bois. « De mon point de vue d’environnementaliste, ceci pourrait changer la donne dans la façon dont nous produisons de la biomasse pour de la nourriture et de l’énergie, et comment nous pourrons fournir de l’eau potable pour le future, dit Hauge, directeur de Bellona. Seulement 10 a 15% de l’air humide est condensé en eau potable. Le reste s’envole dehors pour arroser les alentours arbres, ainsi la serre créera une grande zone autour d’elle qui deviendra verte. Selon Hauge

Energie grise - Bilan énergétique L’électricité du CSP aide à faire fonctionner les pompes amenant l’eau de mer au site où elle est utilisée pour conditionner l’air dans la serre. Le CSP utilisent des miroirs pour focaliser la lumière du soleil sur des conduites et chaudières permet de créer de la vapeur très chaude dans les conduits qui peut alimenter des turbines conventionnelles à vapeur, générant de l’électricité. Cette fonction est réalisée en faisant goutter l’eau de mer à travers des écrans poraux en carton appelé évaporateurs, qui rafraichissent et humidifient l’air sec du désert, créant a environnement de pousse idéale pour les cultures. Une quantité de l’eau de mer évaporé dans la serre se condense aussi créant de l’eau fraîche, qui sera utilisé pour irriguer les plantes. Tout l’eau salée qui ne peut être évaporé est utiliser autre part L’eau salée sortant de la serre ira sur le CSP pour le rafraichir – ce qui le rend plus efficace – et ensuite il ira sur les protections des évaporateurs pour créer des matériaux solides ce qui créer de bonnes conditions de développement pour les cultures dehors et re-végétalise certaines zones désertiques Ce qui reste finira dans des étangs salés ou des composants variés – chlorite de sodium, gypse, carbonate de calcium – peut

PARTIE III

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être extrait et potentiellement commercialisé. L’énergie qui n’est pas utilisé par le complexe peut être envoyée aux communautés locales. De même un carburant à base de biomasse venant de photo bioréacteurs serait simple à transporter. Les étangs cultiveraient des algues par la photosynthèse dans des associations (bassins) d’eau salée ouvertes, peu profondes. Le pétrole gras des algues pourrait être utilisé comme un riche bio-carburant. Des algues élevées en laboratoire ont montré qu’elle génère jusqu trente fois plus de pétrole par m² que d’autres plantes utilisés pour faire des biocarburants, selon le laboratoire national des énergies renouvelables. Et cultiver des algues en piscines ne prend pas trop de place sur des terres cultivables

Référence La proposition ambitieuse propose de combiner deux technologies établies – les serres à eau de mer et le CSP – pour arriver à créer une synergie très efficace. Les deux procédés fonctionnent très bien dans des conditions arides et ensoleillé. Les serres d’eau de mer ont déjà été construite dans certaines des régions les plus chaudes dui monde, Abu Dhabi et le sultanat d’Oman par exemple, ou ils créèrent de l’eau potables à partir d’eau salé , tout en fournissant des conditions plus fraiches et humides de pousse, permettant la culture de vivre durant toute l’année.

PARTIE III

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*1 Interview de Joël de Rosnay : EVANO Carine, 2006, Un débat à l’université de la Terre, Canopée, pour une écologie de la terre, du corps et de l’esprit, , La dynamique du vivant, Natures & Découvertes / Actes Sud, n°4, p. 71

