Le vitrail écologique, c'est quoi ?
C'est un vitrail fabriqué avec du papier mâché ou du bois, au lieu du plomb, de la colle naturelle et des pigments. Caroline Vauvert-Valarcher de Maison Arcanthe, formée chez Floraluz, dans le sud de la France, utilise cette technique et nous livre ici un peu d'histoire de cet art.
A l'origine, le plomb est le matériau fétiche de fabrication du vitrail. Ayant un très bon taux de réparabilité dû à son côté "tendre" (qui fait qu'on peut réparer une pièce de verre brisée sur place), il est aussi très bien recyclé en Europe et Amérique du Nord notamment, car beaucoup utilisé dans les batteries électriques (environ 70% du plomb est correctement recyclé).
Alors pourquoi trouver une alternative au plomb ? Bien connu pour avoir causé des problèmes de santé tels que le saturnisme, le plomb est une ressource non renouvelable, comme beaucoup d'autres métaux, et de plus en plus difficile à extraire de manière pure. Dans l'Antiquité, on raconte même que les Romains tapissaient leurs tonneaux de vin au plomb car celui-ci donnait un petit goût sucré, d'où le fait de sa dangerosité liée au saturnisme puisqu'il a été présent dans les peintures domestiques que les enfants aimaient gratter et mettre à la bouche.
Et c'est au Guatemala, dans le petit village maya San Marcos La Laguna, que Juan Villatoro, artiste verrier rebaptisé Patik par la population locale, a inventé il y a une vingtaine d'années cette technique de vitrail en papier mâché. Comme on peut en admirer le travail à l'hôtel Lush.
Si on résume, un vitrail ancien, c'était au plomb. Puis, au 20ème siècle, le cuivre et l'étain se sont développés. Et depuis une vingtaine d'années, il existe cette technique écologique de pâte à papier. Plutôt utilisée dans des milieux au taux d'humidité pas trop élevé, car il est vrai que le papier se ramollit sous l'orage si les vitraux sont utilisés en extérieur, mais redurcit immédiatement après. L'avantage aussi est qu'on peut jouer avec les couleurs de sertissage, avec des ocres notamment (Caroline travaille avec Ocre de France). Pour les églises et lieux de culte, il vaut mieux double vitrer avec une vitre, ou un verre thermoformé par-dessus. Les églises commencent d'ailleurs à mettre du double vitrage pour protéger les vitraux, mais aussi pour des questions de thermorégulation.
Bien évidemment, il est encore difficile d'obtenir un vitrail totalement écologique, quand on sait que le transport reste encore le plus polluant, surtout sur les dix derniers kilomètres dans les camionnettes.
Caroline de Maison Arcanthe © Cécile Schuhmann
Quelle est la place du biomimétisme aujourd'hui dans l'architecture ? Pour nous éclairer sur cette vaste question, nous avons interviewé le pôle Habitat et Territoires du Ceebios, le Centre d’Études et d’Expertises dédié au déploiement du Biomimétisme en France.
Quand est apparu le biomimétisme en tant que concept adapté à l’architecture ?
S’inspirer du vivant pour concevoir et construire n’est pas nouveau. Plusieurs types d’architectures à travers l’Histoire reflètent cette tendance : l’architecture vernaculaire, japonaise, solaire, organique ou encore biomorphique. Ces concepts convergent vers le biomimétisme.
L’intérêt pour le biomimétisme appliqué à l’architecture s’est accéléré dans les années 1970, notamment après crises pétrolières de 1973 et 1979. En effet, ce contexte de transition énergétique, de prise de conscience des impacts environnementaux ainsi que la réalisation de projets bio-inspirés, a permis la mise en lumière de cette nouvelle approche. Cf l'ouvrage "Has Biomimicry in Architecture Arrived in France? Diversity of Challenges & Opportunies for a Paradigm Shift" d'Estelle Cruz, Eduardo Blanco, Fabienne Aujard et Kalina Raskin.
Mais on trouve les prémisses de cette approche dans la conception de... la Tour Eiffel (!) : Gustave Eiffel (1832 - 1923) se serait en effet inspiré des travaux du professeur Karl Culmann de Zürich, qui, cherchant à développer une grue de puissance, a rendu visite au non moins éminent professeur d’anatomie Hermann von Meyer, et s’est inspiré des trabeculae osseuses de la coupe d’un os de fémur, pour l’architecture métallique de sa grue - reprise dans ses principes par Gustave Eiffel pour sa tour éponyme !
