Imagination et orientation verte

L'architecture, la construction, les bâtiments dans les rues de nos villes et villages ont toujours été la vitrine la plus visuelle de l'état actuel de la technologie et de la technologie. Qu'est-ce qu'une vitrine du XNUMXe siècle?

Aujourd'hui, il est difficile de parler d'un style ou d'une direction dominante. C'est peut-être une caractéristique très courante. à la recherche d'une conception éco-responsable, mais se comprend de différentes manières, et parfois ce que certains considèrent comme des projets verts, pour d'autres même anti-éco. Il n'y a donc pas de clarté même dans la tendance architecturale la plus puissante.

On en parle souvent. Selon le World Green Building Council, l'énergie nécessaire à la construction et à l'exploitation des bâtiments représente près de 40 % du total. les émissions mondiales de dioxyde de carbone sont supérieures à toutes les voitures, avions et autres véhicules dans le monde.

Si l'industrie du ciment était un État, elle serait la troisième source d'émissions de CO.₂ autour de la Chine et des États-Unis. Le béton, le matériau synthétique le plus utilisé, a une émission étonnamment élevée : la production et l'utilisation d'un mètre cube produisent suffisamment de dioxyde de carbone pour remplir une maison unifamiliale entière.

Créateurs verts recherchent toujours des solutions plus en harmonie avec l'environnement naturel que les méthodes traditionnelles, avec les émissions et la "fixation" de CO les plus faibles possibles₂.

Maisons design en liège ou champignons séchés. Il existe de plus en plus d'inventions qui captent le dioxyde de carbone et le lient à d'autres matériaux sous forme de briques, par exemple, à partir desquelles elles sont fabriquées. éco-maisons. Cependant, il semble qu'une option plus réaliste et convaincante soit le bois lamellé croisé (CLT), un type de contreplaqué industriel avec d'épaisses couches de bois collées à angle droit pour plus de résistance.

Bien que le CLT coupe les arbres, il utilise une petite fraction du carbone libéré par le ciment et peut remplacer l'acier dans les bâtiments de faible et moyenne hauteur (et parce que les arbres absorbent le CO₂ de l'atmosphère, le bois peut avoir un bilan carbone positif). Le bâtiment CLT le plus haut du monde a été récemment construit en Norvège., c'est un quartier multifonctionnel, résidentiel et hôtelier. Avec 85 m de haut et 18 étages, élégamment fini avec de l'épicéa local, il semble être une véritable alternative aux structures en béton et en acier. Nous avons consacré un rapport détaillé à la montée en puissance des structures en bois et du CLT, publié dans MT il y a un an.

Projets offshore verts

Les projets et concepts "verts" audacieux, volontiers publiés dans les médias, semblent parfois très radicaux et fantastiques. En fait, avant de voir les biocités du futur, de plus en plus de bâtiments seront construits qui ressembleront au nouveau campus d'Apple en Californie. Jusqu'à 80% de la zone entourant la zone ronde, ressemblant à un véhicule OVNI, a été transformée en parc ici.

Apple a embauché des experts en arbres universitaires pour planter les espèces uniques de la région. Le campus a été construit en harmonie avec l'environnement, y compris en termes de hauteur des bâtiments. Tous les bâtiments ne doivent pas dépasser quatre étages. Bien que le bâtiment principal doive être de taille dominante, il ne s'élèvera pas réellement au-dessus du gratte-ciel. Le campus dispose d'une source d'alimentation de secours que Steve Jobs lui-même avait l'intention de devenir à terme la source principale, comme Apple a l'intention de le faire. produire de l'énergie solairequi sera plus propre et moins cher que depuis le réseau et utiliser ce dernier comme solution de repli.

Au printemps 2015, Google lance également un projet d'étagère écologique avec un nouveau design de siège social à Mountain View, en Californie. La conception du nouveau campus de Google a été développée par deux architectes - Bjarke Ingels et Thomas Heatherwick. Il comprend des immeubles de bureaux résidentiels à dôme, des pistes cyclables, de vastes espaces verts et des trottoirs roulants. Sans aucun doute, le projet Google est aussi une réponse au Campus 2 d'Apple.