ETUDE DE CAS / SAHARA FOREST PROJECT

Partie III a. Conclusion

«Nous vivons aujourd’hui un paradoxe: la science est en train de redécouvrir les connaissances traditionnelles. Les peuples traditionnels ont toujours su, avec de végétaux, «complémenter» leur alimentation de manière à avoir deux acides aminées essentiels : la lysine et la méthionine. Par exemple le riz riche en méthionine est allié aux lentilles riches en lysine. On trouve l’équivalent au Mexique avec le maïs et les haricots rouges, en Afrique du Nord avec la semoule et les pois chiches, en Chine avec le riz et le soja. En nous aidant à mieux comprendre comment notre corps fonctionne, la science peut lutter contre deux fléaux: la malbouffe et la grande bouffe. Mais contre la malnutrition, elle est freinée par des enjeux géopolitiques qui la dépassent.»*1 Récément des recherches scientifiques ont conclu que le désert du Sahara devrait devenir une forêt pour absorber l’excés de CO2 qui est dans l’atmosphère aujourd’hui. Ce projet expérimental semble être un premier pas en ce sens. De plus les technologies utilisées et leur synergie font du Sahara Forest Project une structure durable. Bien sûr nous ne pouvons pas mesurer l’avenir de ce projet mais l’initiative semble à l’échelle des enjeux environnementaux. Certains dénoncent cet excés de technologie mais à l’heure actuelle nous harmoniser le monde artificiel de l’homme et le monde vivant est un enjeu essentiel. De même seules des mesures de cette ampleur pourront changer la donne en terme de durabilité. Le cas du Sahara Forest Project nous prouve qu’une inspiration du mode de fonctionnement des écosystèmes naturels et du bon fonctionnement de la biosphère permet aux constructions anthropiques de s’intégrer plus durablement dans la biosphère. L’Afrique a le potentiel de devenir la corbeille à pain du 21ème siècle. Ceci est un enjeu à la fois environnemental mais aussi humanitaire. Malheureusement des problèmes se heurtent tout de même à cet espoir , le monopole sur le marché des multinationales agricoles occidentales. L’Afrique, contrairement à ce que l’on peut

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*1 Interview de Sebastiao Salgado: NICOLINO Fabrice, 2009, Quand l’Afrique exportera de la nourriture chez nous, Canopée, pour une écologie de la terre, du corps et de l’esprit, , La dynamique du vivant, Natures & Découvertes / Actes Sud, n°7, p. 22

croire est un pays agricole à 75%, mais le manque d’infrastructure les contraint à ne pouvoir exporter leur récolte. Aussi, le Sahara Forest Project est en soi un beau projet, mais en terme de production agricole à qui profitera les récoltes? «Il faut supprimer toutes les subventions que les pays riches accordent à leur agriculture. Enlevez ces subventions, et les paysans d’Ethiopie pourront bientôt exporter leurs produits en Occident! (...) Le jour où notre économie subventionnée, et donc totalement déformée aura enfin ses règles, on se rendra compte qu’il ne peut pas, qu’il ne doit pas y avoir de famine en Afrique.»*1

Photographe : Gregory Colbert http://www.worbz.com/gregory-colbert/ PARTIE III

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*2 ERKMAN Suren, 2004, Vers une écologie industrielle, Charles Léopold Mayer, Paris, p.154

PARTIE III

Conclusion

A l’évidence, l’harmonie entre l’homme et le monde vivant est possible et même nécessaire. Les écosystèmes naturels nous montrent la marche à suivre. Au vu des potentialités de l’écologie industrielle et du Sahara Forest Project cette nouvelle manière de construire redonne l’espoir d’une réintégration de l’homme dans les cycles naturels. La leçon essentielle que nous devons tirer des écosystèmes serait que l’homme ne doit pas concevoir des objets mais des systèmes interdépendants. Des systèmes qui économisent les ressources, valorisent les déchets et privilégient les énergies renouvelables. Le biomimétisme a ouvert un débat sur la nécessité de symbiose entre les différents bâtiments, les industries, les technologies. L’exemple du Sahara Forest Project ouvre a voie vers des démarches intégrées. «Depuis quelques années, l’approche biomimétique, qui vise de manière générale à mettre au point des ressources directement inspirées de la biochimie, fait l’objet d’une polémique plus ou moins ouverte dans les milieux de la chimie. Plusieurs industriels ont laissé entendre que la voie biomimétique n’avait guère de chances de dépasser ce stade de curiosités de laboratoire.»*2 Aujourd’hui la discipline du biomimétisme semble être sortie du carcan du laboratoire. Au vu des trois projets biomimétiques étudiés dans ce mémoire, l’Eastagate Center, l’Eden Project Biomes et le Sahara Forest Project, il me semble que cette nouvelle vision du monde mérite d’être sérieusement prise en considération. Nous ne pouvons encore rien conclure sur la viabilité du Sahara Forest Project mais au vu de la nécessité de décarboniser l’atmosphère et de retrouver des sols arables, les investissements demandés par ce projet me semble justifié par les problématiques auquel il s’attaque de front. Cependant l’un des enjeux essentiels auquel les trois bâtiments précédents se détachent totalement est le problème des villes. Or si on peut admettre que le biomimétisme sous certaines formes et surtout sous sa forme processuelle peut effectivement répondre aux enjeux de durabilité, quand est-il de l’urbanisme. La ville peut-elle trouver un nouvel équilibre inspirée de la nature ?

