L’architecture au service des économies d'énergie

Masdar City, le projet d’une ville 100% autonome dans le désert d’Abou Dhabi, qui met au défi les architectes, industriels, ingénieurs et constructeurs.

L’idée d’une ville 100% verte voit le jour en 2006 dans le désert d’Abou Dhabi. Elle s’appelle Masdar City et est à l’initiative du Sultan Ahmed Al Jaber avec le cabinet d’architecture anglais, Foster and Partners. C’est un projet innovant mettant au défi les concepteurs, les architectes, les constructeurs et les industriels dans la recherche de solutions pour faire de cette cité un modèle en terme de développement durable. Zoom sur ce projet ambitieux.

Le projet de Masdar City

Ou comment faire sortir du désert du Moyen-Orient, une ville autonome en énergie et nulle en émissions de CO2.

L’ambition du projet

Les grandes métropoles du Golfe Persique sont loin d’être réputées pour leur modèle énergétique. Vivant de leurs richesses liées au pétrole, elles sont emblématiques pour leur pistes de ski en plein désert, leurs immenses centres commerciaux, hôtels de luxe et leurs îles artificielles.

Débute alors en 2006 à Abou Dhabi un projet un peu fou : la construction d’une ville 100% verte, durable, avec 0 émission de CO2, jusqu’à devenir à énergie positive. Le but est de la rendre autonome en électricité grâce aux énergies renouvelables et d’utiliser des techniques innovantes pour pallier les dures conditions climatiques.

La ville devrait pouvoir abriter jusqu’à 50 000 habitants et 90 000 personnes y travailleraient (objectifs fixés au début du projet).

C’est une entreprise au coût faramineux : 16 milliards de dollars, soit près de 15 milliards d’euros pour une superficie de 6,5 km2. Cela doit permettre la mise en oeuvre de tous les moyens possible pour favoriser l’innovation et la recherche au service du développement durable. L’un des défi à relever concerne le stockage de l’énergie. Il est nécessaire de trouver des solutions pour utiliser l’énergie produite la journée pendant la nuit, où il n’y a pas de soleil. De nombreuses grandes entreprises y travaillent et de plus en plus de fournisseurs d’énergie proposent à la vente de l’énergie verte. C’est notamment le cas d’Engie, Planète Oui, Mint Energie et ekWateur.

Une référence dans la recherche

Masdar City est une ville test, une réelle vitrine de la cité autonome du futur. Elle est dotée d’un centre de recherche spécialisé dans les énergies renouvelables nommé Masdar Institute of Science and Technology. C’est aussi une université, la Khalifa University d’Abou Dhabi, où le campus est consacré aux sciences d’ingénierie : mécanique, informatique, environnement, chimie, énergies, etc. L’institut est ouvert aux échanges universitaires afin de promouvoir le projet partout dans le monde.

Pour s’assurer de répondre aux critères de durabilité, absolument tout est contrôlé par des équipes spécialisées : les déplacements, voyages d’affaires et leur impact environnemental est comptabilisé dans l’empreinte carbone du projet. C’est également le cas pour chaque matériaux utilisé, pour ce qui a été nécessaire à sa conception et quelles émissions a engendré leur transport jusqu’au chantier.

Le centre de recherche est recouvert à 80% de panneaux solaires. Ses besoins en énergie sont largement couverts. De plus en plus de particuliers s’équipent pour leur domicile de panneaux photovoltaïques. En devenant producteur, les factures d’énergie s’amoindrissent considérablement. C’est un projet coûteux, mais amorti très rapidement. Pour le financer, faire appel à une banque en ligne est un bon moyen d’obtenir un taux intéressant. Il est possible de comparer les différentes banques en ligne en consultant Selectra.

Des solutions architecturales et technologiques pour supprimer les émissions de CO2

Véritable défi, le projet Masdar City implique des prouesses architecturales, technologiques pour rendre la ville autonome, et surtout allier confort de vie et conditions climatiques difficiles.

