Architecture résiliente : comment l’environnement transforme l’architecture

Concernant le domaine de la construction, par architecture résiliente, on entend la conception de bâtiments et d’infrastructures capables de résister, de s’adapter et de se remettre rapidement d’événements extrêmes, tels que des catastrophes naturelles, des crises climatiques ou des stress environnementaux prolongés, garantissant la continuité d’utilisation, la sécurité et le bien-être des communautés.

Dans le contexte actuel, de plus en plus caractérisé par des changements climatiques accélérés et des événements météorologiques imprévisibles, l’architecture résiliente émerge comme une réponse nécessaire et stratégique. Cette approche ne se limite pas à prévenir les dommages, mais travaille à plusieurs niveaux, intégrant adaptabilité climatique, durabilité des performances, redondance des systèmes et réduction de la dépendance technologique.

Mais que signifie, concrètement, architecture résiliente ? Quels sont ses principes fondamentaux et comment change-t-elle la manière de concevoir des bâtiments, des villes et des paysages ? 

Découvrons le dans cet article.

Qu’est-ce que l’architecture résiliente et pourquoi est-elle cruciale aujourd’hui

L’architecture résiliente naît de la volonté de répondre aux changements climatiques et aux récentes problématiques environnementales qui préoccupent de plus en plus la collectivité et augmentent l’incertitude pour un avenir sûr.

Pour défier les changements environnementaux, l’architecture résiliente conçoit des bâtiments et des structures adaptables aux conditions atmosphériques les plus difficiles, capables de résister à l’environnement environnant et de s’adapter au contexte environnemental et aux phénomènes atmosphériques, même violents, d’un territoire.

L’architecture résiliente trouve donc dans la durabilité, l’adaptabilité et l’efficacité énergétique ses principes fondateurs.

Un bâtiment résilient est, en termes simples, la combinaison entre un bâtiment durable et un bâtiment adaptable : 

• comme un bâtiment durable, il a un impact minimal sur l’environnement environnant et est capable d’améliorer la qualité de vie ;
• comme un bâtiment adaptable, il a la capacité d’absorber les effets générés par l’environnement environnant, construit et naturel.

Principes clés de l’architecture résiliente

Comment le changement climatique influence-t-il l’architecture ?

Le changement climatique pousse à un changement de cap total, tentant de repenser globalement la manière de faire de l’architecture.

L’augmentation des températures, l’augmentation de la sécheresse, le développement de tempêtes plus intenses et d’incendies de forêt, la réduction de la biodiversité ne sont que quelques-uns des effets du changement climatique, mais tous nécessitent une réévaluation du développement urbain.

Le changement doit partir du bâtiment individuel, pour se projeter ensuite sur l’ensemble de la ville, entendue comme un agrégat de structures.

Pour contrer la crise climatique, en effet, des aspects tels que : 

• les processus et le taux de construction des zones urbaines ;
• les matériaux utilisés ;
• les technologies adoptées ;
• le choix de reconvertir ou de rénover des bâtiments existants par rapport à construire de zéro.

Le changement climatique pousse d’un côté à penser à des bâtiments plus durables, avec un impact environnemental minimal et un usage réduit de ressources essentielles comme l’énergie, l’eau et les matériaux, et à des bâtiments résilients, capables de s’adapter à des conditions défavorables, de l’autre à éviter les constructions ex novo.

Préférer en effet la réhabilitation, lorsque cela est possible, aux nouvelles constructions, ou encore investir dans une planification urbaine qui permette de créer des synergies entre les différentes fonctions des bâtiments à impact environnemental minimal est certainement la clé pour réduire la crise climatique.

Principes fondamentaux de l’architecture résiliente

L’architecture résiliente vise à la création de structures durables, adaptables et durables.

En suivant une série de principes essentiels, architectes et constructeurs peuvent créer des bâtiments capables de résister aux défis posés par les changements climatiques et d’autres menaces environnementales. Voici quelques-uns des principes clés qui guident la conception d’une architecture résiliente : 

• design passif et bioclimatique ;
• matériaux durables et à faible émission de carbone ;
• efficacité énergétique et sources renouvelables.

