PFE architecture - le centre national de la robotique agricole de siliana

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Le centtre na ation nal dee robootisatiion agrico a ole de Siliiana

Réalissé par : Nesssrine DAHM MENE Encaddré par : Dr kabil k FEKIH H

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Le centre national de robotisation agricole de Siliana Réalisé par : Nessrine DAHMENE LeNoVo Encadré par : Dr kabil FEKIH

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

DEDICACE

À mes chers parents Abdellatif DAHMENE et Salwa CHBINOU, À mes tantes Aziza, Saida et Radhia, À mes sœurs Yasmin, Nourhene et Imene, En témoignage de l’attachement, de l’amour et de l’affection que je porte pour vous, Je vous dédie ce travail avec tous mes vœux de bonheur, de santé et de réussite.

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

REMERCIEMENTS

Après avoir rendu grâce à dieu le tout puissant et le miséricordieux, je souhaite exprimer toute ma gratitude envers mon directeur de mémoire et enseignant d’atelier, Dr. Kabil FEKIH, pour son encadrement, sa disponibilité et sa grande implication dans ce mémoire, son apport critique qui m’a permis de développer ma pensée et de recentrer mon travail.

Je tiens à remercier Madame Moufida CHIHAOUI, pour sa confiance et son intérêt pour le projet. Je tiens également à exprimer ma reconnaissance à tous les instituteurs et enseignants qui ont illuminé mon cursus scolaire et universitaire.

Je remercie Mr Chahine ZRIBI, chef de service de l’aménagement urbain et du territoire au sein de la Direction Régionale de l’Equipement à Siliana pour son accueil et son accompagnement tout au long de mon projet.

Je voudrais enfin remercier tout particulièrement mon cousin et mon ami , Mustapha , pour son aide et son soutien durant mes années d’étude . Pour m’avoir écouté et donné son avis à chaque fois que j’en ai eu besoin et surtout pour partager avec moi l’envie de vivre dans un monde différent, plus sain et plus simple.

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Résumé Aujourd'hui, les indicateurs naturels et démographiques attestent que nous avons besoin d’innovations majeures dans notre alimentation et notre agriculture. La hausse des températures et ses effets fragilisent le secteur, tandis que la production alimentaire doit doubler d’ici le milieu du siècle afin de répondre aux besoins croissants d'une population à la croissance rapide. Il existe un besoin urgent d'inventions pour augmenter les rendements, la qualité des aliments et la durabilité de notre production alimentaire. A travers ce mémoire, nous allons tenter d'apporter une contribution à l'évolution agricole au moyen d'un projet d'architecture. En effet, une installation de technologie unique en son genre sera établie au nord-ouest de la Tunisie avec la vision d'innover de nouvelles techniques agricoles intelligentes, notamment la récolte automatisée et les véhicules sans conducteur, en réponse aux défis croissants auxquels le secteur de l'agriculture est confronté. Le Centre National de Robotisation Agricole de Siliana permettra des partenariats, des recherches, et accueillera divers essais et développements de prototypes, permettant l'utilisation de l'intelligence artificielle, de l'automatisation, de la robotique et de la technologie de détection avancée. Ce centre sera une rampe de lancement pour les technologies agricoles visant à renforcer la sécurité alimentaire et à faire progresser de manière significative les pratiques agricoles afin de faire face aux obstacles que le secteur rencontre.

Mots-clés : Agriculture tunisienne, Robotique agricole, Siliana, Architecture contemporaine.

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Table des matières

DEDICACE ............................................................................................................................................. 2 REMERCIEMENTS .............................................................................................................................. 3 RESUME ................................................................................................................................................. 4 INTRODUCTION................................................................................................................................... 7 PROBLEMATIQUE............................................................................................................................. 10 METHODOLOGIE .............................................................................................................................. 13 CHAPITRE I : L’AGRICULTURE TUNISIENNE, CONTEXTE ET ENJEUX, QUELLES SOLUTIONS PROSPECTIVES ? ..................................................................................................................... 14 INTRODUCTION .................................................................................................................................... 15 A.

L’AGRICULTURE EN TUNISIE ................................................................................................... 16

a. Ressources en terre agricole .................................................................................................. 16 b. Principales productions.......................................................................................................... 17 c.

Le secteur agricole en faillite : ............................................................................................... 23

d. L’architecture au service de l’agriculture: ........................................................................... 25 e.

B.

Quelles solutions prospectives pour notre agriculture ? ....................................................... 30 LA ROBOTISATION AGRICOLE, QUOI, POURQUOI ET COMMENT ? ............................................. 31

a. La robotisation agricole, quels avantages?............................................................................ 31 b. Robotique dans les champs : vers une labellisation automatique du produit agricole .......... 34 c.

Former les agriculteurs afin de comprendre les enjeux de la robotique agricole .................. 34

d. Mieux comprendre la robotique agricole pour définir nos espaces ....................................... 35 CONCLUSION DU CHAPITRE ................................................................................................................. 39 CHAPITRE II : ETUDE DE CAS ....................................................................................................... 40 INTRODUCTION .................................................................................................................................... 41 A.

L'INSTITUT DE RECHERCHE SUR LA FORESTERIE ET LA NATURE ALTERRA : ......................... 42

a. Qui est Stefan BEHNISCH ? .................................................................................................. 42

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

b. Présentation du projet : .......................................................................................................... 42 c.

ALTERRA en communication avec le site : ............................................................................ 43

d. ALTERRA symbole de l’architecture bioclimatique : ............................................................. 45 e.

Conception essentiellement énergétique : .............................................................................. 47

f.

Conclusion : ........................................................................................................................... 50

B.

CENTRE D'INGENIEURS DE L'UNIVERSITE CLEMSON CARROLL A. CAMPBELL JR. : ................ 51

a. Description du projet .............................................................................................................. 51 a. Espace flexible pour un meilleur échange .............................................................................. 52 b. Le programme fonctionnel : ................................................................................................... 52 c.

C.

Conclusion .............................................................................................................................. 56 SWISS INNOVATION PARK « FLOW » ..................................................................................... 57

a. Le projet : ............................................................................................................................... 57 b. La forme reflète l’innovation :................................................................................................ 57 c.

Plans et distribution fonctionnelle .......................................................................................... 59

d. Conclusion .............................................................................................................................. 63 CONCLUSION DU CHAPITRE : ............................................................................................................... 65 CHAPITRE III :DU SITE AU PARTI... DEMARCHES CONCEPTUELLES .............................. 66 INTRODUCTION .................................................................................................................................... 67 A.

QUELLES FONCTIONS ABRITERA LE CENTRE NATIONAL DE ROBOTISATION AGRICOLE ? .......... 68

B.

APPROCHE PROGRAMMATIQUE : ............................................................................................. 72

a. Tableau des espaces ............................................................................................................... 72 C.

DU SITE AU PARTI : .................................................................................................................. 74

CONCLUSION DU CHAPITRE ................................................................................................................. 93 CONCLUSION GENERALE .............................................................................................................. 94 TABLE DES FIGURES........................................................................................................................ 96 BIBLIOGRAPHIE .............................................................................................................................. 100

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Introduction « Il y aura 9 milliards de personnes dans le monde d'ici 2050; pour les nourrir, nous

devons

augmenter

la

production

alimentaire de 70%. »(FAO UN 2009)

Dans le cadre de ce mémoire nous allons essayer devoir comment l’architecture pourrait rendre service à l’agriculture. L’évolution des différents enjeux gravitant autour de ce domaine pousse les architectes à tenir compte des contraintes sociales, architecturales, réglementaires, économiques et environnementales, pour ensuite concevoir des bâtiments répondant mieux aux besoins du domaine agricole.

Nous avons voulu, à travers ce mémoire, comprendre comment l’architecture pourrait collaborer avec l’agriculture pour répondre à ses défis croissants. En effet, dans de nombreuses régions du monde, le domaine de l’agriculture est une cause de surexploitation et d'utilisation excessive de produits chimiques, qui a contribué à la dégradation des sols et à la pollution des écosystèmes naturels. L’agriculture tunisienne en particulier est un secteur très important qui contribue aujourd’hui pour plus de 10% du PIB1. Par ailleurs, le secteur est de plus en plus fragilisé et fait face à de nombreux défis : une population agricole vieillissante, une diminution du pourcentage des travailleurs dans le domaine, le manque de main d’œuvre, le stress hydrique et le changement climatique. Ces facteurs réunis font que la production agricole est en régression inquiétante.

L’architecte étant tout d’abord un acteur social, doit être conscient de la nécessité d'une gestion durable des ressources, de l'utilisation raisonnable et bien étudiée d'intrants chimiques avec les prévisions de rendement et la gestion à long terme du capital naturel afin d’améliorer le rendement dans ce domaine, surtout que la production agricole 1

PIB : le produit intérieur brut

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

devra augmenter pour faire face à la croissance de demande alimentaire. Ainsi, une collaboration entre agriculteurs et architectes serait plus que nécessaire pour réussir à assurer la transition vers une agriculture plus diverse et plus durable. Dans cette perspective, nous dédions ce mémoire à la conception du Centre National de Robotisation Agricole à Siliana, une ville principalement agricole. Ce dernier sera une solution qui permettra une meilleure gestion du travail et des solutions plus rapides, durables et efficaces et profiter de l’agriculture qui est une richesse pour le pays et l’économie tunisienne.

Il se trouve que l'agriculture sera le 2ème marché mondial de la robotique à l’horizon 2025 (selon l’article "Quel avenir pour l’agriculture agricole", the conversation.com). La Tunisie pourrait suivre les pas des pays développés comme le Japon, qui depuis 20 ans, a fait de la robotique son cheval de bataille, ce qui a énormément contribué au développement de son économie nationale. D'autant plus que la Tunisie est prédisposée à réussir dans le domaine puisqu'elle a déjà des cadres qualifiés et des jeunes qui ont un avenir prometteur dans la robotique et qui ont remporté plusieurs médailles d’or. Il faut savoir que la première start-up africaine et arabe à fabriquer ses propres robots est tunisienne. Ce potentiel pourrait être encouragé et mis à profit pour la cause agricole, ce que notre projet vise à accomplir.

Le Centre National de Robotisation Agricole de Siliana permettra d’encourager et de miser sur ce secteur innovateur, en appliquant les technologies et la science des données TIC2, comme les appareils de précision, l’internet des objets, les capteurs et actionneurs, les systèmes de positionnement, les bases de données, les drones, la robotique, etc, dans le domaine agricole pour favoriser une production agricole plus productive et durable fondée sur une approche plus précise et économe en ressources.

Dans la première partie de ce mémoire, nous focaliserons notre étude sur l’agriculture tunisienne et les obstacles qu’elle rencontre. Ensuite, nous fixerons l’identité de notre centre, et préciserons ses usagers ainsi que leurs besoins spatiaux. Il est nécessaire de chercher les étapes qui aboutissent à la fabrication du robot agricole, ce qui nous permettra de comprendre nos besoins en terme de surface, de qualité spatiale, d’équipements, d’emplacement du projet, etc.

La deuxième partie sera globalement analytique et traitera des études de cas des projets de référence. Nous nous intéresserons à ‘’Lumen ‘’The Institute For Forestry And 2

TIC : technologies de l’information et de la communication

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Nature Research Wageningen au Pays-Bas comme référence formelle, ainsi qu'au Centre d'Ingénieurs de l'Université Clemson Carroll A.Campbell Jr. et au Swiss Innovation Park, qui, quand à eux, nous serviront comme références pour nos fonctions et les qualités spatiales de notre projet. Ces trois projets seront nos points d’appuis pour la compréhension de la complexité de notre propre projet, de son fonctionnement et de son architecture.

La troisième partie sera une partie analytique du terrain, et d’établissement de relations spatio-fonctionnelles du projet et le raisonnement qui aboutit à la conception finale du Centre National de Robotisation Agricole de Siliana.

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Problématique L’agriculture tunisienne est très importante et contribue à la sécurité alimentaire et à la garantie d’une activité et d’une source de revenus à la population rurale. Mais ce secteur rencontre plusieurs défis : une population agricole vieillissante, un manque de main-d’œuvre avec les jeunes ruraux qui vont chercher un emploi plus rémunérateur dans les autres secteurs de l’économie, ou dans les villes ou à l’étranger. On enregistre une diminution de 49% du pourcentage des travailleurs dans le domaine agricole en 26 ans, en 1991 le nombre était de 26.77 % alors qu’en 2015 on enregistre la valeur la plus basse de 13.2 %.

Nidhal Attia 3affirme dans un séminaire sur « le changement climatique en Tunisie», qu’une baisse de 28% des ressources en eau à l’horizon de 2030 est prévue, et que notre pays est déjà en situation de stress hydrique. Le littoral va aussi être sérieusement touché par le changement climatique alors que l’agriculture consomme 80% des ressources en eau pour l’irrigation. C'est sans oublier les dangers liés à l’utilisation abusive des produits chimiques qui sont entrain de dégrader nos sols.

L’agriculture va être sérieusement impactée par ces facteurs. Les experts assurent que la production agricole va considérablement régresser, et tous les facteurs déjà constatés nous poussent à réfléchir à des solutions qui nous permettraient de mieux tirer profit de l’agriculture qui est une véritable richesse pour l’économie du pays. L’architecte peut et doit contribuer à la recherche de solutions rapides, durables et efficaces.

Comment l’architecture pourrait s’allier avec l’agriculture pour faire face à ses défis croissants ?

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Nidhal attaia : Chef de Projets au sein du Programme Ecologie et Gouvernance des Ressources

Naturelles de la Fondation Heinrich Böll.

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Même si nous ne voyons pas

encore les robots parcourir les champs de nos

campagnes, le secteur de la robotique agricole est déjà loin d’être négligeable dans le monde, c’est la prochaine frontière pour le secteur agro alimentaire qui répondra à la demande mondiale croissante d'aliments sains et durables. Il faut encourager et miser sur le secteur innovateur surtout que la Tunisie possède des jeunes représentant un avenir prometteur en robotique elle a été classée première au championnat du monde de la robotique parmi 192 équipes et a décroché 4 médailles d’or. En plus , à l’issue de la participation de la délégation tunisienne aux travaux du Forum Economique Mondial de Davos4 Du 22 au 25 janvier 2019, le ministre de l’investissement et de la coopération internationale, Zied Ladhari, a affirmé que le gouvernement des Pays-Bas s’est engagé à financer des projets agricoles en Tunisie et à mettre en œuvre les nouvelles technologies dans le développement du secteur. Ceci peut nous pousser à penser à un centre national de robotisation agricole.

