La pyramide de Shimizu, l’exemple d’une possible alliance entre l’architecture et l’écologie

Pour faire face à l'accroissement de la population et au manque de place chronique de l'agglomération tokyoïte coincée entre la mer et la montagne, le cabinet d'architecte japonais Shimizu a imaginé de construire une pyramide tubulaire  de 2004m de haut qui pourrait accueillir 750 000 habitants dans la baie de Tokyo. Pour ce faire des dizaines de buildings de 80 étages chacun devraient être suspendus à l'intérieur de la structure. Aucunes fondations ne pourraient supporter son poids si elle devait être construite avec des matériaux tels que l'acier et le béton, aussi envisage t-il d'utiliser le carbone sous forme de nanotubes, elle serait alors 100 à 200 fois plus légère. Son édification devrait être confiée à des robots qui produiront les nanotubes et les tisseront sur place, à la manière des araignées. Cette technologie relevant encore de la science-fiction, elle ne devrait pas voir le jour avant la fin de ce siècle, mais le projet propose aussi des solutions qui trouveront certainement une application avant cela.

Si le problème de la croissance démographique ne se pose plus vraiment pour le Japon qui devrait voir sa population diminuer au cours du XXI ème siècle, le projet pourrait bien être repris à leur compte par l'Inde ou la Chine qui s'attendent chacunes à ce que 300 à 400 millions de ruraux viennent peupler leurs villes déjà tentaculaires au courant des 30 à 50 prochaines années. Pour eux, le problème est bien plus concret que celui d'une éventuelle colonisation martienne à une date indéterminée, mais la structure qu'il faut mettre en place est relativement similaire. Si nous voulons continuer à avoir quelque chose à leur vendre, nous ferions bien de nous intéresser à ce dont ils auront besoin dans un proche avenir.

Ce nouveau type de construction ne vise pas seulement à résoudre le problème du manque de surface disponible pour l'extension des villes, mais aussi celui du déplacement en réduisant les distances à parcourir et donc le temps passé dans les transports en commun. L'édifice ne devrait en effet pas se réduire à un quartier d'habitation, mais il devrait comporter tout ce qui fait une ville avec ses administrations, ses locaux professionnels, essentiellement des bureaux, ses espaces commerciaux, ainsi que des complexes de loisir et des espaces verts. Pour relier tous ces différents lieux de vie entre eux, 140 km de passerelles couvertes sont prévus, parmi lesquels des ascenseurs verticaux tels que nous les connaissons, mais aussi d'autres qui se déplaceront en diagonale entre les immeubles proches des différents étages, tous ceux qui ont un souvenir du théorème de Pythagore savent que la diagonale est plus courte que l'addition des côtés de l'angle droit, des trottoirs roulants rapides pour relier les bâtiments d'un même étage et des installations sur la structure même de la pyramide qui pourront accueillir des transports en commun ou des cabines individuelles automatiques pour parcourir plusieurs étages en perdant le moins de temps possible. Tous ces moyens de locomotion fonctionneront à l'électricité, il n'y aura donc pas de pollution due aux gaz d'échappement, la qualité de l'air devrait s'en trouver améliorée.

L'énergie nécessaire à son fonctionnement est un autre problème qu'il faut résoudre dans ce genre de structure. Elle a été pensée avec l'objectif d'assurer au maximum son autosuffisance. Pour cela, elle devrait être dotée de plusieurs moyens de production novateurs. Outre des éoliennes et des panneaux solaires, la pyramide située en mer pourrait aussi bénéficier de la récupération de l'énergie des vagues. Plusieurs dispositifs qui vont dans ce sens ont été étudiés, dont le Searev de l'école centrale de Nantes, le Pelamis mis au point par une société écossaise a même fait l'objet d'une tentative d'exploitation commerciale en 2008 mais il n'a fonctionné que deux mois avant de tomber en panne. Pelamis Wave Power espère que ces problèmes techniques seront résolus avec Pelamis 2. Les hydroliennes sont une autre voie pour récupérer l'énergie des océans, elles utilisent quant à elles les courants marins à la façon des éoliennes.

En plus de ces procédés, il devrait être possible de produire de l'électricité en épurant les eaux usées par la même occasion, et ce grâce aux bactéries. Lorsqu'elles dégradent de la matière organique, des sucres, des lipides ou de l'alcool, les bactéries telles qu'Escherichia Coli produisent des électrons dont elles doivent se débarrasser. Ordinairement elles les transmettent à l'oxygène de l'air qui va alors se lier avec de l'hydrogène pour donner de l'eau dans une réaction d'oxydoréduction. Toute l'astuce consiste à obliger les électrons à passer dans un circuit pour rejoindre l'oxygène, soit à délocaliser la réaction comme le fait la chlorophylle avec les électrons arrachés par la lumière. Pour cela, il suffit que le milieu de culture des bactéries ne contienne pas d'oxygène mais qu'il se trouve dans un autre compartiment relié par un fil électrique. Le voyage des électrons entre les deux compartiments produit le courant. La difficulté consiste à concevoir l'électrode à laquelle les bactéries transmettent les électrons qu'elles produisent qui doit avoir une grande surface (une anode fractale serait éventuellement une solution) et qui a tendance à s'encrasser rapidement lorsqu'elle est uniquement composée de métal, il faut donc la recouvrir d'un polymère. En 2003, Uwe Schröder de l'université de Greiswald a ainsi réussi à produire un courant de 1,5mA/cm2 alors que la performance se limitait auparavant à quelques microampères.

Le dernier défi que se doit de relever la Pyramide de Shimizu est celui de la production des aliments pour nourrir ses habitants. Une partie du problème pourrait être réglé par des fermes verticales dans lesquelles seraient cultivées des céréales ainsi que des fruits et des légumes. On pourrait encore y pratiquer l'élevage de porcs, de volailles et de poissons qui seraient nourris avec les végétaux produits sur place, voire avec des protéines issues d'élevages d'insectes que les animaux auront moins de réticence à ingérer que les humains. Leurs déjections pourraient être reconverties en engrais pour fertiliser les plantations ou alors venir alimenter les piles à bactéries qui ont été évoquées plus haut. L'avantage du système est qu'il réduit à la fois la consommation d'énergie nécessaire au transport et au stockage des produits frais. Par contre le risque de pandémie est élevé dans cet environnement clos, mais il l'est aussi dans les élevages intensifs ainsi que pour les cultures hydroponiques qui se font sous serre ou les champs où se pratique la monoculture. C'est pourquoi il faudra contrôler sévèrement tout ce qui y entrera et bien séparer chaque activité. En complément, chacun pourrait avoir chez soi un potager domestique composé de plantes, d'algues et de poissons, alimenté par nos propres déchets organiques, comme se propose de le faire l'unité de «  home farming » présentée par Philips en 2009.

Si les villes, qui abritent aujourd'hui déjà plus de la moitié de le population mondiale, parvenaient par ces moyens à assurer leur autosuffisance alimentaire, cela permettrait de relâcher la pression exercée sur le milieu naturel et aux paysans de pratiquer une agriculture qui viserait à produire de la qualité plutôt que de la quantité, comme ce fut le cas pour les viticulteurs qui ont dû se tourner vers la production de vins plus sophistiqués au fur et à mesure que la consommation diminuait. L'autre intérêt est stratégique, en cas de conflit, il deviendrait plus difficile d'affamer la population comme cela s'est par exemple passé pour Leningrad lors de la seconde guerre mondiale.