Silvaduc by Raphael Menard

Photo autoroute A1, 1973

L V

C E P F L // ENAC ARCHITECTURE FUTURS // FORMES // ÉNERGIES ATELIER DU PROF. RAPHAËL MÉNARD

Anne-Sophie Blunier et Elena Zambelli

SILVADUC

Aucune carte du monde n’est digne d’un regard si le pays de l’Utopie n’y figure pas. Oscar Wilde Théo, fils d’agriculteur de génération en génération nous raconte l’histoire de son père. En 2028, Jacob, son père, possédait une grande ferme avec des terrains agricoles où il élevait du bétail et faisait pousser des céréales. Durant la même année, ses terres furent saisies au profit de constructions d’immeubles pour répondre à l’appel toujours plus grand de logements. A mesure que ses terres s’amenuisaient, la situation financière de la famille devenait délicate. 2050 marque l’année où la population mondiale s’est vue offrir une seconde chance suite aux catastrophes dont l’homme était le principal responsable. Voici son histoire : En 2030, la population mondiale atteignit plus de 9 milliard d’habitants sur terre. La disparité entre les populations en sous nutrition (les pays en développement) et les populations en sur développement (les pays riches) s’intensifiait. Alors qu’en 1960 la consommation alimentaire quotidienne de l’homme « moyen » était d’environ 3

Versoix Environ 2’000 habitants.

Mise en service de l’autoroute A1 Lausanne - Genève realisée pour l’expo nationale Suisse de 1964 à Lausanne.

Limitation de vitesse à 100 km/h à la suite de la crise pétrolière. Puis à 130 km/h et enfin 120 km/h pour protéger les arbres près des autoroutes. Elle a été planifiée Les marchandises pour 20’000 sont principalement véhicules quotidiens. transportées par rail.

L’A1 est le lieu de l’individualité: Environ 100’000 véhicules par jour. Saturation totale. Les marchandises sont de plus en plus transportées par la route.

L’A1 devient le lieu de la collectivité: Voitures éléctriques et en covoiturage. Chaque commune peut coloniser une partie de la A1 en fonction des nécessités. Les marchandises ne sont plus transportées La forêt fait 360 ha. que par le rail.

2050

2040

2015

1984

1964

La surface foréstière a quadruplé.

1'120 m3/ha surface forestière

100'000 véhic.

13'300 hab 80'000 clients 2.20 CHF/l

2'471 hab

1.80 CHF/l Essence SP95

28'000 Mio t par rail 280 m3/ha surface forestière

10'000 véhic.

17'000 Mio t par rail

18'000 Mio t marchandises par route

28 clients

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

2020

2030

2040

2050

2060

2070

2080

ECHELLE VERSOIX

a. Chronogramme des événements en 2050 et coupes de l’autoroute A1 à l’échelle de Versoix

2090

2100

2500 kilocalories, en 2030 on se situait déjà à plus de 3000 kilocalories. Tandis que la situation se dégradait en Afrique Subsaharienne et au Proche-Orient, les agriculteurs, pour faire face à l’économie mondiale se mirent à développer les OGM en Europe et l’élevage intensif s’accentua pour répondre aux besoins toujours plus élevés des pays riches ou l’obésité était un problème majeur. On vit disparaître l’élevage et l’agriculture durable au profit de constructions toujours plus imposantes, plus chères, et n’offrant pas un accès équitable à toutes les populations. Ceci eu pour conséquence des importations massives à travers le monde puisque les surfaces de production se raréfiait.

Images de l’autoroute A1 construite pour l’expo nationale Suisse à Lausanne en 1964

En 2038, le monde était devenu une catastrophe. Nous n’avions fait aucun changement dans nos modes de vie, les émissions de gaz à effet de serre avaient presque doublé par rapport à 2013, un record déjà pour l’époque avec une émission de 40 milliards de tonne de CO2. Au début nous étions satisfaits des résultats engendrés en Suisse. Le soleil était beaucoup plus présent, il faisait moins froid l’hiver mais on entendait de plus en plus aux informations que les vagues de canicule étaient insurmontables pour les pays avec un climat naturellement chaud. Les pluies devenaient également rares, la sécheresse de plus en plus grande, et l’agriculture durable peinait à survivre avec les nouvelles technologies, les pesticides qui « tuaient » la terre. 5