Selon le Commissariat Régional au Développement Agricole, Le gouvernorat de Siliana se caractérise par une importante croissance des terres agricoles, qui occupent une superficie de 431230 ha de terres agricoles qui se répartissent en de terres labourables, forêts, parcours et périmètres irrigués. Les trois spéculations représentées par les céréales, l’arboriculture et les cultures fourrages totalisent, 298120 ha en 2011, disons 80 % de la surface totale de ses terres.

La diversité des spéculations agricoles, fait ainsi de Siliana une région à fortes potentialités agricoles. Notons que la population de Siliana compte 236300 habitants dont 62,6 % sont des ruraux, alors l’agriculture représente l’activité économique de base dans le gouvernorat. Siliana est aussi caractérisé par un réseau hydrographique relativement dense, elle est drainée par plusieurs oueds, malheureusement ses eaux de surface sont menacées par la pollution d’origines diverses ; tels que les produits chimiques utilisées dans l’agriculture, la pollution d’origine urbaine. Siliana souffre aussi d’un taux très élevé d’immigration des jeunes et dernièrement souffre de l’augmentation de la population âgée de 60 ans et plus qui représente désormais 11,1 % en 2009 par rapport à un taux de 8,9 % en 1994.

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Le Forum économique, souvent appelé forum de Davos1, est une fondation à but non lucratif dont le siège est à Genève. Ce forum est connu pour sa réunion annuelle à Davos, en Suisse, qui réunit des dirigeants d’entreprise, des responsables politiques du monde entier ainsi que des intellectuels et des journalistes, afin de débattre les problèmes les plus urgents de la planète, y compris dans les domaines de la santé et de l’environnement.

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Dans ce cadre, il faut identifier les usagers du projet, définir leurs besoins et assurer leur confort. Alors quel intérêt socio-économique de concevoir le centre de robotisation agricole à Siliana ?

Quelles sont les caractéristiques architecturales du centre d’innovation et de recherche dans le domaine de robotisation agricole à Siliana ?

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Méthodologie Nous allons nous engager dans ce mémoire avec une méthodologie en trois phases. La première sera théorique : nous nous pencherons sur la diversité des pratiques agricoles et leur importance dans l'économie nationale. Nous mettrons en évidence les difficultés que rencontre ce secteur. Nous nous intéresserons à la définition de la robotisation agricole et à l’intérêt de concevoir un centre qui lui est dédié à Siliana. Par la suite, nous allons approfondir notre compréhension du domaine de robotisation agricole, des étapes par lesquelles passe la conception du robot agricole pour définir nos besoins en termes d’espace architectural.

Dans un deuxième temps, nous allons procéder à l’analyse de quelques projets de références tels que : The Institute For Forestry And Nature Research Wageningen au pays bas, un projet qui s’implante dans un terrain similaire au nôtre. Nous verrons aussi comment l’architecte a construit son approche conceptuelle pour l'intégration de son projet. Nous étudierons ensuite Le Centre d'Ingénieurs de l'Université Clemson Carroll A. Campbell Jr ainsi que le Swiss Innovation Park, qui seront des références principalement fonctionnelles.

Tous ces projets nous serviront de point d’appuis pour la compréhension de la complexité de notre propre projet, de son fonctionnement et de son architecture.

Au terme de ces deux premiers chapitres, nous devrions être capables de nous gérer notre site, situé à Siliana. Ce choix a été fait en s'appuyant sur une base de données solides qui concerne le climat et le rendement agricole de cette région. Une visite sur place est primordiale pour maîtriser les données de notre projet et saisir de près la réalité du contexte.

Nous allons commencer par lire le site, le vivre, l’analyser, et seulement après pourrons nous lancer notre démarche conceptuelle tout en intégrant le projet dans son contexte et dans son site. Le centre national de robotisation agricole sera ainsi capable de propager ses lumières sur les champs de Siliana.

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Chapitre I : l’agriculture Tunisienne, contexte et enjeux, quelles solutions prospectives ?

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Introduction

L’agriculture Tunisienne, au sein des territoires complexes, tant au niveau climatique que géographique, a des problèmes spécifiques qui demandent des réponses particulières.

Dans ce chapitre théorique, nous nous pencherons sur la diversité des pratiques agricoles en Tunisie, son importance économique et ses problèmes.

Comment aujourd’hui, l’intervention d’un architecte en milieu rural, dans le monde de l'agriculture est nécessaire en Tunisie et pourrait atténuer les problèmes que le secteur agricole rencontre ? Que pourra –t-il faire dans les zones rurales ? Quels sont les intérêts en jeu pour réussir la conception architecturale Qu'attends-t-on aujourd'hui de l'architecture des bâtiments à usage agricole ?

Dans cette perspective, nous nous pencherons dans cette étude sur l’agriculture Tunisienne qui vit actuellement de nombreuses crises à savoir les crises environnementales et sociales. Nous allons découvrir le monde de la robotisation agricole

comme solution

prospective pour notre agriculture et l’intérêt de concevoir un centre de robotisation agricole à Siliana. Puis nous allons nous arrêter sur les étapes par lesquelles passe la conception pour définir nos besoins en termes d’espace et pouvoir procéder à la conception de notre projet, que nous avons nommé : le centre national de robotisation agricole à Siliana.

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

A. L’agriculture en Tunisie En Tunisie, l’agriculture est un secteur clé sur les plans économiques, social et d’aménagement du territoire, elle contribue aujourd’hui pour plus de 10% du PIB. Les principales productions agricoles du pays sont les céréales (blé et orge), les olives, les dattes et les agrumes pour le secteur végétal . « L’agriculture est l’avenir de la Tunisie et la solution adéquate pour résoudre les problèmes sociaux et économiques du pays », a déclaré le président de l’Union tunisienne de l’agriculture et de la pêche (UTAP), Abdelmadjid ZAR. Bien que, les investissements agricoles restent toujours limitées et ne représentent que 10% des investissements dans l'ensemble de l'économie. La Tunisie doit viser la relance de ce secteur en investissant dans des projets agricoles prospectifs. Ici l’architecte avec son savoir et ses compétences a un rôle capital à jouer pour s'engager dans une démarche de recherche sur les constructions à usage agricole .Cette recherche est sensée s’aligner avec l’effort important de recherche sur les nouvelles techniques agricoles.

a. Ressources en terre agricole En Tunisie, les terres agricoles sont réparties entre trois zones naturelles qui présentent ainsi des conditions favorables à la diversification de la production agricole : une couverture forestière dans le nord, une prédominance des plantations d'oliviers au centre et au Sahel et des palmiers dattiers dans le Sud. Selon le site officiel de l’APIA5 la Tunisie dispose de plus de 10 millions d'ha de terres agricoles représentant 62% de la superficie totale. Elles sont réparties comme suit : La superficie cultivée (cultures annuelles et permanentes) qui s’étend sur 32 % de la superficie totale du pays, parcours naturels, prairies permanentes et des forets.

Toujours selon la même source le secteur agricole consomme en lui seul 80% des ressources hydrauliques qui sont utilisées dans l’irrigation. La surexploitation des nappes 5

APIA : Agence de Promotion des Investissements Agricoles

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Le centre nationaal de robotissation agriccole de Siliaana

d’eau a entraîné, dans les régions r côtiières, une baisse exceessive de lleur niveau u et une salinisattion des eaaux suite à l’intrusion marine, alttérant ainsi la qualité cchimique des d eaux.

Certainees nappes sont s tellemeent sollicitées (celles de d Bizerte, Nabeul, N Zagghouan, Silliana, Le Kef, Moonastir, Maahdia, Sfax, Sidi bou ziid, Kasserin ne et Gafsa)) que des zoones de sau uvegarde ont été décrétées. d

Figuree 1 : Les utillisations dess ressources en eau(APIIA) Sourrce : Ministèrre de l’Agricu ulture, de la Pêche P et des Ressources R H Hydrauliques

b. Principales produ uctions La struccture des suuperficies agricoles a esst dominée par l’arborriculture. L La figure ci--dessous montre que cette dernière d com mpte presquue la moitiéé des terrainns agricoles dont une majeure partie esst consacréee à l’oléicullture. La cérréaliculture se positionnne en deuxième rang occupant o 36 % de d la superficie agricolee dont 80 % de la produ uction sont localisées ddans le nord d.

Figure 2 : Répartitio on des culturres(APIA)

Source : site officciel de l’AP PIA

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Arboriculture

L’arboriculture représente la majeure partie de la production agricole en Tunisie, son occupation des sols est à 48 % en ce qui concerne les parcelles agricoles, caractérisée par plusieurs types de productions des orangers, des grenadiers, des amandiers, des néfliers et surtout des oliviers Nous savons tous que la production de l’huile d’olive occupe le premier rang de l’exportation agricole de la Tunisie , mais ce secteur présente plusieurs obstacles .Selon un rapport rédigé par ITES 6 ces obstacles consistent en : les cycles de sécheresse récurrents représentent une menace réelle pour ce secteur et durant ceux durs périodes des milliers de plants peuvent disparaitre, le vieillissement des plantations dont certaines remontent à plusieurs centaines (voire des milliers) d’années avec le très faible rendement qui s’en suit , le manque de plus en plus ressenti de main d’œuvre abondante et bon marché , les changements climatiques qui poussent vers une plus grande extension du désert en direction du centre et du nord et surtout le non développement

du pays d’une mécanisation de l’activité et des

industries de valorisation du produit ,selon les données du ministère de l'Agriculture et des Ressources en eau environ 80% des opérations de récolte dépendent encore des méthodes manuelles traditionnelles, ce qui est l’une des faiblesses du secteur.

Au cours d'une visite dans la région de Sfax réputée pour la culture de l'olivier, un certain nombre d'agriculteurs ont révélé que depuis le début de la révolution tunisienne en 2011, ils ont eu de grandes difficultés à fournir suffisamment de travailleurs pour la récolte. Cela a forcé beaucoup d'entre eux à recourir à la main-d'œuvre africaine en raison de la réticence d'une grande partie de la jeunesse tunisienne à travailler dans le secteur agricole, malgré le chômage généralisé parmi eux.

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ITES : institut tunisien des études stratégiques

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Figure 3 : la cueillette manuelle ((www.flehetna.com/)

des olives

Source : Leaders le journal en ligne /article L’olivier en Tunisie, mythes et légendes

Les données du ministère de l'Agriculture et des Ressources en eau montrent que la saison de la récolte des olives nécessite environ 120 000 travailleurs, laissant les propriétaires agricoles à la recherche constante d'un emploi. Selon le rapport publié par l’ITES La Tunisie sera de plus en plus obligée d’importer massivement de la main d’œuvre saisonnière ou permanente de l’Afrique saharienne ou subsaharienne, en particulier sous l’effet du recul démographique dans les pays et la disponibilité d’emplois plus rémunérateurs et moins pénibles dans d’autres secteurs. C’est exactement ce qui se passe actuellement pour le secteur de l’olivier sur la rive nord de la méditerranée comme en Italie par exemple ; la main d’œuvre maghrébine a remplacé celle européenne. Sans cette main d’œuvre abondante et bon marché, ce produit agricole, phare des exportations tunisiennes, est en risque de ne plus l’être. Tous ces facteurs laissent planer une ombre sur la viabilité du secteur.



Céréaliculture

En Tunisie Les grandes cultures, se caractérisent particulièrement par leur faible rendement. Dans son rapport ‘’La céréaliculture en Tunisie : Une politique de régulation à repenser’’ Mohamed Salah BACHTA 7déclare que le rendement des céréales oscille d’une année à l’autre entre 15 et 25%. Durant les bonnes années il peut atteindre 35% mais également descendre jusqu’à 5% durant les années de sécheresse. De ce fait, le déficit en couverture des besoins en blé tendre par exemple n’est que de 20%. Ce déficit croit à raison 7

Mohamed salah BACHTA : Professeurà l’Institut National Agronomique de Tunisie (INAT)

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

de 10% l’an. La raison fondamentale en est l’irrégularité des pluies aux moments des semences, de la pousse des céréales et au moment de la formation de l’épi.

Figure 4: Récolte céréalière à Béja Source : wwebmangercenter.com

Par conséquent, il est clair que la disponibilité de l’eau sous forme de pluie ou d’irrigation complémentaire est un problème fondamental, et si la quantité de pluie est insuffisante et s’évapore vite la saison peut échouer. Un autre problème majeur est le problème des ressources naturelles, l’érosion et l’avancée du désert provoquent l'endommagement du sol et des plantes. Enfin, on peut citer parmi les autres facteurs les politiques de financement des agricultures et les politiques de couverture des risques qui sont limitées ou des fois inexistantes. D’après Tarek Jarrahi8 dans l’article ‘Tunisie – Agriculture : Une nouvelle plateforme d’innovation dédiée aux grandes cultures’’, publié par Web Manager center la Tunisie souffre toujours d’un déficit de production céréalière, estimé actuellement 51% des besoins nationaux. Ceci est dû principalement à la non- application du paquet technique dans les grandes cultures et à l’incapacité de l’agriculteur à utiliser les méthodes et les équipements les plus performants, sans omettre les conditions climatiques difficiles qui ont contribué à la baisse de la productivité des terres agricoles à 15 quintaux par hectare.

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Tarek Jarrahi ingénieur-président à l’Institut national des grandes cultures.

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana



Cultures maraîchères

Le secteur des cultures maraichères se caractérise par les cultures d’hors saison (primeur9 et arrière saison10) qui constituent un des piliers de ce secteur et occupe une des premières place dans nos exportation (selon le site d’APIA). C’est un secteur prometteur et des efforts importants ont été consentis en matière d’amélioration de la qualité et de sa productivité mais reste toujours en dessous des attentes. Plusieurs formes de pleins champs tels que les grandes exploitations , Il s’agit de parcelle autour de 5-6 hectares de production comprenant une hétérogénéité de produits du fenouil, des piments, des tomates, du persil, des melons, des concombres, des navets, des radis, des courgettes, des blettes, etc. Et la Senyaa, où les habitants y cultivent des légumes comme le fenouil, la tomate, la pomme de terre, etc.

Les cultures maraîchères peuvent être sous petits tunnels nantais 11 , abri-serres 12 ou serres multi tunnels13.

Figure 5 : répartition de la production des cultures maraichères par espèce(APIA)

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Les fruits ou légumes primeurs sont les tout premiers végétaux récoltés de la saison.

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Dernière saison de l'année, automne, fin de l'automne.

Le petit tunnel couvre le sol sur une largeur de 80 à 120 cm et a une hauteur de 50 à 70 cm au-dessus du sol. Il se compose d’arceaux en fer galvanisé N°24 mesurant 2.30 à 2.50 cm de longueur, de contre-arceaux en fer galvanisé N° 16 mesurant 2 m de longueur. les tunnels sont utilisés pour une période relativement courte (2 à 3 mois) pour avoir une récolte précoce. Leur mise en place se fait en automne ou au début du printemps (février - mars).

