Concevoir avec flexibilité afin de s’adapter aux changements climatiques

Les espèces évoluent souvent plus rapidement lorsqu’elles sont soumises à un stress : un changement d’environnement nécessite une adaptation, et seules les espèces les plus résistantes survivent. Il en va de même pour l’environnement bâti. Des impératifs découlant de la menace posée par les changements climatiques à l’échelle mondiale ont propulsé les avancées en matière de qualité. Ainsi, dans bien des régions du monde, les bâtiments sont désormais plus étanches, mieux isolés, mieux climatisés, utilisent moins de matériaux et sont plus efficaces que jamais auparavant. Si la nécessité de réduire les émissions de dioxyde de carbone (CO₂) n’existait pas, peut-être en serait-on arrivé quand même à ce résultat, ne serait-ce que par défi d’ingénierie.

Il s’agit là d’une première étape seulement de ce qui s’avère déjà être un bond en avant dans la conception de bâtiments. Les changements climatiques sont déjà en cours et se poursuivront durant le siècle à venir et même après. Il ne suffit pas de diminuer les émissions de CO₂ lors de la construction et de l’exploitation des bâtiments : l’environnement bâti doit également s’adapter pour survivre au nouveau climat et permettre à la société de prospérer, quelles que soient les conditions.

ous avons bien sûr une idée générale de ce à quoi nous préparer. Comme le résume le cinquième rapport d’évaluation du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) des Nations Unies, « les projections montrent que, dans les zones urbaines, les changements climatiques se traduiront par des risques accrus pour les populations, les biens, les économies et les écosystèmes, ces risques découlant notamment du stress thermique, des orages et des précipitations extrêmes, des inondations le long des côtes et à l’intérieur des terres, des glissements de terrain, de la pollution atmosphérique, des sécheresses, des pénuries d’eau, de l’élévation du niveau de la mer et des ondes de tempête ». Cette déclaration a été communiquée avec un « degré de confiance très élevé », soit le plus haut niveau de certitude utilisé par le GIEC.

La température moyenne mondiale est maintenant de 1 °C plus élevé qu’au cours de la période préindustrielle, et nous sommes déjà témoins des conséquences : événements météorologiques extrêmes, augmentation du niveau de la mer, fonte des glaces arctiques n’en sont que quelques exemples. En 2015, les dirigeants mondiaux de 196 pays ont signé l’Accord de Paris, s’engageant à contenir l’élévation de la température « nettement en dessous » de 2 °C et à s’efforcer de limiter l’élévation de la température à 1,5 °C seulement. Alors qu’ils se préparaient à se réunir à nouveau en décembre 2018, le GIEC a publié son rapport le plus clairement formulé à ce jour, insistant sur le fait que 1,5 °C devrait être considéré comme le maximum et soulignant les risques beaucoup plus importants d’une élévation de 2 °C pour les êtres humains et pour l’environnement. La différence d’un demi-degré a été une « révélation » pour les 91 auteurs du rapport, qui ont passé en revue plus de 6 000 études.

Selon le GIEC, il ne reste que 12 ans pour limiter les changements climatiques catastrophiques. Cependant, même si cet objectif très ambitieux est atteint, cela signifie tout de même que la température moyenne mondiale sera plus élevée qu’aujourd’hui d’un demi-degré. Cela représente tout de même une énorme quantité d’énergie supplémentaire dans les systèmes météorologiques mondiaux et entrainera une foule de répercussions négatives.

Si l’objectif n’est pas atteint, les conséquences pour la vie telle que nous la connaissons seront graves, et de nombreux experts considèrent désormais une augmentation de 2 °C comme presque inévitable. L’organisme de recherche américain Climate Central prévoit qu’avec une augmentation de 2 °C, les maisons occupées par 160 millions de personnes dans le monde seraient inondées par l’élévation du niveau de la mer, tandis qu’une augmentation de 4 °C entrainerait le déplacement de 600 millions de personnes, soit l’équivalent de la population entière de l’Amérique du Nord.