PARTIE III

CONCLUSION

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Ville ĂŠcologique http://flepi.net/nature/image-insolite-une-ville-ecolo/

CONCLUSION GENERALE

*1,2 GONTIER Pascal, 13 février 2001, Vers des Ecosystèmes métropolitains, Paris

CONCLUSION GENERALE

A travers ce mémoire sur le biomimétisme, les études de cas ont montré que pour les exemples choisis la posture biomimétique pouvait effectivement répondre de façon efficace à certains enjeux de durabilité, de façon plus locale pour l’Eastgate Center et l’Eden Project Biomes et plus globale pour le Sahara Forest Project. Le biomimétisme ouvre aussi une voie vers un nouvel équilibre entre les techniques modernes et l’environnement en acceptant la fin d’une idée de nature comme antithèse de la culture. Cette culture humaine se manifeste surtout aujourd’hui dans le fait urbain. Cependant la question de la ville semble ne pas encore être intégré par les démarches biomimétiques. Comme l’indique Leister R. Brown, «les villes modernes sont des sous-produits de l’âge du pétrole» *1 , l’apparition de la voiture ayant effectivement été la cause principale de l’extension sans précédent des villes. En effet, la croissance urbaine a été très rapide. Pourtant l’organisation intrinsèque des villes est restée quasiment la même depuis le début de l’ère industriel. En effet, elles ont besoin d’une grande quantité de matières premières et d’énergies , et génèrent une grande quantité de déchets. Naturellement, ce mode de fonctionnement n’est pas viable à long terme. Or, la ville de demain ne pourrait-elle pas suivre le modèle de l’écologie industrielle et par la même ne pourrait-elle pas s’inspirer des écosystèmes naturels pour redéfinir sa structure globale et son mode de fonctionnement. Une nouvelle forme «d’écologie urbaine» où les bâtiments au même titre que les parcs éco-industriels ne seraient plus considérés isolément sur une parcelle mais faisant parti d’un réseau constant d’interactions et d’échanges. «Cette approche conduit à considérer la ville comme un écosystème, au sein duquel certains bâtiments sont nécessairement consommateurs d’énergie tandis que d’autres en sont producteurs. «Le passage d»une logique de filières à une logique transversale conduit naturellement à une nouvelle approche inspirée par l’écologie industrielle. La ville y est alors considérée, de façon métaphorique, comme un écosystème dont les différents quartiers sont autant de sous-écosystèmes. La maison n’est plus une simple machine à habiter isolée , consommatrice d’énergie et de matière première, mais un organisme inscrit dans un réseau d’échanges qui comprend des producteurs, des consommateurs et des décomposeurs.»*2

CONCLUSION GENERALE

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La société est souvent considérée comme une communauté symbiotique d’individus. Il semble pourtant que les nouveaux modèles urbains qui se développent avec la globalisation favorisent le repli sur soi, et que l’urbanité ne soit plus aujour’hui un acquis. L’enjeu du futur serait de sortir les bâtiments et les habitants de l’isolement, le nouvel équilibre urbain ne pourra se faire qu’ en parallèle à un nouvel élan de fraternité.Ceci non seulement pour pouvoir envisager ensemble un avenir plus durable mais aussi pour retisser les liens sociaux. Faire face aux questions sur l’avenir de l’homme au sein de la bisphère ne peut se faire de façon individuelle, nous devons retrouver une démarche de groupe, une intelligence collective qui s’est perdu dans la société individualiste. C’est peut être l’une des leçons essentielles que nous pouvons apprendre du monde vivant, cette intelligence du troupeau.

CONCLUSION GENERALE

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Gecko Footprints Photographe : Noah Arthur sur Flickr

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