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Si notre ferme n’avait pas été saisie 10 ans plus tôt, nous aurions eu du mal à entretenir une agriculture de bonne qualité. Mon père me disait toujours que les pesticides étaient le démon de l’agriculture. Je comprends aujourd’hui pourquoi… Toutes ces maladies, ces zones désertiques, les animaux disparus. Notre consommation nous conduisait à notre perte. On souhaitait tous une situation économique stable, qu’importe nos actions sur la nature, qu’importe le besoin de notre voisin. On se plaignait de l’immigration. Il y avait toujours plus d’attentats, de guerres et les populations venaient chercher refuge chez nous, mais nous n’étions pas prêts à les accueillir. Le chômage augmenta rapidement en Suisse. La politique de l’Etat avait divulgué des messages demandant de privilégier les emplois aux personnes suisse. Mais l’économie du pays, résultat de la crise mondiale, obligeait les entreprises à embaucher des personnes non qualifiées pour les payer moins cher. La natalité avait déjà fortement diminué avec les maladies, les guerres et le désespoir des hommes. Les hautes écoles devenaient bientôt désertes. Seule une minorité d’élites avait encore accès aux infrastructures devenues trop onéreuses pour l’ensemble de la population, et les diplômes ne faisaient plus sens dans un monde où nous travaillions pour notre survie. Nous avions toujours pensé que la Suisse ne serait jamais touchée. Un petit pays libre, au milieu de l’Europe, avec une des plus belles économies du monde. Une belle illusion… 6

Les problèmes mondiaux étaient tellement intenses que nous nous sommes retrouvés piégés par les mêmes problèmes environnementaux, politiques, économiques… Il fallait que ça change, la terre était au bord du gouffre et nous étions les principaux acteurs de notre implosion. En 2040, sous l’étonnement général, il y eu un événement planétaire, un événement qui allait marquer les esprits! Tous les représentants, présidents, gouverneurs des pays du monde se réunirent pour parler du sort de la planète. Tous les pays, sans exception et à égalité! Bien entendu il avait fallu plusieurs négociations pour arriver à persuader certains pays mais au vu de leur situation catastrophique, ils comprirent qu’il fallait réagir. Certains pays ne possédaient plus rien, il n’y avait plus de ressources. Ils décidèrent conjointement d’appliquer des lois pour réduire notre impact déjà bien engagé sur la planète. Conscients que nous ne pourrions pas revenir en arrière et faire table rase de ce que nous avions volé à la terre, ces mesures visaient à proposer des solutions ECHELLE SUISSE

Evolution de la population résidente permanente en millions

2015

b. Chronogramme à l’échelle de la Suisse montrant l’évolution démographique

14 12 10 8 6

4 2

0 1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

2020

2030

2040

2050

2060

2070

Source: OFS

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pour cohabiter en harmonie avec l’écosystème de la planète bleue. Ce nouveau « gouvernement mondial » s’était donné 10 ans pour parvenir à un résultat. Des mesures drastiques ont été prises. Par exemple les couples n’avaient droit qu’à la naissance d’un seul enfant, chaque pays devait se limiter à ses principaux besoins, arrêter la surconsommation, l’économie du pays basée sur l’égalité et le partage des richesses ne devait plus chercher à s’enrichir pour prouver sa puissance. En effet, la répartition territoriale des biens et des activités humaines était au centre des préoccupations. Les futures générations devaient apprendre de nos erreurs et préserver le monde vers lequel nous souhaitions nous tourner. Les populations de migrants retournèrent dans leur pays où le calme s’était installé, un retour à la paix.

