Par Bruce Odessey

Il y a longtemps que l'apparence et les plans des maisons et des bureaux américains n'ont pas changé. Mais maintenant, les problèmes énergétiques et environnementaux encouragent la conception et l'utilisation de nouveaux matériaux de construction, de nouvelles manières d'envisager les bâtiments et le respect de la nature.

Des matériaux à fonctions multiples

Les matériaux de construction ne servent plus seulement à soutenir des bâtiments et à les embellir. Tout comme leurs utilisateurs humains, ils ont des fonctions multiples.

SmartWrap, qui ne sera pas commercialisé avant des années, est un matériau de construction qui ne sert pas seulement de protection contre les éléments : c'est une source de climatisation, de lumière et d'électricité. Selon Kieran Timberlake Associates LLP, l'agence d'architecture qui l'a inventé, ce matériau très fin est fabriqué en rouleaux avec le même plastique dont on fait les bouteilles de soda.

La couche de substrat de ce film polyester est assez forte pour protéger du vent et de la pluie - elle résisterait à des ouragans de force 3. Pour contrôler la température, des microcapsules de matériau à changement de phase, qui absorbent la chaleur quand la température est élevée et la libèrent quand elle baisse, sont " noyées " dans une couche du film.

Pour l'éclairage, SmartWrap utilise la technologie des diodes électroluminescentes organiques (DELO) - des molécules organiques déposées sur un film plastique émettent de la lumière lorsqu'elles sont mises sous tension. L'électricité est fournie par la lumière du soleil qui est absorbée par des cellules photovoltaïques organiques noyées dans le film et convertie en électricité.

Un jour, les ampoules électriques seront de l'histoire ancienne. Les ampoules incandescentes comme celles inventées par Thomas Edison ne convertissent que 5 % de l'électricité en lumière : le reste se dissipe sous forme de chaleur. Les ampoules fluorescentes sont quelque 4 fois plus efficaces, mais on peut encore faire mieux.

Les diodes électroluminescentes semblables à des puces sont déjà utilisées dans les torches électriques et les feux arrière des voitures, et ne consomment qu'une fraction de l'électricité requise par les ampoules. Le Lighting Research Center (Centre de recherches sur la lumière) du Rensselaer Polytechnic Institute (New York) a intégré un réseau de fils à basse tension dans les murs et le plafond de certaines salles-tests. Les panneaux à LED noyés dans les carreaux peuvent être connectés au réseau électrique à n'importe quel endroit. Un système informatisé permet d'allumer et d'éteindre chaque panneau à LED pour en ajuster la luminosité et la couleur.

L'agence d'architecture Kennedy & Violich de Boston va même plus loin : ses concepteurs travaillent à la mise au point de fibres équipées de LED susceptibles d'être insérées dans des revêtements muraux ou des meubles

Biomimétisme

Comment Dame Nature concevrait-elle un bâtiment ?

Après quelque 4 milliards d'années d'évolution, les organismes vivants ont créé des structures intéressantes et les architectes commencent à se pencher sur la nature pour y chercher des indications relatives à la pérennité des constructions.

Le plus célèbre des bâtiments inspirés par la biologie est sans doute le centre d'achats et complexe de bureaux de Eastgate, à Harare (Zimbabwe). Son concept s'inspire des termitières dans lesquelles les termites maintiennent une température constante de 87 degrés F (30C) - pour préserver un champignon qu'elles cultivent pour leur nourriture - en ouvrant et en fermant des conduites de ventilation de l'air chaud.

Le bâtiment en béton d'Eastgate n'a pas de système de climatisation. La nuit, de gros ventilateurs poussent l'air frais de l'extérieur dans les espaces aménagés entre les planchers du bâtiment. Le jour, des ventilateurs plus petits poussent l'air chaud extérieur dans ces mêmes espaces où la fraîcheur du béton abaisse sa température. Lorsqu'il se réchauffe, l'air monte et s'échappe à l'extérieur par 48 " entonnoirs " de brique. L'air frais est renouvelé deux fois l'heure pendant la journée. Le bâtiment ne consommerait que 10 % de l'électricité utilisée par un bâtiment traditionnel de la même taille.

Qu'en est-il des matériaux de construction inspirés par la nature ? Les architectes et les ingénieurs étudient la coquille quasi indestructible de la conche.

La conche se construit en assemblant des morceaux de carbonate de calcium en plaques et en couches. Chaque nouveau morceau est assemblé perpendiculairement au précédent : ainsi, les fêlures ne peuvent pas se propager et la force des coups est dissipée plaque après plaque et couche après couche.

Pour ce qui est de l'adaptation aux changements de température, observez les pommes de pin. Étroitement fermées lorsqu'il fait froid, elles s'ouvrent pour lâcher leurs semences lorsque le temps se réchauffe. Les chercheurs essaient de fabriquer des matériaux qui changeraient de forme en fonction du niveau d'humidité atmosphérique, s'ouvrant pour pousser l'air chaud et humide au dehors et se fermant pour empêcher le même air chaud et humide de pénétrer à l'intérieur.