 L’avenir semble incertain, et ce, doublement puisque le nombre effarant et la variété des changements climatiques auront une incidence sur différentes régions du globe de façons différentes. En outre, les avis divergent sur le moment où les divers scénarios pourraient survenir. Ayant déjà été démentis par le passage du temps, les prévisionnistes se sont éloignés de la prévision des changements à une certaine date et ont plutôt tendance à se concentrer sur ce qui se passera lorsqu’un certain niveau de température sera dépassé.

Le problème des changements

Pour les architectes, les ingénieurs et les promoteurs qui façonnent l’avenir de l’environnement bâti, cette situation est difficile. Nous savons que nos conceptions doivent être résilientes au changement, mais nous ne pouvons pas connaitre l’étendue et le moment de ces changements. Il existe donc un risque que nos conceptions soient insuffisantes, exagérées ou tout simplement erronées.

« Il est vrai que nous sommes confrontés à une grande incertitude », reconnait David Symons, directeur général mondial du programme d’innovation Conçu pour l’avenir de WSP. « Mais si nous estimons que cela est trop difficile et que nous ne faisons rien, nous nous retrouverons avec une conception inadéquate. Il ne fait aucun doute que les changements climatiques constitueront un énorme problème pour les concepteurs, pour les villes et pour des populations entières, donc faire l’autruche est la pire des solutions. »

Répondre à cette incertitude est aussi important que planifier l’avenir. De nombreux projets, en particulier les infrastructures, ont une durée de vie théorique de plus de 100 ans, mentionne David Symons : « Même avec les meilleures informations, il y a une incertitude énorme sur le niveau de la mer et l’activité des tempêtes au cours de cette période. » Dans le cadre d’un projet récent de modernisation d’un remblai de chemin de fer côtier près de Poole au Royaume-Uni, WSP a conseillé de réduire la durée de vie théorique de 110 à 35 ans. « Le coût en immobilisations est beaucoup moins élevé, et il est possible d’évaluer entre-temps ce qu’il y aura de mieux à faire ensuite. »

Sur d’autres projets, une durée de vie théorique plus courte n’est pas la solution. Parfois, l’option retenue consiste à construire en gardant une certaine flexibilité pour l’avenir, comme pour le projet de ligne de métro Crossrail 2 à Londres. « Nous nous attendons à ce que la température s’élève à Londres », indique M. Symons, « mais nous ne pouvons pas savoir à quel point et comment cela se répercutera sur le métro. Nous ne construisons donc pas d’énormes systèmes de climatisation pour l’instant. Nous laissons plutôt de l’espace pour les évents et les installations qui pourront être installés plus tard au besoin. »

L’ajout de salles de commande vides et la réduction de la durée de vie théorique de la conception demandent un certain changement de mentalité pour les concepteurs formés à penser à l’efficacité de l’espace ou habitués à des conceptions plus durables offrant le meilleur rapport qualité-prix. Le concept de résilience remet en question plusieurs facettes de notre modèle de pensée actuelle, notamment le fait que certaines mesures prises pour atténuer les changements climatiques pourraient ne pas correspondre à la nécessité de s’adapter aux nouvelles conditions.

La Suède est à l’avant-garde mondiale de la construction de bâtiments efficaces; leur étanchéité et leur isolation améliorées réduisent considérablement leur demande énergétique, notamment de chauffage en hiver. Or, Håkan Nilsson, consultant en physique du bâtiment chez WSP à Stockholm, indique qu’un nouveau problème sans précédent se pose, alors que les étés sont plus de plus en plus chauds. « Bon nombre de ces bâtiments extrêmement étanches et isolés surchauffent de façon phénoménale jusqu’à des températures internes pouvant atteindre les 30 °C. De surcroit, comme notre climat est également plus humide, la moisissure devient un enjeu de plus en plus répandu ».

