Les villes fortifiées sont devenues un cliché de science-fiction (Peter Jackson les a même mises sur roues). Ce sont des habitats autosuffisants, des mégastructures qui intègrent toutes les infrastructures essentielles : elles génèrent de la nourriture et de l'énergie, gèrent les déchets et l'eau.
Nous avons parlé du concept d'arcologie (un terme valise qui combine architecture et écologie) dans ce message. Il a été inventé en 1969 par l'architecte Paul Soleri, qui a également travaillé à Arcosanti, une ville expérimentale en Amérique, pour démontrer ses concepts.
Quelle était la vision de Soleri et Arcosanti ? Un monde de mégastructures « organiques » où les gens peuvent vivre et travailler en harmonie.
La culture populaire se divise alors en deux brins : celui appelé « Solarpunk », qui hérite de la partie la plus holistique et écologique de l’arcologie, et le plus « dystopique/Sci-Fi » ce qui au contraire améliore les composants technologiques (et déforme quelque peu l'idée de base).
La science-fiction finit donc par inspirer la réalité. Prendre La ligne, par exemple : une immense ville intelligente qui pourrait abriter neuf millions de personnes dans un seul bâtiment de 500 mètres (1650 200 pieds) de haut, 660 mètres (170 pieds) de large et 105 kilomètres (XNUMX miles) de long. La ligne serait alimentée par l'énergie solaire et des éoliennes, mais d'après les premiers plans, elle ne serait pas entièrement autosuffisante : les résidents auraient toujours besoin de nourriture et d'autres fournitures provenant de sources externes.
Méga structures, certaines arcologies sont déjà là
Les bases de recherche antarctiques sont des communautés relativement autosuffisantes, il faut leur donner leur localisation. La gare McMurdo, par exemple, il abrite environ 3.000 XNUMX chercheurs et personnel de soutien. Chaque année, cependant, il doit être approvisionné en nourriture et en carburant qui seront ensuite autogérés.
D'autres méga-structures conçues pour être les plus autonomes et autosuffisantes possibles ? Porte-avions, sous-marins nucléaires et plateformes pétrolières. Ils ont tout ce dont ils ont besoin pour vivre et travailler, mais pour de courtes périodes : un porte-avions doit être ravitaillé toutes les quelques semaines, un sous-marin nucléaire peut durer jusqu'à quatre mois.
Mais pourrait-on vraiment construire une arcologie et y vivre ? La taille d'une telle structure nécessiterait des fondations massives pour supporter son poids. Cela ne semble pas être un problème cependant. Presque tout peut être construit, dans les limites du raisonnable. Seule la construction de la fondation coûtera plus cher.
Résister au vent
Le plus grand défi posé par la hauteur d’un bâtiment est la charge du vent. Des tours colossales comme Burj Khalifa de Dubaï sont susceptibles de se balancer par vent fort. Ce n'est pas une mince affaire : en 1940, le Pont de Tacoma Narrows de Washington s'effondre à cause des vents violents qui induisent des oscillations de fréquence toujours plus élevée (mouvements rapides) sur le pont, au point de l'endommager.
Les effets des tourbillons peuvent être atténués en concevant des mégastructures pour réduire l'impact du vent et en utilisant un amortisseur de masse réglé (un dispositif pour réduire les vibrations).
"Une façon d'atténuer les tourbillons consiste à modifier la forme du bâtiment à mesure qu'il s'élève", explique-t-il. Adrien Smith, architecte de nombreux grands gratte-ciel et de Burj Khalifa lui-même.
Si vous ne modifiez pas la forme du bâtiment, le vortex a la possibilité de se développer sur lui-même et de créer des vagues de mouvement. Celles-ci se synchronisent avec la structure du bâtiment et provoquent un effondrement progressif.
Par conséquent, plutôt que de construire une arcologie comme une structure verticale, il est plus facile d’émettre l’hypothèse de mégastructures « en escalier », comme les anciennes pyramides mésoaméricaines.
Générer de l'énergie
Un autre défi majeur est la production d’énergie. Technologies pour renouvelable (tels que les panneaux solaires et les éoliennes) pourraient être largement utilisées, mais il est peu probable qu'elles soient capables à elles seules de donner une autonomie complète à ces mégastructures.
