E P F L 2015 -2016 // ENAC ARCHITECTURE FUTURS // FORMES // ÉNERGIES ATELIER DU PROF. RAPHAËL MÉNARD
Mis en forme par S.Shiraishi & S. Formery, sous la dir. de R. Ménard
1.00 PRÉSENTATION
Pieter Bruegel l’Ancien, Les Moissonneurs, 1565
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2050 SOUS LE SOLEIL EXACTEMENT ATELIER DE MASTER POUR L’ENSEIGNEMENT DU PROJET D’ARCHITECTURE RAPHAËL MÉNARD PROFESSEUR INVITÉ SARA FORMERY SOPHIE SHIRAISHI ASSISTANTS SCIENTIFIQUES
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PRÉSENTATION DE L’ATELIER
1. Pieter Bruegel l’Ancien, Les Moissonneurs, 1565 2. Le pic de l’architecture R.Ménard, pp161-168, Extrait du catalogue Matière Grise. Matériaux, réemploi, architecture, édition : Pavillon de l’Arsenal, 2014
Bonjour, je m’appelle Raphaël Ménard. J’anime pour les prochains semestres deux ateliers s’inscrivant dans l’orientation « Architecture et Durabilité ». Je suis assisté de Sara Formery et Sophie Shiraishi, toutes deux diplômées de l’EPFL. Le titre-chapeau à ces deux studios est « 2050, sous le soleil exactement ». En cohérence avec la mineure IDEAS, nous travaillerons selon une trilogie thématique : les futurs, l’énergie et les formes. Pourquoi ce tableau de Bruegel l’Ancien 1? Car depuis la nuit des temps et avant le début du charbon, l’humanité habitait et vivait du soleil : nous étions à 99,9% renouvelables ! C’est la trajectoire qu’il va falloir retrouver à 8 milliards sur notre vaisseau planétaire. 2050 donc. En école d’architecture, on apprend d’abord à concevoir et à projeter dans l’espace. Mais beaucoup moins dans le temps : au mieux l’horizon de la livraison du bâtiment. Or nous vivons un siècle très singulier. Paula Viganò rappelait ce matin les conséquences du changement climatique et le pic d’actualité programmée de cette question à fin 2015. Nous en parlerons beaucoup dans cet atelier. Au-delà du climat, des transformations profondes vont durablement réinterroger nos pratiques.
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Du coup, nous allons nous acculturer mutuellement sur les futurs possibles du monde en 2050. De façon sensible d’une part, en s’appuyant sur les imaginaires, sur l’histoire des visions, et d’autre part, de façon objective, sur les tendances lourdes. Nous nous appuierons sur une part de données objectives et cet atelier aura aussi un fort contenu scientifique. Pas d’inquiétude, on vous aidera !
3. Buckminster Fuller R., Dome over manhattan (1961)
Pour la thématique « futurs », vous aurez ainsi à écrire par groupe une fiction, le storyboard de votre vision qui nous fera habiter un futur possible et désirable ! A vous de fabriquer l’environnement, le « cadre 2050 », quelque part entre l’utopie technologique (comme le Climatron de Fuller 3), ou au contraire le récit de catastrophes, de la mauvaise anticipation de transformations radicales de notre environnement. Les deux autres thématiques fondatrices de l’atelier sont résumées dans ce chronogramme. 2050, ce sera peutêtre le Peak All 2 (en page 4) en guise de clin d’œil au Peak Oil, le fameux pic de production du pétrole conventionnel. Nous travaillerons donc les projets avec ces deux hypothèses : énergie et matière, la fin de deux siècles pendant lesquels nous avons puisé allègrement dans les stocks, qu’ils soient énergétiques (les hydrocarbures) ou matériautiques (les excavations de la lithosphère). Energies et Formes : comment donc poser les termes de l’autonomie constructive, celle de la matérialité et des circuits locaux de matériaux, et celle de la résilience énergétique, de la capacité du projet à être branché sur les flux renouvelables. Nous en profiterons pour parler de la démarche de Société à 2000W.
