Demain, la ville bio-inspirée

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Urbanisme et biologie, infrastructures et nature… Les contours de villes doivent désormais se réinventer pour mieux s’adapter aux contraintes d’aujourd’hui et de demain.

En évoquant la ville et son développement, le principe de « métabolisme urbain » s’impose peu à peu. L’expression, apparue dans les années 1960, peut surprendre mais prend tout son sens à l’aune des bouleversements climatiques, des enjeux écologiques et des mutations sociales. Un article de recherche de l’université de Toronto, au Canada, « The Changing Metabolism of Cities », en donne une définition précise en 2007 : « Le métabolisme urbain est l’ensemble des processus techniques et socio-économiques qui surviennent dans les villes, avec pour résultat la croissance, la production d’énergie et l’élimination des déchets ». Pour les auteurs, étudier et comprendre ce métabolisme est la clé d’une approche globale, nécessaire à l’établissement de villes durables et « en bonne santé ».

 

L’analogie biologique n’est pas neutre. Si la ville est bel et bien un « organisme vivant », ne faut-il pas s’inspirer de la nature pour mieux la gérer ? Le biomimétisme, déjà utilisé avec succès pour produire machines, robots et autres puces électroniques, pourrait-il aider à rendre nos lieux de vie collective plus agréables, plus écologiques, plus durables ?

Enjeux urbains et planétaires

L’enjeu est de taille. Les villes occupent 2 % de la surface de la planète, mais abritent 55 % de sa population. Elles sont aussi « le moteur de l’économie globale, représentant 80 % du produit mondial brut (PMB1) – mais produisent 75 % du CO2» comme le note le World Economic Forum. Et elles sont surtout en constant développement : selon le rapport 2018 des Nations Unies sur le sujet, on comptait 371 villes de plus d’un million d’habitants en 2000. On en dénombre 548 aujourd’hui, et il y en aura plus de 700 en 2030. Et le nombre de mégalopoles abritant plus de 10 millions de personnes atteindra 43 en 2030 – 10 de plus qu’aujourd’hui.

 

Tandis que les Nations Unies prévenaient l’année dernière que nous disposons tout juste « d’une douzaine d’années pour limiter l’ampleur catastrophique des changements climatiques », développer des villes plus écologiques et mieux inscrites dans la logique de développement durable paraît crucial. « Les enjeux attachés au métabolisme urbain et aux empreintes environnementales qui en résultent sont aujourd’hui considérables », estime Sabine Barles, enseignante chercheuse du CNRS, spécialiste des mutations urbaines. « La tendance lourde qui caractérise les processus d’urbanisation est en effet une augmentation de la consommation des ressources associée à celle des émissions, ce qui est l’une des traductions de la non-durabilité des sociétés urbaines », expliquait-elle dès 2008.

(Ne pas) chasser le naturel : les bénéfices de la nature en ville

Réintroduire la nature dans les villes, s’inspirer de la nature pour repenser infrastructures et processus urbains sur des bases plus « bio » pourrait donc être l’une des voies conduisant à des villes plus durables, au « métabolisme » mieux optimisé. Des exemples convaincants attestent que les solutions existent.

La très médiatisée « Bosco Verticale », inaugurée en 2014 à Milan, en Italie, montre que des tours résidentielles élevées peuvent inclure de véritables « forêts verticales », pouvant comporter des centaines d’arbres sur chaque immeuble. Le concept a été adopté aux Pays-Bas, en Amérique du Sud ou en Chine et l’architecte italien Stefano Boeri qui en est l’auteur a également conçu une « ville-forêt », qui sera inaugurée en 2020 en Chine, à Liuzhou. Ici, arbres et jardins ne sont pas juste des ajouts aux immeubles, mais bien la principale et omniprésente composante de l’espace urbain. Vue du ciel, la ville de 30 000 habitants sera d’ailleurs quasiment indiscernable des forêts avoisinantes – un véritable « nouveau modèle urbain », où 40 000 arbres et un million de plantes servent à absorber le CO2, tout en agissant comme des barrières naturelles au bruit et en participant à la régulation géothermique. Et si la ville de demain était une forêt ?