600’000 pers 3 kg/j/pers

1440 ha

88 km

Scierie Logements Parking éléctrique Ecole

c. Schéma de l’Arc Lémanique: réseau routier A1, ferroviaire et Versoix d. Schéma de la commune de Versoix et les fonctions de l’ISU

Nous avions vécu ça comme une troisième guerre mondiale, mais sans les bombardements. La nature n’en restait pas moins dans un état similaire. Il avait fallu attendre plusieurs années pour voir réapparaître un écosystème correct dans certains pays. Dans d’autres, la terre avait tellement été ravagée qu’aucune plantation ne semblait vouloir pousser. Notre manque d’interêt pour la planète avait laissé des zones vides, sans arbres. Nous les avions tellement consommé pour chauffer nos maisons en hiver afin d’atteindre des températures estivales, ou même pour construire des bâtiments toujours plus grands en bois que nous étions face à des grands problèmes de déforestation. Hâtivement, nous avions replanté des arbres sur des centaines d’hectares. Nous n’utilisions plus le bois de la même façon, et lorsqu’il fallait couper un arbre, nous en replantions obligatoirement deux, d.

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c’était devenu la règle pour conserver la forêt que nous avions réussi à faire renaitre. Nous avions du trouver rapidement des alternatives au pétrole qui était d’une part extrêmement cher et qui n’aurait pas contribué à notre volonté de changement. Nous avions développé de nouveaux modèles de voiture à l’aide d’énergies renouvelables. Les voitures pouvaient désormais se recharger et avaient des autonomies supérieures à 500 km. La recharge se faisait toujours à des stations, ces dernières, 10 ans plus tôt encore à essence, étaient maintenant appelées des « stations PV », une abréviation pour photovoltaïque. On remplaça le moteur des vieilles voitures pour qu’elles puissent également contribuer à l’effort commun. Grâce à la transition énergétique, l’industrie automobile atteint son apogée et créa une multitude d’emplois. Bien entendu le covoiturage explosa,

les quelques personnes qui continuaient à se déplacer seules en voiture était vu d’un mauvais oeil. Des habitats furent démolis en vu d’optimiser les espaces de vie et de nature. De plus, grâce au désir des populations de retourner dans leur pays, le besoin en logement avait diminué et nous avons pu construire en préservant l’environnement. Ce fut une période très difficile pour nous, mais la vision d’un monde en paix et égalitaire était une grande source de motivation. Il ne s’agissait plus de richesse mais de préserver notre Terre. Nous nous sommes installés à Versoix, une ville dans la périphérie de Genève. La ferme de mon père avait été détruite et nous n’avions pas d’attache dans notre ville d’origine. e. Versoix en 2015: 360 ha f. Versoix en 2050, la forêt a quadruplé: 1440 ha Utilisés de facon durable et optimisés.

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Biomasse Energie solaire Voitures éléctriques 638 m2 262 kWh/j 36 places de parking 108 voitures/j Enérgie thermique 30’000 m2 5 .106 kWh/an

Forêt 1440 ha

Solaire 15’000 m2 2,5 .106 kWh/an 6 arbres/j

5 trains/j

Transport ferroviaire de marchandises par jour 5 trains 88 km 0,1 kWh/t.km 450 t Pompage de l’eau chaude et distribution à l’école

10 000 m3

600 000 m3

Forêt 1440 ha 120’000 arbres 600’000 m3 1,8 .1012 kWh

Production 1 an 28,8 ha 2’000 arbres 10’000 m3 30 .109 kWh Production 1 mois 2,4 ha 166 arbres 830 m3 25 .108 kWh Production 1 jour 0,1 ha 6 arbres 28 m3 165 .102 kg 82 .106 kWh

Ces événements marquaient un nouveau départ et nous avions envie de quitter notre région actuelle pour recommencer notre vie. Cette ville avait pendant longtemps possédé une réserve naturelle, avec une rivière, La Versoix, qui se jetait dans Le Léman. J’ai toujours pensé que mon père avait choisi ce lieu comme un défi personnel pour voir revenir le paysage d’autrefois. Il aurait pu choisir un tout autre lieu, le résultat aurait été surement le même. Je n’ai jamais connu ses motivations, je ne lui ai d’ailleurs jamais demandé. Après sa mort, c’est devenu mon propre défi. Je n’ai pas fait de grands changements, notre maison, en lisière de forêt, me permettait d’atteindre mes nouvelles responsabilités, c’est à dire la gestion de la sylviculture. Pour arriver à maintenir un équilibre, chaque ville devait fournir des emplois, de la nourriture et un logement. Nous nous sommes répartis en fonction de ce qui nous caractérisait. Comme j’étais fils d’agriculteur, manuel et passionné par la terre, j’ai été affecté au travail des forêts. Mon enthousiasme et mon acharnement m’ont permis de monter rapidement en grade et d’obtenir la responsabilité de la forêt de Versoix. Mon amie, toujours à aider son prochain, a été affectée au secteur de la santé. Nous avons trouvé notre place à Versoix, nous avons participé aux changements. h. Fonctionnement énergétique de l’ISU i. Urbanisme de la forêt, la récolte du bois dans l’espace-temps.