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4. Solar One, Nevada, USA. Centrale solaire thermique à concentration (CSP).Cette centrale électrique était à la date de sa mise en service en 2007, la deuxième plus grande installation solaire thermique au monde (1,6 km²). 5. Office, Geers K., van Seeveren D. 6. Arborescence de l’énergie, équipe Reforme, programme Ignis Mutat Res. Voir bibliographie de l’atelier.
Nous revisiterons ensemble une brève histoire des architectures expérimentales et de l’urbanisme radical, construit ou projeté qui ont déjà abordé ces thématiques. Dans l’atelier, nous développerons aussi une culture technique et paysagère des énergies renouvelables. Ces dernières étant presque toutes des énergies de flux, elles interrogent donc leur intégration dans l’espace. Nous verrons aussi comment nos récoltes énergétiques du futur sont aussi prétextes à de nouvelles spatialités et aussi un vocabulaire de formes pouvant générer de l’architecture. Voyez comment l’image d’une ferme solaire dans le désert du Nevada 4 a quelques similitudes formelles avec le dessin de Office 5 !
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Pour mener ce projet pédagogique à bien, il faudra faire ensemble faire de la musculation sur la compréhension de l’énergie. Dans très peu de temps, vous comprendrez tout à cette arborescence 6, à cette taxinomie de l’énergie ! 5. PETROLE
SOLAIRE ANCIEN
CHARBON GAZ NON CONVENTIONNEL
BIOMASSE
CLASSIQUES
SOLAIRE RECENT
ENERGIES EOLIENNES ET MARINES HYDRAULIQUE
ENERGIES PRIMAIRES
ENERGIES SOLAIRES
NON SOLAIRE
ENERGIES DES MAREES
GEOTHERMIE
RELATIVISTES
FISSION PLUTONIUM ET THORIUM
FUSION 6.
URANIUM
DEUTERIUM ET TRITIUM
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En deux mots, vous avez-là la carte permettant de comprendre la nécessité et l’urgence de notre migration énergétique: passer du solaire ancien au solaire récent. Le monde est aujourd’hui allaité énergétiquement à 85% par le solaire ancien. C’est un stock, fini, qui en plus génère des pollutions lors de sa combustion. La plus connue étant le CO2. Vous voyez aussi comment la quasi-totalité des énergies renouvelables est issue de l’énergie solaire. Voilà pour le « sous le soleil exactement ! » Vous saurez aussi comprendre le fonctionnement de cette splendide éolienne 8 à axe vertical datant de la fin du 19ème siècle et estimer la quantité d’énergie quelle sera susceptible de fournir ! Pour fabriquer donc vos plans de récolte énergétique, vous aurez ainsi une culture historique et technique des énergies renouvelables. Et vous comprendrez alors leur capacité à générer de l’architecture et du paysage 9. En parallèle, sur le champ de la forme 10, nous interrogerons le lien avec le grand territoire, la scénarisation de l’usage et la problématique de la demande. On vous apprendra à scénariser et à structurer par exemple la demande énergétique de votre projet, selon la démarche de Société à 2000W. Nous analyserons aussi le territoire selon la dichotomie densité de demande / densité d’offre et comprendre ainsi les bassins versants énergétiques et matériautiques nécessaires à la densité. Ce sera l’occasion de revisiter la nature du lien entre l’espace rural et le construit urbain 11. Voilà donc en résumé le chapeau commun aux deux 8
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8.
7. Eolienne de Blyth. L’un des premiers exemples d’éolienne à axe vertical à trainée (de type Savionius), 1895. Le gisement éolien est une forme dérivée de l’énergie solaire et autorise des mécanismes simples et rudimentaires pour la production d’énergie mécanique. 8. Concentrateur solaire d’Eneas. L’un des premiers specimens de concentration solaire avec un cycle de Carnot permettant de générer de l’énergie mécanique à partir du rayonnement solaire direct. A lire en particulier dans le magnifique ouvrage de John Perlin, Let it Shine. Mentionné dans la sélection bibliographique de l’atelier.
semestres. Nous serons en orbite autour de 2050 avec ces 3 planètes FUTURS / ENERGIES / FORMES 12 comme attracteurs.
