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To Energy Plus

Le rêve d’un bâtiment autarcique: il génère lui-même son électricité et met à disposition le courant non utilisé. Ce qui semblait utopique il y a encore quelques années est aujourd’hui réalité. Texte: Jan van Rossem | Photo: Paal-André Schwital / ZEB Pilot House – Snøhetta Architecture and Design, Larvik (Norwegen); Dennis Hallinan / Alamy; Adrià Goula; Matthew Millman; Tobias Hein; NASA / GSFC / SDO / Wikimedia Commons; Zooey Braun; Adam Mørk | Vidéo: Ade Wicaksono Pratami

Faire un pied de nez à la réalité, tel est le désir des esprits libres à la pensée déviante.

L’une des expressions les plus fortes de cette quête visionnaire est le rêve de l’existence d’un prodige particulier, d’une machine qui s’animerait et resterait en mouvement d’elle-même. On connaît les témoignages de mathématiciens indiens qui, inspirés depuis les débuts du Moyen âge par le mouvement continu des astres, se sont essayés à réaliser la théorie d’un tel mouvement perpétuel, le Perpetuum mobile. En Europe, on s’y est fort consacré pendant la Renaissance, Léonard de Vinci ayant lui aussi esquissé des constructions du genre. Le grand génie a pourtant reconnu assez tôt toute la chimère que représentait une telle entreprise, préférant alors se concentrer sur la peinture et le sourire mystérieux de certaines dames. Les architectes croyant en l’avenir se sont laissé séduire à leur tour par cette idée. A proximité de la ville de Vérone, au nord de l’Italie, existe encore la Villa Girasole d’Angelo Invernizzi, datant des années 30 mais aujourd’hui abandonnée, qui peut pivoter, tel un tournesol, comme le veut son nom, en direction du soleil à l’aide d’un dispositif mécanique, utiliser la force et la chaleur de l’astre de manière optimale ou s’en protéger.

Néanmoins, cette construction originale n’était pas efficiente sur le plan énergétique. De telles préciosités architecturales reposant sur la cinétique ne conviennent pas pour répondre aux standards énergétiques de notre époque. Or, on attribue depuis quelques années des mots magiques à ce qui se rapproche le plus de ce rêve de fonctionnement sans apport extérieur d’énergie. Bâtiment à énergie positive pour les uns, maison active pour les autres. Ces deux termes parlent d’eux-mêmes: produire plus que l’on ne consomme.

«L’objectif est l’autarcie énergétique totale des bâtiments.»

Le principe du bâtiment à énergie positive repose sur trois exigences qui, à l’avenir, seront posées aux constructions. En effet, les changements climatiques et la pénurie des ressources impliquent de se réorienter en termes de politique énergétique, surtout dans l’habitat. Les maisons doivent recourir à la puissance du soleil et d’autres sources d’énergie régénératives. De plus, elles doivent produire un surplus d’électricité, d’où leur nom. Pour y parvenir, les bâtiments doivent pouvoir réagir à la moindre variation dans leur utilisation. L’un des principaux objectifs est l’autarcie énergétique de la maison. De plus, elle est censée communiquer avec des consommateurs externes et mettre l’énergie non utilisée à leur disposition.

B10 – Werner Sobek, Stuttgart

Werner Sobek est un pionnier dans ce domaine.

L’architecte de Stuttgart compte parmi les ingénieurs civils les plus demandés du monde. Il peut se targuer d’avoir réalisé des projets aux côtés de grands noms de la branche, comme Sir Norman Foster, Helmut Jahn et Zaha Hadid, il a enseigné à l’Illinois Institute of Technology (IIT) de Chicago et dirige l’Institut Entwerfen und Konstruieren (ILEK) de l’Université de Stuttgart. En tant qu’architecte, Sobek projette un immeuble d’habitation par an, qui lui sert la plupart de temps de plateforme d’expérimentation. Il s’est fait connaître auprès du public avec sa propre maison qui, sur son versant abrupt, défie la ville allemande à ses pieds. Dans la planification de ce cube de verre intégral réalisé en 2000, il poursuivait déjà l’objectif ambitieux, pour l’époque, du bâtiment à énergie zéro. La construction est génialement recyclable et s’avère, dans son exploitation, un bâtiment neutre en émission et en énergie de chauffage. Mais il ne s’agit pas encore d’un bâtiment à énergie positive.

Pierre naturelle, lamelles laissant passer la lumière mais protégeant du soleil et constructions en bois astucieuses: Fab Lab House – IAAC-Institute for Advanced Architecture of Catalonia.

