SERIE 3/4 – Dans un monde post-carbone à +2°C, nous vivrons dans des éco-villes « intelligentes », denses et verticales, et nos maisons seront « vertes »

Alimentation, urbanisme, logement, transports… Le réchauffement climatique va bouleverser notre vie quotidienne. A quoi ressemblera notre monde demain? Toute la semaine, Sudouest.fr décline cette thématique à travers plusieurs problématiques. Retrouvez tous nos articles sur la COP21 ici

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Le 11 décembre prochain, à l’issue de la COP21, la conférence internationale de Paris sur le climat, 195 pays devront signer un accord contraignant les engageant à réduire leurs émissions de CO2 et de gaz à effet de serre (GES), pour contenir la hausse du réchauffement climatique planétaire en dessous de 2°C. En 2050, pour parvenir à cet objectif, la France devra diviser par quatre ses émissions de gaz à effet de serre par rapport à 1990. Demain, si accord il y a, nos villes pourraient bien ressembler aux éco-villes « intelligentes » qui sortent aujourd’hui du sol, clé en main, en Asie et en Arabie Saoudite, denses, durables et non émettrices de gaz à effet de serre. Quant à nos maisons, elles produiront plus d’énergie qu’elles n’en consommeront.

Des villes post-carbone, un défi de taille pour le futur

Quand on sait que les agglomérations consomment les trois quarts de l’énergie produite sur la planète et émettent 80% du CO2 d’origine anthropique, préparer des villes à énergie durable pour lutter contre le changement climatique, constitue un enjeu énorme pour l’avenir de l’humanité.

Tout est accessible en moins de 10 minutes, à pied ou à vélo

L’éco-ville type de demain, végétalisée pour résister aux fortes chaleurs, « intelligente » et connectée pour s’adapter et lutter contre le réchauffement climatique, utilise les énergies propres et recycle ses déchets pour les convertir en ressources énergétiques naturelles. Verticale en son centre, elle regroupe lieux de travail et de vie, services et aires de sport qu’elle ne rejette plus en périphérie. Tout y est accessible en moins de 10 minutes, à pied ou à vélo. Elle offre aussi une qualité de vie en hausse, favorise la mixité sociale et réinvente des transports neutres en carbone. Elle s’invente dès aujourd’hui.

Les éco-villes des pays émergents

Le Nouveau Monde révolutionne les territoires, et les met sous surveillance
Tianjin EcoCity.
Crédit photo : Arte

La crise énergétique menace et il faut trouver d’urgence des remèdes à la pollution d’un air devenu irrespirable dans les grandes mégalopoles où le nombre d’habitants ne cesse de croître, tout en préservant l’avenir climatique de la planète : telle est la quadrature du cercle qu’ambitionnent de résoudre les nouvelles cités intelligentes et écologiques qui voient le jour en ce début de siècle dans trois des pays parmi les plus pollués au monde, la Chine (Tianjin Eco-city) et la Corée du sud (Songdo), et en Arabie Saoudite (King Abdullah Economic City).

Créées de toutes pièces

Futuristes et résolument « vertes », financées par des partenariats publics/privés et créées de toutes pièces en prenant le meilleur de ce qui existe déjà ailleurs en matière d’écologie et de bien-être pour les habitants, elles étonnent l’Occident encore pusillanime sur les questions du développement durable urbain par leur ambition en la matière et les innovations technologiques de pointe auxquelles elles font appel.

  • Environnement et qualité de vie

Tianjin, la Chinoise a réservé 12 m2 d’espace verts à chacun des 65.000 habitants qu’elle prévoit d’accueillir. Eoliennes, photovoltaïque, centrales au gaz naturel liquéfié (GNL) : l’énergie y est 100% renouvelable. La station d’épuration d’eau de la ville, véritable bijou écologique, est également avant-gardiste : elle fonctionne avec des plantes aquatiques qui dépolluent les eaux usées et permet de les réutiliser pour l’arrosage des espaces verts et l’alimentation des balayeuses publiques. Un peu comme à la piscine de Bègles, en Gironde, mais en beaucoup, beaucoup plus grand… Et l’Empire du milieu a, dans ses cartons, une dizaine de projets d’éco-cités similaires à Tianjin… Sans centrale nucléaire au programme pour les alimenter en électricité, qu’on se le dise.