L’architecture réinventée

Dans le désert saoudien, les conditions peuvent être qualifiées d’extrêmes. Avec des températures avoisinant les 50 degrés en été, il est certain que les besoins en énergie pour refroidir l’intérieur des bâtiments sont considérables. Il n’est pas rare de constater dans les grandes villes voisines telles que Abou Dhabi ou Dubaï de grandes artères de plusieurs dizaines de mètres de larges, copiant le style américain. Cette configuration ne correspond pas du tout aux conditions climatiques de la région.

Les architectes en charge du projet se sont posé une question : quelles méthodes utiliser pour naturellement réduire les besoins en énergie dans cette région désertique? Ils ont adopté l’approche bioclimatique : en architecture, il s’agit d’intégrer les constructions dans leur environnement, en utilisant des matériaux locaux tout en favorisant les économies d’énergies et garantir pour les usagers un certain confort. Les populations ancestrales se protégeaient des désagréments liés à la chaleur, sans disposer des techniques contemporaines. Elles n’avaient évidemment pas la climatisation par exemple. Les architectes se sont donc inspirés des méthodes employées dans les villes traditionnelles. Un moyen naturel pour maîtriser la chaleur, c’est de créer de l’ombre. La largeur des rues a donc été considérablement réduite jusqu’à en faire de véritables ruelles débouchant sur de petits patios. Des arcades ont été édifiées en retrait des façades à la base des bâtiments pour renforcer le phénomène d’ombrage.

Très présentes également dans les médinas, on retrouve à Masdar City des cours intérieures et des tours à vent. Utilisant la circulation naturelle de l’air, leur but est de rafraîchir l’intérieur de la ville. L’air frais descend naturellement du fait des différences de pression.

Les architectes travaillent main dans la main avec les ingénieurs pour faire de cette ville un modèle écologique à l’esthétisme irréprochable.

Des technologies pour le développement durable

Les architectes et concepteurs ont tout mis en oeuvre pour trouver des moyens innovants et répondre au problème du rayonnement solaire. On ne construit plus de gratte ciels aux baies vitrées, se trouvent en exposition directe.

Sur les bâtiments, on place les fenêtres aux endroits ombragés en priorité. Sinon, un système de volets à lamelles qui s’orientent en fonction de l’ensoleillement est mis en place. Cela permet de bénéficier au maximum d’un éclairage naturel.

La structure des édifices a été très longuement étudiée. Les bâtiments sont orientés en fonction du sens du vent pour profiter le plus possible d’un rafraîchissement naturel. La composition des façades choisie est complexe, mais très efficace.

Prenons pour exemple les façades du campus, qui sont constituées de 4 couches :

La première, composée d’un mélange de béton armée, de fibre de verre et de sable du désert, a pour fonction d’empêcher le rayonnement direct, avec diverses perforations placées de manière esthétique.
La deuxième couche a pour fonction d’absorber la chaleur, réduisant ainsi les effets thermiques du rayonnement.
La troisième est en aluminium recyclé à 90% et garantie l’étanchéité à l’air du mur. C’est une technologie à haute performance énergétique.
La quatrième et dernière couche est un isolant épais de 25 cm.

Le plus important dans une construction, c’est l’isolation et l’étanchéité à l’air. C’est sur ce principe que se basent les constructeurs des maisons passives (ne nécessitant aucun moyen de chauffage ou de refroidissement). Ce système offre au bâtiment une performance énergétique qui est considérable et, par définition, réduit les besoins en énergie du campus de Masdar City.

La ville sera alimentée en eau potable grâce à une centrale de désalinisation alimentée grâce à l’électricité produite par les panneaux solaires.

Les voitures polluantes étant prohibées, un moyen de transport écologique et autonome a dû être imaginé. C’est là que le PRT, Personal Rapid Transit a vu le jour. C’est un réseau souterrain de voiturettes à guidage magnétique sur un monorail. Elles sont donc sans chauffeur, circulant à 40km/h et s’arrêtent tous les 200 mètres.

Le but du projet de Masdar City, dont l’achèvement est prévu pour 2030, est de promouvoir l’idée que oui, c’est possible de vivre sans aucune émission. A terme, elle deviendrait à énergie positive. De grandes entreprises telles que Siemens y ont déjà installé leur siège.

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