Pour offrir une vision claire et structurée des principes fondamentaux de l’architecture résiliente, le tableau suivant synthétise les contenus clés et les principaux bénéfices dans le domaine de la conception ; dans les paragraphes suivants, chaque principe est approfondi en détail, en analysant ses applications et ses stratégies opérationnelles.

1. Design passif et bioclimatique

Un élément clé de l’architecture résiliente est l’adoption de solutions bioclimatiques, qui exploitent les caractéristiques naturelles du site pour optimiser le confort thermique et réduire la consommation énergétique.

Les stratégies qui contribuent à créer des environnements intérieurs sains et confortables, minimisant la dépendance aux systèmes mécaniques de climatisation sont : 

• l’orientation du bâtiment ;
• la forme du bâtiment ;
• la position et la taille des fenêtres ;
• la ventilation naturelle ;
• l’utilisation de protections solaires réglables ;
• l’utilisation de toits verts ;
• l’insertion de façades ventilées.

De plus, l’intégration de technologies intelligentes, comme des capteurs et des systèmes de surveillance, permet une gestion efficace des ressources et une réponse rapide aux variations climatiques.

Ces systèmes peuvent réguler automatiquement l’éclairage, la ventilation et le chauffage, s’adaptant aux conditions environnementales et aux besoins des occupants.

2. Matériaux durables et à faible émission de carbone

La résilience, tout comme la durabilité, peut être considérée comme une caractéristique propre à un matériau.

L’utilisation de matériaux locaux et durables, comme le bois, le bambou, le chanvre, le liège et la pierre, réduit non seulement l’impact environnemental, mais confère aux bâtiments une meilleure capacité d’intégration avec l’environnement environnant.

La recherche s’oriente de plus en plus vers le développement de matériaux à faible émission de carbone, c’est-à-dire ceux qui sont produits et travaillés avec une attention accrue à la réduction des émissions de CO2 et adaptatifs et biodynamiques, c’est-à-dire ceux qui peuvent changer de forme, de propriétés ou de fonction en réponse à des stimuli externes tels que la lumière, la température, la pression ou les champs électriques.

Parmi les matériaux à faible émission de carbone, nous ne pouvons pas omettre le béton durable.

Bien que la production traditionnelle de béton Portland, utilisée dans presque toutes les mélanges traditionnels, soit l’un des processus industriels les plus impactants en termes d’émissions climatiques, le secteur AEC innove de plus en plus dans la production de bétons durables.

Cela est rendu possible grâce à l’utilisation de liants innovants (ciments à faible clinker, géopolymères, ciments à base de carbonate) et d’agrégats recyclés ainsi qu’à l’amélioration des mélanges de béton et à la surveillance de leurs performances dans le temps.

Parmi les matériaux biodynamiques, il y a ceux avec des propriétés photocatalytiques, capables de capturer les particules polluantes présentes dans l’air et de les transformer en substances inoffensives.

3. Efficacité énergétique et sources renouvelables

Un autre principe fondamental de l’architecture résiliente est l’application de pratiques d’efficacité énergétique, comme l’utilisation de systèmes d’énergie renouvelable.

L’installation de systèmes pour la production d’énergie à partir de sources renouvelables comme des panneaux solaires, photovoltaïques, des éoliennes ou des systèmes de cogénération peut contribuer à réduire l’utilisation d’énergie provenant de sources non renouvelables.

Lors de la phase de conception, il est nécessaire d’avoir le soutien de logiciels pour la conception d’installations photovoltaïques qui vous permettent de dimensionner les installations pour la production d’électricité à partir de sources renouvelables, d’évaluer le bon positionnement pour maximiser le rendement et d’optimiser les délais de retour sur investissement initial.