  • Zéro émission de CO2 et « hyperconnection »
Le Nouveau Monde révolutionne les territoires, et les met sous surveillance
Songdo Control Center.
Crédit photo : Cisco

En Corée du Sud, même son de cloche, mais en mode encore plus « hyper-connecté », comme on peut s’y attendre au pays de Samsung. A Songdo, tout est piloté par ordinateur, relié et contrôlé par le cerveau de Control center. Des transports à l’énergie – des compteurs intelligents permettent à chacun de surveiller et réduire sa consommation – en passant par la sécurité des espaces publics, la fluidité des transports et la gestion des déchets. Pas de camions pour enlever les ordures ménagères qui sont transportées depuis les habitations par un système pneumatique directement vers le centre de recyclage qui les valorise…

La ville coréenne, avec 40% d’espaces verts, vise zéro émission de CO2. On n’y a pas besoin de voiture : tout a été conçu de manière à ce que les habitants puissent rejoindre leur lieu de travail, les commerces ou les lieux de loisir à pied, à vélo (25 km de pistes cyclables un vrai paradis pour les amoureux de la petite reine !) et en transport en commun, y compris sur l’eau, grâce à un système dense de navettes fluviales qui valorisent lac et canaux.  Rien d’étonnant à ce que Songdo ait été distinguée par l’ONU pour accueillir le siège du Fond vert pour le climat.

  • La première éco-ville européenne pousse au Portugal

L’Europe aura bientôt sa première éco-ville, sur le modèle asiatique : PlanIt Valley se construit aujourd’hui ex nihilo au Portugal, grâce à l’initiative de Cisco, Microsfot, Philips et de nombreux autres partenaires. Située à proximité de Porto, cette ville doit accueillir bientôt entre 150.000 et 225.000 habitants. Elle sera équipée d’environ 100 millions de capteurs, y compris dans les appartements privés, afin d’optimiser l’efficience énergétique et de diminuer la congestion urbaine. Toutes les infrastructures seront en effet surveillées, avec des flux modulables pour l’électricité, l’eau, le transport ou la voirie.

Passer de l’éco-quartier à l’éco-ville : le défi des villes anciennes

Le concept d’éco-cité post-carbone pointe aussi son nez en Occident, en Europe et, plus timidement, en France. Il est en effet bien difficile de transformer des villes anciennes au patrimoine urbain fort, en villes « zéro carbone« , résilientes aux conséquences du changement climatique, aux chaleurs extrêmes comme aux pluies diluviennes, voire à la montée des eaux, pour celles qui sont situées sur un fleuve, ou sur un littoral marin ou océanique.

En Allemagne, plus qu’un laboratoire vert, Fribourg-en-Brisgau, est pourtant d’ores et déjà devenu un vrai modèle pour la ville du futur. Avec plus de 400 rames de tramway, un centre-ville dense et piétonnier, des milliers de vélos, de nombreux espaces verts et très peu de voitures, la cité du Bade Württemberg est devenue l’emblème de la ville durable en Europe. Biomasse, énergie solaire, éoliennes et hydroélectricité sont aujourd’hui autant de sources d’énergie renouvelables employées par ses habitants.

Ailleurs en Europe, les mutations radicalement vertes de grandes capitales telles Stockhölm, Copenhague et Zürich, montrent également que l’on peut parvenir à concilier densité, durabilité et qualité de vie dans du très beau bâti ancien.

En France, même si c’est à plus petite échelle et si toutes les réalisations ne sont pas parfaites, la multiplication des éco-quartiers, à Bordeaux (Ginko), Saint-Jean-de-Luz (Alturan), Bayonne, Lille, Lyon, Grenoble…, prouve aussi qu’il est possible de réinventer les habitats traditionnels, en tenant compte des contraintes du changement climatique.

