photo: Strandbeest, Theo Jansen, Photo: Lena H

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a. World 3 et Limits to Growth: intrants & exutoires comme entrées & sorties du système

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IntroductIon à l’analyse

clImatIque pour 2050

Au chapitre précédent, nous avons évoqué le travail de l’équipe emmenée par les Meadows dans le cadre de la commande du Club de Rome, débuté dans les années 1970. En lisant Les limites de la croissance (dans un monde fini), les auteurs introduisent la distinction entre « intrants » et « exutoires » : la mesure de chacun d’entre eux fournit les limites au modèle d’évolution dans un système fini. Nous évoquerons largement la problématique des intrants comme inhérente à la définition de notre projet, les Infrastructures Solaires Urbaines: comment l’horizon de la finitude des stocks non renouvelables (qu’ils soient énergétiques ou matériautiques) doit catalyser la refondation d’une pensée d’« architectures renouvelables », en contrepoint aux « architectures issues des fossiles ».

Arrêtons-nous cette fois sur l’analyse d’un exutoire particulier, une pollution particulière, issue du métabolisme planétaire de la Modernité : les émissions de gaz à effet de serre, et leur unité de mesure, la quantité de CO2 présente dans l’atmosphère (en ppm ou en partie par million).

Il est aujourd’hui scientifiquement prouvé que les activités anthropiques ont un impact direct et prépondérant sur la modification des caractéristiques

« J’ai froid », Emmanuelle Seigner et Harrison Ford dans la dernière scène de Frantic par Roman Polanski

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spectrophotométriques de l’atmosphère ; et que cette transformation sur les paramètres qui gouvernent le bilan énergétique terrestre induit une évolution rapide des climats. Ce chapitre s’attardera donc aux conséquences probables de cet exutoire. Il sera aussi introduit les rétroactions possibles (ou retro-feedback en jargon de la dynamique des systèmes) du climat sur l’énergie (alors qu’est d’abord généralement évoqué les conséquences de notre mix énergétique sur le climat).

De la nécessité D’être contextuel : bouger Dans l’espaceAvant de bouger dans le temps de quelques décennies, décalons-nous sur la surface du globe. Changeons de climat en déplaçant un même objet architectural, et transposons son histoire climatique en le plongeant dans différentes ambiances planétaires. L’espace à la place du temps : c’est d’ailleurs avec ce « tour de passe-passe pédagogique » que Kopf, Hallegatte et Ha-Duong veulent alerter et illustrer l’évolution possible des climats en Europe sur ce siècle. Dans le futur, le climat de Paris s’apparentera-t-il à celui de Rome aujourd’hui ?

Observons donc ces pyramides énergie-climat. Elles synthétisent le résultat de simulations thermiques dynamiques d’une même tour de bureaux selon

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différents climats contemporains (Elioth, 2008). La pyramide de gauche exhibe à la fois la demande froide (en bleu et en kilowattheures utiles de froid par mètre-carré et par an) et la demande chaude (en rouge et en kilowattheures utiles de chaleur par mètre-carré et par an). La pyramide centrale additionne les deux demandes climatiques. La couleur de chaque barre est associée à la latitude du site : le beige correspond aux latitudes proches de l’équateur tandis que le bleu correspond aux latitudes se rapprochant des pôles. Les villes situées à proximité de l’équateur semblent globalement défavorisées. Enfin, la pyramide de droite correspond au pourcentage de passivité du bâti, c’est-à-dire au ratio de temps d’utilisation pendant lequel l’édifice ne réclame ni chaleur ni fraîcheur pour maintenir les températures de consigne intérieure comprises entre 21 et 25 degrés Celsius.

b. meilleurs analogues actuels des climats futurs pour quelques métropoles européennes. D’après L‘évolution climatique des villes européennes. Kopf, Hallegatte et Ha-Duong. 2008.

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#1 Genève est bigrement bien placée dans ce «chart climatique». En guise de conclusion intermédiaire: géographies et climats génèrent un déterminisme énergétique ; la demande énergétique est intrinsèquement inéquitable. Et paradoxalement, « être bien » (selon nos paramètres usuels et contemporains du confort hygrothermique) suppose davantage d’énergie dédiée au contrôle climatique pour les architectures situées à proximité des tropiques que celles placées vers 45 degrés de latitude… La forme et la matérialité architecturale peuvent atténuer cet effet.

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c. pyramides énergie-climat (Elioth, 2008)

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#1 h. Duvigneaud, P. et Denayer-de Smet (eds.) (1975), l’Ecosystème urbain

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d. Remplir Paris, vision pour Paris 2046, Eliothe. Guide d’Interactions Energie-Climat Volume 2, Résilience.f. quelques valeurs caractéristiques d’albédo. g. effet d’îlot de chaleur urbain: profil de température lors d’une journée estivale moyenne (source: Laurence Berkley National Library)f. et g. sont extrait du Guide d’Interactions Energie-Climat Volume 2, Résilience

shift Des températures et réponses énergétiquesDéplaçons à nous présent dans le temps, en s’appuyant sur les résultats locaux issus des modèles climatiques globaux (venant de ce « parlement des modèles » discuté au sein de la communauté des scientifiques du GIEC). Si le climat de Paris devient proche (au sens d’une métrique climatique) de celui de Rome, on s’attend alors à ce que nos besoins de chauffage diminuent, tandis que nous risquons davantage de souffrir de la chaleur en été. Est-ce que les immeubles des rues de Lausanne et de Genève s’équiperont de climatisation individuelle comme dans ces photos prises à Athènes ? Ou, après Vider Paris de Nicolas Moulin, doit-on préfigurer un Remplir Paris de split-system … comme dans ces visions préparées par Elioth pour un Paris de 2046 ?