Conception d’installation photovoltaïque | Solarius PV

Paysages résilients au climat : stratégies pour l’architecture et la conception du site

L’approche à la conception résiliente doit préserver la vie des personnes et ensuite les activités et les fonctions qui ont lieu dans un territoire donné : l’objectif doit être d’apprendre à coexister avec les changements climatiques de notre planète et à atténuer leur impact.

Parmi les principales stratégies qui permettent de donner vie à des solutions résilientes, on trouve : 

• la conception adaptative et la durabilité ;
• la biomimétique ;
• la résilience infrastructurelle et le réemploi des bâtiments.

Conception adaptative et durabilité

Si l’adaptabilité se réfère à cette capacité de l’enveloppe d’absorber les effets générés par l’environnement environnant, construit et naturel, et, à son tour, d’influer sur la qualité de l’environnement lui-même, la durabilité, quant à elle, se réfère à sa capacité à maintenir dans le temps les performances requises, garantissant la sécurité aux utilisateurs.

L’adaptabilité et la durabilité sont des éléments fondamentaux de l’architecture résiliente et, en cela, l’enveloppe joue un rôle déterminant.

Pour réaliser un bâtiment durable et adaptatif, il faut donner vie à une enveloppe durable et adaptative. Pour réaliser une enveloppe durable et adaptative, il est nécessaire d’utiliser des matériaux durables et adaptatifs comme les smart matériels.

Parmi les smart matériels, nous pouvons citer par exemple les PCM – Phase Change Materials, qui ont la capacité d’accumuler la chaleur échangée lors du changement de phase pour ensuite la libérer et représentent donc une solution innovante pour l’isolation thermique des bâtiments ou les finitions photocatalytiques, antibactériennes et autonettoyantes en dioxyde de titane qui, grâce à l’activation par la lumière solaire, sont capables de détruire les composés organiques déposés sur leur surface.

Schématisation diagramme d’un matériau PCM

Biomimétique

La biomimétique est l’étude de la nature dans le but de imiter son fonctionnement. L’architecture biomimétique en effet s’inspire de la nature et prend exemple sur ses modèles, systèmes et processus biologiques pour concevoir des solutions architecturales innovantes et durables, répondant aux problèmes actuels.

Elle se concentre surtout sur l’utilisation de matériaux et de composants qui réagissent aux stimuli environnementaux de manière organique et passive.

Grâce à l’utilisation de matériaux qui imitent les processus naturels, les produits réalisés seront résilients, pouvant contribuer à la sauvegarde de l’environnement et des êtres qui l’habitent.

Un exemple d’application peut être considéré comme les technologies de contrôle des propriétés du verre, comme les revêtements réfléchissants ou à contrôle solaire.

Ils permettent un contrôle adéquat du climat intérieur tant en hiver qu’en été, réduisent considérablement l’effet d’éblouissement et garantissent d’excellents niveaux de luminosité intérieure et de confort visuel.

Résilience infrastructurelle et réutilisation des bâtiments

L’architecture résiliente ne se limite pas à la réalisation de nouvelles constructions, mais comprend également la régénération du patrimoine bâti existant, qu’il s’agisse de bâtiments, d’espaces publics ou d’infrastructures.

À travers des interventions de rétrofit et de réhabilitation, il est possible de : 

• augmenter les performances énergétiques, la durabilité et la capacité d’adaptation des bâtiments historiques ;
• développer la réutilisation d’espaces abandonnés et dégradés ;
• améliorer la conservation de la valeur architecturale et culturelle des infrastructures.

La planification intégrée est orientée vers la soutenabilité environnementale et la mitigation des impacts climatiques à travers la conception d’infrastructures vertes, de systèmes de drainage urbain durable et de réseaux de mobilité urbaine.

Grâce à l’utilisation de solutions technologiques avancées, à l’utilisation efficace des ressources locales et à l’inclusion des processus participatifs, il est possible d’augmenter la capacité d’adaptation des villes et de répondre de manière proactive aux défis posés par les changements climatiques et par les stress environnementaux futurs.