Les bâtiments uniques ne suffisent certainement pas à de nombreux designers contemporains. Ils veulent construire et reconstruire des quartiers entiers et des villes vertes. Vincent Callebaut, architecte et urbaniste français, a présenté un projet pour faire de Paris une ville verte et intelligente du futur.

Le concept, que Callebaut appelle "Smart City", combine un concept "vert" à la mode avec des solutions technologiques de pointe. Le plan est de transformer la ville lumineuse en une ville conviviale, en harmonie avec la nature, tout en conservant ses éléments historiques.

Les visualisations de Vincent Callebaut regorgent de "bâtiments verts" utilisant des technologies énergétiques passives, un recyclage complet de l'eau, des murs et des jardins verts même aux étages les plus élevés. Les murs des bâtiments constitués de cellules en nid d'abeilles sont certainement responsables de la production d'énergie à partir du soleil. Cette énergie est ensuite principalement utilisée pour produire des biocarburants. gratte-ciel verts ils devraient combiner des fonctions résidentielles et commerciales, ce qui devrait réduire le besoin de se déplacer et libérer les rues de la circulation excessive.

Il convient de rappeler que la manière verte de penser en architecture est également fortement promue par les autorités modernes et les lois établies. par exemple, en France, une loi toiture est en vigueur depuis 2015. Désormais, les toits des installations commerciales nouvellement construites doivent être partiellement recouverts de verdure, sinon. Cela devrait contribuer à isoler le bâtiment, ce qui réduirait les coûts de chauffage en hiver et de refroidissement en été, augmenterait la biodiversité, réduirait les problèmes de ruissellement en retenant une partie de l'eau de pluie et le contrôle du bruit. La France n'est pas le premier pays à mettre en place une politique des toits verts. De telles mesures ont déjà été prises au Canada et à Beyrouth libanais.

Les architectes tentent de ramener la nature dans les villes. Combiner les propriétés des organismes vivants avec notre ingéniosité peut brouiller la frontière entre le naturel et l'artificiel. Et nos vies vont changer pour le mieux. Les pionniers cherchent des moyens d'abattre les murs que nous avons clôturés et de les remplacer par des "murs vivants" recouverts de terre et de végétation et des structures de verre remplies d'algues. Ainsi, ils pourraient être utilisés pour convertir des gaz et produire de l'énergie. Même les systèmes biologiques les plus simples peuvent absorber l'eau de pluie, soutenir la vie sous diverses formes, piéger les polluants et réguler la température de l'air.

La forme suit l'environnement

Les écoprojets radicaux sont encore pour la plupart des curiosités. La réalité de la construction moderne est l'accent mis sur l'efficacité énergétique des structures du bâtiment en cours de construction afin qu'elles répondent aux exigences les plus élevées tant en termes d'économie que d'exploitation. C'est un double "éco" - écologie et économie. Les bâtiments économes en énergie se caractérisent par des logements compacts, dans lesquels le risque de ponts thermiques et donc de déperdition de chaleur est minimisé. Ceci est important pour obtenir de bons paramètres minimaux par rapport à la surface des cloisons extérieures, qui sont prises en compte avec le sol au sol, par rapport au volume total chauffé.

En mai 2019, un groupe de cabinets d'architectes britanniques appelé "Architects Declare" a publié un manifeste qui, à côté d'exigences modestes (minimisation des déchets de construction, maîtrise de la consommation d'énergie), contient des hypothèses plus ambitieuses, comme la minimisation de la "vie". cycle » - sur la quantité de CO₂ nécessaires à la production de béton ou de pierre de mine pour l'énergie de démolition. Une suggestion particulièrement controversée pour une industrie habituée à jeter de vieux bâtiments et à recommencer était que les structures existantes devraient être modifiées et améliorées plutôt que démolies.

Cependant, comme beaucoup l'ont souligné, il n'y a pas vraiment de consensus sur ce que signifient réellement l'architecture et la construction « durables ». Lorsque nous nous plongeons dans des discussions sur ce sujet, nous nous retrouvons inévitablement dans un labyrinthe d'opinions et d'interprétations. Certains insisteront pour revenir à des matériaux de construction séculaires comme un mélange de terre et de paille, d'autres pointeront du doigt des bâtiments comme l'hôtel de luxe d'Amsterdam, construit en partie en béton de récupération et avec une façade "intelligente" qui contrôle l'intérieur Température. comme exemple de la bonne voie.