12 Les abri-serres ont une largeur de 7 à 9,6 m, une hauteur de 2,80 à 4,7 m et une longueur de 60 m, soit une superficie couverte de 420 à 540 m2 .

13 Serres multitunnels ou multichapelles est constituée de trois (ou plus) grands tunnels jumelés et raccordés sur un chéneau. Généralement, chaque serre a une superficie de 1500 m2 environ (longueur = 60 m, largeur = 27 m et hauteur-faîtage = 5,9 m), constituée de trois tunnels (9 m x 3 = 27 m). Il est à signaler que la Direction Générale de la Production Agricole a élaboré un cahier des charges fixant les caractéristiques techniques des serres chauffées dans le sud tunisien qui doivent être renforcées et bien supporter la charge des fruits produits par serre qui est supérieure à celle d’une serre non chauffée. La distance entre les arceaux d’une serre renforcée est de 1.5 m au lieu de 2 m habituellement.

(Source : APIA, rapport : ‘’LES CULTURES MARAÎCHÈRES SOUS ABRIS ‘’) 11

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Le climat de la Tunisie qui s’étend du nord au sud sur trois zones climatiques : désertique, semi-aride et humide se prête très favorablement à ces cultures hors saison appréciées en Europe aux hivers longs et froids. Or, ces produits sont gros consommateurs. Il est donc nécessaire d’opter pour une technique innovante et peu consommatrice d’eau.

DAUGREILH Agnès, dans sa thèse de mémoire à l’institut d’urbanisme de Grenoble ‘’ Agriculture urbaine et planification. Étude de cas: Sfax, Tunisie‘’, souligne que les exploitations maraichères fonctionnent avec des ouvriers agricoles lorsque la ferme avoisine les 5- 6 hectares, il est difficile d’être rentable. Les problèmes rencontrés sont multiples à cause de la salinité des sols, des faibles prix de vente des produits, de l’étalement urbain, de la hausse des salaires, etc.

Figure 6 : culture maraichères par les ouvrières agricoles

La plupart des maraichers ne disposent pas de mécanisation, le travail du sol se fait à la main ou à la traction animale. Un maraicher dispose d’un tracteur qu’il utilise pour le traitement des plants. Les agriculteurs connaissent l’agriculture biologique 14et font référence aux oliviers mais ne reconnaissent pas le besoin de la valoriser dans leur production car ils n’y voient pas d’intérêt économique. Une petite partie de la production est vouée à l’autoconsommation. Les maraîchers utilisent des méthodes de cultures irriguées. Ils consomment beaucoup d’eau. Si jamais le terrain sur lequel ils produisent ne leur donne pas accès à l’eau, ils changent de terrain car ce sont des locataires.

14

L’agriculture biologique est une méthode de production agricole qui exclut le recours à la plupart des produits chimiques de synthèse, utilisés notamment par l'agriculture industrielle et intensive depuis le début du XX e siècle

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

c. Le secteur agricole en faillite : Le secteur agricole occupe une place importante dans l’économie tunisienne en contribuant à la création d’emploi et à l’équilibre de la balance de paiement 15à travers les exportations, en plus de son rôle dans la garantie de la sécurité alimentaire du pays.

Selon le ministère de l'agriculture, des ressources hydrauliques et de la pêche, cette agriculture reste en grande partie artisanale sur plus de 70% du territoire agricole et semi industrielle sur ses 30% environ. Elle est en général peu mécanisée, peu financée et faiblement innovante. Elle a pour défis majeurs de contribuer à la croissance

de la

production, la productivité, l’investissement, de préserver les ressources naturelles dans un contexte de changement climatique et de développer les territoires et l’équité sociale.

Malheureusement elle fait face entre autres à des contraintes : Le premier obstacle majeur et le plus complexe, est le changement climatique. Les grandes tendances climatiques en Tunisie pointent sur le long terme vers la récurrence des cycles de sécheresse, l’avancée du désert en direction des côtes maritimes du pays, la fréquence des inondations violentes, l’augmentation du phénomène de l’érosion des sols, la force et la fréquence des vents et l’élévation de la température moyenne. Les projections climatiques de l’INM16en 2050 montrent que la température est susceptible d’augmenter de2 à4°C et une diminution des précipitations pouvant atteindre 30%. Une succession de 2 à 3 années de sécheresse occasionnerait une baisse d’environ la moitié de la production oléicole et des superficies de l’arboriculture en général.

Le problème d’eau est un problème majeure aussi, BESBES Mustapha, dans son livre « sécurité hydrique de la Tunisie « traite la situation de l’eau critique que le pays rencontre et la mauvaise gestion de l’eau et montre comment le changement du paradigme de l'eau est devenu une nécessité urgente et apporte des éléments pour de nouvelles politiques adaptées aux possibilités hydriques réelles.

En effet A l’horizon 2030, les ressources en eaux

souterraines diminueraient d’environ un tiers et les eaux de surface d’environ 5%. Les zones touchées par la sécheresse vont devenir plus largement distribuées et la Tunisie passera d’un 15

La balance des paiements est un document comptable qui retrace sous forme comptable l'ensemble des échanges de biens, services et de capitaux pendant une période donnée entre les agents économiques résidents d'un pays et le reste du monde 16 INM : Institut national de météorologie

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pays pauvre en eau à un pays en pénurie d’eau. ‘’La situation actuelle n’est pas durable, il faut changer nos pratiques ! ’’Déclare-t-il.

L’agriculture non seulement consomme 80% des ressources en eau pour l’irrigation, mais contribue fortement à l'effet de serre ,également responsable de pollution, régression et dégradation des sols , notamment par les métaux : cadmium issu des engrais phosphatés, plomb, cuivre et autres métaux issus d'anciens pesticides, de lisiers17ou de boues d'épuration contenant des traces de métaux lourds , avec ses produits phytosanitaires elle engendre l'eutrophisation des eaux 18 souterraines et de surface, ainsi que des eaux côtières et des problèmes de santé environnementale. Tout cela ne rassure pas sur l’avenir de l’agriculture en Tunisie et surtout sur la sécurité alimentaire, le défi serait de s’investir beaucoup plus , de faire des études plus complexes et opter une technologie plus avancée pour maitriser la gestion , la consommation d’eau en agriculture et l’utilisation avec précision d’intrants chimiques .

Le deuxième obstacle est la manque de main d’œuvre suite à une population agricole vieillissante, avec un nombre significatif de jeunes ruraux qui vont chercher un emploi plus rémunérateur dans les autres secteurs de l’économie, ou dans les villes ou à l’étranger. Selon les statistiques de la banque mondiale l’âge moyen des exploitants était de 53 ans en 1995.Les Tunisiens résidents à l’étranger dont une grande partie est des jeunes sont de plus en plus nombreux depuis la révolution. Plus en plus de jeunes quittent ou rêvent de quitter leur pays il y’a eu une diminution de 49% le pourcentage des travailleurs dans le domaine agricole en 26 ans .Pour l'ensemble de la période 1991-2017. C'est en 1991 qu'on enregistre la valeur la plus élevée (26,77) et c'est en 2015 qu'on enregistre la valeur la plus basse (13,2).

17

Lisier : est un effluent agricole, mélange de déjections d'animaux d'élevage (urines, excrément) et d'eau, dans lequel domine l'élément liquide.

18 L’eutrophisation des milieux aquatiques est un déséquilibre du milieu provoqué par l'augmentation de la concentration d’azote et de phosphore dans le milieu. Elle est caractérisée par une croissance excessive des plantes et des algues due à la forte disponibilité des nutriments.

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Le centre nationaal de robotissation agriccole de Siliaana

Figure 7 : caricature : les jeunes qui q ne veulent plus travailller dans le seecteur agricolle (htttps://directin nfo.webmanagercenter.com m/2012/09/29 9/tunisie-au-p pays-des-chom meurs-on-va-fin nir-par-imporrter-de-la-ma ain-doeuvre/)

C C’est en paartant de ces constats qu’apparaîît clairemennt la nécesssité de chaanger de modèle de développpement duu secteur aggricole tant en termes de d mode dee croissancee que de contenuu technique et de revoiir la place de ce derniier dans l’économie naationale. Lee secteur doit se lancer l dans les nouvellles technoloogies. Danss ce contexte, les pouvooirs publicss doivent travailleer sur la digitalisatioon et la robotisation n de ce secteur. s D’ailleurs, plusieurs p organisaations internnationales sont s en trainn d’encourag ger la Tunissie à aller daans ce sens..

d. L’archite ecture au u service de l’agriiculture: L L’agricultur re a toujouurs été liée à l’architeecture. Tém moin de cettte liaison forte, f les jardins suspendus de Babyllone dont la construcction fut menée m souss le règne du roi Assurnaazirpal II (8883 – 859 avant a J.C.), ces jardins irrigués par des canauux acheminaant l’eau des monntagnes, com mportaient des d vignes, des arbres d’ornementts (cèdres, ccyprès), des fruitiers (pommiiers, poiriers, cognassieers, amandiiers, indigèn nes ou impoortés des cam mpagnes militaires) m ainsi quue des arbusstes et des fleurs. fl L’em mpire perse de d Darius19, vers 550 aav. J.-C., con nnue par ses connstructions hydraulique h es, un chef d’œuvre du u génie crééateur humaain, qui ontt été des systèmees intelligennts pour unee meilleure exploitation n des ressouurces d'eau rares.

1 19

Darius est lee troisième graand roi de l'Em mpire perse il appartient à la dynastie perrse des Achém ménides.

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Figure 9: Les jardins de Babylonehttps://scenery.blogspot.com/2019/01/hanging-gardens-of-

Figure 8 : Système hydraulique historique de Shushtar IRAN(voyageeniran.com/Cities/View/26/Sushtar)

Pline l’ancien 20dans son livre histoire naturelle de Pline , met l’accent sur l’histoire des jardin dans l’empire romaine et ses aqueducs et ses systèmes d’irrigation :lors des périodes de sécheresse l'eau devait être amenée, depuis les puits, dans les fossés pour irriguer les cultures des plates-bandes, pour la plantation, disposées en parallèle le long d'une pente et reliées directement à une source d'eau. On cite les villes médiévales aussi, selon le dossier pédagogique ‘’histoire de l’art des jardins’’ réalisé par La Ferme Ornée de Carouges : différents types de jardins se font insérés dans les cours des abbayes: le potager (hortulus), le verger (pomarius), le jardin médicinal (herbularius) et enfin, le « jardin de l’âme » où encore jardin d’amour.

En al-Andalus, vergers, jardins et maraîchages ont connu un essor extraordinaire grâce à l'installation d'une irrigation rationnelle d'inspiration mésopotamienne. Les andalous qui, ont introduit plusieurs espèces arborées et herbacées d'Orient : agrumes, abricotier, aubergine, épinard, grâce à l'installation d'une irrigation rationnelle d'inspiration mésopotamienne et ont su installer des jardins modèles d'acclimatation et de production où l'innovation a eu une part essentielle (louis albertini,2017 ) . Nous pouvons aussi citer les jardins du grand siècle (XVIIᵉ siècle) comme le potager de roi au château de Versailles vers 1683 qui abrite des légumes, des petits fruits et surtout des arbres fruitiers, Par la suite, plusieurs urbanistes et architectes modernes ont élaboré des plans d'aménagement en réservant des espaces de nature et d'agriculture. Parmi les iconographies du 20

Pline l’ancien un écrivain et naturaliste romain du Iᵉʳ siècle

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mouvement moderne, nous citons Cerdà et son plan d'extension de la ville de Barcelone, Howard et la cité-jardin où les habitants des collectifs se rencontraient dans les cœurs d’ilots et pouvaient partager leurs récoltes, leurs graines.

Figure 11 : potager Versailles(http://www.potager-du-

du

roi.fr/site/potager/index.htm

roi

Figure 10 : Section de rue par Cerda(https://hectorenbarcelona.weebly.co m/plan cerdagrave html) )

Nous citons aussi le Corbusier. L’édition originale de : « Les Trois Établissements humains » rédigée presque intégralement par lui en 1954, affirme l’intérêt que porte cet architecte au monde rural et dédie en près de la moitié de ses pages à « l’unité d’exploitation agricole » qui définit l'un de ces trois établissements qui fondent le territoire. Le Corbusier qui mit au point dès 1930, le concept de la ferme radieuse appelée aussi « ferme coopérative » ou « ferme modèle » Où il s’oppose au romantisme parisien des vieilles fermes pour offrir aux paysans de « Piacé21-le-Radieux », tout le confort moderne de la ville : « Pour nous, il nous serait égal de renoncer à “l’indépendance” offerte par la petite maison familiale, en faveur d’un huitième dominant la vallée – à condition de trouver à notre disposition, dans l’annexe, des lieux de rangement pour ces mille choses qui nous sont nécessaires à la campagne, outils de jardin, engins de pêche et de chasse : cave, clapiers, bûchers, buanderies, etc. »et puis plus tard, celui de Village radieux qui est composé de structures nécessaires à une vie coopérative tel quel les logements, le silo, les étables, une grange, des jardins potagers, un verger et un poulailler

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Piacé : village sarthois a inspiré à Le Corbusier sa théorie sur la Ferme radieuse et le village

coopératif.

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Figure 13 : le principe de l’Unité d’exploitation agricole dans ses rapports avec les différentes vitesses permises par les voies de circulation(La version de 1959 des Trois Établissements humains présente .p. 79)

Figure 12 : Réorganisation agraire, ferme et village radieux par le Corbusier (photo par Albin Salaün sur http://fondationlecorbusier.fr)

De nos jours la relation contemporaine la plus connue entre agriculture et architecture est représentée par faire intégrer l’agriculture dans le milieu urbain. André Viljoen et Katrin Bohn dans leur ouvrage ‘’Second Nature, urban agriculture’’ suggèrent une exploration profonde

de l'agriculture au niveau de

la planification architecturale et urbaine et

l’intégration de l'agriculture dans les villes. La figure ci dessous montre un exemple de rideau de l'agriculture urbaine, conçu comme un prototype par Bohn & Viljoen en 2009, C'est un système de croissance vertical utilisant culture hydroponique pour faire pousser des cultures de salade pour un restaurant dans le Building Center à Londres.

L’exemple le plus fameux de nos jours est le concept de ferme verticale : plusieurs architectes ont présenté des projets, généralement une ferme verticale consiste en une tour de plusieurs étages abritant différentes cultures hors-sol , son éclairage est bien étudié que ce soit a travers des façades vitrées ou des sources de lumière intérieurs, des système d’irrigation 28

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efficaces et économes comme le système d’hydroponie 22,aquaponie23 et aéroponie 24 , et permet le recyclage de l’eau en général en sous-sol et permet aussi l’auto production d'énergie, par des cellules solaires ou des éoliennes.