Des mesures d’exceptions pour une situation exceptionnelle. Anonyme

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C’était le grand jour et nous avions tous très peur. J’étais descendu au bord de La Versoix, je voulais regarder une dernière fois la rivière avant de retourner en ville. Alors que j’étais figé sur le cours d’eau et sur les truites qui bondissaient de part et d’autre, un bruit m’interpella. Un cerf me fixait de l’autre côté de la rivière. Il avait des bois immenses, un pelage brunroussâtre, il était magnifique. Je n’avais jamais rien vu de tel, à part dans les livres. Il resta quelques minutes puis disparu dans la forêt. Aujourd’hui, samedi 1er janvier 2050 devait être le jour décisif quant à l’avenir de la Terre. Est ce que ces dix années et tous nos efforts avaient suffit ? Le cerf que j’avais vu ce matin tôt était un miracle, il m’avait donné beaucoup d’espoir. Je m’étais pressé de le raconter aux autres. Des larmes de joies, d’espoir, des sourires, tout un tas de sentiment m’avait été rendu et les craintes c’étaient apaisées. Les bois de Versoix, en plus de la densification faite par la main de l’homme, avaient reconstitué en toute discrétion, la faune. Les différentes places publiques du monde étaient maintenant remplies. Nous attendions la diffusion du message qui révèlerait si nos efforts avaient été fructueux, si nous avions sauvé la planète, ou si le 1er janvier marquerait la fin. Ce nouveau mode de vie semblait plaire à la plupart d’entre-nous et nous avions peur de l’échec qui nous ramènerait probablement 30 ans plus tôt. Un monde où régnait un paysage de guerres, de terrorisme, de pandémies, de pollutions, où la méchanceté des uns, l’égoïsme des autres, les tendances suicidaires balafraient des millions de destins. 16

Images du travail dans une forêt et dans une scierie

j. Plan d’implantation en 2050

Midi pile. Le message transmit dans le monde entier, dans toutes les langues, venait de commencer. « … un monde de paix et d’harmonie. C’est ce que nous avons choisi il y a 10 ans pour vous, pour sauver notre planète. Trop de famine, trop de richesse inégale, certains pays voyaient leur population disparaitre, nous avons détruit notre Terre! Il fallait que ça cesse! Beaucoup de sacrifices vous ont été demandé. La terre a du être travaillée durement pour voir apparaître les premières récoltes, nous n’avons pas mangé à notre faim durant les premières années, il a fallu construire de nouvelles maisons, trouver des alternatives pour arrêter de puiser dans les dernières ressources… » Le message n’en finissait plus, il paraissait très optimiste mais je voulais entendre que la planète était sauvée.

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6 7

8 1. Tronçonnage 2. Ecorçage 3. Séchage et sciage 4. Finition contrôle qualité et distribution 5. Administration 6. Parking des camionettes transportant le bois 7. Chargement du bois coupé 8. Transfert du combustible à la gare 9. Station de service voitures éléctriques

« … et nous avons eu des pertes humaines. Aujourd’hui, et grâce à vous, je souhaite vous annoncer la réussite de tous vos efforts. Nous avons un avenir pour demain… ». Le bonheur était là, les larmes de joie, des rires, c’était merveilleux, nous y étions arrivés! Bien entendu il fallait continuer pour ne pas que nos efforts aient été faits en vain, mais quel soulagement.

k. Plan de la scierie et de la station de service pour les voitures éléctriques l. Coupe territoriale Relation avec la forêt, l’A1, les champs, les rails et la ville