Pour certains, un bâtiment durable est celui qui vit en harmonie avec son environnement, en utilisant des matériaux locaux, du bois, du mortier avec du sable extrait localement, de la pierre locale. Pour d'autres, pas d'éco-architecture sans panneaux solaires et chauffage géothermique. Les experts se demandent si les bâtiments durables doivent être durables afin de maximiser l'énergie nécessaire à leur construction, ou doivent-ils se biodégrader progressivement lorsque la demande a disparu ?

Le pionnier de l'écoconception dans l'architecture et la construction est le célèbre architecte Frank Lloyd Wright, qui dans les années 60 prônait des structures qui surgissent et fonctionnent en harmonie avec l'environnement, et la célèbre villa en cascade conçue en Pennsylvanie est devenue l'expression tangible de ces aspirations. Cependant, ce n'est que dans les années XNUMX que les architectes ont commencé à réfléchir davantage à la manière de concevoir en harmonie avec la nature plutôt qu'à essayer de la maîtriser. Au lieu du principe moderniste de "la forme suit la fonction", l'architecte norvégien Kjetil Tredal Thorsen a proposé un nouveau slogan : "la forme suit l'environnement".

Au début des années 90, Wolfgang Feist, professeur à l'Université d'Innsbruck, a créé le concept de la "maison passive", une maison passive qui s'est propagée sur tout le continent européen pendant de nombreuses années, même si on ne peut pas dire qu'elle était de masse. -produit. Il s'agit de rendre les bâtiments "passifs" en réduisant leur dépendance aux systèmes de chauffage et de refroidissement "actifs" à forte consommation d'énergie et en utilisant plutôt le soleil, la chaleur corporelle des occupants et même la chaleur émise par les appareils électroménagers. Un immeuble prototype a été construit à Darmstadt, en Allemagne, en 1991. Feist et sa famille ont été parmi les premiers locataires.

Dans les bâtiments passifs, l'accent est mis sur une isolation parfaite. Il s'agit d'un emballage thermique soigneusement conçu, aussi hermétique que possible, avec une température interne contrôlée par des systèmes de ventilation d'air intégrés et des systèmes de récupération de chaleur. Les meilleures conceptions passives offrent une réduction de 95 % des factures de chauffage moyennes, une réduction significative des émissions. Des coûts de construction plus élevés sont compensés par des coûts d'exploitation inférieurs.

Cependant, de nombreux architectes soucieux de l'environnement ont de sérieux doutes quant à savoir si une maison passive est un projet écologique. Si l'objectif est de rester en forme avec l'environnement, pourquoi construire un espace clos hermétique avec des fenêtres à triple vitrage où l'ouverture des fenêtres pour entendre le chant des oiseaux perturbe le flux d'énergie du bâtiment ? De plus, les normes d'architecture passive ont du sens principalement dans les climats où les hivers sont assez froids et les étés parfois chauds, comme en Europe centrale, en Scandinavie. En revanche, dans la Grande-Bretagne tempérée maritime, cela a beaucoup moins de sens.

Et si ce n'est pas seulement à la maison pour économiser de l'énergie, mais aussi, par exemple, pour purifier l'air ? Des chercheurs de l'Université de Californie à Riverside ont testé un nouveau type de tuile qui, selon eux, peut décomposer chimiquement la même quantité d'oxydes d'azote nocifs dans l'atmosphère que la voiture moyenne émet en un an. Une autre estimation indique qu'un million de toits recouverts de telles tuiles éliminent 21 millions de tonnes de ces composés de l'air par jour.

La clé d'une nouvelle toiture est le mélange de dioxyde de titane. Ils ont pompé des composés azotés nocifs dans une "chambre atmosphérique" et ont irradié les tuiles avec un rayonnement ultraviolet, qui a activé le dioxyde de titane. Dans divers échantillons, le revêtement réactif a été éliminé de 87 à 97 %. produits dangereux. le dioxyde de titane. Les inventeurs envisagent actuellement la possibilité de « tacher » toute la surface des bâtiments avec cette substance, y compris les murs et autres éléments architecturaux.