D’autres architectes tels qu’Antonio Gaudi (1852 - 1926), qui s’était déjà grandement inspiré de la nature sur le plan ornemental, fût l’un des premiers architectes à mettre en pratique l’optimisation des formes architecturales par des expériences de suspensions de poids, ses maquettes polyfuniculaires, afin de visualiser les lignes de force naturelles, qu’il reproduisait ensuite de manière inversée en colonnes aux formes végétales, à l’instar de celles de la Sagrada Familia à Barcelone.
Maquette polyfuniculaire pour l'église de la Colonia Güell, musée de la Sagrada Família, Barcelone.
Intérieur du temple expiatoire de la Sagrada Familia à Barcelona. Photo : Heimo66, 2006.
L’ingénieur-architecte américain Richard Buckminster Fuller (1895 - 1983) se serait quant à lui inspiré de la structure des radiolaires, zooplancton microscopique dont il consulta les nombreuses reproductions présentes dans Kunsmormen der Natur (1904) de Ernst Haeckel, pour concevoir ses fameux dômes géodésiques.
© Cédric Thévenet. Biosphère d’Environnement Canada, Montréal - Dôme géodésique de Richard Buckminster Fuller, 1967. Musée de l’Environnement de Eric Gauthier, 1995.
Mais la personne qui a probablement le plus contribué à l’étude des formes structurelles naturelles pour l’architecture est l’ingénieur-architecte allemand Frei Otto (1925). Dès 1960, Otto monta une unité de recherche biologique sur les structures naturelles. En s’inspirant des cellules de plantes, de bulles de savon et autres formes organiques, l’équipe développa un système de coque structurelle dont la peau était gonflée à l’air. Ces recherches menèrent également à la publication en 1982 d’un ouvrage devenu la référence de l’architecture bionique : "Natuerliche Konstruktionen", traduit en français par "Architecture bionique".
© "L’architecture biomimétique : quand l’architecture s’inspire de la nature", éditions Symbiopolis.
Frei Otto fonda à Berlin en 1957 le "Entwicklungsstä Je für den Leichtbau" (Centre de Développement des Constructions Légères), qu’il transféra sept ans plus tard à Stuttgart où il devient le fameux Institut für Leichte Flächentragwerke / Institute for Lightweight Structures (IL), centre le plus en pointe aujourd’hui en architecture biomimétique, avec notamment les travaux d'Achim Menges.
Y-a-t-il un "père fondateur" du biomimétisme et plus globalement, de l’écologie ?
L’humanité s’est inspirée intuitivement de la nature depuis des millénaires, et les exemples historiques sont nombreux, comme les études du vol des oiseaux pour la conception de machines volantes par Léonard de Vinci, qui avait affirmé "Va prendre tes leçons dans la nature, là est notre futur", ou plus près de nous, George de Mestral qui inventa le velcro en 1948, à la vue des fleurs de bardane accrochées à son manteau et aux poils de son chien après une promenade.
"Copier la Nature" est devenu un champ de recherche dans le courant des années 60, où le terme Biomimetics (Biomimétique) a été utilisé pour la première fois par le biophysicien et inventeur américain Otto Herbert Schmitt (1913 - 1998) lors d’une réunion en 1963 à la base aérienne de Dayton, Ohio. Otto Schmitt définissait alors la biomimétique par "l’examen des phénomènes biologiques dans l’espoir de susciter des idées et de l'inspiration pour développer des systèmes physiques ou biophysiques à l’image de la vie".
Le concept recouvrait jusqu’alors l'imitation de la nature uniquement pour créer des produits et processus plus performants, en particulier au sein de l’industrie de l’armement ou de l'aéronautique.
Le biomimétisme a connu un essor important depuis les années 90 avec la prise de conscience croissante des enjeux écologiques. L’écologue et écrivain américaine Janine Benyus (1958) est peut- être la première à avoir saisi tout l’intérêt du biomimétisme pour créer un monde plus durable dans son ouvrage de référence "Biomimicry : innovation inspired by Nature" de Janine Benyus et William Morrow, publié en 1997.
Le style prairie (Frank Lloyd Wright), l'architecture organique (Jacques Couëlle et Anti Lovag) ou l'archiborescence (Luc Shuiten), autant de concepts qui tous, convergent vers le biomimétisme ?