Le discours continua avec des chiffres, nous avions réussi à réduire nos émissions de gaz à effet de serre de plus de 20% en 10 ans. C’était loin d’être suffisant mais nous étions sur le bonne voie. La population avait stagné à 9 milliard d’individus, la terre était de nouveau cultivable naturellement, la pêche avait repris et permettait de nous nourrir. Etant donné que de gros changements climatiques étaient survenus bien avant que les mesures soient prises, des éléments comme l’eau, qui ne pouvaient pas être recrées, étaient encore limités. Mais nous avions bien l’intention de prendre soin de ce qu’il nous restait, peut-être qu’un autre miracle surviendrait. Tandis que certains partaient fêter cette victoire, je suis rentré chez moi, je me suis assis devant ma maison et j’ai regardé autour de moi. J’entendais la rivière, le chant des animaux. J’ai observé la forêt en espérant voir de nouveau le cerf, mais en vain. J’étais pourtant persuadé qu’il était là, je sentais sa présence.

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m. Plan des typologies de logements et snacks n. Coupe des logements Relation avec l’A1 d’un côté et la forêt de l’autre

Ma rencontre avec cette magnifique créature resterait gravée dans mon esprit comme le commencement d’un monde pour demain. Afin de résoudre les problèmes liés au manque de pétrole et à la demande en transport, l’ancienne autoroute qui reliait Genève à Lausanne s’est transformée en un grand espace public où le covoiturage prit une ampleur incroyable. La ligne de chemin de fer, réservée uniquement au transport de marchandises développa des trains fonctionnant grâce au couplage du solaire et de la combustion du bois. La scierie en amont s’occupait de l’acheminement du bois à la gare ou’ l’on récupérait, dans cette dernière, les marchandises apportées par train des différentes villes de Suisse. Les énergies renouvelables faisaient parties du paysage, la majorité des bâtiments possédaient sur leur toiture des panneaux solaires et photovoltaïques. Il y a eu une explosion des transports en commun, le but étant de limiter les déplacements seul et notamment avec la voiture. Avec l’extinction du pétrole et du gaz naturel, de nouveaux modèles de voiture se sont développés.

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Cette alternative était une bonne solution, mais le paysage n’était plus le même. En effet, le fameux slogan «Ma voiture c’est ma liberté» qui résumait bien notre comportement en société avait changé au cours du temps. Une grande majorité de familles ne possédait plus leur voiture personnelle et encourageait le partage. Des voitures de nouvelle génération étaient disponibles pour les déplacements mais les transports en commun qui se développaient toujours plus loin en campagne permettait de réduire l’utilisation de ces voitures. Le recours à la force humaine avait également pris une grande place dans notre quotidien. On développa par exemple le « vélocar », un vélo électrique couvert qui assurait un confort non négligeable durant les intempéries. L’augmentation des déplacements à pied et à vélo avait contribué positivement dans notre économie. En plus d’être moins chère, l’infrastructure du transport actif participait à la santé des Versoisiens. Le travail que nous faisions était très difficile et nous devions nous déplacer fréquemment à travers la forêt. Il fallait s’accommoder des changements climatiques, réapprendre les anciennes méthodes « naturelles » nécessitant la force humaine, travailler en communauté… Tout un tas de paramètres que nous avions justement cherché à fuir ces dernières années pour produire toujours plus. Nous avancions dans monde que nous avions blessé, qu’il fallait réparer et nous ne savions pas ce qui nous attendait demain. J’étais sûr d’une chose, demain je me lèverai et je continuerai à contribuer à la survie de ma Terre. Be the change you want to see in the world. Gandhi 22

o. Plan du train et de la laison avec les rails p. Coupe longitudinale du train de marchandises q. Coupe fonctionnelle du train, échange d’eau chaude avec l’école: la chaudière à biomasse du train est de fait une centrale de cogénération. La chaleur fatale de la turbine à vapeur est recuperée dans des citernes d’eau chaude, dechargée ensuite pour les besoins du quartier.