Le Nouveau Monde révolutionne les territoires, et les met sous surveillance
La gare de Strasbourg bénéficie d’une isolation maximale sous sa verrière. Crédit photo : SNCF

Verra-t-on un jour la gare de Bordeaux Saint-Jean recouverte d’une grosse bulle de verre et de métal transparente et scintillante, destinée à l’isoler, tout en préservant la façade historique de son ancien bâtiment, comme l’est aujourd’hui celle de Strasbourg, classée Monument historique ? En 2050, à l’instar de la capitale alsacienne, les métropoles du « Vieux Monde » auront dû faire appel à leur imagination pour passer de l’éco-quartier à l’éco-ville, tout en conservant l’intégrité de leur patrimoine architectural, auquel elles sont très attachées, à juste titre.

Les « Smart cities » du « Vieux Monde »

Moins en pointe que les éco-cités clé en main d’Asie, l’intelligence des mégalopoles historiques anciennes n’est toutefois pas en reste lorsqu’elle mise sur les dernières innovations technologiques et les données numériques, pour accueillir toujours plus d’habitants, avec l’objectif de réduire leur impact carbone et d’économiser l’énergie, tout en assurant la sécurité de chacun. Vancouver, New York, Sydney, Shanghai, Paris, Hambourg, Bordeaux ou encore Londres utilisent déjà des systèmes de vélos en libre service interconnectés avec les réseaux de transport en commun, des équipements en réseau pour redistribuer les ressources énergétiques mutualisées, fluidifier la circulation, piloter et ajuster la consommation d’énergie ou la circulation. Au Brésil, Rio de Janeiro, est ainsi dotée d’un centre d’opérations équipé par IBM, presque aussi performant que celui de Songdo, qui prévoit et contrôle les catastrophes climatiques, et gère tous les services de la ville (police, hôpitaux, transports, l’électricité et l’eau).

En 2050, nos villes seront « smart » (intelligentes) jusqu’au bout de leurs lampadaires et de leurs trottoirs, ou ne seront pas. La réglementation de 2012 qui interdit l’éclairage commercial la nuit de 1 h à 6 h pour économiser l’électricité, sera étendue à tous les bureaux, bâtiments et lieux publics. L’intensité de l‘éclairage public sera variable en fonction des heures creuses de la journée ou de la nuit et les citadins circuleront sur des chaussées poreuses pour récupérer l’eau de pluie et recharger les nappes phréatiques.

  • 100% renouvelables

Avant même 2050, certaines villes anciennes auront atteint l’objectif de 100% d’énergies renouvelables qui en fera des villes « zéro carbone ». En Europe, depuis deux ans, Pécs, 120.000 habitants, la cinquième ville de Hongrie, est passée au « tout biomasse » et ne se chauffe et ne s’éclaire quasiment plus qu’à la paille et au bois. D’ici une dizaine d’années, les premières mégalopoles comme Cohenhague au Danemark, Malmö en Suède, Munich en Allemagne, San Francisco et San José en Californie ou encore Sydney en Australie, n’utiliseront plus que l’éolien, le solaire, l’hydraulique et la biomasse.  Au Canada, c’est en 2040 que Vancouver qui veut devenir la ville la plus verte au monde, sera  « 100% renouvelable », y compris pour les transports.

Sur ce point, en France, on est loin du compte… Les architectes ne manquent pourtant pas d’idées, comme Vincent Callebaut qui, dans son projet « Paris 2050″,  imagine une tour Montparnasse recouverte d’une façade en bioréacteur d’algues vertes, capables de se nourrir de déchets pour produire de l’énergie…

  • Verticales

Plus la ville est étendue, plus elle consomme d’énergie : pour se déplacer, notamment, de son logement à son lieu de travail. En outre, une maison individuelle est plus énergivore à isoler qu’un appartement. Aussi, les éco-villes de 2050 auront-elles en leur centre des villages verticaux, aux tours durables, mixant lieux de travail et  lieux de vie avec des logements, services et commerces, mais aussi des jardins, des potagers et des ruches sur les toits. La « tour travail » des années 1970–2000 irriguera tout le quartier de flux d’habitants, de produits et d’énergie.

A titre d’exemple, au Caire, en Egypte, l’équipe de Vincent Callebaut porte le projet de The Gate Résidence, un îlot qui ressemble à un quartier de Paris : 250 mètres de côté sur 40 de haut, 66% de surface construite et 34% de surfaces vertes, 1.000 appartements et un immense jardin potager communautaire sur le toit, recouvert d’une canopée solaire capable de  produire l’énergie pour éclairer les parties communes.