Pour mieux gérer la réutilisation des bâtiments et toutes les problématiques connexes, je te conseille de te rapprocher du bon logiciel de gestion de la construction, capable d’orienter ton activité vers des pratiques plus résilientes.

Résolution de problématiques et interférences avec usBIM.resolver

Potentiel du BIM dans la conception d’architectures résilientes

Dans le contexte de l’architecture résiliente, le Building Information Modeling (BIM) représente un outil stratégique pour concevoir des bâtiments et des infrastructures capables de s’adapter aux changements climatiques et de réduire leur impact environnemental tout au long de leur cycle de vie. Grâce à l’intégration de technologies avancées telles que le Cloud Computing, l’Intelligence Artificielle, l’Internet des Objets et la Blockchain, le BIM évolue en une plateforme numérique capable de soutenir des décisions de conception orientées vers la résilience et la durabilité.

La capacité du BIM à créer des représentations numériques précises et dynamiques de bâtiments et d’infrastructures permet de simuler le comportement des constructions dans différents scénarios climatiques, évaluant à l’avance les effets d’événements extrêmes tels que des vagues de chaleur, des inondations ou des variations des conditions environnementales. Cette approche permet de concevoir des solutions plus robustes, adaptables et performantes dans le temps.

Grâce à un logiciel de modélisation BIM, il est possible d’optimiser les phases de conception architecturale et structurelle ; grâce à un logiciel de simulation énergétique, on peut analyser les performances énergétiques des bâtiments, évaluer l’efficacité des stratégies bioclimatiques et préparer l’intégration avec des systèmes à énergie renouvelable. De plus, l’utilisation de logiciels de gestion des installations basés sur des modèles BIM permet d’améliorer la gestion opérationnelle des bâtiments, réduisant les gaspillages énergétiques, les coûts de maintenance et les consommations de ressources.

En modélisant et en comparant des scénarios climatiques présents et futurs, le BIM devient donc un allié fondamental dans la conception de bâtiments résilients, soutenant une approche prédictive et consciente qui renforce la capacité des constructions à résister, s’adapter et maintenir leurs performances même dans des conditions environnementales critiques.

Infrastructures résilientes : exemples de solutions de conception contre les changements climatiques

Dans le contexte du changement climatique et de l’augmentation de la fréquence des événements extrêmes, les infrastructures résilientes représentent un élément clé pour garantir la continuité des services essentiels, la sécurité des personnes et la capacité des villes à s’adapter et à réagir aux chocs environnementaux. Par infrastructures résilientes, on entend des ouvrages conçus pour résister, absorber et récupérer rapidement de phénomènes tels que des inondations, des sécheresses, des incendies, des tremblements de terre ou des crises énergétiques, intégrant des solutions d’ingénierie, naturelles et technologiques.

Voici quelques exemples significatifs d’infrastructures résilientes, classés par type, qui montrent comment l’architecture, l’ingénierie et la planification urbaine peuvent collaborer pour augmenter la résilience des territoires.

Infrastructures vertes et bleues : eau, nature et ville

Un exemple emblématique est le Bosco Verticale de Milan, un complexe résidentiel qui intègre des milliers d’arbres et d’arbustes en façade, contribuant à la purification de l’air, à la réduction du bruit et à l’amélioration de la biodiversité urbaine.

De même, les parcs urbains et les jardins de pluie sont conçus pour absorber et retenir les eaux pluviales, réduisant le risque d’inondations et améliorant le microclimat urbain. Dans des villes comme Yokohama, les infrastructures vertes et l’élévation des bâtiments font partie de stratégies intégrées pour faire face aux tremblements de terre et aux inondations.

Infrastructures hydrauliques et hydriques

Parmi les exemples d’infrastructures résilientes pour la gestion de la ressource en eau, on trouve le tunnel de Lake Mead, aux États-Unis, réalisé pour garantir l’approvisionnement en eau de Las Vegas même en conditions de sécheresse extrême.