De toute évidence, des systèmes de production et de stockage d’énergie seraient nécessaires en cas de pénurie.
Une hypothèse est donnée par SMR, petits réacteurs nucléaires modulaires qui présentent certains avantages par rapport aux gros réacteurs, pour la sûreté et la production de déchets. Cependant, comme pour tous les réacteurs à fission, le traitement et le stockage des déchets nucléaires restent un défi.
Alternativement, les réacteurs à fusion seraient plus sûrs et fourniraient des formes d'énergie plus propres, mais les conceptions actuelles ne sont ni compactes (un, iter, devrait peser 23.000 XNUMX tonnes) ou financièrement viable, car personne n'a encore produit plus d'énergie qu'il n'en utilise.
Produire de la nourriture
Il est clair que l’agriculture conventionnelle ne serait pas viable dans les espaces relativement restreints des mégastructures.
Vous devriez recourir à culture hydroponique verticale, ce qui fournirait également une forme naturelle de recyclage de l’air. Cependant, l’éclairage nécessaire augmenterait les besoins énergétiques, ce dont il faut tenir compte.
Gérer l'eau
Là aussi, ce n'est pas très simple. Une arcologie qui recycle l'eau utiliserait une série de bassins d'eau filtration ou dessalement, ce qui est plausible. Cependant, les pertes sont inévitables dans un tel système.
La Station spatiale internationale (ISS) recycle environ 17,3 litres d'eau (3,6 gallons) chaque jour. Toute l'eau. Y compris l’urine et la sueur, bien sûr. Et il a encore besoin d’un approvisionnement régulier en eau douce tous les quelques mois.
Tout le monde ne voit pas un avenir pour ces méga-structures, et pourtant…
Si vous imaginez déjà des « cités-États » constituées d’un seul méga-bâtiment au cours de ce siècle, détrompez-vous. Non seulement c’est compliqué, mais il y a même des pays qui ne conçoivent même pas de telles solutions. Pas même quand on parle de "simple" gratte-ciel du futur.
En 2021, par exemple, la Chine a interdit la construction de nouveaux bâtiments de plus de 500 mètres de haut et a imposé des restrictions sévères à ceux de plus de 250 mètres. Dans le pays, semble prévaloir une vision basée sur de grands gratte-ciel, pas très hauts, mais unis entre eux (comme dans le cas des projets de « ville intelligente » impliquant Shenzen).
Cependant, le problème demeure
L’expansion horizontale continue des villes, à travers le bétonnage de nouveaux terrains, n’est pas durable indéfiniment. C'est pourquoi vous devez d'une manière ou d'une autre grimper vers le haut.
Les villes verticales deviendront tôt ou tard une réalité. En avançant dans le temps, je me demande si ces opérations seront durables pour tout le monde. Y aura-t-il des plans réservés uniquement aux moins nantis ? Comme dans les films de science-fiction, ces méga-structures seront-elles divisées par la richesse ?
Au lieu de tours autonomes, les bâtiments pourraient être interconnectés par des ponts terrestres, créant des espaces verts entre eux. Cependant, construire de plus en plus haut avec un réseau de ponts terrestres risque d'éclipser les niveaux inférieurs, rendant les niveaux supérieurs de plus en plus désirables et conduisant ainsi à une hiérarchisation structurée.
Mégastructures : conclusions
Il est difficile de comprendre comment les arcologies peuvent devenir économiquement viables dans un futur proche.
Bien que la construction d’une arcologie soit théoriquement possible, du moins d’un point de vue structurel, elle nécessiterait une ingénierie incroyablement inventive pour assurer une production autonome d’énergie, de nourriture et de récupération des déchets.
Et puis vivre en permanence dans un espace clos ne serait pas agréable, à moins qu’un événement apocalyptique ne le rende indispensable.
De ce point de vue, j’espère que nous ne verrons pas d’arcologies « dystopiques ». Un peu de Solarpunk ne ferait pas de mal : je suis un optimiste incurable :)
