Des champs
«algocoles» verticaux en ville, la «chimie bleue» en façade pour des îlots verts -
Après avoir présenté en début d'année la naissance d'une filière innovante en Pays-de-Loire, la chimie bleue ouvre des portes expérimentales à grandes échelles....
A l’heure où l’hyperurbanisation grignote toujours plus de terres agricoles, tandis que les besoins alimentaires d’une population mondiale de plus de 7 milliards d’habitants explosent, les façades représentent une surface potentielle de culture encore inexploitée.
En effet, avec 50% maximum d’ouverture dans les façades pour l’éclairage naturel des locaux (HQE), l’autre moitié de surfaces disponibles, exposées au soleil, peuvent aujourd’hui être utilisées pour cultiver des microalgues, extrêmement riches en protéines, lipides (oméga-3, oméga-6), antioxydants, vitamines essentielles et pigments naturels, au point de représenter une source alimentaire prometteuse tant pour l’homme que pour les animaux – ainsi qu’un jour une source de matériaux biosourcés ou d’algocarburants.
Après avoir conçu ensemble les premiers photobioréacteurs plans intensifiés verticaux ainsi qu’un système de façade permettant de maintenir en température les cultures de microalgues de manière optimale, l’agence X-TU Architects, le laboratoire GEPEA de l’Université de Nantes et AlgoSource Technologies vont lancer la construction d’un banc d’essai pour tester cette «biofaçade» en conditions extérieures réelles.
Cet équipement, dénommé SymBio2-BOX, est un véritable laboratoire dont l’instrumentation et les équipements permettront d’étudier et mesurer finement le comportement des microalgues ainsi que l’efficacité thermique de cette «biofaçade», tant pour la régulation thermique des cultures que du bâtiment.
Installée courant 2013 à Saint-Nazaire sur le site de l’Université de Nantes «Gavy-Océanis», la SymBio2-BOX sera un équipement de recherche industrielle très complémentaire du démonstrateur de recherche et développement du GEPEA «défi-μAlg», dont il assure la déclinaison industrielle pour une application bâtiment.
Outre le caractère très écologique des microalgues (captation du CO2, utilisation d’eaux usées pour les cultures, production d’O2, production naturelle de molécules d’intérêt,...), l’objectif de ce banc d’essai est de confimer les dernières études technico-économiques réalisées jusqu’ici, et qui laissent envisager des économies d’énergie globales de l’ordre de 40% liées directement à ce procédé innovant de «biofaçade», et jusqu’à 80% par rapport aux systèmes de cultures en bassins «raceways».
La régulation thermique étant le principal poste de coût de revient de la production de microalgues, une telle économie permettrait enfin d’ouvrir les marchés de l’alimentation à cette filière, aujourd’hui cantonnée à des faibles volumes sur le marché de la cosmétique et de la santé.
Enfin, cette double peau vivante et productive permettrait à de nombreux bâtiments, en neuf comme en rénovation, d’atteindre les objectifs du Grenelle de l’Environnement et d’être conformes à la nouvelle réglementation thermique 2012, généralisée à tous les bâtiments au 1er janvier.
Le groupement de recherche SymBio2, issue d’un partenariat entre X-TU Architects, R.F.R, Algosource Technologies et le GEPEA (CNRS), a analysé et comparé le métabolisme de nos habitations à celui des microalgues, et a conçu un modèle symbiotique vertueux d’échanges énergétiques et chimiques entre, d’un côté, les effluents et émissions issues du bâtiment (eaux vannes, eaux grises, déchets organiques, CO2, chaleur, froid,...), et de l’autre côté, les besoins des microalgues (CO2, nitrates, phosphates, soufre, régulation thermique, apports solaires,...) pour les applications de la «chimie bleue».
Les premiers résultats des études technico-économiques montrent tout l’intérêt d’une telle association pour recycler les eaux et déchets à l’échelle de l’îlot en nutriments et énergie (via biométhanisation, cogénération, dissolution, échanges thermiques,...) et assurer la bonne régulation thermique tant du bâtiment que des cultures de microalgues, qui devrait permettre d’atteindre l’énergie positive au niveau de l’îlot - la production de molécules à haute valeur ajoutée venant quant à elle assurer la rentabilité du modèle économique.
Des photo-bioréacteurs standardisés intégrés en façades
Le modèle repose en particulier sur la conception d’une gamme de nouveaux mur-rideaux à photo-bioréacteurs algaux qui viennent couvrir les façades de bâtiments neufs ou en réhabilitation, pour des programmes de logements, bureaux et sites industriels.
L’association des compétences des partenaires, qui disposent du soutien de Permasteelisa Group, façadier connu internationalement pour ses réalisations phares, telles que Taipei 101 à Taiwan, le terminal 3 de l’aéroport international de Dubaï, ou encore le One Bryant Park à New York, vise à réaliser des photo-bioréacteurs intégrables aisément aux différentes configurations de mur-rideaux, tant du point de vue constructif qu’architectural ou de la maintenance.
L’agence X-TU Architects est à l’origine dès 2007 du concept d’intégration de la culture de microalgues aux bâtiments, dans le cadre des études réalisées pour le projet des tours Bio à La Défense et Algae à Paris, et dispose de deux demandes de brevets internationaux de mur-rideaux à photo-bioréacteurs tubulaires (2009) et plans (2011). Plusieurs projets de logements, tours de bureaux et sites industriels sont déjà en phase d’étude.
Ce projet de recherche SymBio2 a été développé à l’initiative et sous la coordination de l’agence d’architecture et de recherche X-TU Architects (Anouk Legendre & Nicolas Desmazières).
Lauréate 2011 du prix Bas Carbone pour son approche symbiotique du bâtiment sur le projet X02 à Saint Ouen, elle est engagée radicalement depuis plusieurs années dans la recherche, croisant sciences du vivant, architecture et urbanisme au service de la ville durable - travaux qui ont donné lieu à plusieurs expositions («Architecture Bionique» en 2010 à la Galerie d’Architecture à Paris, «Ville Fertile» à la Cité de l’Architecture et du Patrimoine en 2011) et ont été publiés dans d’Architecture ou Ecologik.
Elle a réalisé plusieurs ouvrages et équipements de référence, tant en France qu’à l’étranger, tels que le musée de la préhistoire de Jeongok en Corée du Sud (2011), l’université de chimie (2008) ou encore le forum des images (2008) à Paris, a gagné plusieurs concours d’envergure internationale tels que le musée du vin de Bordeaux (2011) ou le musée des civilisations de St Paul à La Réunion (2007), et a reçu plus d’une douzaine de distinctions (NAJA 2001, prix du grand public 2003, grand prix d’architecture de la ville de Bordeaux 2003, jeune architecture européenne 2007, plusieurs nominations au prix Mies Van Der Rohe,...).
Crédits photographiques : @ x-tu.com