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Le premier semestre, votre projet sera à très grande échelle. Il s’agit des Infrastructures Solaires Urbaines (ISU). En contraposée, le second semestre sera un tout petit édifice entre architecture et design : WILMA (WInd and Light Micro-Architecture) 15. Nous analyserons la question constructive à très petite échelle et réfléchirons à des circuits courts: réemploi, recyclage, biomasse, matières du sol ... Nous re-parcourrons aussi l’histoire des petites architectures ayant posé la question de l’autonomie 16. Avec comme magnifique exemple, l’un des zomes de Steve Baer et de la contre-culture américaine. Plutôt que de vous apprendre à projeter 2500m² dans 5 ans, ce sera là 25m² dans 50 ans ! ...»
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Raphaël Ménard Professeur invité EPFL Extrait du texte de présentation de l’atelier Le 3 septembre 2015.
9. Futurs / Energies / Formes, le tryptique de l’atelier 10. Archigram, Living Pod, 1960s 11. Baer, S., Zomes, New Mexico, 1970s
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12. IaN+, Carmelo Baglivo, Maddaloni 2013
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SOMMAIRE
1.00 PRÉSENTATION DE L’ATELIER 1.01 INFORMATIONS PRATIQUES 1.02 INTRODUCTION
Introduction à la prospective. Quelques métriques et imaginaires du futur. ENERGIES #1 Brève histoire de l’énergie. Grands principes de thermodynamique. Introduction à l’analyse climatique pour 2050. FORMES #1 Matière grise et énergie constructive.
1.03 FUTURS #1
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1.06 VOYAGE D’ÉTUDE PRODUCTIONS AUTOUR DU
Pisciculture APERA (Thonon-les-Bains, F). TRIDEL (Lausanne), Rochers de Naye. Potagers de Gaïa (Hermance, GE). ÉNERGIES #2 Histoire énergétique de l’humanité. Diagrammes de Sankey et autres représentations. Calibrateur à ISU. FORMES #2 Vers un Neufert des énergies renouvelables, part. 1 ÉNERGIES #3 Vers un Neufert des énergies renouvelables, part. 2 FORMES #3 Soleil en ville. Ou comment les formes urbaines dictent le potentiel de récolte énergétique LÉMAN
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TRAVAUX DES ÉTUDIANTS 1.11 RUOTA PANORAMICA 1.12 SILVADUC
Genève
Versoix
Chillon DAVID ET GOLIATH Saint-Gingolph
1.13 UN PAISIBLE DÉLUGE 1.14
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REMERCIEMENTS
Nous tenons à remercier toutes les personnes ayant participé à l’enseignement du semestre. En particulier: Nicola Braghieri, directeur de la Section d’Architecture, ENAC, EPFL, pour ses nombreux encouragements et son soutien à cette publication. Nos critiques invités et nos conférenciers: Luca Ortelli, Jonathan M. Ledgard, Nahid Mohajeri, François Vuille, Panos Mantziaras, Christian Gilot et Emmanuel Rey, qui ont généreusement contribué de leur temps et apporté leur point de vue d’expert lors des Cafés Gainsbourg et des critiques de projets. Paola Viganò, Marine Durand, Roberto Sega, et les étudiants de l’atelier ALPS pour avoir organisé et participé à un après-midi de critiques en commun. Marilyne Andersen, doyenne de la faculté de l’ENAC pour ses conseils et les nombreuses mises en relation avec des chercheurs au sein de l’ENAC. Jamie Russell pour les séances de discussion et de partage de l’information, pour son aide et son énergie positive. Anita Fabbiano et Fanny Mignon, nos deux assistant-étudiants, pour leur disponibilité. En dernier lieu, et tout spécialement, les étudiants qui nous ont accordé leur confiance et ont participé à ce semestre avec motivation et bonne humeur. Sans eux, cet enseignement ne pourrait pas exister.
Textes: Raphaël Ménard Relectures: Sara Formery Conception graphique et réalisation: Sophie Shiraishi Ouvrage imprimé par le centre d’impression Repro de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) repro.epfl.ch © EPFL 2015
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ÉTUDIANTS
Anne-Sophie Blunier Julien Donzé Anita Fabbiano Cyrielle Froidevaux Laura Luraschi Thibaut Menny Fanny Mignon Alexandre Rychner Elena Zambelli