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Murs en béton vivant

Par Benjamin Riley - doctorant
Directeur de thèse (ENSA Normandie) : François Fleury
Co-directeur de thèse (directeur scientifique LCR - LafargeHolcim) : François De Larrard
Co-directeur de thèse (professeur - Centre INRA Angers-Nantes) : Valéry Malecot

Architecture, botanique et ingénierie sont convoquées pour mettre au point un nouveau matériau, susceptible de contribuer au renouvellement de l'architecture. Le béton végétalisé développé et breveté dans cette thèse, intégré dans des dispositifs constructifs adaptés, ouvre de nouvelles perspectives que cette thèse propose d'explorer. La question architecturale sous-jacente est la suivante : le béton vivant a-t-il un sens en architecture et comment l'architecture peut-elle tirer profit d'un tel système ? À quelle condition les performances écologique et biophilique convergent-elles avec une expression architecturale cohérente ? Les qualités intrinsèques de cette innovation sont-elles susceptibles de produire des effets à grande échelle, pour améliorer la façon dont les villes sont confrontées à ces défis de la surpopulation et du changement climatique ? Ce travail tente d'évaluer ces hypothèses dans une approche qui va de la formulation du matériau et au choix des plantes jusqu'à des propositions architecturales théoriques aux différentes échelles.

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Un système de construction peut-il avoir un impact international sur l'atténuation des effets de la surpopulation, du changement climatique et du manque de nature ? Dès le départ, le but de cette thèse était de développer un système de mur vivant qui soit soutenable, écologiquement approprié, non contraint par la localisation et la typologie du bâtiment, et plus abordable que les systèmes actuellement disponibles. Les villes confrontées à la surpopulation dans un climat changeant ont besoin de solutions pratiques pour répondre aux besoins biophiliques, sanitaires et sécuritaires des citadins. La raison pour laquelle le béton a été choisi comme support pour un tel système n'a rien à voir avec un goût personnel pour le matériau. L'hypothèse de l’adéquation du béton dans cette thèse est directement issue de ses caractéristiques de durabilité, de coût et d'ubiquité. Ce n'est peut-être pas le seul choix, mais c'est actuellement le choix matériel le plus réaliste pour étendre de manière significative la composante de la nature comme troisième dimension du milieu urbain.

L'évaluation de l'hypothèse nécessitait une approche interdisciplinaire mariant la botanique, la science des matériaux et l'architecture. Nous avons répondu à la question principale de cette thèse en matière de botanique et de sciences des matériaux : le béton peut être utilisé comme un medium de croissance pour la vie végétale. Nous avons répondu à la question de la botanique en identifiant des plantes capables de pousser dans un environnement cimentaire et de vivre dans un environnement non naturel (c'est-à-dire vertical). La réponse à la partie sciences des matériaux du questionnement a nécessité la reformulation de la composition du béton afin que la vie végétale soit possible. Elle a également nécessité la création d'une nouvelle méthodologie de construction. La question architecturale sous-jacente de cette thèse est la suivante : le béton vivant a-t-il un sens en architecture et comment l'architecture peut-elle tirer profit d'un tel matériau ? Evaluer ces possibilités a demandé d'étudier les effets architecturaux d'un nouveau système constructif, destiné à jouer un rôle écologiquement actif, sur cinq échelles architecturales différentes, afin d’observer comment il interagit : matériellement, systémiquement, spatialement, formellement / expérientiellement au niveau du bâtiment, et symbiotiquement au niveau du quartier. Aborder toutes ces questions a exigé une recherche simultanée dans les trois disciplines de l'architecture, de la botanique et de la science de la matière. En effet, les réponses dans chacune de ces disciplines ont modifié le cours de l'action des deux autres. Cependant, l’ensemble de la thèse reposait initialement sur la résolution de la question du matériau. Sans matière, il n'y a pas d'architecture. Le début de l'approche méthodologique par la recherche sur les questions problématiques portant sur la botanique et la matière signifie que l'essentiel du travail architectural intervient après la validation des résultats botaniques et physiques. Toutefois, l'objectif architectural est resté majeur tout au long de la recherche.

Cette thèse a été divisée en cinq parties dont chacune sera résumée à la soutenance. La structure de la thèse pose les questions dont les réponses confortent l'hypothèse principale : grâce notamment à leur faible coût, les systèmes de murs vivants en béton peuvent apporter davantage de nature dans les villes afin d’exploiter des surfaces sous-utilisées ; et, ce faisant, jouent un rôle dans l'amélioration des problèmes urbains tels que la surpopulation dans le contexte de changement climatique et contribuent simultanément à répondre à notre besoin intrinsèque de contact étroit avec le milieu naturel.

JURY DE THÈSE
  • François Fleury, Professeur, ENSA de Normandie (directeur de thèse)
  • François de Larrard, Directeur Scientifique, LCR - LafargeHolcim (co-directeur de thèse)
  • Valéry Malecot, Professeur, Centre INRA Angers-Nantes (co-directeur de thèse)
  • Sophie Nadot, Rapportrice, Professeur, Université Paris-Sud.
  • Kim Kurtis, Rapportrice, Professeur, Georgia Tech
  • Sabine Chardonnet Darmaillacq, Rapportrice, Maître Assistante, ÉNSA Paris-Malaquais
  • Marc Angélil, Examinateur, Professeur, ETH Zurich