Pour les pays occidentaux, n’oublions pas que la pyramide des âges s’apparentera davantage à une « pagode des âges » en 2050 : en vieillissant, la sensibilité aux variations de température devient plus importante, le corps éprouvant plus de difficultés pour s’adapter. Attardons-nous donc sur une prospective

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de l’évolution probable de nos demandes énergétiques associées au climat. Et les zones méridionales risquent davantage d’en souffrir que celles situées plus au nord. Mais voyons aussi comment le projet architectural et paysager peut constituer un outil local d’adaptation au changement climatique. Minéral, eau, végétal et forme sont de puissants leviers pour amortir les variations climatiques, pour limiter les effets d’îlot de chaleur urbain, voire pour participer aussi à la réduction du forçage radiatif global, en travaillant en particulier sur l’albédo du projet. Du point de vue de l’offre, c’est-à-dire de la production locale d’énergie renouvelable, nous retiendrons qu’en Europe occidentale, les incidences sur l’ensoleillement devraient être limitées (on attend une quasi-stabilité de l’irradiation horizontale en kWh annuels et par m² ou en W par m²) ; les régimes venteux et hydrauliques pourraient être eux plus impactés. Enfin, le mix de production issue de la biomasse sera aussi sans doute transformé. Des champs d’olivier en 2050 à Lausanne ?

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i. Chapatte, Réchauffement climatique dans les Alpes, publié dans le quotidien genevois Le Tempsj. D’après Ademe, Etude prospective sur les impacts du changement climatique pour le bâtiment à l’horizon 2030 à 2050, janvier 2015.

et autour Du léman ?Pour tester à bien la faisabilité de l’autonomie matériautique et énergétique de votre projet, il sera nécessaire d’analyser la pluralité des conditions locales : géologie, hydrologie, biodiversité, climat et risques naturels. Faisons un peu reposer les futurs et interrogeons-nous sur les coups déjà partis. Impacts du changement climatique sur le climat local autour du Lac Léman : quelle incidence sur le régime pluviométrique ? Qu’en sera-t-il de la température de l’eau du Léman ? Quelles évolutions des températures sur la demande énergétique, en particulier vis-à-vis du chauffage comme du rafraîchissement ? Du point de vue de la production renouvelable, le réchauffement climatique peut-il avoir des incidences sur vos différents productibles ? La check-list présentée ici vous permettra de balayer les différents sujets.

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eléments bibliographiques et outils Ademe, Etude prospective sur les impacts du changement climatique pour le bâtiment à l’horizon 2030 à 2050, janvier 2015.AKbARI, H., MENON S., and ROSENFELD, A. Global cooling: increasing world-wide urban albedos to offset CO2, Climate Change, Vol 95, Joint Issue 3-4, 2009, DOI 10.1007/ s10584-008-9515-9.COLOMbERt M, Contribution à l’analyse de la prise en compte du climat urbain dans les différents moyens d’intervention sur la ville, PhD thesis, University of Marne la Vallée, 2008.DOULOS, L., Santamouris, and Livada, I.. Passive cooling of outdoor urban spaces. The role of materials, Solar Energy 77, pp 231-249, Elsevier, 2004.DRIAS. Site internet, les futurs du climat : http://www.drias-climat.fr/FUCHS Matthias et al.. Energy Manual., birkhäuser Architecture, 2008. 280 p.GIEC (Groupe d’Experts Intergouvernemental sur le Climat): http://www.ipcc.ch/GUGGENHEIM Davis, Une vérité qui dérange, 2006.HINDRICHS Dirk, DANIELS Klaus. Plus minus 20° / 40° latitude. Sustainable building design in tropical and subtropical regions. : Axel Menges, 2007MéNARD R. (sous la dir.) et al., Guide d’interaction énergie-climat, volume 2, résilience climatique, ISbN : 978-2-8760-2052-8, 106 pages, mars 2012.SQUARzONI Philippe, Saison brune, Delcourt, Encrages.tROMEUR E., MéNARD R., bAILLy J-b, and SOULIé C, Urban vulnerability and resilience within the context of climate change, Natural Hazards and Earth System Sciences, 31 mai 2012. tROMEUR E., MéNARD R., Changement climatique : les besoins en climatisation en France : un enjeu majeur en 2050, Le Moniteur, 25 Novembre 2011.Quelques exemples d’analyses climatiques disponibles sur le compte Issu du DPEA Architecture post-carbone, en lien en particulier avec les projets Diogène.*Les régimes de vent sur le Léman : http://www.sisl.ch/vent.htmChangement climatique et oxygénation du lac : http://www.aqueduc.info/Le-rechauffement-climatique-menaceChangement climatique et température du Lac : http://jacquet.stephan.free.fr/Anneville_Arch-Sci_2013.pdfAnalyse du Lac : http://www.unige.ch/cyberdocuments/theses2001/GirardclosS/these_body.html

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