Malgré le choc des concepts sur les bâtiments résidentiels, la vague verte de redéveloppement mondial veut pénétrer plus avant dans tous les quartiers, paysages et environnements. Aujourd'hui, il utilise la conception environnementale informatisée, c'est-à-dire DECA(). En utilisant la pratique de PermaGIS (), vous pouvez concevoir et créer des fermes auto-réparatrices, des fermes, des villages, des villes et des cités.

Impression et tampons

Non seulement la portée de la conception change, mais aussi les performances. En mars 2017, on a appris qu'aux Émirats arabes unis, ils prévoyaient de construire le premier gratte-ciel au monde créé à l'aide de la technologie d'impression 3D. Les plans ont été annoncés par Cazza Construction, une startup de Dubaï.

« L'utilisation de la technologie d'impression 3D permettra de réduire les coûts de construction de 80 %, d'économiser jusqu'à 70 % de temps et de réduire l'utilisation de la main-d'œuvre de 50 % », a déclaré l'ingénieur Munira Abdul Karim, directeur local du département de mise en œuvre des projets de développement des infrastructures. Plus tôt, les autorités de Dubaï ont annoncé des plans pour une stratégie d'impression 3D moderne, selon laquelle d'ici 2030, tous les bâtiments de Dubaï seront créés à l'aide de l'impression 25D.

Déjà en mars 2016, le premier immeuble de bureaux construit à l'aide de cette technologie a été construit à Dubaï. Sa surface utile était de 250 m.². L'objet a été créé en collaboration avec la société chinoise Winsun, connue pour être la première imprimerie 3D. À l'automne 2019, le plus grand bâtiment imprimé en 3D au monde a été érigé à Dubaï (1).

1. Le plus grand bâtiment imprimé en 3D au monde à Dubaï.

Les premiers bâtiments résidentiels connus au monde pour une utilisation normale utilisant cette technique ont été construits environ 5 ans plus tôt en Chine. Cela a été fait par la société susmentionnée Winsun. A cette époque, une villa à deux étages et un immeuble résidentiel à plusieurs étages ont été construits. L'ensemble du processus de construction a duré 17 jours et a été un succès. Un mélange de béton, de plastique et de plâtre renforcé de fibre de verre a été utilisé pour imprimer le bâtiment. Le coût de mise en œuvre s'est avéré être deux fois inférieur au prix qui aurait été dépensé pour la construction d'une installation similaire utilisant des technologies traditionnelles.

En mars 2017, la société américaine Apis Cor a présenté le premier immeuble résidentiel, qui a été construit en seulement 24 heures. Le bâtiment a été construit à Stupino (région de Moscou). Les éléments structurels n'ont pas été fabriqués dans l'atelier de production. L'imprimante 3D les a imprimés sur le chantier. Tout d'abord, une structure murale complète a été créée. L'imprimeur est ensuite sorti du bâtiment et a imprimé le toit, qui a été installé par des ouvriers. Les pièces n'ont pas nécessité d'enduit. Les seuls éléments structuraux créés à l'extérieur du chantier étaient les portes et les fenêtres. La superficie de la maison imprimée par Apis Cor était petite - seulement 38 mXNUMX.². Apis Cor rapporte que le coût total de construction était de 10 $. Les dépenses les plus importantes concernaient l'achat de portes et de fenêtres. Ensuite, les informations sur les projets réalisés à l'aide de la technique d'impression 3D ont commencé à se multiplier.

De plus, l'impression n'est pas seulement à la maison. Le premier au monde a été installé aux Pays-Bas à l'automne Pont de vélo en béton imprimé en 3D. La conception est le résultat d'une collaboration entre l'Université de technologie d'Eindhoven et l'entreprise de construction BAM. Le pont, plus précisément la passerelle au-dessus de la rivière Pelse Loup à Gemerte, mesure 8 m de long et 3,5 m de large.La traversée a été imprimée en tronçons d'un mètre de long assemblés sur place et placés entre deux piliers. La passerelle a également été imprimée en Espagne.