Figure 15 : mur rideau agricole d'un restaurant proposé par Bohn & Viljoen(ouvrage ’ Second Nature urban agriculture’’ )

Figure 14 : Une des études emblématiques de l'architecte australien Oliver Foster, qui intègre de multiples cultures et même des unités aquacoles. La production fournirait des boutiques d'alimentation et des restaurants et l'installation recyclerait les déchets (https://www.futurai

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Enfin la participation des architectes dans le monde rural est sans doute et l’architecture agricole est toujours en mutation puisque le monde rural a déjà été marqué par de nombreuses évolutions, il se trouve aujourd’hui confronté à plusieurs contraintes : économiques, environnementales et sociales.

22

La culture hydroponique est une technique ancienne, qui est en fait une culture hors-sol ; les plantes sont donc cultivées sous serre. Pour ce faire, la terre qui est habituellement utilisée est remplacée par un substrat stérile, à l'instar des billes d'argile ou de la laine de roche. C'est au cultivateur même de faire en sorte que ce substrat contienne les nutriments nécessaires pour réaliser une bonne culture. L'eau devient alors indispensable pour obtenir une récolte, comme la solution nutritive à verser sur les racines.( source : artcile comment fonctionne la culture hydroponique sur site futura science ) 23 L'aquaponie est un système qui unit la culture de plante et l'élevage de poissons. Dans ce système, les plantes sont cultivées sur un support composé de billes d'argile. La culture est irriguée en circuit fermé par de l'eau provenant d'aquarium où sont élevés les poissons. Des bactériesaérobies issues du substrat transforment l'ammoniaque contenu dans les déjections des poissons en nitrate, directement assimilable par la végétation.

L'eau purifiée retourne ensuite dans l'aquarium. ( wikipidia) 24 L’aéroponie a pour but de supprimer tout substrat. Les racines sont à l’air libre dans la pénombre, et sont irriguées par l’aspersion de solution d’engrais. L’intérêt de cette technique consiste à supprimer tout obstacle à la propagation des racines. La culture aéroponique, tout comme la culture hydroponique offre d’excellent rendement mais reste moins répandue. La culture aéroponique permet de maîtriser parfaitement tous les paramètres du milieu nutritif et s’avère être la culture de l’avenir. Les racines poussent en fait dans le vide, et ne sont en contact avec aucun substrat ou liquide, ce qui laisse plus de place à l’oxygène pour circuler.( article : culture aéroponique sur le site cultivateur en herbe )

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e. Quelles solutions prospectives pour notre agriculture ?

Tous les tunisiens y compris les agriculteurs, sont d’accord sur le fait que l’économie tunisienne ne peut pas se développer, sans une agriculture qui soit vraiment la base des programmes régionaux de développement à travers la mise en place, des projets de innovants qui prennent en considération les spécificités des régions et la complémentarité entre elles. ‘’Parmi les secteurs économiques, seul celui de l’agriculture n’a pas connu, depuis janvier 2011, de décisions audacieuses et courageuses marquant l’histoire du secteur sur la base d’une lecture objective du passé et du présent, en vue d’une meilleure projection vers l’avenir’’, souligneDr. Amor Chermiti 25 dans son article ‘’L’agriculture Tunisienne, n’est elle pas en crise d’imagination et d’idées innovantes? ‘’ Sur le journal en ligne, Leaders.

C’est évident que le métier d’agriculteur a profondément changé avec la révolution industrielle, la mécanisation des tâches, l’arrivée des engrais chimiques ou encore la mise en concurrence mondiale des produits. Et de nos jours, l’agriculture est l’un des secteurs touché influencé par le progrès technologique et le monde du TIC qui touche à l’évolution du mode de travail et du rendement de la production. Bien que, notre système de formation au sein de l’enseignement supérieur et de la recherche agricole est de plus en plus inefficaces et les organismes agricoles et au lieu de s’investir dans la recherche et l’innovation, il demeure plutôt dans une situation statique confirmée par des programmes de recherche souvent dépassés par les événements et ne répondant pas aux aspirations, aux préoccupations et aux attentes des agriculteurs. ‘’Notre système de recherche agricole actuel est unique dans le monde, caractérisé par l’effritement et l’éparpillement, et des structures, et des programmes, sans aucun impact sur le développement.’’ Déclare DR.Amor Chermiti.

Poser une serre agricole sur un immeuble, aménager un parc urbain agricole de milliers d’hectares, ou encore concevoir des tours végétales. l’architecture n’a pas de limite pour intervenir dans le monde agricole. A l’heure du réchauffement climatique, cette dernière doit s’allier à l’agriculture, moteur de l’économie et de l’amélioration de niveau de vie, pour faire face à ses défis de plus en plus importants en lui facilitant le recours à la technologie pour continuer à nourrir l’humanité tout en préservant l’environnement.

25

Dr. Amor Chermiti : Directeur de Recherche. Ex Directeur Général de l’InstitutNational de la Recherche Agronomique en Tunisie

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Dans notre cas, la conception d’un centre de robotisation agricole permettra le rôle de l’ingénieur Agronome d’être mieux valorisé. ’’Des expériences réussies basées sur le développement de relations directes entre chercheurs et agriculteurs ont contribué efficacement au développement agricole à l’échelle de l’exploitation agricole, alors qu’elles ont été négligées et ignorées depuis 2011, pourtant reprises par d’autres pays asiatiques et africains’’ Déclare DR.Amor , Par la suite la conception d’un bâtiment qui permettra de réunir ces nombreuses compétences des sciences agricoles, qui méritent d’être mieux valorisées, est une priorité nationale pour répondre aux vraies attentes des agriculteurs, et engager notre agriculture dans la voie d'un avenir meilleur.

B. La robotisation agricole, Quoi, pourquoi et comment ? a. La robotisation agricole, quels avantages?

La robotisation agricole peut constituer une ressource précieuse pour faire face aux contraintes que le secteur agricole Tunisien rencontre. En plus de générer des avantages économiques, tels que l’augmentation de la productivité et la réduction des déchets tout au long de la chaîne d’approvisionnement alimentaire, le développement d’une nouvelle orientation pour la robotique dans le secteur agricole aura des avantages sociétaux et environnementaux très importants. ‘’,tôt ou tard les robots vont envahir nos champs ! Ils sont efficaces et peuvent être développés pour tous types de cultures... Vraiment tous ! ‘’Nous déclare monsieur FERCHICHI Moussa, ingénieur mécatronique au sein d’EZZAYRA26 .

Il existe une grande variété de types de sols en Tunisie, présentant une gamme de propriétés à prendre en compte, par exemple, la texture, le pH, le statut de fertilité. Les machines agricoles à grande masse causent des dommages non durables au compactage de nos sols ce qui entraine la réduction des rendements et un besoin accru d'intrants en engrais et en carburant. Tandis que les résultats d’une étude sur l’état des lieux de la désertification en Tunisie présentés ont révélé que 93 % des sols sont vulnérables. De plus, le compactage du sol a des coûts environnementaux plus importants; augmenter l'engorgement, le ruissellement de surface et les émissions d'oxyde nitreux, et restreindre l'habitat de la faune du sol. Les 26

EZZAYRA : une jeune Startup tunisienne qui propose des solutions informatique pour la gestion agricole et la digitalisation de la ferme.

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flottes de petits robots légers sont maintenant considérées comme un substitut aux tracteurs de grande masse traditionnels, permettant une réduction progressive du compactage, l’exploitation optimisée des terres agricoles et réhabilitation des terres dégradées.

D’autre part, de nombreuses espèces de la faune Tunisienne sont menacées d'extinction en raison de pratiques agricoles modernes comme l'utilisation répandue d'herbicides et de pesticides. En effet, les systèmes agricoles en Tunisie dépendent de l'application de pesticides synthétiques pour lutter contre les mauvaises herbes, les insectes et les maladies. Il existe donc un besoin de trouver de nouveaux moyens de produire des cultures qui ne nécessitent pas ou réduisent l'utilisation de pesticides. Selon un rapport rédigée par l’EPSRC27 au nom de ‘’ the future of robotic agriculture ‘’ la robotisation agricole peut aider à l’amélioration du bilan énergétique et à la diminution de l’utilisation d’intrants chimiques, via un meilleur suivi des rendements, à partir des données de plants, des parcelles, de la météo, de l’agriculteur.

De nos jours , il y’a aussi un certain nombre de robots de désherbage des cultures qui réduisent le besoin en herbicides en déployant des houes guidées par caméra, des pulvérisateurs de précision ou des lasers pour lutter contre les mauvaises herbes. De nouveaux capteurs des robots peuvent réduire l'utilisation de pesticides en détectant les parasites et les maladies et en ciblant précisément l'application d'insecticides et de fongicides. Des robots pourraient également être déployés dans le cadre de systèmes de gestion intégrée des parasites, par exemple pour disperser avec précision et à faible coût des bio pesticides28 afin de lutter contre les parasites et les maladies des cultures.

27

EPSRC : engineering and physical sciences research council Les bio pesticides sont des éléments organiques qui remplacent les pesticides de synthèse jugés dangereux pour la planète. Ce sont des organismes vivants ou des dérivés composés de molécules naturelles. Ils mènent une lutte efficace contre les parasites du jardin comme : les bactéries, les champignons ou les nématodes.(wikipedia) 28

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Figure 16: exemple Robit de désherbage pour maraichage par Naio technologies (https://www.naio-technologies.com/)

Figure 17 : exemple de robot de désherbage des vignes par Naio technologies (https://www.naio-technologies.com/ )

Et comme nous l’avons déjà cité, l’agriculture Tunisienne utilise 80 % de toutes les sources d'eau .En Tunisie, les conditions météorologiques peuvent jouer un rôle imprévisible dans l'agriculture avec de courtes périodes de sécheresse ou d'inondations dans de nombreuses zones rurales. Cette imprévisibilité rend difficile la mise en place de systèmes fixes de drainage ou d’irrigation à un coût justifiable. Les problèmes liés à l'eau sont complexes. Par la suite, toujours d’après la même source, la robotisation agricole aidera les agriculteurs à mesurer, cartographier, optimiser l'utilisation de l'eau pour l’irrigation et à diminuer la pollution des eaux (ruissellement de nitrates, de phosphore, de pesticides et de sédiments, etc.)

Qui a de graves effets négatifs sur l’environnement, ceci permettra la gestion durable et équitable des ressources naturelles (sol, eau, biodiversité) en les conservant et en contrôlant la salinisation des sols et la perte de leur fertilité.

Pour conclure La robotisation agricole peut apporter des solutions aux contraintes que le secteur agricole rencontre , en permettant d’effectuer avec précision des tâches répétitives et d’intervenir dans des zones difficiles (dans les vignobles en forte pente, par exemple) sans exposer les individus. Elle face au manque de main d’œuvre : Les jeunes ne veulent plus travailler dans l’agriculture nous répètent les agriculteurs. Elle utilise des technologies de précision pour appliquer des engrais et des pesticides et réduit ainsi environnementaux. Elle permettra également

les impacts

le développement des filières des produits

agricoles et aide à faire face à l’impact du changement climatique.

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b. Robotique dans les champs : vers une labellisation automatique du produit agricole Dans le cadre du label pour une agriculture biologique, l’utilisation de la robotique en agriculture permet de vérifier automatiquement si la charte de l’agriculture biologique est bien respectée sans que des experts aient besoin de se déplacer sur le terrain.

Le chef de cabinet du ministre de l’Agriculture, des Ressources hydrauliques et de la Pêche, Boubaker Karray, a insisté sur l’importance de la labellisation du produit agricole tunisien et a souligné que “cette labellisation permet de valoriser le savoir faire des agriculteurs locaux, d’accroître leurs revenus, de créer de nouveaux postes d’emploi, d’impulser les exportations agricoles et de créer une notoriété et une réputation relatives à certains produits de terroir, à l’échelle internationale”.

De son côté, Lotfi Ben Mahmoud, directeur de l’arboriculture fruitière et des cultures maraichères, affirme qu’en Tunisie on compte 415 produits présentant un grand potentiel pour être labélisés IG29, dont 220 sont éligibles immédiatement à bénéficier de ce label. Mais pour lui, « la démarche de labellisation fait face à plusieurs contraintes, notamment le faible niveau d’organisation des producteurs, la faible coordination entre les acteurs des filières à l’échelle territoriale et nationale, ainsi que l’absence de système de contrôle, de protection et de certification ».

Le centre national de robotisation agricole pourra avoir la possibilité d’établir une coopération avec les acteurs publics qui délivrent les certifications. A travers les robots, Les capteurs et autres objets connectés, Par les données qu’ils transmettent automatiquement, la labellisation des produits agricoles pourra être simplifiée, fiable et surtout économe en temps.

c. Former les agriculteurs afin de comprendre les enjeux de la robotique agricole Si l’apport des nouvelles technologies pour les agriculteurs de demain est un premier pas, nous devons aussi tenir compte de l’ignorance des agriculteurs en matière de numérique 29

IG : Indication géographique

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et de la technologie. Quelques compétences sont nécessaires au travail de l’agriculteur : le maniement des suites de logiciel de bureautique, le fonctionnement des appareils mobiles, l'utilisation et la recherche sur internet, la compréhension des nouveaux outils automatique d’aide à la décision, etc. Pour mieux comprendre l’évolution de leur métier, il faut que les agriculteurs soient un minimum informés sur ce qu’est le monde de la technologie et la robotique.

Dans ce cas l’architecte est responsable à établir une proximité et à tisser des liens de confiance entre agriculteurs , chercheurs et ingénieurs , en créant un espace qui permet ces derniers de former et apprendre aux agriculteurs le nouveau savoir faire relatif aux nouveaux outils et les permettre d’exploiter les nouvelles possibilités qu’offre la robotique dans le domaine agricole. Les chercheurs sont les acteurs évidents de cette formation. A travers des ateliers, en formant à de nouveaux outils qu’eux-mêmes peuvent mettre en place, ils permettent ainsi aux agriculteurs de s’approprier les robots nécessaires à la transformation de leur métier. Dans un logique multi-acteur, il serait également important d’associer les acteurs privés, qui gagnent un intérêt direct à l’appropriation des outils robotiques par les agriculteurs et pourraient ainsi être une source de financement pour l’exploitation de ces nouveaux robots.

Il est donc nécessaire d’intégrer cette formation dans le centre national de robotisation agricole, de former les agriculteurs et présenter les robots agricoles pour que les robots envahissent nos champs et le rendement de notre agriculture s’accroit et .Ceci peut aussi être un argument pour séduire davantage de jeunes à choisir ce métier qui souffre d’une image dépassée et d’importantes réticences quant à la pénibilité du métier.

d. Mieux comprendre la robotique agricole pour définir nos espaces Le robot agricole est une machine conçue pour accomplir certaines tâches dans le domaine de l'agriculture. Ces machines peuvent être des robots de récolte des fruits, les tracteurs et pulvérisateurs autonomes (sans conducteur) et beaucoup d'autres tâches comme par exemple dans le domaine de l'horticulture, telles que l'élagage, le désherbage.