L’architecture vernaculaire, l’architecture solaire, l’architecture traditionnelle japonaise, l’architecture organique ou encore écologique ont certes toutes développé une forme de relation au vivant, et parfois mis en oeuvre des principes du vivant, mais sans jamais l’avoir structuré dans une démarche de conception et d'innovation exclusivement basée sur la compréhension et l’inspiration des stratégies et caractéristiques du vivant dans l’objectif assumé de "renaturaliser" le bâtiment en l’intégrant du mieux possible aux équilibres des écosystèmes environnants.
Le biomimétisme (durabilité) et la bio-inspiration (arabesque) : quelles sont les différences ?
La bio-inspiration est une approche créative basée sur l'observation du vivant.
Le biomimétisme est une philosophie, des approches conceptuelles interdisciplinaires, qui vise à prendre pour modèle la nature afin de développer de nouvelles solutions en limitant leurs impacts sur la biosphère. Le biomimétisme vise à une coopération de la biologie et de la technologie ou d’autres domaines d'innovation dans le but de résoudre des problèmes pratiques par le biais de l’analyse fonctionnelle des systèmes biologiques, de leur abstraction en modèles et du transfert et de l'application de ces modèles à la solution, ceci dans un objectif de durabilité. Selon la norme ISO TC266.
Il existe des projets de grande envergure, comme le Skolkovo Innovation Center à Moscou, la Silicon Valley russe, qui utilise le système de réchauffement des pingouins... Un exemple récent de ville ou quartier bio-inspiré ?
Le futur bâtiment du CIRC (Centre International de Recherche sur le Cancer de Lyon) qui proposera une façade bio-inspirée, la façade Pholiage, présentant des brises soleil qui s’adaptent passivement aux variations thermiques inspirés de la pomme de pin. Cf d'autres projets sur "S'inspirer du vivant pour la transition écologique des bâtiments" ou "L'état de l'art des projets urbains bio-inspirés".
© Bechu et Associés. Le Skolkovo Innovation Center à Moscou, la Silicon Valley russe.
Le biomimétisme est-il encore une niche architecturale ou le concept tend à devenir “une norme” dans les hautes instances ?
C’est encore une niche architecturale car la mise en œuvre du biomimétisme dans un projet architectural ou un projet urbain nécessite la coopération entre l’équipe de MOE (Maîtrise d'oeuvre), notamment l’architecte et des biologistes, écologues. Ce n’est pas encore dans les habitudes. Néanmoins, les maîtrises d’ouvrage publiques sont de plus en plus exigeantes dans leurs appels d’offres sur l’impact des projets et sur la prise en compte des enjeux liés à l’énergie, l’eau, la biodiversité, etc. Cette tendance invite de plus en plus les architectes à se reconnecter au vivant, à mieux le comprendre, pour concevoir des projets qui permettent de régénérer les écosystèmes que les projets impactent. C’est là que le biomimétisme devient une approche pertinente.
Y a-t-il une architecture plus “en avance” en terme de biomimétisme : celle de la montagne, des villes, ou de la mer ? Cf notre article sur Renzo Piano qui refait les Grands Montets en s’inspirant de la pyrite, roche locale.
Le milieu urbain est actuellement plus propice à la mise en œuvre de cette approche car il concentre les enjeux liés à l'adaptation au changement climatique : îlot de chaleur urbain, accueil de la biodiversité, régénération des sols, etc.
" S’inspirer de la nature fait partie de la pop culture. Léonard de Vinci avec son ornithoptère inspiré du vol des oiseaux ou George de Mestral avec le velcro en 1948 font partie de la culture populaire. "
" Aujourd’hui, nous ne sommes plus sur "éviter, réduire, compenser" mais bien sur "régénérer". "
On parle beaucoup des nouveaux matériaux : mycélium, coquillage, écailles de poissons, chanvre, algues, chitofoam (bio plastique), béton auto-cicatrisant et même le sel. Actuellement, quel est le matériau le plus "intéressant" ?
Tous ces nouveaux matériaux sont intéressants. Le choix des matériaux dépend du contexte du projet, de la proximité de l’approvisionnement, de la structuration de la filière, etc. La structuration des filières locales de matériaux bio-sourcés s’accélère : le chanvre, la paille, la terre crue, etc. En parallèle, la recherche sur les matériaux biosourcés et bio-inspirés s’intensifie en France, autour par exemple du programme de recherche BiOMIg que porte le Ceebios avec Le Muséum national d’Histoire naturelle et le pôle Euramaterials. Nous devrions donc à court et moyen termes avoir de larges possibilités de matériaux qui présentent peu d’impacts et adaptés aux différents contextes français.