A_ Données de site SILVADUC

Gisement solaire horizontal moyen Flux moyen

140 W/m²

LES INFRASTRUCTURES SOLAIRES URBAINES Population

Total →

Emprise d'usage

1'000 personnes

OUTIL DE CALIBRATION | VERSION 0.3 | OCTOBRE 2015

Rappel pour Société à 2000W

Logement

30 m²/pers

Activités

15 m²/pers

Equipements publics Flux moyen

5 m²/pers 140 W/m²

A_ Données de site

Gisement solaire horizontal moyen

Total →

50 m²/pers

B_ Hypothèses du projet Population Identification de la demande énergétique Emprise d'usage

Calculette chaleur

Total → Chaleur →

personnes 1'000 740 W/pers

Froid

100 W/pers

Logement Electricité

30 m²/pers 200 W/pers

Activités Alimentation

15 m²/pers 400 W/pers

EquipementsMobilité publics

5 m²/pers 500 W/pers

Energie grise → Total →

Chauffage

ECS

Flux moyen de demande →

2'080 W/pers

Demande totale des 1000 personnes Chaleur → →

MW 2.1 W/pers 740

soit → Froid

Construction

1'200

Obsolescence

kWh/m² construit ans

Calculette chaleur Chauffage

GWh par an 18 W/pers 100

Electricité

10 kWh/j.pers

Calculette énergie grise

140 W/pers 50 m²/pers

Identification de la demande énergétique

20 kWh/m².an

Cuisson 5 kWh/j.pers Rappel pour Société à 2000W

200 W/pers

20 kWh/m².an

Cuisson

5 kWh/j.pers

ECS

10 kWh/j.pers

Alimentation W/pers Evaluation de la production renouvelable en400 toiture Mobilité

500 W/pers

Energie grise →

rendement

Calculette énergie grise

140 W/pers

Biomasse

0 % de la toiture et rendement moyen de

Photovoltaïque Flux moyen de demande →

50 % de la toiture et rendement moyen de W/pers 2'080

Solaire thermique Demande totale des 1000 personnes → Autres soit → Fraction non productive →

20 2.1 0 18 30

% de la toiture et rendement moyen de MW % de la toiture et rendement moyen de GWh par an % de la toiture

Construction 0.1 % 30 % 60 % 10 %

Rendement moyen de conversion de l'énergie solaire → 27 % Evaluation de la production renouvelable en toiture Flux moyen de production →

C_ Conséquences projet

38 W/m²

Biomasse

0 % de la toiture et rendement moyen de 50 % de la toiture et rendement moyen de

30 %

20 % de la toiture et rendement moyen de 50'000 m² 0 % de la toiture et rendement moyen de

60 %

Fraction non productive →

30 % de la toiture

Cas 1 : je choisis mon autonomie

Autonomiemoyen visée → Rendement Flux moyen de production → Nombre moyen max. de niveaux →

100 27 % % de conversion de l'énergie solaire 38 W/m² niveaux

0.9

Densité max. →

C_ Conséquences projet Surface d'un étage de l'ISU

183 hab/ha

→

55'000 m²

Longueur d'une ISU de 15 m de large →

3'700 m

Surface totale nécessaire → Flux de production par l'ISU →

50'000 m² 2.1 MW

Cas 2 1 :: je je choisis choisis ma monforme autonomie Cas Autonomie visée Nombre de niveau moyen Nombre moyen max. de niveaux → → Autonomie maximale

100 1 0.9 91

Densité max. max. → → Densité Surface → Surface d'un d'un étage étage de de l'ISU l'ISU →

niveaux %

m² 55'000 m² 50'000 3'700 m 3'300 m

Flux → Flux de de production production par par l'ISU l'ISU →

% niveaux

183 hab/ha hab/ha 200

Longueur d'une d'une ISU ISU de de 15 15 m m de de large large → Longueur →

rendement

Photovoltaïque

Solaire thermique Surface totale nécessaire → Autres

2.1 MW MW 1.9

Cas 2 : je choisis ma forme Nombre de niveau moyen Autonomie maximale → Densité max. → Surface d'un étage de l'ISU → Longueur d'une ISU de 15 m de large →

niveaux

1 91

% 200 hab/ha

50'000 m² 3'300 m

1'200

kWh/m² construit

i. Photomontage de l’ISU, Versoix

0.1 %

10 %

Obsolescence

ans