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C’est un objet mobile qui intègre un ordinateur. Cette intelligence électronique sert à lui dicter un comportement donné en fonction de ce qui est perçu par les capteurs. Ces derniers lui fournissant une information sur son environnement : images lumières, sons, textures, etc. Bien précisément les paramètres agronomiques de la culture la plus importante (olive, orange, tomates, etc.) pendant presque tout le cycle de croissance et de post-récolte dans de grandes zones. Elles doivent fonctionner 24 heures sur 24 toute l'année, dans la plupart des conditions météorologiques, et disposer de l'intelligence nécessaire pour se comporter de manière judicieuse et se déplacer efficacement pendant de longues périodes, sans surveillance, dans un environnement naturel ou semi-naturel.

Les

robots

agricoles

sont

principalement

construits

avec

des

matériaux

communs. L'environnement d'exploitation et la résistance requise sont des facteurs majeurs dans le choix des matériaux. Selon S PRETZER, William dans son article ‘’Industrial Robot‘’ L'acier, la fonte et l'aluminium sont le plus souvent utilisés pour les bras et les bases des robots. Les robots agricoles mobiles, sont généralement équipés de pneus en caoutchouc pour un fonctionnement silencieux et une bonne adhérence au sol. Ces robots contiennent une quantité importante de composants électroniques et de câbles, et certains sont contrôlés par radio ou par laser Le concepteur d'un robot agricole, doit maîtriser des aspects liés à la mécanique et à la mobilité, Mr Gaëtan Séverac, ingénieur en robotique et Co-fondateur de Naïo Technologies30 nous explique, il doit pouvoir doter l'appareil de capteurs efficaces et programmer l'ensemble afin d'engendrer des mouvements en fonction des perceptions. ‘’Trois disciplines sont embrassées par la robotique : l’informatique, la mécanique et l'électronique (câbles et capteurs). ‘’ nous rajoute-t-il.

D’après un rapport d’étude de conception d’un robot agricole au nom de ‘’ Design of the mechatronic architecture of an agricultural mobile robot‘’ lors du 5ème symposium de l'IFAC sur les systèmes mécatroniques, nous avons pu déduire les étapes essentielles par laquelle passe la conception d’un robot agricole. En effet la structure mécanique se conçoit en étudiant les conditions de travail requises sur le terrain et les caractéristiques souhaitées du projet, en utilisant les étapes des processus suivant : 30Naïo Technologies : est une startup de la région toulousaine spécialisée en robotique agricole, créée

en 2011.

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

En premier lieu se fait la phase du recherche : la définition du produit qui consiste à la documentation, analyse, définition des paramètres initiaux : pilotage, traction, étude du cadre et dimensionnement (tenir compte de la hauteur de la culture, l’espacement) , puis la conception de la forme basique des logiciels de CAO et CAE sont utilisés pour valider une conception avant de s’engager à fabriquer des artéfacts physiques un dessin sur ordinateur des pièces mécaniques et électroniques se fait .

Après l’étude de viabilité économique, se fait la modélisation CAD, puis une simulation et une validation de la structure par un logiciel spécifique : la structure physique doit être adaptée à l'environnement agricole et développer une architecture d'intégrer les différents appareils électroniques dans des systèmes permettant son expansion par l'ajout de nouveaux appareils. Si l’analyse est validée on procède à la Programmation du logiciel et la commande des pièces détachées.

Une fois les pièces sont reçus et stockées on procède à l’assemblage du robot et La mise en place des unités de contrôle qui consiste à l’intégration de capteurs, d’actionneurs et de systèmes informatiques relatifs aux tâches de guidage et de navigation, mais également l’intégration de dispositifs liés à l’acquisition de données de variables agronomiques, qui composeront à terme le système . Ce dernier se met sous test de terrain il devrait pouvoir fonctionner dans tous les conditions de terrain. Finalement, si le produit est validé, il sera prêt à être expédié au client.

Nous avons établi ci-dessous un schéma résumant le processus de conception d’un robot agricole :

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

31

Figure 19: processus de conception d'un robot agricole 31

31

ShÊma traduiit par l’auteur

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Conclusion du chapitre

Dans ce chapitre nous avons réalisé que l'agriculture en Tunisie qui est un secteur économique très important, fait face a plusieurs contraintes économiques, environnementales et sociales, cela nous a mené à penser à la robotisation agricole demeure une solution prospective et très utile pour la Tunisie de demain, en permettant d’effectuer avec précision des tâches qui facilitent le travail de l’agriculteur en réduisant l’impact sur l’environnement.

Nous avons mis l’accent sur l’importance de l’intervention des architectes dans le monde rural qui est certaine. L’architecte peut concevoir un bâtiment à usage agricole, intégrer

de l’agriculture dans un bâtiment, où même intervenir à l’échelle urbain. La

différence d'intentions fait diversifier les actions et les réflexions des architectes. Les contextes urbains, l’échelle du projet

les matériaux utilisés... etc. Et dans notre cas,

l’intervention de l’architecte sera au niveau de la conception d’un centre de robotisation agricole, qui sera installé a Siliana.

Comme la robotique agricole est une révolution récente dans les champs, nous ne trouverons pas encore des projets dédiés spécialement à ce genre de progrès technologique.

Par la suite la recherche sur le processus de conception de robot agricole, les différents intervenants fut nécessaire et avec l’étude de cas dans le chapitre suivant, nous serons capable d’établir notre schéma fonctionnel, définir nos espaces, et pourvoir procéder à la conception de notre centre.

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Chapitre II : Etude de cas

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Introduction

Dans ce chapitre, les trois projets de référence vont servir de support complémentaire à la recherche effectuée au premier chapitre, au terme de laquelle nous sommes arrivés à définir les principales étapes par lesquelles passe la conception d’un robot agricole.

Le premier projet de référence nous intéresse particulièrement pour son intégration au site, ce dernier étant similaire au nôtre. Nous nous intéresserons aussi à son enveloppe simple qui assure une vue cadrée sur la forêt, à la façon avec laquelle chaque cellule habitable du projet épouse les courbes du terrain, et aussi au système énergétique du bâtiment et comment l’architecte intégra les éléments naturels de l’extérieur à l’intérieur du projet.

Les deux autres projets de référence, bien qu’ayant des fonctions différentes, des implantations différentes, un rapport d’échelle différent et que la manière de les approprier ne soit pas la même, ont une certaine complémentarité architecturale. En effet, tous deux vont nous servir de références fonctionnelles à travers lesquelles nous tenterons une approche programmatique qui nous emmène à la quantification et la qualification des espaces, ainsi que des relations qu’ils entretiennent .

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A L'insttitut de rechercche sur A.

la

foresterie

ett

la

naturre ALTE ERRA : a Qui esst Stefan BEHNISC a.

CH ?

Steffan BEHNIISCH, est un u architeccte alleman nd né à Stuttgart. En E 1989, il a créé un bureau b d'architecture co onsacré à l'architectture bioclim matique, quii consiste enn la concep ption de bâtiments à faible con nsommationn d'énergie eet à forte sy ynergie humaine.

Il a créé des bâtiments qui ont étté des repèères en Europe danns cette nouvelle tenddance de coonception durable, d par exempple, l'institu ut de recherrche sur la foresterie et la nature de Wageningen W n (Pays-Bas)).

b Présen b. ntation d du projett : D D’après le site s de BEH HNISH Architecture, l’’Institut de Foresterie eet de Recheerche sur la Naturre, maintenant appelé «Alterra» , à Wageniingen, aux Pays-Bas, P éétait un projet pilote de l'uniion europééenne qui développe d l conceptss écologiquues dans unn bâtiment, dans le les cadre d’’une coopérration entre le Ministèrre de l’Agricculture, dess Ressourcess Naturelless et de la Pêche et e le Ministèère de l’Habbitat, de la Planification P n et de l’Envvironnemennt.

L travauxx de constrruction ont commencé en 1994 et Les e se sont aachevés en 1998.Le projet a suivi le thhème «connstruction huumaine et écologique é pour le futtur»,à l’occaasion du sommett de Rio dee Janeiro32. Le projet prévoyait p une u réductioon maximalle des émissions de dioxydee de carbonne. De plus, il devait êttre construitt dans le caadre d'un buudget standard, afin de démoontrer que des d stratégiees de constrruction duraables peuveent être réalisées sans le l besoin de grandds investissements.

3 32

La conférencce des Nationns unies sur l’eenvironnemen nt et le développpement, pluss connue sous le nom de sommet de d la Terre de Rio de Janeirro ou sommet de Rio qui s’eest tenue à Rioo de Janeiro aau Brésil du 5 au 30 juin 1992,

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Alterra est le meilleur institut de connaissances pour l'environnement vert aux PaysBas.Il favorise les relations sociales et l’utilisation durable de cet espace. Cette expertise concerne : la gestion de l’eau et adaptation au climat, conservations des sols, de l’environnement, de la nature et de la biodiversité, des forêts et des paysages, de l’utilisation durable de l’espace. La surface de plancher hors œuvre brute est de 11.800 mètres carrés. La caractéristique la plus particulière de l’Institut de Recherche, construit selon le plan de Stefan Behnisch Architekten, est son lien constant avec la nature et le paysage environnant à l’aide des jardins, à la fois intérieurs et extérieurs.

c. ALTERRA en communication avec le site : L’institut se situe au nord de la ville universitaire de Wageningen à proximité des autres instituts agricoles existants. Il visait à un centre de recherche fonctionnel et convivial fonctionnant en harmonie avec la nature, polyvalent et écologiquement sain. Le bâtiment ne domine pas son environnement rural, mais communique plutôt avec lui, tous les lieux de travail étant en contact direct avec les jardins intérieurs et extérieurs.

D’après BEHNISH,le site dans lequel s’inscrit le projet était une terre surexploitée au nord de la ville universitaire et inappropriée pour un projet de cette nature. Au lieu de tenter une «re-naturalisation» du terrain, une stratégie de conception a été élaborée utilisant les quelques qualités écologiques restantes du paysage pour créer une vie intérieure qui sera accueillante pour ceux qui travaillent dans l’institut.

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ENTRE CAMPAGNNE ET VILLLE

Figure 20 : Trramme de la F zone rurale de d la ville de wageniingen.

Figuree 22 : Situatiion de l'instiitut ALTER RRA

Figu ure 21 : Vue aérien nne de la zonee urbain ne la ville dee wagengien

L projet faait face auxx bâtiments de la région Le n d’une parrt, et s’ouvrre sur la zon ne rurale d’autre part. Les figgures ci-desssous montrrent commeent cette oppposition enttre les deux x milieux se traduuit au niveauu du traitem ment des façaades et leur rapport pleein / vide.

Figure 24 : Façade don nnant sur lees bâtimeents voisins.

Figu ure 23 : Façade donnan nt sur les terres agrricoles

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d ALTER d.

RRA symbole de ll’architeccture bioclimatiqu ue : L deux jardins Les j intéérieurs couuverts sont le centre des activittés quotidieennes et constituuent des esppaces de rééunion inforrmels. Au-d delà, ils fonnt partie inttégrante du concept énergétiique du bâtiiment et am méliorent la performanc p e de l'envelloppe externne.

Des platteaux tertiairres à double épaisseur, é modulairess, distribués par p des atriumms et reliés par dees passerelless : plasticité du d plan Figure 25 : lles passerellees reliant les voolets du projeet

Continuitéé visuelle

Jardin Extérieur Fleuri

Jardin couuvert

Jarddin couvert

Jarddin sur terree Jardin aqquatique Humide

Figure 26 : Coupe surr les jardinss du projet

Le restaurantt et la salle de d conférence donnent sur l’aatrium et la bibliothèque b see prolonge enn terrasse surr le bassin.

Figure 27 : Biblioth hèque de l'institu ut

Figure 288 : restaurant de l'institut

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La consommation d'énnergie des laboratoires est forteement influencée par le système de ventiilation. Tout l'aair fourni et extrait est régulé via le toit t des laborattoires orienntés au nord.

- La récuupération de chhaleur : Chhaque pièce disspose de son propre p puitss vertical dans la zone du coouloir.

Les unités de climatisation sont Les ailees des laboratoirres : Figure 29 : les aiiles des bureau ux donnant surr les atriums instaallées au plafonnd, permettant ainsi un reefroidissement nocturne n en étéé.

Des éléments tels que des murrs en pierres sèchhes, des bosquetss et des allées éparpillés, é Ailess de laboratoiress des haies, dees bermes, des étangs, des maarécages et dess canaux d'eau ont été introduits, créant des microcclimats complexees et variés crréant

des écoosystèmes

é délicatement équilibrés.

Figure F 30 : Plan P Rez-dee-chaussé dee -Les deux tiers de laa façade des ailes a de bureauux sont L’inst titut ALTER RRA occuupés par l'atriumm.

Les chammbres sont alimentées en air frrais par les fenêêtres.

-Les façaades faisant facce à l'atrium nee sont pas expoosées à Les aiiles des bureauxx : la pression p du vent, -Un exttracteur d'air vicié, fonctionnnant à une pression p inféérieure à la preession atmosphéérique pour assurer la circulattion de l'airr dans les burreaux, est insttallé au centree de chaque aile a de bureeau.

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e Conce e. eption esssentielle ement éne ergétique : L L’architecte e a opté pouur une relattion optimalle entre la consommati c ion de resso ources et la perfoormance duu bâtiment. Les deuxx figures ci-dessous c m montrent l'uutilisation des d toits standardds fabriquéss en série de d serres hoorticoles, caar selon lui ils coûtent 75% de mo oins que les toitss sur mesurre. Nous notterons le chhoix de com mposants dee toiture inddustrielle, ainsi a que des ouvvertures de ventilationn, des dispoositifs de prrotection soolaire sur m mesure régllables et l’utilisaation des toittures terrassses pour une meilleure gestion d’eeau.

L'imperfeection esthétiqque délibérée est un appel à une expériennce architectuurale p principalement t sensorielle.

Figure 31 3 : Système dee récolte d'eauxx Dessiné par Marie Héélène CONTAL L

Figure 32 : Toits staandards de serres

Figure 33: Laa toiture terrrasse pour une u o optimisation n de gestion d'eau d

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L bâtimennt a été conççu comme une structu Le ure à faible consommaation d’énergie avec une exccellente peaau isolée thhermiquemeent. Les atriiums sont l’un l des prrincipaux piiliers du conceptt énergétiquue. La conceeption du bââtiment perm met une utilisation touut au long dee l'année de l'atriium multifoonctionnel. Le chauffaage n’est reequis que dans d les prrincipaux domaines d fonctionnnels, c’est--à-dire à l’eexception dees atriums. Les deux fiigures ci-deessous monttrent que toutes lees salles de travail ont des ouvertuures de fenêêtre fournissant un éclaairage de l'eextérieur ou de l'aatrium centrral.