Comment définir la durabilité aujourd’hui en architecture et urbanisme ?
La durabilité en architecture et en urbanisme est la conception de projets ayant un impact positif pour l’ensemble du vivant. Aujourd’hui, nous ne sommes plus sur "éviter, réduire, compenser" mais bien sur "régénérer". Un projet urbain durable est un projet qui permet une réintégration du bâti dans les cycles biogéochimiques de l’eau, du carbone, des sols, etc. Il régénère les écosystèmes afin de permettre le maintien et la production de services écosystémiques, l’ensemble des bénéfices directs et indirects de la nature à nos sociétés. Il s’agit donc de créer des bâtiments qui favorisent des impacts positifs et bénéfices mutuels entre sociétés humaines et écosystèmes.
Quelles sont les grandes tendances ?
Deux grandes macro-tendances sont aujourd’hui à l’oeuvre en architecture durable :
> une tendance techniciste à toujours plus de sophistication technologique et de performance technique : matériaux composites, domotique, smart grids, BIM (Building Information Modeling, NDLR), robotique,... la technologie étant ici clairement perçue par ingénieurs et constructeurs comme salvatrice pour résoudre nos enjeux environnementaux.
> une tendance allant vers la frugalité et la sobriété, vers la renaturation de l’habitat et des villes, des matériaux bio-géo-sourcés, jusqu’à un mode de co-concevoir, co-construire et co-habiter ses lieux de vie... Il s’agit plus ici d’une tendance et aspiration sociétale, mais qui est également portée par de nombreux architectes - et quelques ingénieurs - comme par exemple ceux regroupés autour du manifeste de Philippe Madec de “Frugalité heureuse et créative”.
Le biomimétisme appliqué à l’architecture réside quelque part entre les deux, puisque l’étude scientifique de modèles biologiques et la conception et construction de matériaux, systèmes construction et bâtiments emploie souvent des technologies de pointe, mais son objectif ne se limite pas uniquement à reproduire l’efficacité du vivant. Il vise également à régénérer le vivant et le lien au vivant, à travers la renaturation, la réactivation des services écosystémiques, l’accueil et protection de la biodiversité,... et c’est très probablement pour cette raison que l’architecture biomimétique trouve un écho très fort au sein de la société.
Utiliser la nature comme inspiration, finalement c'est comme un retour aux sources où nous vivions "dans des cabanes dans les bois", c’est du bon sens ancestral marketé et remis au goût du jour. Concrètement, y-a-t-il de l’archi-washing, à l’instar du greenwashing ?
Le biomimétisme n’a pas pour objectif le retour à un habitat sans confort mais plutôt à une vision frugale de l'utilisation des ressources et à une reconnexion au vivant qui a disparu peu à peu de nos lieux de vie.
S’inspirer du vivant n’est pas nouveau. En revanche, mieux le comprendre, notamment les stratégies qu’il a développées depuis 3,8 milliards d’années pour s’adapter à son environnement, dans l’objectif de s’en inspirer représente une démarche plus récente. L’émergence du biomimétisme est intimement liée à l'amélioration de nos connaissances en biologie et en écologie. La compréhension des fonctions biologiques, des procédés mis en œuvre dans le vivant, du fonctionnement des écosystèmes en lien avec l’architecture reste une approche encore nouvelle.
Bien entendu s'inspirer du vivant ne garantit pas la visée. Le biomorphisme, par exemple, n'est pas nécessairement corrélé à une intention de protection, gestion durable et restauration des écosystèmes. Pour s’assurer que la philosophie du biomimétisme est respectée, il est donc important d'identifier si le projet présente les deux éléments suivants :
> L’objectif : est-ce que l’inspiration du vivant a pour objectif d’avoir un impact positif sur le vivant.
> La méthode : est-ce que l'inspiration est argumentée scientifiquement (modèles biologiques, écosystèmes d'inspiration, etc).
Quelle serait la part du biomimétisme dans l’espace urbain dans 50 ans ?
Bien entendu, à Ceebios et au sein de notre groupe de travail sur la ville régénérative inspirée du Vivant, le Biomim’City Lab, nous espérons que les espaces urbains dans 50 ans auront été ou seront tous conçus pour être totalement régénérés. Est-ce qu’ils seront tous inspirés du vivant ? Nous ne pouvons le dire mais c’est une approche d’intérêt qui mérite d’être plus déployée qu’elle ne l’est actuellement.