À l’échelle urbaine, les systèmes de biorétention et les bassins temporairement inondables permettent de gérer le cycle de l’eau de manière plus efficace, réduisant la pression sur les réseaux traditionnels et augmentant la capacité d’adaptation des villes.

Infrastructures énergétiques et de transport

Les smart grids, c’est-à-dire les réseaux énergétiques intelligents, représentent un exemple d’infrastructures résilientes capables d’intégrer des sources renouvelables, d’améliorer la gestion des charges et de garantir une plus grande fiabilité même en cas de pannes ou d’événements critiques. Dans le secteur des transports, le Westshore Interchange en Floride a été conçu pour résister aux ouragans et aux inondations, tandis que le projet Copenhill de Copenhague démontre comment une installation industrielle peut être reconvertie en infrastructure multifonctionnelle, alliant traitement des déchets, production énergétique et espaces récréatifs.

Infrastructures multifonctionnelles et d’urgence

Un exemple d’infrastructure résiliente à fonction multiple est le Stade International de Yokohama, conçu de manière surélevée pour servir de refuge pour des dizaines de milliers de personnes en cas d’urgences naturelles. Au niveau des politiques urbaines, des initiatives comme les pocket parks ou les programmes de National Park City, comme celui lancé à Londres, visent à augmenter la résilience urbaine à travers un réseau diffus d’espaces verts, améliorant en même temps la qualité de vie et le bien-être des communautés.

Paysages résilients au feu : prévention des incendies par la planification environnementale

Dans le scénario du changement climatique, l’augmentation des incendies est certainement l’une des principales conséquences de l’élévation des températures, des incendies de forêt devenant de plus en plus destructeurs en Europe.

Si par le passé la réponse au problème s’est principalement concentrée sur des mesures d’urgence et de suppression du feu, laissant une place marginale aux initiatives de prévention et de récupération, ces dernières années, pour obtenir des paysages résilients au feu, on s’est rapproché des solutions basées sur la nature.

La sylviculture, c’est-à-dire les activités axées sur le contrôle et la gestion de la croissance et de la qualité de la forêt, est certainement d’une grande aide.

Conçue de manière adéquate, elle réduit les risques d’incendie en gérant les charges de matériaux inflammables par le pâturage, l’agroforesterie, la gestion du bois mort et l’utilisation contrôlée du feu.

Mais aussi les corridors verts, c’est-à-dire ces éléments de connexion, terrain naturel ou semi-naturel, qui interconnectent des zones naturelles ou des parcs au sein d’un environnement généralement urbain ou rural, ou l’agroforesterie ou le reboisement peuvent jouer un rôle clé dans la transition de la suppression à la gestion des incendies.

De cette manière, l’agriculture intégrée et le pastoralisme peuvent créer des mosaïques de terrains diversifiés qui interrompent la continuité de la végétation, réduisant ainsi la probabilité que les incendies se propagent sur de vastes surfaces.

Les pratiques agricoles et forestières durables améliorent donc la capacité des écosystèmes à se remettre après un incendie.

Architecture paysagère résiliente aux incendies en Californie : un cas d’étude

Lorsqu’on parle d’incendies et de Californie, on ne peut s’empêcher de penser au Camp Fire, l’un des incendies les plus désastreux de Californie, qui est resté dans l’histoire en raison de son fort impact non seulement sur le paysage mais aussi sur les communautés touchées, mettant en évidence les lacunes dans la manière de concevoir.

Éclaté le 8 novembre 2018, en quelques heures, il a réduit en cendres plus de 60 700 hectares et détruit plus de 18 000 structures, dont environ 14 000 maisons dans la ville de Paradise.

Il est devenu un témoignage déchirant de la fragilité des infrastructures dans les zones sujettes aux incendies et a rendu évidente la nécessité de repenser les stratégies de conception et de résilience de la communauté face aux incendies de forêt, avec une approche capable d’intégrer sécurité, durabilité et bien-être de la communauté.