Mais les projets comme le B10 ne percent pas vraiment pour des raisons purement esthétiques. Dans ce cas précis, il s’agissait plus de l’intégrer au lotissement historique de la ville. En effet, un cube sobre et blanc y représente une solution appropriée. Le bureau Snøhetta ose davantage l’extravagance avec son bâtiment à énergie positive. En 2001, les Norvégiens se sont fait un nom sur la scène internationale avec leur construction spectaculaire de la légendaire bibliothèque d’Alexandrie, en Egypte, où le bâtiment principal – un cylindre de pierre gris de onze étages – s’enfonce de biais dans le sol.

Vers Snøhetta
Pierre naturelle, lamelles laissant passer la lumière mais protégeant du soleil et constructions en bois astucieuses: Fab Lab House – IAAC-Institute for Advanced Architecture of Catalonia.
Des jeux d’ombre et de lumière pour réguler la chaleur, des panneaux solaires pour générer l’électricité: Energy Lab de la Preparatory Academy d’Hawaii – Flansburgh Architects.

A l’époque, ce choix servait moins des intérêts énergétiques qu’esthétiques, privilégiant l’aspect extérieur et les sources lumineuses servant à éclairer les salles de lecture. Quant à leur ZEB Pilot House, à Larvik, en Norvège, ils ont repris le concept de plan incliné de la bibliothèque. Un bloc revêtu de bois peint en noir se tourne à un angle de 19 degrés vers le ciel. Les 150 mètres carrés de panneaux photovoltaïques et les 16 mètres carrés de collecteurs solaires qui forment le toit sont parfaitement orientés par rapport au soleil. Ainsi, ils fournissent quelque 23000 kilowatts-heures par an, lorsque les conditions météo sont bonnes.

Vers la bibliothèque d'Alexandrie
Des jeux d’ombre et de lumière pour réguler la chaleur, des panneaux solaires pour générer l’électricité: Energy Lab de la Preparatory Academy d’Hawaii – Flansburgh Architects.

Les bâtiments à énergie positive gagneront en popularité s’ils parviennent à convaincre leurs habitants potentiels.

C’est ce que le législateur a décidé, par exemple dans l’UE, qui a défini les bâtiments basse consommation de nouveau standard de construction dès 2021. Le bureau berlinois Graft a délivré, dans ce contexte, un message clair. Graft réunit les partenaires Thomas Willemeit, Lars Krückeberg et Wolfram Putz, qui ont notamment collaboré avec Brad Pitt à un projet d’habitat intelligent pour les victimes des ravages de l’ouragan Katrina, à La Nouvelle-Orléans. Au Wannsee, à Berlin, ils ont réalisé trois maisons unifamiliales baptisées Holistic Living. Seuls des matériaux écologiques ont été retenus. Chauffage et eau chaude sont tirés de la chaleur du sol. L’utilisation des eaux grises et une citerne à eau de pluie garantissent une consommation sobre de l’eau, sans compter qu’une installation de ventilation avec récupération de la chaleur règle la température et l’air ambiant. L’électricité est générée par un système photovoltaïque sur le toit, stockée ensuite dans une batterie monobloc. En termes de conception, le bureau berlinois s’est donné beaucoup de mal. Il est ainsi parvenu à faire naître une cabane en bois moderne et élancée, dotée de lamelles extérieures horizontales courbées aux angles. Quant à l’intérieur, il est ouvert au rez-de-chaussée, avec une hauteur de plafond de près de trois mètres. La cuisine et l’espace repas sont aménagés au même étage, le salon avec cheminée étant situé deux niveaux plus bas. Il en résulte une topographie de caverne moderne. La préhistoire s’invite ainsi dans la modernité. Et Thomas Willemeit de préciser à ce sujet: «Une maison a besoin d’un noyau chaud.»

Holistic Living – Graft, Berlin-Wannsee: le nom des maisons révèle déjà qu’il s’agit d’un habitat global mêlant durabilité qui ménage les ressources et l’environnement. Les bâtiments sont entièrement recyclables, ce qui se traduit par un impact positif sur le bilan énergétique complet.

«Les bâtiments doivent pouvoir réagir à la moindre variation dans leur utilisation.»

Il semblerait que lorsque techniciens de chauffage, experts informatiques, architectes et climatologues unissent leurs forces, ils parviennent à créer un genre de mouvement perpétuel (si l’on ferme les yeux sur le fait que le soleil fournit une énergie permanente). Peut-être aurait-il été préférable, pour les chercheurs zélés d’autrefois, qui ont échoué face à cette vaste mission, de se pencher sur une autre idée impossible de l’humanité qui leur aurait tout de même permis de vivre ce rêve inassouvi: la machine à remonter le temps.