Le biomimétisme, c’est pop culture ?
S’inspirer de la nature fait partie de la pop culture. Léonard de Vinci avec son ornithoptère inspiré du vol des oiseaux ou George de Mestral avec le velcro en 1948 font partie de la culture populaire. Ou encore, la notion du nombre d'or que l'on retrouve massivement dans la nature et qui a depuis toujours inspiré les artistes.
Par ailleurs, le message sous-jacent au biomimétisme qui vise à nous reconnecter au vivant, à préserver la biodiversité, à respecter la biosphère fait également partie de la pop culture. Les engagements et initiatives écologiques citoyennes de plus en plus nombreuses le prouvent.
Mais aujourd'hui le biomimétisme en tant que tel reste encore une philosophie et une méthodologie de niche, l'ambition du Ceebios est de le rendre accessible au plus grand nombre et de le démocratiser.
Plus d'infos sur ceebios.com
La laine locale de Brianza (Lombardie) repérée à la Design week de Milan.
Mention spéciale pour le projet Tacchini Flock sur la durabilité au Capsule Plaza.
Issue de la collaboration entre la marque de mobilier Tacchini et les designers Formafantasma, l'installation met en scène un nouveau système de production durable axé sur la circularité des matières. L'idée est de s'inspirer d'une technique de production de matelas antiques, et d'utiliser de la laine de mouton locale (notamment les surplus) de Brianza (territoire lombard), en remplacement de la mousse synthétique. Le cheminement entre la source, les moutons, la recherche et le processus de fabrication des pièces est mis en scène au travers de quatre modèles iconiques de Tacchini revisités par le duo d'avant-garde Formafantasma, qui base ses recherches sur l'écologie, l'histoire, la politique et le social.
formafantasma.com & tacchini.com
© Andrea Ferrari
L'un des maîtres de l'architecture contemporaine, Renzo Piano, revisite le domaine des Grands-Montets à Chamonix.
Les stations de ski sont, et ont toujours été, de véritables prouesses techniques architecturales des plus pointues, perdues au beau milieu d’un environnement souvent hostile, point d’ancrage d’une ouverture sur la nature.
C’est là tout le génie des architectes les plus réputés, tel récemment le maestro Renzo Piano (créateur notamment du Centre Pompidou à Paris) de se "bio-inspirer" pour concevoir encore et encore d’impressionnants aménagements en altitude, à l'instar de son tout nouveau projet phare, le domaine des Grands Montets dans la vallée de Chamonix !
Et l’inspiration de Renzo Piano pour ces gares et cabines en suspension à plus de 3300 mètres, c’est la pyrite. Roche typique de cette région, elle est étonnante puisqu'elle est le seul élément dans la nature à se former absolument et initialement de manière cubique (hors chevauchement de ses congénères qui la poussent à se déformer légèrement une fois visible à l'œil nu). Venant du grec “pierre de feu”, cette roche est composée de cubes de cristal, dont s’est inspiré l’architecte pour concevoir une structure hors du temps et résistante aux conditions extrêmes.
L’objectif des téléphériques est d’embarquer les skieurs dans un écrin de verre telle une pyrite géante, ouverte à 360 degrés, pour mieux contempler la puissance du paysage alpin, à vitesse réduite. Le verre utilisé est subtilement scintillant mais pas totalement transparent pour épargner les oiseaux. Quatre gares prendront également vie en ce sens esthétique, inspiré des cristaux de pyrite alliés à une structure en bois et acier, sans restaurant ni activité touristique, à l’impact carbone faible, pour mieux se fondre dans la nature vive et profonde de ce site classé du Mont Blanc.
Tout a été conçu pour éveiller les sens et donner à ce petit voyage dans les airs une sensation d’émerveillement. C’est tel un cristallier de l’environnement durable que Renzo Piano Building Workshop prévoit l’ouverture de ce site fin 2025.
© RPBW
LA PYRITE
" Le maestro Renzo Piano embarque les skieurs dans un écrin de verre telle une pyrite géante et cristalline, ouverte à 360 degrés... "
L'ANTHROPOLOGUE
" Qui sont les héritiers architecturaux du Monte Verita ? "
" Les classes sociales supérieures d’aujourd’hui sont-elles les héritières de la Lebensrefom ? "