De même, en 2050, New York comptera une nouvelle éco-bio tour, The Dragonfly, également imaginée par Vincent Callebaut, construite sous la forme d’une aile de libellule. Imaginez un Central Park à la verticale, abritant les multiples fonctions qui font la vie d’un quartier : des épiceries, des cinémas, des espaces de bureaux, des espaces de logements, des crèches, des piscines suspendues. Le tout, plongé dans un milieu agricole étagé à la verticale…

  • Adaptées aux canicules

5 jours de canicules par an en plus en 2050

Entre 2021 et 2050, le territoire métropolitain comptera jusqu’à cinq jours de canicule en plus par an, et jusqu’à quatre jours anormalement froids en moins, selon les prévisions du volume 4 du rapport « Le climat de la France au XXIème siècle », publié en 2014, sous la direction du climatologue Jean Jouzel. Quant à la hausse de la température moyenne, d’ici à 2050, elle sera de +0,6°C à +1,3°C. « Prévoir pour agir, la Région Aquitaine anticipe le changement climatique », l’étude sur l’évolution du climat en Aquitaine, piloté par le climatologue et membre du Giec, Hervé Le Treut, ne dit pas autre chose. Publié en septembre 2013, le rapport pointe, entre autres, la vulnérabilité du Sud-Ouest au risque caniculaire.

Trames vertes, murs végétaux, protections, brumisateurs et fontaines urbaines

Les citadins sont les premières victimes de ces vagues de chaleur exceptionnelles, car les villes abritent et génèrent des «  îlots de chaleur ». Les zones urbaines où les températures s’élèvent plus qu’ailleurs, et surtout, redescendent moins le soir, auto-alimentent le phénomène. En cause, le béton, les pavés, les pierres et les surfaces vitrées qui emmagasinent la chaleur avant de la restituer dans l’atmosphère, mais aussi les activités industrielles, la circulation routière, les climatiseurs. A contrario, le manque d’arbres et de végétation, capteurs de CO2, nuit au rééquilibrage des températures. D’où l’intérêt de végétaliser les façades et les toits, comme le propose la société bordelaise Init, mais aussi d’aménager en ville le plus possible d’espaces verts, des jardins de poche aux parcs et jardins publics.

En 2050, équipées de fontaines, de brumisateurs publics  et de systèmes de circulation d’eau le long de leurs artères, les villes traditionnelles auront développé des trames végétales, à l’instar de la « cité-Etat jardin » de Singapour qui, construite comme un échiquier, a pris le parti de laisser une case au végétal et à la biodiversité et une autre au bâti, et suspend des jardins sur les toits et les balcons de ses immeubles. Demain, les façades de nos maisons seront transformées en murs végétaux, capables d’absorber le rayonnement solaire et de diminuer la température en rejetant de la fraîcheur par évaporation. On aura planté dans nos rues des arbres à fort potentiel d’ombrages, multiplié les micro-espaces verts et verdi les pieds d’immeubles. Contre la chaleur, la plupart des bâtiments auront aussi adopté des protections devant les vitrages (avancées de toit, stores, persiennes…).

  • Les pieds dans l’eau

Les villes du futur auront développé des stratégies d’adaptation aux inondations et développé des habitats flottants sur l’eau ou sur pilotis. Grandes ou petites, les cités installées en bord de mer ou près des estuaires, sont en effet menacées par la montée des eaux qui pourrait s’élever à 1 mètre en 2100, même si le réchauffement se maintient en dessous de 2°C. Les projections prennent en compte la dilatation de l’océan quand il se réchauffe, la fonte des glaciers mais aussi la dégradation des calottes du Groënland et de l’Antarctique.

S’adapter ou reculer ?

Selon un institut américain, l’Union of Concerned Scientists (UCS), les mégalopoles de Bombay, Hong Kong, Shanghai, Tokyo, New York, Miami, Buenos Aires, Vancouver, entre autres, sont concernées. Des solutions existent et les Pays-Bas, champions du monde pour la gestion du risque de submersion, offrent notamment leur expertise. A titre d’exemple, Vancouver la verte, splendide ville côtière, a  engagé dès 2015 un programme d’infrastructures de 9,5 milliards de dollars canadiens pour se protéger de l’océan et des changements du niveau de la mer qui résulteront du réchauffement climatique.