Figure 34 : la façade nord donnant sur un F bassin de réttention des eaaux pluvialess.

Figurre 35 : un dees atriums du d projet

La façaade nord a été partiellement rééalisée en tant que système d'isolation thermiqque transparent,, garantissant

Le bâtiment diispose de granddes étendues dee

que la lumièrre du jour pénèètre dans les pièèces à une

vitrage dans les bureaux de d l’atrium afinn

profondeur d'eenviron 7m.

d’assurer une aabondance de luumière naturelle.

Dans le but d'aaméliorer le bilan énergétique.

Des élémentss tels que dees murs en piierres sèches,, des

bosquets et des d allées épaarpillés, des haies, h des étaangs, des marécagees et des cannaux d'eau onnt été introdduits, créant des microclimats m coomplexes et variés v créant des écosystèmes équilibrés.

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LLumière natuurelle maximmale Protectiion solaire Isolation thermique

Ventilaation natureelle Système de d refroidisssement

Une protecction solaire pour p éviter l’éblouissemment dans les atriums + une ventillation latéralee ont été fournis daans la zone du d toit de l’atrium,

Figure 36 : coupe sur lees atriums du u projet

E hiver, l’effet tampoon des atriuums minimisse la consom En mmation d''énergie: la perte de chaleur par la façaade est réduuite et l'air frais destin né aux burreaux, etc., est préchau uffé. Les atriums offrent unee protectionn contre le vent, ainsi des conditiions agréabbles sont offfertes au bâtimennt pendant presque p touute l’année. Pendant lees mois d’étté, le bâtim ment se fait aérer et refroidirr grâce à laa circulationn de l’air noocturne comme le moontre la figuure ci-dessus, ce qui permet d’éviter le besoin b de reefroidissemeent mécaniq que.

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f. Conclusion : A partir de ce projet, nous avons pu dégager des concepts architecturaux susceptibles de nous inspirer pour notre conception par la suite. La façade transparente, la toiture végétale, ainsi que la toiture serre sont de réels points de force. Dans ce projet,la conception architecturale est une résultante des données du contexte urbain et de l’environnementet la prise en compte de l’acteur humain et la réponse à son besoin.

La conception énergétique y est économique et intelligente. La façon de traiter les deux façades totalement en contraste, la transparence et la mise en valeur

de la façade qui

embrasse la nature et la toiture vitrée qui permet de profiter du rayonnement solaire, l’utilisation de matériaux durables permettent de réduire l’empreinte énergétique du bâtiment.

Le centre fait ainsi office de serre. Enfin, la distribution des espaces permet d’encourager l’interaction entre les employés.

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B. Cen ntre d'in ngénieu urs de l''Universsité Clem mson Ca arroll A. Cam mpbell Jr. 33 : a Description du a. u projet L centre d'iingénierie Carroll Le C A. Campbell C Jr.. est le prremier bâtim ment universitaire d'inngénierie ett de recherche autom mobiles pourr l'Universitté Clemson n qui se troouve à Greeenville, auxx Etats-Uniss. Conçu en n 2006 parr Mack Sccogin Merrill Elam Architects, ill est d'unee superficie de 85.000 m² m .

Figure 39 : façade arrière du projet donnant d sur lee lac

Figuree 37 : Situation n du projet

Figu ure 40 : façad de principalee du projet

Figure 38 8 : vue aérienne du projet

S Selon le site ArchDailyy, le centre est conçu pour p encourrager la colllaboration entre les étudiantts et les cheercheurs, poour créer unn partenariaat entre l’inndustrie, le m monde univ versitaire et le pubblic. Il abriite les nouvveaux prograammes d'étu udes supérieures en inggénierie auttomobile de l'uniiversité, quui seront axxés sur la réalisation r de produitss et l'intégration de systèmes s automobbiles, la fabbrication et la l conceptioon. Le centrre permet auux étudiantss d’expérim menter en profonddeur des proojets de reccherche qui sont entièrrement finanncés par la plupart des grands construccteurs autom mobiles duu monde. Chaque C année, un constructeur auutomobile différent d soutientt une version de prototyype que les élèves déveeloppent pendant toute l’année.

3 33

Carroll Ashm more Campbeell Jr., était unn homme politique du Parti républicain r am méricain qui avait a été le 112ème gouverneur g dee la Caroline du d Sud de 1987 à 1995

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a Espace flexible a. e pour un n meilleu ur échang ge

L projet se base suur trois cooncepts esssentiels: coorps, corpss/esprit, esp Le prit, qui déterminent la disttribution paar couches des différeentes fonctioons. Le Graduate Eng gineering d l’universsité Clemsoon servira de d rampe dee lancementt pour l’innoovation de bâtiment b Center de favorisaant l’apprenntissage par les pairs, lees projets d’étudiants et e les expériiences pratiques. Sa compossition est enn relation avvec les condditions topog graphiques et ses proprriétés esthéttiques se marientt avec le payysage qui l’entoure. L’imbricatio L on des form mes crée dess vides, des espaces en doubble hauteurr. Les videes et les esspaces flex xibles apparrus permetttent une co ontinuité visuellee avec l’extéérieur. Et même m à l’intéérieur, les étudiants é peeuvent travaailler dans différents d ateliers mais collabborent et com mmuniquennt ensemblee.

Figgure 41 : croq quis d'intentio ons par l'arch hitecte

b Le pro b. ogramme e fonction nnel :

L zone de La d recherchhe est sépaarée selon le départeement de recherche. Chaque départem ment regrooupe une saalle de cheef de dépaartement et un centre de rechercche. Par conséquuent, chaquue individuu poursuit son propree travail inndividuel m mais il exiiste une collaborration, une possibilité p d discussioon informellle et un sens de la communauté. de L volet ennseignemennt du progrramme d'éttudes du centre Le c est ccentré sur le génie mécaniqque. L'écolee accueille des d étudiantts de maîtriise, postdocctoraux et ddoctorants, ainsi a que des

prrofessionneels. Le

cenntre

hébeerge

égaleement

dess

fonctionns

adminiistratives

complém mentaires.

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L troisièm La me composannte de l'édiffice est la fonction f pubblique qui ccomprend les salles de classe, l'audiitorium, lee café, laa bibliothèèque et lees espacess de réceeption / expositiion. Plusieuurs parties du d bâtimennt sont visueellement accessibles, cce qui encou urage un échangee plus large avec le pubblic.

Figure 42 : coupe sur s le projett

L Le

cœur

du

projett

est

l'espace à double hauteur h desstiné à l'entraînement des étudiants. é

Figure 43 : espace de fabrication

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Laboratoire d'intégratioon de systèmes dans lequeel se fait l'édittion de solutioons et logiciels innovants d’informatiquee

Ellectric lab General Lab

Accèès engin

S Stockage dees pièces méécaniques

Le hall d’assemmblage mécannique

Espace de d contrôle Ascennseur d’engin

Acccès engin

Atelierrs mécanique Circulation verticale Sanittaires Salle de d réunion

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Figure 44 : p plan 1 er ĂŠtag ge

Bureauux administrattifs

Open woorking spaces poour les ĂŠtudiannts en double haauteur

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Figure 45 : plan 2 ème étage

Espace de reestauration

commputer visualisattion Lab

c Conclu c. usion C Centre d'inggénieurs dee l'Universitté Clemson n Carroll A.. Campbell Jr. nous a servi de référencce pour quantifier les besoins enn surface selon s les diifférentes ffonctions d’ateliers, laboratooires, bureauux et espacce d’innovattion. Il va principalem p ment nous peermettre, à partir p de la lecturre et de l’annalyse de sees plans, de dégager les différentees fonctions qu’abrite un u centre de fabriication méccanique, les relations entre elles, ainsi a que lees espaces eet les surfacces qui y correspoondent. Laa variété des d program mmes spatiiaux contribue à la résultante spatiale, fonctionnnelle et am mbiante du projet. p L L’estimatio on des pourccentages d’occupation pour chaquue fonction nous sera utile par la suitee pour la coonception de d notre prrojet. Nous serons ainnsi en mesuure de calcculer les surfacess utiles selon les proporrtions proprres à notre projet. p 56

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C. Swiss innovation park « FLOW » a. Le projet : L’équipe d’architectes WALDRAP de Zurich a remporté le concours avec son projet «FLOW» parmi les 49

Figure 46 Situation du projet

projets présentés .

Ce projet est une plate-forme de la recherche et d'innovation, une infrastructure de recherche sophistiquée allant du développement à la production de prototypes et sert de site d’essai de développement de produits de technologie de pointe. Il se situe à Bienne en suisse, C’est un bâtiment d'environ 15.000 m² de surface de plancher est en cours de construction.

Figure 47 : maquette du projet(https://www.sipbb.ch)

b. La forme reflète l’innovation : Ce nouveau bâtiment prévoit d'offrir des postes des laboratoires et ateliers de travail aux startups et aux sociétés de recherche, un écosystème d'innovation attractif qui répond aux besoins technologiques spécifiques des entreprises industrielles. La mise en œuvre architecturale du volume est simple et claire. Le langage de conception est cohérent avec le choix des matériaux. Les fenêtres allongées soulignent le caractère industriel du projet.

Figure 48 : vue 3D du Swiss innovation Park (https://www.espazium.ch/)

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

La figure ci-dessous montre que la façade principale du bâtiment de cinq étages est clairement structurée et reflète le système structurel du bâtiment. Cette façade modulaire donne un effet de façade lisse et minimaliste. Dans ce projet, l’architecture elle-même incarne l’innovation, qui est traduite au niveau de la façade. La constitution de cette façade garantit l’isolation mais en même temps la construction squelettique et le vitrage laissent apercevoir depuis l’extérieur l’ambiance intérieure et la fonction de l'entreprise (innovation, recherche lieux d’échange, bureaux et structure du bâtiment).

Figure 49 : façade principale du projet modulable, transparente ( ttps://www.sipbb.ch)

Le centre est le cœur de l’édifice et est un espace d’innovation de deux étages visible de tous les côtés. Les salles de production et les ateliers sont aussi clairement visibles depuis l’extérieur ce que nous ne sommes pas habitués à voir dans des projets à caractère industriel.

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

c. Plans et distribution fonctionnelle

L’architecte propose une construction squelette à trois nefs avec un atelier de deux étages comme centre. Le projet répond à l'exigence d'ouverture, de flexibilité et de rapport coût-efficacité. Il est constitué d’un sous-sol, de deux étages pour la fabrication et l’innovation en robotique ainsi que 3 autres étages pour les laboratoires et les bureaux. La construction s’effectue par assemblage d’unités modulaires modulables selon la fonction attribuée afin de créer un tout uni et unique.

Figure 50 :le Hall de fabrication

Un aménagement modulaire des salles et une construction de haute technologie garantit des espaces flexibles et une circulation fluide entre les entités. Tout cela en tenant compte de l'optimisation énergétique de l'ensemble du système.

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Une attention particulière est accordée au hall de fabrication, qui est un atelier de deux étages. Il est positionné au centre du rez-de-chaussée et constitue fonctionnellement le point central de la conception grâce au vitrage qui l’entoure et aux zones semi-publiques environnantes telles que la réception, la cafétéria, l’auditorium, les espaces d'exposition, les ateliers, et les bureaux. Le plafond est mobile réglable selon le besoin, il est possible d'y accéder par l'arrière avec des engins pour le transport ou la décharge de matériel. La structure reste visible dans la conception et donne au bâtiment un caractère industriel. Les cloisons sont transparentes pour favoriser les échanges et la synergie entre les différentes zones.

Laboratoires de prototypes

Laboratoires de mécanique

Fabrication hall Laboratoires électroniques

Laboratoires de prototypes

Figure 51 : porte qui permet l'accès direct des engins au hall de fabrication

Ateliers de mécatroniques

Laboratoires de conception microcontrôleurs

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Le hall de Smart Factory Suisse mesure 1000m et fait sept mètres de haut, avec un toit mobile il abrite également une grue, la grande porte coulissante permet aux camions d'entrer et sortir.

L’espace

d’innovation

les

ateliers

d’électricité, soudage, mécatronique, etc. sont situés au rez-de-chaussée et seront visibles derrière des parois vitrées, symbolisant ainsi l’ouverture. Le cœur du projet est visible de l’extérieur et perceptible de l’intérieur des locaux, des espaces sont créés qui génèrent de l'innovation, favorisent les échanges et créent ainsi un pôle d'attraction pour les talents.

Espace continuité

ouvert, visuelle,

échange et interaction

Figure 52 : le hall de fabrication(https://www.sipbb.ch/ )ttps://www.sipbb.ch)

Le 2ème et le 3èmeétage sont dédiés à des ateliers et des bureaux de recherche louables.

Le plan sera ouvert, ce qui encouragera le travail en groupe. Ces laboratoires renforceront la collaboration entre les chercheurs pour partager l’équipement, les espaces de travail, de stockage et de services. Il comportera également des laboratoires fermés pour effectuer des recherches spécifiques. Les plans ci-dessous nous donnent une idée sur la qualité spatiale, l’aménagement que ce type d’espaces pourra abriter.

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Figure 53 : ateliers de travail louables pour des ingĂŠnieurs , chercheurs , etc. (https://www.sipbb.ch/ )

Figure 55: Espace pour les informaticiens et les ingĂŠnieurs Figure 54 : Les salles blanches

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Le 4ème étage est destiné aux salles de séminaires et aux bureaux administratifs.

Figure 57 : Auditorium

Figure 56 Open spaces pour réunions et conférences

d. Conclusion

Le bâtiment a été conçu dans le but de créer un environnement de travail avec de nombreux lieux de rencontre et des opportunités de coopération et d’échange d’idées et d’expériences. Les bâtiments de recherche et de laboratoires sont des structures complexes, car ils doivent être en mesure de faire face à une recherche exigeante et innovante et à de nombreux usagers d’espace.

Ce que nous retenons de ce projet architectural c’est qu’il vise à la création d’un espace favorable aux rencontres et échanges humains et à la synergie des activités à travers une conception structurelle et des espaces flexibles. Il nous a fait découvrir une diversité 63

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

fonctionnelle harmonieuse et a retenu notre attention avec son organisation toute en verticalité. Il nous a donné une idée sur les types d’espaces et de programmes nécessaires pour concevoir un centre qui va unir plusieurs

types d’espaces, recherche, innovation,

fabrication, etc. ainsi que définir les surfaces. Les conditions spatiales réunies sont opérationnelles et optimales pour le parc d'innovation.