L’ambition de réduire la pollution urbaine et purifier l’air, en utilisant des technologies tirant parti de processus naturels, se lit dans de multiples initiatives. Le CityTree de la société allemande Greencity Solutions se présente par exemple comme un banc public surmonté d’un muret vertical abritant un système de ventilation à base de mousses naturelles. L’équipement, installé dans plusieurs dizaines de villes (dont Oslo, Hambourg ou Courbevoie en France), améliore la qualité de l’air en filtrant particules fines, poussières et dioxyde d’azote. Il peut absorber 240 tonnes de gaz par an, soit l’équivalent de centaines d’arbres, en n’occupant que quelques mètres carrés.

Briques intelligentes et lampadaires bio-inspirés : quand les infrastructures fonctionnent comme des organismes vivants

Le projet européen « Living Architecture » (LIAR), démarré en 2016, va un cran plus loin, avec pour objectif de développer « des murs-bioréacteurs modulaires ». Destinés à être incorporés dans les méthodes de construction classiques, ils se composent de briques abritant de véritables « piles à combustible microbiennes2», qui peuvent recycler les eaux usées et produire de l’énergie électrique. Ces murs microbiens pourraient « s’appliquer à de nombreux systèmes urbains, formant une microagriculture programmable dans les logements et édifices publics (écoles, hôpitaux) ou gouvernementaux. » Les murs de nos villes pourraient-ils devenir demain des organismes vivants à grande échelle ?

La lumière et les éclairages pourraient eux aussi directement s’inspirer du vivant. A la pointe du sujet, la start-up française Glowee développe des solutions fondées sur la bioluminescence : des organismes vivants, en particulier issus de la mer et cultivables à l’infini (tout en ne produisant que des déchets 100 % organiques), peuvent se transformer en « une source de lumière vivante, tout droit venue de la nature, à la croisée entre le biomimétisme et la biologie synthétique ». Le MIT a par ailleurs démontré en 2017 que l’on pouvait enrichir les plantes de nanoparticules pour les rendre lumineuses, ouvrant la voie à des éclairages d’intérieur qui ne nécessitent aucune électricité, ou même à « des arbres transformés en lampadaires auto-alimentés ». Et si l’éclairage urbain se cultivait ?

Vers la ville-ressource : quand la ville régénèrera elle-même ses ressources naturelles

Mais on voit également des fermes aquaponiques installées dans des entrepôts désaffectés (Détroit, États- Unis), des fermes verticales installées au cœur des villes, dans les supermarchés ou les restaurants (Allemagne, Pays-Bas), des dispositifs qui convertissent les pas des passants en électricité (Londres, Honk Kong). Tous ces projets participent d’un changement de regard salutaire sur la ville et son organisation. La ville peut et doit devenir plus « naturelle » et plus « connectée », y compris aux usages et aux processus biologiques. Car dans la ville de demain, tout devient ressource.

Pour que l’ensemble de l’écosystème urbain continue de bien fonctionner, la ville doit enfin devenir régénérative, afin de rendre à la nature ce que nous lui prenons. La ville de demain ne devra plus seulement utiliser ses ressources de façon optimale, mais également améliorer les écosystèmes dont elle dépend. Les usages dans la ville régénérative imiteront le métabolisme circulaire de la nature pour opérer dans une sorte de boucle en conférant aux flux sortants une valeur positive. Il s’agira donc de participer à la régénération de ressources naturelles que nous consommons. Déjà, le cabinet d’architecture canadien HMC Architects imagine des écoles dont l’eau de climatisation est réutilisée pour les besoins locaux en irrigation, ou des hôpitaux qui récupèrent leurs eaux de pluie. Leur vision de l’architecture régénérative est ambitieuse : « nous rêvons d’éco-villes avec des paysages entièrement comestibles pour nourrir ses habitants ».

S’installe alors une nouvelle vision de la ville, devenant « ville-ressource » : « une ville à la fois circulaire, résiliente et collaborative, capable de générer et de préserver les ressources essentielles à son fonctionnement, dans une démarche de co-construction avec toutes ses parties prenantes ».

 

1Le produit mondial brut (PMB) équivaut à la somme de tous les produits intérieurs bruts des États de la planète.

2Les piles à combustible microbiennes, ou biopiles, « utilisent les bactéries pour convertir directement en électricité une partie de l’énergie disponible dans un substrat biodégradable » (Laboratoire Ampère CNRS).

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