Ce cas a introduit de nouvelles stratégies de conception qui incluent : 

• l’ajout de caractéristiques résistantes au feu aux nouveaux bâtiments ;
• l’utilisation de matériaux non seulement non combustibles, mais capables de résister à l’ignition et de contrôler la propagation des incendies, comme des briques, du plâtre et du métal ;
• la réduction de l’utilisation de matériaux ignifuges pour les toits et les revêtements ;
• le regroupement optimal des habitations afin d’augmenter les bandes coupe-feu naturelles, comme les routes ou les zones non combustibles, élément devenu clé pour la conception paysagère ;
• l’insertion d’éléments de barrière à la propagation du feu comme des sentiers en pierre et en gravier.

Les nouvelles stratégies de conception ont ouvert la voie à la gestion des catastrophes, qui regroupe toutes les activités nécessaires pour réduire les risques, répondre efficacement aux événements catastrophiques et faciliter la reprise, en adoptant des stratégies pour atténuer les dommages aux bâtiments et infrastructures.

Si vous souhaitez approfondir ce sujet, nous vous recommandons de jeter un œil à l’article “BIM disaster management : la révolution dans la gestion des urgences dans le secteur des constructions”.

FAQ – Architecture résiliente

Qu’est-ce que l’architecture résiliente ?

L’architecture résiliente est une approche de conception qui répond aux changements climatiques et environnementaux en réalisant des bâtiments capables de s’adapter à des conditions atmosphériques défavorables. Elle repose sur la durabilité, l’adaptabilité et l’efficacité énergétique.

Pourquoi l’architecture résiliente est-elle importante aujourd’hui ?

Parce que dans le contexte actuel, marqué par des événements climatiques extrêmes et imprévisibles, elle représente une réponse nécessaire pour garantir la sécurité et le bien-être des communautés, en adaptant les bâtiments et les villes aux nouveaux défis environnementaux.

Quels sont les principes fondamentaux de l’architecture résiliente ?

Les principaux sont : 

• Design passif et bioclimatique ;
• Utilisation de matériaux durables et low-carbon ;
• Efficacité énergétique et sources renouvelables.

Comment le changement climatique influence-t-il l’architecture ?

Le changement climatique impose une reconsidération de la manière de concevoir, en privilégiant la réhabilitation, les matériaux à faible impact et les technologies durables. Il nécessite des bâtiments résilients, capables de s’adapter à des phénomènes atmosphériques extrêmes.

Quels matériaux sont utilisés dans l’architecture résiliente ?

On utilise des matériaux locaux et naturels (comme le bois, le bambou, le chanvre, le liège, la pierre), des matériaux low-carbon (comme les ciments à faible clinker) et des matériaux biodynamiques, comme ceux photocatalytiques ou adaptatifs aux changements environnementaux.

Quel est le rôle du design passif ?

Le design passif exploite les conditions naturelles du site (exposition solaire, ventilation, forme du bâtiment) pour réduire les besoins énergétiques et améliorer le confort intérieur, sans dépendre de systèmes mécaniques.

Que signifie la conception adaptative et la durabilité ?

La conception adaptative vise à réaliser des bâtiments capables de réagir aux conditions extérieures, tandis que la durabilité garantit qu’ils maintiennent les performances requises dans le temps, grâce à des matériaux intelligents comme les PCM.

Qu’est-ce que la biomimétique en architecture ?

C’est une approche qui s’inspire de la nature pour imiter des modèles et des processus biologiques, en utilisant des matériaux et des solutions qui réagissent de manière passive aux stimuli environnementaux, améliorant le confort et la durabilité.

L’architecture résiliente concerne-t-elle uniquement les nouvelles constructions ?

Non, elle inclut également la réutilisation et la réhabilitation du patrimoine bâti existant, en améliorant son efficacité, sa durabilité et son intégration urbaine grâce au rétrofit, à la conception infrastructurelle et à l’engagement participatif.