En effet tous les ateliers et les espaces de travail sont situés autour d’un noyau central de développement et de technologie ce qui favorise les interactions entre les différentes fonctions. L’espace de travail modulaire, le hall de fabrication est entouré de laboratoires, ateliers transparentes dotés de grandes fenêtres, ce qui permet aux employés d'échanger et de voir les expériences réalisées dans les laboratoires. Cette conception permet une transparence totale et une interaction interdisciplinaire, créant un espace véritablement unique et collaboratif.

64

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Conclusion du chapitre :

A partir de l’analyse de ces projets et la recherche effectuée depuis le début de notre travail, nous pouvons imaginer le rapport que nous allons établir entre le bâtiment et le site, les relations entre les espaces intérieurs et extérieurs du bâtiment et définir nos besoins en terme de quantité et qualité spatiale.

Ceci nous permettra d’établir une approche

programmatique du projet et nous verrons par la suite émerger des intentions conceptuelles qui mèneront au parti architectural. Ainsi, nous entameronsl’étape de conception architecturale, en mettant à profit toutes les informations récoltées depuis le début de ce travail.

65

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Chapitre III :Du site au parti...

DĂŠmarches conceptuelles

66

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Introduction

La conception architecturale nécessite avant tout,

la connaissance du contexte

spécifique au cadre d’intervention. Cette connaissance nous permettra de procéder à la conception et à adapter le projet à son contexte. Nous précéderons, dans un premier temps par l’analyse du site afin de tirer les potentiels et contraintes qu’il faut prendre en considération ce qui nous permettra de contextualiser le bâti dans son environnement immédiat pour que l’intervention soit significative et harmonieuse avec son environnement. Ceci présente une étape essentielle qui assurera une meilleure réponse quant au programme que nous allons définir. Nous terminons le chapitre par présenter nos intentions par rapport au projet.

67

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

A. Quelles fonctions abritera le centre national de robotisation agricole ?

Le centre national de robotique agricole de Siliana sera un projet polyfonctionnel et assurera les fonctions de recherche, d’innovation en robotique agricole, de production de prototypes exposition et de formation des

agriculteurs sur ce qu’est le monde de la

technologie et la robotique dans le secteur agricole. A partir des données conclues au premier chapitre et les projets de références au deuxième chapitre nous avons pu déterminer les usagers et leurs besoins dans ce centre.

La diversité fonctionnelle créera un dynamisme au sein du projet et une complémentarité entre ses fonctions. Notre centre sera efficace sur les trois plans économique, social et environnemental, éléments clés pour un projet durable.

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Le centre nationaal de robotissation agriccole de Siliaana



E Espace de travail ouvert et zon nes de colla aboration

Le hall h de fabriication est un u hall danss lequel les chercheurs conçoiventt, développeent et testennt l leurs projetts. C’est unn grand Esppace en douuble hauteu ur avec unee installationn portique industriel et e é équipé de machines. m L hall pourrra aussi com Le mprendre une u arène expérimenta e ale avec cag ge en filet et e d commuuniquer avecc les autres ateliers doit

Figure 58 :roobotic hall à pathway innovation center

F Figure 59 : zon ne de commande pour les ingén nieurs

Figure 60 : arène exp périmentale

69

Le centre nationaal de robotissation agriccole de Siliaana



S Salle blanc che pour lee génie électrique :

L secteur de Le d l’électronnique est trèès sensible .La propreté est de ce ffait très im mportante dans le circuit de fabrication f p exemplee d’un micrroprocesseuur, un circuiit intégré. Travailler par T bilité des en sallee blanche peermet alors d’empêcheer toute conttamination qui peut ruuiner la viab produitss fabriqués. Cette insstallation haautement stérile et saaine évite ll’introductio on et la conservvation de touute particulle dont les proportions p constituentt un dangerr pour les matériaux m servant à la fabricaation des com mposants éllectroniquess.

Figuree 61 : salle blannche pour Application é électronique htttps://www.opplusr-



Procédures

d'entrée /

sortie pour

les

personnes,, les matières ett les matériels

Etage techniique pour systèème de traitemen nt del'air (filtratiion, maintien d'un ne surpression ou o d'une dépressiion, maîtrise de la températuree et de l'hygrom métrie)

E Espaces de e travail po our inform maticiens ttechnicienss et ingénieurs

D Dans l’ateliier de mécaatronique les outils ett les ressouurces disponnibles sur lee lieu de travail, notammentt des imprim mantes 3D,, des décou upeuses au laser, des éétablis et dees outils d'atelierr.les rangéees de bureauux de travaail doivent être ê facile à déplacer

selon les besoins

nous prrenons ci-ddessous l’exxemple d’uune salle dee mécatronique et unee salle de création (inform matique) du département d t d'ingénierie d'Ivy Tecch.

70

Le centre nationaal de robotissation agriccole de Siliaana

Figure 62 coonfiguration n spatiale faab lab de départem d ment d'ingéniierie d'Ivy Techhtttps://formlabss.com/blog/creaating-a-fab-labb-tipsfrom-ivyy-tech-engineeering/

Fiigure 63:: la salle de mécatroniiquehttps://forrmlabs.com/bloog/creating-a-ffab-

Figurre 64 ; ccreative lab b (pour less in nformaticienss)https://formllabs.com/blog//creating-a-

lab-tips-from-ivy-tech-enggineering/

fa ab-lab-tips-from-ivy-tech-enggineering/

71

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

B. Approche programmatique : a. Tableau des espaces

72

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

ESTIMATION DE LA SOMME TOTALE DE SURFACE BATI DU PROJET : 3580 m2

Dans le centre national de robotique agricole à Siliana, il y aura

des espaces ouverts au public et

d'autres réservés au personnel. Les espaces ouverts au public tels que l’auditorium et l’espace d’exposition seront accessibles par le hall d'accueil, qui lui-même desservira l’espace de circulation intérieur qui mène à l’administration et à la zone d’innovation et de recherche, également accessibles directement depuis l'extérieur.

Ces ateliers communiqueront directement

avec le site et le jardin d’hiver qui sera un espace d’interaction entre les personnels.

Figure 65: diagramme fonctionel

73

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

C. Du site au parti : Le terrain se trouve à Siliana au nord ouest de la Tunisie. Cette région ayant de grands potentiels agricoles se situe au centre de toutes les régions agricoles : Beja, Sidi bouzid, Kef, Kairouan ce qui permettra d’échanger économiquement avec le projet et sert de point de convergence des grandes routes qui structurent la ville et la grande circulation. La zone témoigne d’un grand afflux et de beaucoup de dynamisme et de mouvement.

Figure 66 : situation du terrain google maps

Figure 67 : situation du terrain google Figure 68 carte routière de Siliana / ATLAS SILIANA

maps

!

Figure 69 : situation du terraingoogle earth

74

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

.Le terrain se trouve dans une extension rajoutée récemment, cette extension est facilement reconnaissable puisqu’elle est équipée de plusieurs bâtiments administratifs et abrite la cité universitaire

: l’institut supérieur des hautes études technologiques (ISET) le

restaurant et le foyer universitaire.Ceci offre une grande visibilité au projet.

ISET : institut supérieur des études technologiques

Tribunal

Lycée pilote de Siliana Délégation régionale de l’éducation de Siliana

Foyer universitaire

Figure 70 : l'extension de la cité universitaire de siliana PAU

de type R+3

Le

terrain

occupe

une

superficie de 15000 m2 qui sera divisée sur deux, une partie pour le

projet

et

une

partie

expérimentale. Le terrain donne sur 2 rues différentes et est donc accessible par les cotés nord coté EST et coté SUD. Figure 71 : le terrain du projet google earth

75

Le centre nationaal de robotissation agriccole de Siliaana

C Cette extennsion est le résultat d’uune

2

transitioon douce enntre deux éccosystèmes le tracé urrbain de laa ville de Siliana et les terres aggricoles coombinées dans d une griille d'échiquuier déform mée. Cette oppositiion

transitioon,

sera plus tard traduite

au

1

niveau du d projet, par p la fluiditté de l’espace, l’ambiaance intérieeure les deux d façaddes exposéees l’une quui embrassee la nature et l’autre qui q fera facee à la ville.

Fiigure 72 : vue sur l'extensioon de la cité universitairego u oogle earth

Figure 73 : skyline cotéé nord du proojet

Figure 74 skyline coté sud du projeet

76

Le centre nationaal de robotissation agriccole de Siliaana

77

Le centre nationaal de robotissation agriccole de Siliaana

A partir de la trame dee l’environnnement exisstant q ressembble à un jeuu d’échiquier et ses lignes qui g géométrique es des form mes géométtriques sim mples s sont extraitees pour se transformer t en volumess 3D d dynamiques s

Figgure 75 : les premières p esq quisses 2D

78

Le centre nationaal de robotissation agriccole de Siliaana

Figuree 76 esquisse 3D D (1)

Figure 77 : esquisses 3D (2) (

79

Le centre nationaal de robotissation agriccole de Siliaana

Figgure 78 : esquissses 3D ( 3)

80

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Suite à notre recherche, les superficies des espaces sont maintenant plus étudiées et plus raisonnables et le terrain est divisé sur deux. Dans la proposition suivante nous avons proposé une esquisse 2D que nous avons traduit après en 3D où les deux entités ont été reliées entre elles par un volume central. Celui-ci fera office d'entrée principale pour les visiteurs et abritera le hall d'accueil ainsi que l'espace d'exposition. . Les deux entités communiquent mal et la forme semble être complexe ce qui ne convient pas à notre type de projet.

Figure 79 : 4ème esquisse

81

Le centre nationaal de robotissation agriccole de Siliaana

A partir des d lignes de la tram me des terrees qui entou ure notre parccelle , une série s de moouvement quui fait naitree le projet qui semble appparaitre de la l terre pouur embrasserr la nature d’uune part et accueillir a le public d’auutre part

z

D Dans l’esquiisse ci-desssus, nous avons a déécidé de reelier les deeux volumees en lees croisantt ceci crééera une sorte d’espace inntérieur quii servira à la ciirculation eet les espacces en com mmun dees usagers ddu centre. -

F Figure 80 : 5 ème esqu uisse

82

Le centre nationaal de robotissation agriccole de Siliaana

Figu ure 81 : esquiisse de maqueette

L’esspace l l’administra ation

réservé

pouur

vasste

c comparaiso n avec less autres.

enn i il

f pus d’éétude pour l’espace faut

Entrée

Plan RDC

Eviter de placerr des fonctions l’auditoriuum

Pllan 1ER ETA AGE

Plan 2emee ETAGE

Figure 82 : esquisses de plans

83

sur

Le centre nationaal de robotissation agriccole de Siliaana

D Dans l’esquuisse ci-desssous nous avons a décidé d’inverserr les deux vvolumes cecci offrira une meeilleure vissibilité au projet. Auu RDC, la partie du projet cotté nord

regroupe r

l’adminnistration et les espacess destinés auu public : l’espace d’exxposition et l’administrration en étage, l’’auditorium m et la cafétééria. La moiitié coté sud d du projet, qui donne ssur le jardin n d’hiver et les terres agricolles du coté sud, s regrouppe quant à elle e les espaaces destinéés aux emplo oyés, les ateliers de recherchhes, les labooratoires et les l hall de fabrication f d petits et ggrands robo de ots.

Figure 83 volumetrie de d projet vues 3 D

84

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Organiser l’accueil, se débarrasser des coins morts en créant des espaces verts

Prévoir une sortie vers l’extérieur du projet pour le bloc administratif, il est préférable de placer une partie de l’administration dans le RDC

Aller dans le détail de l’auditorium et tenir compte des différences de niveaux pour placer les ouvertures les sorties de secours , nous aurons ainsi besoin de créer un escalier pour le niveau le plus haut

Prévoir une sortie pour l’espace de restauration Dégager la circulation et éviter les couloirs trop longs et étroits Figure 84 : Plan RDC version 1

85

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Des modifications ont été apportées sur le plan nous avons décidé de placer une partie de l’administration au RDC , rendre l’exposition sur deux niveaux et consacrer un espace pour la fabrication des petits robots et drones et un autre espace pour la conception des grands engins ,ce qui permettra de rendre les ateliers de recherche et de fabrication qui sont liés fonctionnellement, en communication dir

Laisser ce coin libre et bien

visible

depuis

l’extérieur , et créer une entrée depuis l’extérieur

Placer un bureau d’accueil,

Bloc sanitaire pour le

un mur en bois perforé créer une rampe

public

pour accéder à l’auditorium les sorties de secours

Minimiser la largeur de l’espace de circulation ,

Placer les espaces avec des zones de stockage sur la partie qui donne sur l’extérieur du projet Dégager

l’espace

de

circulation, Les employés Créer

des

vestiaires

accessibles de l’extérieur

Figure 85: Plan RDC 2 eme version

86

, placer

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Un

bloc

sanitaire

nécessaire l’auditorium

est pour

et accorder

plus attention et étudier les niveaux

Prévoir les sorties secondaires de s de secours

Inverser circulation

le

verticale

bloc

pour

de

Libérer

l’entrée à l’administration qui semble trop encombrée

Figure 86 :plan RDC 3eme version

87

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Dans L’esquisse ci dessous nous avons commencé l’étude et le traitement du projet.

Figure 87 : vues 3D du projet

88

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Toit charpente.

Administration mal aménagée et beaucoup d’espace résiduel

Ascenseur nécessaire pour ce bloc.

Cafeteria pour les personnels.

Les blocs escaliers, ouvertures se font selon la tramme structure

Minimum 7m.

Aménager l’accueil de sorte qu’on dégage la perspective visuelle

Figure 88 : Plan RDC

89

Le centre national de robotisation agricole de Siliana Repenser la du jardin structure de ne

forme de la cage d’hiver : car la toit plat en verre tient pas

Espace de circulation d’administration semble encombré , et l’administration est mal aménagé

Les blocs sanitaires doivent etre adjacent et penser aux emplacements des gaines

Figure 89 : Plan 1 er etage

90

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

91

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

92

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Conclusion du chapitre

Après avoir effectué la phase programmation, nous avons pu identifier le site et dégager ses principales caractéristiques à partir des quelles nous avons pu exprimer nos intentions conceptuelles par rapport au terrain et au projet.

Notre terrain étant idéalement situé dans une extension greffée récemment dans le milieu rural et avoisinant de lieux importants tels que la cité universitaire et les bâtiments administratifs. Le centre national de robotisation agricole sera un projet repère de cette petite cité universitaire. Par ailleurs, la diversité programmatique, entre espace consacrée au public et espace consacrée au personnels du projet, ajoutera un dynamisme interne au sein même du projet. Ces entités séparées fonctionnellement mais réunies volumétriquement.

