TECHNOLOGIES. Comment rendre les bâtiments plus efficaces, les quartiers plus agréables et les villes plus résilientes ? Peut-être en s'inspirant davantage des formes de vie animales ou végétales qui par des processus évolutifs ont su s'adapter à leurs milieux. L'événement Biomim'expo est l'occasion de faire un point sur les convergences entre architecture et biologie.

Les sciences de la vie peuvent-elles en apprendre à d'autres champs des connaissances humaines ? Oui et les applications sont innombrables, qu'il s'agisse de sciences des matériaux, de chimie ou d'énergie. Dans le domaine de la construction également, le "biomimétisme" pourrait permettre d'améliorer les performances environnementales des projets et répondre ainsi aux enjeux du développement durable. Pour l'architecte britannique Michael Pawlyn, intervenu à Paris ce 6 septembre 2018 dans le cadre de Biomim'expo, "le biomimétisme pour les villes se décline en trois niveaux : la performance écologique, les bâtiments à hautes performances et la conception des systèmes. Cela fait parfaitement sens pour des villes positives (…) Ces solutions marchent dans la nature, il faut donc les transposer dans la construction humaine".

 

Mais comment viennent les idées et quelles approches adopter ? Le spécialiste répond : "C'est une approche collaborative, avec une équipe pluridisciplinaire, où l'architecte doit mettre de côté son ego". Manal Rachdi, de l'agence OXO Architectes, donne son point de vue : "Nous travaillons sur le biomimétisme depuis une dizaine d'années, en puisant l'inspiration dans la nature". Il explique que les bâtiments qui reposent sur ces principes apportent généralement une notion de bien-être, théorisée sous le nom de "biophilie". Celui qui a d'abord fondé l'agence OFF et participé à la reconstruction du lycée Jean Moulin de Revin (Ardennes), détaille : "A la place de barres d'habitation démolies, il a fallu recomposer le paysage par un bâtiment qui disparaît dans le panorama". L'établissement d'enseignement prend en effet la forme d'une colline verdoyante, aux terrasses multiples semblables à des rizières. Selon Manal Rachdi l'absentéisme aurait chuté de 30 % dans le nouveau lycée par rapport à l'ancien. Une tendance également observée par Steven Ware, biologiste et architecte de l'agence Art&Build : "L'impact positif de la nature diminue le stress et augmente la productivité de 10 %".

 

L'arbre, image idéalisée de l'habitat naturel

 

Nombreux sont les concepteurs à prendre les arbres comme exemples pour des constructions vertueuses. Steven Ware analyse : "Ce sont des pièges à carbone, ils gèrent l'hygrométrie, ils stabilisent les sols ; une multiplicité de fonctions écosystémiques". A en croire Manal Rachdi, l'arbre serait même un modèle parfait : "Il récupère l'énergie solaire, la transforme, la redistribue, il est solidement ancré dans le sol mais il est évolutif". L'architecte d'OXO a donc logiquement participé au projet "Arbre Blanc" à Montpellier où la tour de logements prend des allures végétales. "Les balcons protègent et rafraîchissent les façades", fait-il valoir. Avec des résultats convaincants puisque les ouvertures sont agrandies (+20 %), les espaces à vivre également (+30 %) grâce aux terrasses aménagées, tandis que les consommations d'énergie sont réduites par une meilleure circulation de l'air (-25 %). De son côté, Steven Ware développe des protections solaires inspirées des pétales de fleurs qui se déploient en journée et se rétractent lorsque la lumière disparaît. Ces éléments sont simplement constitués de lamelles métalliques à mémoire de forme qui réagissent à l'élévation de température et protègent passivement l'immeuble en faisant écran. Une idée simple qui pourrait par exemple être déployée au-dessus des cours d'écoles pour lutter contre le phénomène des îlots de chaleur.

 

Certains vont encore plus loin : en plus de formes inspirées de la canopée (ou de termitières pour faciliter la thermorégulation naturelle), ils envisagent de conférer des propriétés photosynthétiques aux bâtiments. C'est notamment le cas d'Anouk Legendre, de l'agence XTU Architects, qui développe des solutions de façades pour faire croître des microalgues qui fixeront du CO2 et produiront des protéines d'intérêt pour la nutrition ou la cosmétique. "Le modèle de ville dépolluante X-Sea-Ty a été imaginé à l'origine pour la Corée. Puis nous avons créé un pôle de recherche au sein de l'agence pour travailler spécifiquement sur la question des bâtiments végétalisés et sur ceux avec des microalgues". Deux approches se côtoient et se complètent : d'un côté, du "low tech", avec des matériaux comme le béton ou la terre cuite destinés à favoriser l'implantation de plantes. De l'autre, du "hi tech" avec le verre et des milieux de culture très contrôlés pour les microorganismes. Anouk Legendre participe ainsi au projet "French Dream Town" à Hangzhou, dans l'est de la Chine, où plusieurs startups françaises vont déployer tous leurs savoir-faire et assembler des constructions à structure bois et façades actives à écailles végétalisées.

 

Groupes de manchots et écailles de tortues

 

Outre le règne végétal, le bâtiment peut également compter sur les espèces animales pour lui procurer de bonnes idées. Anthony Bechu livre l'exemple de sa tour D2, à la Défense, où l'exostructure rigide en métal est inspirée du squelette. Une solution technique qui aurait permis d'économiser 30 % de matière par rapport à un gratte-ciel classique. Il cite également un autre de ses projets, celui du centre de R&D Skolkovo, dans le grand Moscou : "L'implantation en îlots des logements de chercheurs est inspirée des manchots qui se regroupent et conservent leur chaleur grâce à leurs voisins". La solution, pour lutter contre la rigueur de l'hiver russe, réside donc à regrouper les petites maisons en cercles serrés, de façon à limiter les déperditions. Nicolas Vernoux-Thélot, architecte et biologiste (In Situ Architecture), travaille quant à lui sur les agencements de certaines structures naturelles. Il dévoile : "La structure maillée polygonale irrégulière est retrouvée partout : dans les tissus cellulaires, les écailles de tortue, le squelette calcaire des coraux… Il en a été tiré le diagramme de Voronoï qui permet de réaliser des économies de matière. Appliqué au bâtiment, il confère d'excellentes capacités de résistance mécanique tout en nécessitant moitié moins de matériaux". L'expert soumet l'idée de réaliser des structures tridimensionnelles, légères mais solides, à l'aide de bois de faible longueur qui seraient assemblés de cette façon. Il conclut : "La démarche biomimétique vise à optimiser l'efficacité. Elle peut servir à rechercher de la densité pour la ville de demain ou à déterminer l'exposition optimale à la lumière de capteurs solaires". Des enjeux au cœur de la transition écologique en cours qui pourraient permettre de mieux lutter contre le dérèglement climatique.

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