Dans le grand Sud-Ouest, Arcachon, la côte girondine, l’estuaire de la Gironde et les îles de Ré et d’Oléron sont directement concernés par la montée des eaux. En 2050, des stations balnéaires auront vraisemblablement dû reculer, face à l’érosion massive du trait de côte et de leurs plages, comme à Lacanau, en Médoc.

Des logements zéro gaspillage énergétique…

En 2050, les logements produiront plus d’énergie qu’ils n’en consomment

En France, l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (Ademe) estime que les bâtiments représentent aujourd’hui 42% des consommations d’énergie et 25% des émissions de gaz à effet de serre. Un quart des immeubles de notre parc immobilier, construit après la Seconde Guerre mondiale sans aucune norme environnementale, sont de vraies passoires énergétiques. En 2008, la France s’est engagée à réduire ce gaspillage de 38% d’ici à 2020, lors du Grenelle de l’Environnement. Cela représente la bagatelle de quelque 30 millions de logements à rénover, soit 80 % de l’ensemble du parc immobilier français, à raison de 750.000 logements par an. Depuis 2013, les constructions neuves doivent répondre à la norme BBC (Bâtiments Basse Consommation) et la loi de transition énergétique de 2015 en a remis une couche sur la performance énergétique du bâti.

A partir de 2020, la totalité des logements neufs, plus sobres dans leur consommation d’énergie, seront BEPAS (Bâtiments à énergie PASsive) et BEPOS (Bâtiments à  énergie POSitive). Selon l’Ademe, en 2050, tous les bâtiments, à énergie positive ou basse consommation, produiront plus d’énergie qu’ils n’en consomment.Tout le parc de logements ancien aura été rénové et sera mieux isolé, avec des équipements de chauffage plus performants et mieux régulés par un meilleur pilotage.

… et « intelligents »

La maison de demain, à l’image de nos villes, fera également appel à la high-tech verte et sera « intelligente ». En 2050, telles des « peaux » vivantes et réactives, ses façades récupéreront et purifieront l’eau de pluie, et se mettront en position été ou hiver. Sans occupants, la lumière de ses pièces pourra s’éteindre automatiquement et la chaleur diminuer. Pour réduire la consommation de l’eau et protéger la ressource, salles de bain et cuisines seront équipées de robinet automatique à détection infrarouge, électronique et sans contact. Les réfrigérateurs intelligents feront aussi partie intégrante du quotidien des citadins et les aideront à réduire le gaspillage alimentaire.

Ventilée naturellement, elle puisera des calories de la terre ou de l’eau, comme les maisons passives déjà construites aujourd’hui, et produira de la chaleur et de l’électricité avec des micro-éoliennes et des panneaux solaires, mais aussi en récupérant sur le sol, l’énergie cinétique produite par les déplacements de ses habitants. Encore très coûteuses, car peu développées, toutes les technologies avant-gardistes nécessaires à ces évolutions existent déjà, des LED et capteurs solaires intégrés aux stores mobiles, aux vitrages actifs à cristaux liquides en passant par les murs chauffants et les pavés qui produisent de l’énergie lorsqu’on les foule, créés par la société britannique Pavegen.

Vers l’autonomie alimentaire

De l’Europe à l’Amérique du Nord, en passant par l’Asie, comment nourrir demain sept milliards de citadins, sans appauvrir davantage et épuiser les ressources de la planète ? Les villes de demain visent l’autonomie alimentaire et l’agriculture urbaine figure parmi les principaux défis qu’elles ont à relever. Pour certaines, cela passera pas l’implantation de jardins potagers sur les toits, comme à New York, ou de fermes verticales, comme à Singapour où l’on économise l’espace en érigeant des tours agricoles de dix mètres de haut. Une idée à la mode mais remise en cause par certains écologistes, comme le montre le documentaire « Les fermes verticales », diffusé par Arte en janvier 2015.