Le projet " architecture ouverte "

Aujourd'hui, toutes les bonnes idées en matière de conception originale de bâtiments ne sont plus nécessairement le fait d'un architecte ou d'un bureau d'architectes. Depuis février 2007, l'organisation caritative Architecture for Humanity laisse tout le monde profiter de ses idées de design " en ligne " sur le site Open Architecture Network ; son objectif est d'aider en cas de crise humanitaire après une catastrophe naturelle et d'apporter une assistance aux collectivités pauvres de tous les pays, développés ou en développement.

Voilà comment cela fonctionne : des concepteurs, des responsables locaux, des fonctionnaires, bref tous ceux qui ont des idées en matière de construction durable les proposent en ligne. Ils peuvent aussi faire des commentaires sur les idées déjà avancées par d'autres. Avec des milliers d'idées ainsi placées en ligne, les dirigeants se heurtant à des problèmes spécifiques de construction peuvent trouver des solutions possibles voire, le cas échéant, le moyen de collaborer avec des spécialistes.

Architecture for Humanity avait déjà fait du bon travail avant de lancer son Open Architecture Network, aidant à dresser les plans de maisons résistantes aux tremblements de terre en Turquie et des logements pour les réfugiés en Afghanistan. Le groupe avait aussi apporté son aide à la reconstruction dans des endroits frappés par des catastrophes naturelles - dont les régions de l'Inde et du Sri Lanka détruites par le tsunami de 2004 et celles de la côte du Golfe dévastées par l'ouragan Katrina en 2005.

Les fondateurs d'Architecture for Humanity, déçus lors de certains projets antérieurs par l'incapacité de pouvoir partager les connaissances et l'expérience acquises, ont décidé de créer ce site d'accès libre.

Et, en septembre dernier, ils sont allés encore plus loin : le Network a lancé un Concours d'architecture ouvert à tous (Open architecture challenge) dont l'objet est d'offrir accès à l'Internet à la moitié de la population mondiale d'ici 2015.

Dans l'immédiat, il invite toutes les personnes intéressées à soumettre des plans ciblant les besoins Internet de trois collectivités : une coopérative de producteurs de chocolat en Equateur, un groupe de jeunes habitants d'un bidonville kenyan et des familles privées de soins médicaux dans une région rurale isolée du Népal. Le projet gagnant sera exécuté dans l'une des trois collectivités.

" En mettant à exécution le projet gagnant " déclarait dans un communiqué de presse Cameron Sinclair, directeur exécutif d'Architecture for Humanity, " nous ne couronnons pas seulement un gagnant, nous aidons les habitants de collectivités mal desservies à vivre et à se développer par le biais de l'accès à la technologie ".

Des toits verts

De fait, les toits verts n'ont rien de nouveau. Les plantations sur les toits de bâtiments remontent au moins aux jardins suspendus de Babylone. Ces dernières années, les toits verts, qui sont des toits recouverts d'un tapis végétal qui remplace les matériaux traditionnels tels que les bardeaux ou les tuiles, sont devenus relativement communs dans certaines régions d'Europe, mais ils restent une nouveauté dans le reste du monde.

La multiplication des toits verts permettrait d'atténuer certains problèmes des villes modernes. Ils réduisent le ruissellement des eaux ; ils filtrent les polluants contenus dans les eaux de pluie ; ils réduisent la consommation énergétique : les bâtiments dotés de toits verts utilisent moins de chaleur en hiver et moins de climatisation en été que les immeubles classiques et, en grands nombres, ils peuvent réduire l'effet îlot de chaleur urbain des grandes villes.

Certaines villes américaines ont adopté une politique de promotion des toits verts. La mairie de Chicago en a un ; la Société américaine des architectes paysagers (ASLA) a modernisé son siège de Washington en y installant un toit vert. Le groupe déclare qu'entre juillet 2006 et mai 2007, " le toit vert a empêché plus de 100.000 litres d'eau de pluie - près de 75 % des précipitations tombant sur le toit - de se déverser dans le système déjà surchargé des égouts et de collecte des eaux pluviales de Washington D.C. Le toit vert de l'ASLA a réduit la température ambiante de 32 degrés en été par rapport à un toit bitumé voisin ".

Les toits verts nécessitent des supports structuraux relativement massifs pour supporter le poids des eaux après un orage et ils utilisent une construction en " pièce montée " de membranes d'imperméabilisation et des barrières destinées à empêcher les fuites.

Ils sont de profondeurs différentes : les toits verts de grande étendue n'utilisent que quelques centimètres de milieu de culture - en général de l'ardoise expansible ou de la glaise mélangée à un peu de compost et ils sont plantés d'espèces alpines telles que des orpins ; les toits verts en culture plus intensive utilisent des sols profonds et des systèmes d'irrigation permettant la culture de gazon, de buissons, voire d'arbres.

Bruce odessey est rédacteur du Bureau des programmes d'information internationale du département d'État. Il vit dans le Maryland et sa maison a un toit vert.

Source : Bureau des programmes d'information internationale du département d'Etat.

Site Internet : http://www.america.gov/fr/