La technologie des maisons imprimées en 3D, en plus du rythme d'exécution rapide et du faible coût, offre de nombreuses opportunités jusque-là inconnues. Les bâtiments imprimés peuvent prendre n'importe quelle forme sensiblement différente de ceux construits par des méthodes traditionnelles. Seuls la viabilité et le confort des immeubles pour les habitants sont en cause. Les imprimeries sont apparues il y a seulement quelques années. Personne n'a encore procédé à des examens complets de l'état technique des imprimeries à long terme.

De plus, la tendance de la construction modulaire se développe. Le rêve de bâtiments, qu'ils soient résidentiels ou commerciaux, facilement construits avec des briques, comme les LEGO, ne perd pas de sa popularité. Ce ne sont plus les éléments préfabriqués et la « grande dalle » qui nous ont peut-être un peu éloignés de ce type de technique. Une façon de penser plus créative émerge et met l'accent sur la possibilité d'utiliser différentes configurations de blocs de construction.

La création de modules-blocs prêts à l'emploi dans les entreprises industrielles, y compris l'utilisation de la technologie d'impression 3D, pour une utilisation dans la construction présente des avantages assez évidents. Il n'est pas nécessaire, par exemple, de collecter des matériaux sur le chantier ou de prévoir des routes pour leur transport pendant une longue période. Les usines sont généralement situées à proximité des centres de transport, des terminaux, des ports, ce qui facilite grandement le transport des matériaux et réduit les coûts. De plus, les usines, contrairement aux chantiers de construction, peuvent continuer à fonctionner XNUMX heures sur XNUMX.

construction modulaire fait gagner du temps. Sur place, vous n'avez pas à attendre la fin d'une étape pour entamer la suivante. Différents éléments peuvent être fabriqués à différents endroits, puis livrés et assemblés selon le plan et le calendrier. Selon l'American Modular Institute, 30 à 50 % des projets modulaires sont créés. plus rapide que les traditionnels. La quantité de déchets dans la construction est également considérablement réduite, car les déchets des installations industrielles peuvent être recyclés. La production de «briques» dans les usines est également une qualité de fabrication potentiellement supérieure, car les conditions de production y sont plus favorables que le "soulagement" et une plus grande sécurité des salariés, car. l'atelier est plus facile à contrôler et à contrôler que le chantier de construction en plein air.

Cependant, la construction à partir de blocs impose de nouvelles exigences, par exemple sur la précision de l'assemblage. Dans ce type de projet, toutes les installations électriques et hydrauliques font partie des modules repliables. Lors de l'assemblage, les fils ou les canaux doivent correspondre parfaitement, se connecter immédiatement, comme si «en un clic». La diffusion de ces méthodes nécessitera également de nouveaux niveaux de normalisation.

Par conséquent, dans cette technique, l'importance de systèmes tels que BIM (en anglais) - informations de modélisation sur les bâtiments et les structures, commence à augmenter. Un modèle est une représentation enregistrée numériquement des propriétés physiques et fonctionnelles d'un objet de construction. Un logiciel de conception assistée par ordinateur est utilisé pour la simulation. Le modèle est créé à l'aide d'objets XNUMXD tels que mur, plafond, toit, plafond, fenêtre, porte, auxquels sont attribués les paramètres appropriés. Les modifications apportées aux éléments qui composent le modèle sont reflétées dans la représentation tridimensionnelle du modèle, dans les listes de données géométriques et matérielles.

Cependant, quelques exemples d'entre eux freinent l'engouement pour les bâtiments préfabriqués. Deux étages et demi, plus de neuf mètres par jour - à un tel rythme, selon des annonces bruyantes, le gratte-ciel Sky City de la ville chinoise de Changsha était censé s'élever. La hauteur du bâtiment était de 838 mètres, soit 10 mètres de plus que l'actuel détenteur du record de Dubaï Burj Khalifa.

Ce rythme a été annoncé par la société Broad Sustainable Building, qui a construit l'objet à partir d'éléments préfabriqués qui ne devront être reliés entre eux qu'une fois livrés sur le chantier. Il n'a fallu que quatre mois pour préparer les préfabriqués seuls. Cependant, en raison de problèmes de stabilité structurelle, les travaux ont été interrompus peu de temps après l'achèvement des premiers étages en juillet 2013.