Nous avons pris le parti d'exprimer sur le niveau formel, la notion de la greffe et la douce transition d’un milieu à un autre, de la ville , au monde rural , ceci se traduit au niveau des traitements des façades , où l’une fait face au paysage urbain et l’autre embrasse la nature pour l’inviter au sein même du projet et à la diversité de l’ambiance intérieure du projet

93

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Conclusion générale A travers ce mémoire de fin d'études, nous nous sommes engagés dans une réflexion sur le rôle de l'architecte dans la construction de la Tunisie de demain. En effet, l’architecte est redevable de se montrer visionnaire afin de proposer des projets prospectifs, qui se montreront utiles dans le présent mais surtout dans l'avenir. Nous nous sommes alors demandé de quelle manière, en tant qu'architecte, nous pourrions intervenir dans le but de contribuer à l’amélioration

du secteur agricole, qui est un secteur très important pour

l’économie tunisienne.

Nous avons donc commencé dans un premier temps par nous renseigner sur l'agriculture tunisienne, ses enjeux et ses typologies ce qui nous a mené à penser à la robotisation agricole qui pourra aider au freinage de la régression inquiétante de ce secteur et à l’amélioration de la production en terme de quantité et de qualité. Ainsi nous avons proposé la conception d’un centre de robotisation agricole et nous nous sommes intéressés de plus près à la ville de Siliana et ce parce que Siliana, se caractérise par une importante croissance des terres agricoles, une production végétale très diversifiée et surtout parce que la région de Siliana a une position stratégique car elle constitue un point central entre toutes les régions agricoles du Nord-Ouest le Centre et le Sud du pays. Ce centre aura pour vocation la recherche, l’innovation et la production des prototypes des robots agricoles convenables à notre agriculture, des drones et assurera aussi la formation des agriculteurs aux nouvelles technologies. Il s'agit d'un projet polyfonctionnel qui aura des impacts positifs sur les plans économiques, sociaux, et environnementaux.

Dans un second temps, nous avons procédé à l'analyse de projets architecturaux que nous avons jugés intéressants et qui ont pu nous inspirer. Le Swiss innovation park

et le

centre d'ingénieurs de l'Université Clemson Carroll A. Campbell Jr, nous ont permis de 94

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

déduire les fonctions, les espaces, les surfaces, ainsi que les relations spatio-fonctionnelles qui s'établissent dans un centre d’innovation technologique. Quant à Lumen : the institute for forestry and nature research Wageningen au pays bas, c’est un projet qui s’implante dans un terrain similaire à notre terrain où nous avons été inspirés par la logique d’implantation du projet. Cette phase analytique a été nécessaire pour pouvoir aborder par la suite la phase finale de conception.

Dans un troisième temps, nous avons abordé la phase conceptuelle de notre projet, où l’analyse du site nous a permis de définir les besoins et les exigences du terrain auxquels il devra répondre .Nous avons mis à profit les synthèses d’analyse des trois projets de référence afin d’établir le concept et les intentions propres à notre projet qui ont constitué notre parti architectural. La localisation stratégique du projet et sa diversité fonctionnelle a rendu ce projet dynamique qui s’intègre dans son site et communique avec son voisinage. Le projet proposé sera l’aboutissement et la concrétisation de toutes les étapes précédentes c’est ainsi que notre centre national de robotisation agricole à Siliana participera a une vision prospective d’une Tunisie plus développée par la prise en charge de l’innovation et la création dans le secteur agricole.

95

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Table des figures Figure 1 : Les utilisations des ressources en eau(APIA) .............................................. 17 Figure 2 : Répartition des cultures(APIA).................................................................... 17 Figure 3 : la cueillette manuelle des olives ((www.flehetna.com/) ............................. 19 Figure 4: Récolte céréalière à Béja ............................................................................... 20 Figure 5 : répartition de la production des cultures maraichères par espèce(APIA) .... 21 Figure 6 : culture maraichères par les ouvrières agricoles ........................................... 22 Figure 7 : caricature : les jeunes qui ne veulent plus travailler dans le secteur agricole (https://directinfo.webmanagercenter.com/2012/09/29/tunisie-au-pays-des-chomeurs-on-vafinir-par-importer-de-la-main-doeuvre/) .................................................................................. 25 Figure

8:

Système

hydraulique

historique

de

Shushtar

IRAN(voyageeniran.com/Cities/View/26/Sushtar).................................................................. 26 Figure 9: Les jardins de Babylonehttps://sce-nery.blogspot.com/2019/01/hanginggardens-of-babylon-pic.html .................................................................................................... 26 Figure 10 : Section de rue par

Cerda(https://hectorenbarcelona.weebly.com/plan-

cerdagrave.html) ) .................................................................................................................... 27 Figure

11

:

potager

du

roi

Versailles(http://www.potager-du-

roi.fr/site/potager/index.htm ..................................................................................................... 27 Figure 12 : Réorganisation agraire, ferme et village radieux par le Corbusier (photo par Albin Salaün sur http://fondationlecorbusier.fr) ..................................................................... 28 Figure 13 : le principe de l’Unité d’exploitation agricole dans ses rapports avec les différentes vitesses permises par les voies de circulation(La version de 1959 des Trois Établissements humains présente .p. 79) .................................................................................. 28 Figure 14 : Une des études emblématiques de l'architecte australien Oliver Foster, qui intègre de multiples cultures et même des unités aquacoles. La production fournirait des boutiques d'alimentation et des restaurants et l'installation recyclerait les déchets

96

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

(https://www.futura-sciences.com/planete/actualites/developpement-durable-fermesverticales-mettre-champs-ville-41264/) ................................................................................... 29 Figure 15 : mur rideau agricole d'un restaurant proposé par Bohn & Viljoen(ouvrage ’ Second Nature, urban agriculture’’ ) ....................................................................................... 29 Figure 16: exemple Robit de désherbage pour maraichage par Naio technologies (https://www.naio-technologies.com/) ..................................................................................... 33 Figure 17 : exemple de robot de désherbage des vignes par Naio technologies (https://www.naio-technologies.com/ ) .................................................................................... 33 Figure 18 : processus de conception d'un robot agricole.............................................. 38 Figure 19: processus de conception d'un robot agricole 31 ........................................... 38 Figure 20 : Tramme de la zone rurale de la ville de wageningen................................. 44 Figure 21 : Vue aérienne de la zone urbaine la ville de wagengien ............................ 44 Figure 22 : Situation de l'institut ALTERRA ............................................................... 44 Figure 23 : Façade donnant sur les terres agricoles ...................................................... 44 Figure 24 : Façade donnant sur les bâtiments voisins. ................................................. 44 Figure 25 : les passerelles reliant les volets du projet .................................................. 45 Figure 26 : Coupe sur les jardins du projet................................................................... 45 Figure 27 : Bibliothèque de l'institut ............................................................................ 45 Figure 28 : restaurant de l'institut ................................................................................. 45 Figure 29 : les ailes des bureaux donnant sur les atriums ............................................ 46 Figure 30 : Plan Rez-de-chaussé de ......................................................................... 46 Figure 31 : Système de récolte d'eaux....................................................................... 47 Figure 32 : Toits standards de serres ........................................................................... 47 Figure 33: La toiture terrasse pour une optimisation de gestion d'eau ......................... 47 Figure 34 : la façade nord donnant sur un bassin de rétention des eaux pluviales. ...... 48 Figure 35 : un des atriums du projet ............................................................................. 48 Figure 36 : coupe sur les atriums du projet .................................................................. 49 Figure 37 : Situation du projet ...................................................................................... 51 Figure 38 : vue aérienne du projet ................................................................................ 51 Figure 39 : façade arrière du projet donnant sur le lac ................................................. 51 Figure 40 : façade principale du projet ......................................................................... 51 Figure 41 : croquis d'intentions par l'architecte ............................................................ 52 Figure 42 : coupe sur le projet ...................................................................................... 53 97

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Figure 43 : espace de fabrication .................................................................................. 53 Figure 44 : plan 1 er étage ............................................................................................. 55 Figure 45 : plan 2 ème étage ........................................................................................... 56 Figure 46 Situation du projet ........................................................................................ 57 Figure 47 : maquette du projet(https://www.sipbb.ch) ................................................. 57 Figure 48 : vue 3D du Swiss innovation Park (https://www.espazium.ch/) ................. 57 Figure 49 : façade principale du projet modulable, transparente ( ttps://www.sipbb.ch) .................................................................................................................................................. 58 Figure 50 :le Hall de fabrication ................................................................................... 59 Figure 51 : porte qui permet l'accès direct des engins au hall de fabrication ............... 60 Figure 52 : le hall de fabrication(https://www.sipbb.ch/ )ttps://www.sipbb.ch) .......... 61 Figure 53 : ateliers de travail louables pour des ingénieurs , chercheurs , etc. (https://www.sipbb.ch/ ) ........................................................................................................... 62 Figure 54 : Les salles blanches ..................................................................................... 62 Figure 55: Espace pour les informaticiens et les ingénieurs ........................................ 62 Figure 56 Open spaces pour réunions et conférences ................................................. 63 Figure 57 : Auditorium ................................................................................................. 63 Figure 58 :robotic hall à pathway innovation center .................................................... 69 Figure 59 : zone de commande pour les ingénieurs ..................................................... 69 Figure 60 : arène expérimentale ................................................................................... 69 Figure 61 : salle blanche pour ..................................................................................... 70 Figure 62 configuration spatiale fab lab de département d'ingénierie d'Ivy Techhttps://formlabs.com/blog/creating-a-fab-lab-tips-from-ivy-tech-engineering/ ............... 71 Figure 63: la salle de mécatroniquehttps://formlabs.com/blog/creating-a-fab-lab-tipsfrom-ivy-tech-engineering/ ...................................................................................................... 71 Figure 64 ; creative lab (pour les informaticiens)https://formlabs.com/blog/creating-afab-lab-tips-from-ivy-tech-engineering/................................................................................... 71 Figure 65 : situation du terrain google maps ................................................................ 74 Figure 66 : situation du terrain google maps ................................................................ 74 Figure 67 carte routière de Siliana / ATLAS SILIANA............................................... 74 Figure 68 : situation du terraingoogle earth ................................................................. 74 Figure 69 : l'extension de la cité universitaire de siliana PAU ..................................... 75 Figure 70 : le terrain du projet google earth ................................................................ 75 98

Le centre national de robotisation agricole de Siliana

Figure 71 : vue sur l'extension de la cité universitairegoogle earth ............................ 76 Figure 72 : skyline coté nord du projet ......................................................................... 76 Figure 73 skyline coté sud du projet............................................................................. 76 Figure 74 : les premières esquisses 2D......................................................................... 78 Figure 75 esquisse 3D (1) ............................................................................................. 79 Figure 76 : esquisses 3D (2) ......................................................................................... 79 Figure 77 : esquisses 3D ( 3) ........................................................................................ 80 Figure 78 : 4ème esquisse............................................................................................. 81 Figure 79 : 5 ème esquisse............................................................................................ 82 Figure 80 : esquisse de maquette .................................................................................. 83 Figure 81 : esquisses de plans ...................................................................................... 83 Figure 82 volumetrie de projet vues 3 D ..................................................................... 84 Figure 83 : Plan RDC version 1 ................................................................................... 85 Figure 84: Plan RDC 2 eme version ............................................................................. 86 Figure 85 :plan RDC 3eme version .............................................................................. 87 Figure 86 : vues 3D du projet ....................................................................................... 88 Figure 87 : Plan RDC .................................................................................................. 89 Figure 88 : Plan 1 er etage ............................................................................................ 90

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana

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Vidéos : -Agence Evazions, Citiz - Les cités-jardins, un modèle du passé pour l'avenir [vidéo en ligne].Youtube,2015[vue le 01 mai 2019] https://www.youtube.com/watch?v=RJrRpZ9yzLw -C’est pas sorcier - Les robots [vidéo en ligne]. Youtube, 26 mars 2013 [vue le 4 mars 2019] https://www.youtube.com/watch?v=nKp0hxmPalE -FIRA Forum, FIRA - International Forum of Agricultural Robotics[vidéo en ligne].

Youtube, 11 décembre 2018 [vue le 28 décembre 2018] https://www.youtube.com/watch?v=l03kjzNjpWI&t=1657s

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Annexes

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Le centre national de robotisation agricole de Siliana Résumé : Aujourd'hui, les indicateurs naturels et démographiques attestent que nous avons besoin d’innovations majeures dans notre alimentation et notre agriculture. La hausse des températures et ses effets fragilisent le secteur, tandis que la production alimentaire doit doubler d’ici le milieu du siècle afin de répondre aux besoins croissants d'une population à la croissance rapide. Il existe un besoin urgent d'inventions pour augmenter les rendements, la qualité des aliments et la durabilité de notre production alimentaire. A travers ce mémoire, nous allons tenter d'apporter une contribution à l'évolution agricole au moyen d'un projet d'architecture. En effet, une installation de technologie unique en son genre sera établie au nord-ouest de la Tunisie avec la vision d'innover de nouvelles techniques agricoles intelligentes, notamment la récolte automatisée et les véhicules sans conducteur, en réponse aux défis croissants auxquels le secteur de l'agriculture est confronté. Le Centre National de Robotisation Agricole de Siliana permettra des partenariats, des recherches, et accueillera divers essais et développements de prototypes, permettant l'utilisation de l'intelligence artificielle, de l'automatisation, de la robotique et de la technologie de détection avancée. Ce centre sera une rampe de lancement pour les technologies agricoles visant à renforcer la sécurité alimentaire et à faire progresser de manière significative les pratiques agricoles afin de faire face aux obstacles que le secteur rencontre Mots clés Agriculture Tunisienne, Robotique agricole, Siliana, architecture moderne.

Summary : Today, natural and demographic indicators attest that we need major innovations in our food and agriculture. Rising temperatures and its effects are undermining the sector, while food production is expected to double by mid-century to meet the growing needs of a rapidly growing population. There is an urgent need for inventions to increase yields, the quality of food and the sustainability of our food production. Through this thesis, we will try to make a contribution to the agricultural evolution by means of an architectural project. In fact, a unique technology facility will be established in northwestern Tunisia with the vision to innovate new intelligent farming techniques, including automated harvesting and driverless vehicles, in response to the growing challenges the sector of agriculture is facing. The Siliana National Agricultural Robotization Center will enable partnerships, research, and host various prototype trials and developments, enabling the use of artificial intelligence, automation, robotics and advanced detection technology. The center will be a launch pad for agricultural technologies aimed at enhancing food security and significantly advancing agricultural practices to address the challenges the sector faces.

Keywords Tunisian agriculture, agricultural robotics, Siliana, modern architecture.

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