Mélanger les styles et les idées

En plus des immeubles de grande hauteur, dont nous avons parlé plus d'une fois dans MT, et en laissant de côté les nombreux projets verts que nous avons décrits, de nombreux projets architecturaux très intéressants sont en cours de création au XNUMXe siècle. Vous trouverez ci-dessous quelques modèles intéressants sélectionnés.

Par exemple, dans la ville française de Ouagny, une extraordinaire salle de concert Metaphone (2) a été créée, que les concepteurs du bureau Hérault Arnod Architectes ont conçue comme un instrument de musique indépendant. Tous les éléments de la structure du bâtiment doivent « s'harmoniser » pour créer et amplifier les effets acoustiques.

Le bâtiment est constitué d'une ossature en béton noir. Les surfaces sont recouvertes de différents types de matériaux, de l'acier ou de l'acier Corten de haute qualité au verre et au bois. Le son généré à l'intérieur du hall est transmis par des éléments structuraux au hall du bâtiment et à l'extérieur. Il n'y a pas que l'acoustique qui joue ici. Les panneaux muraux vibrants sont reliés par des fils et conduisent au panneau de commande. La musique produite par Metaphone a également un caractère électro-acoustique. Vous pouvez "jouer" cet instrument énorme. Les architectes ont fait appel au musicien Louis Dandrel pour créer cette structure. Le toit du bâtiment est en grande partie recouvert de panneaux solaires. Et même ils servent de résonateurs.

Il existe de nombreux autres bâtiments modernes intéressants et pas toujours connus. Par exemple, Linked Hybrid (3) est un complexe de huit immeubles résidentiels interconnectés construits entre 2003 et 2009 à Pékin. Les complexes se composent de huit bâtiments interconnectés avec 664 appartements. Dans les passages entre les bâtiments, situés entre les douzième et dix-huitième étages, se trouvent, entre autres, une piscine, un club de fitness, un café et une galerie. Le complexe dispose de puits profonds donnant accès aux sources thermales.

Une autre nouvelle structure inhabituelle est Absolute World (4), composée de deux gratte-ciel de plus de cinquante étages à Mississauga, une banlieue de Toronto. L'angle de rotation du bâtiment atteint 206 degrés. Bien que le projet ait été initialement prévu comme une seule tour, les pièces du projet original se sont vendues si rapidement qu'un deuxième bâtiment a été prévu. La structure est également appelée les tours Marilyn Monroe.

4. Paix absolue à Toronto

Il y a pas mal de projets postmodernes intéressants dans le monde qui sortent des sentiers battus. par exemple, le siège de BMW Welt en Allemagne, la Cité des Arts et des Sciences à Valence, conçue par le célèbre Santiago Calatrava, la Casa da Música à Porto ou la Philharmonie de l'Elbe à Hambourg. Et le Disney Concert Hall (5), bien que conçu par Frank Gehry au XXe siècle, a été créé au XXIe, rappelant le célèbre musée Guggenheim de Bilbao.

5. Salle de concert Disney - Los Angeles

De manière caractéristique, les diamants les plus frappants de l'architecture de notre époque sont en grande partie créés en Asie, et non en Europe ou en Amérique. L'opéra Zaha Hadid à Guangzhou (6) et le Centre national des arts du spectacle Paula Andreu à Pékin (7) ne sont que quelques exemples parmi tant d'autres.

6. Opéra de Canton

7. Centre national des arts du spectacle - Pékin.

, salles de concert et musées. Les créateurs de ce domaine créent des complexes et des structures entières qui défient toute définition. Il s'agit notamment des impressionnants jardins de la baie de Singapour (8) ou du parapluie Metropol (9), construit en bois de bouleau à près de 30 mètres au-dessus du centre de Séville.

8. Jardins de la baie - Singapour

9. Parapluie Metropol - Séville

Les architectes mélangent les styles et les nouvelles technologies de construction leur permettent d'en faire beaucoup plus lorsqu'il s'agit de créer des solides et des connexions. Il suffit de regarder plusieurs projets de maisons modernes ordinaires (10, 11, 12, 13) pour voir ce que vous pouvez vous permettre et voir en architecture aujourd'hui.

10. Immeuble résidentiel XNUMXe siècle I

11. Immeuble résidentiel XNUMXème siècle II

12. Immeuble résidentiel XNUMXe siècle III

13. Immeuble résidentiel XNUMXème siècle IV