Les solutions pour les nouveaux bâtiments sont assez simples, comme l’augmentation de la ventilation et une meilleure utilisation de la masse thermique permettant d’égaliser les écarts de température entre le jour et la nuit. « L’ombre est également essentielle », ajoute M. Nilsson. « Les possibilités sont nombreuses : des fenêtres plus profondes, l’utilisation de balcons pour ombrager les fenêtres en dessous ou l’installation de pare-soleil. Malgré tout, les gens construisent encore des boites en verre hermétiques avec trop de potentiel en apport solaire. Nous ne pouvons pas moderniser bon nombre de nos bâtiments existants avec des pare-soleil, car cela n’est pas autorisé par les réglementations locales d’urbanisme, qui les jugent trop laids ou ne correspondant pas au style architectural. Par contre, pour moi, un beau bâtiment accommode ses usagers de façon optimale. »

Apprendre de la catastrophe

Une modification de la réglementation peut devenir nécessaire si les concepteurs veulent contribuer pleinement à un avenir plus résilient. C’est ce qu’affirme Vivienne Ivory, spécialiste en sciences sociales, directrice technique de WSP Opus en Nouvelle-Zélande et chercheuse spécialisée en santé publique et en environnements urbains à l’Université d’Otago. Vivienne Ivory a mené une étude sur la façon dont la ville de Christchurch se remet de ses deux récents tremblements de terre, ce qui en dit beaucoup sur la façon dont la société réagit aux catastrophes. « Bien qu’il ne s’agisse pas d’un événement lié au climat, la destruction d’habitations et d’infrastructures ressemble à bien des égards à ce à quoi il est possible de s’attendre à mesure que les événements météorologiques extrêmes, comme les cyclones et les inondations, deviennent plus fréquents », souligne-t-elle.

 L’étude a révélé que différentes parties de la ville se rétablissent à des rythmes différents. Par exemple, les zones où il était possible de marcher ou de faire du vélo pour se rendre aux magasins ou au travail sont plus appréciées que celles où la voiture est nécessaire. « L’une des choses qui a fait une grande différence, c’est l’espace », mentionne Mme Ivory. « Les parcs et les espaces publics sont devenus des lieux où les gens se sont réunis et se sont mobilisés pour le rétablissement de la ville. L’espace a permis la création de fonctions contextuelles afin de remplacer les commodités qui avaient été perdues et cela a fonctionné à tous les niveaux. Nous avons même vu un morceau de trottoir libre où un vieux meuble de réfrigération avait été transformé en une bibliothèque temporaire où il était possible d’échanger des livres gratuitement. Ainsi, l’espace qui avait initialement servi de refuge lors de la catastrophe a ensuite été utilisé pour aider la ville à se rétablir socialement. » Sa conclusion est que la résilience d’une ville nécessite à la fois une connectivité locale « et peut-être des compromis sur les règles d’utilisation de l’espace public ».

Il se trouve que l’espace est également un outil particulièrement efficace pour créer une résistance aux inondations. « Les villes contiennent de grandes quantités de surfaces imperméables et de fortes pluies peuvent rapidement surcharger le drainage des eaux pluviales existant », déclare Enrico Isnenghi, directeur technique et expert en gestion de l’eau chez WSP à Londres. « Les infrastructures vertes publiques comme les parcs, les terrains de jeux et les étangs ou les lacs peuvent tous fournir un espace vital pour que l’eau puisse s’accumuler et s’écouler, la conservant en toute sécurité et loin des bâtiments et des infrastructures essentiels. »

Les infrastructures vertes offrent les avantages supplémentaires d’augmenter la biodiversité, de réduire l’effet d’ilot thermique urbain et d’offrir des commodités de grande qualité dont les citoyens peuvent profiter. « Je crois que les municipalités et les autres intervenants oublient parfois certaines choses », affirme M. Isnenghi. « Le fait que le financement pour la protection contre les inondations ne soit souvent pas structuré pour permettre de prendre en compte ces avantages supplémentaires n’aide pas. »

Rares sont ceux qui contesteraient les avantages que confèrent de vastes espaces ouverts et des infrastructures vertes, mais les terrains dans les villes sont soumis à une concurrence féroce de nombreuses utilisations. La plupart des métropoles du monde sont de plus en plus densément peuplées et verront leurs espaces non aménagés diminuer plutôt qu’augmenter. C’est un autre exemple où l’atténuation et l’adaptation semblent s’opposer. « Le fait est qu’il existe de bonnes raisons de densifier une ville », déclare Iain White, professeur de planification écologique à l’Université de Waikato en Nouvelle-Zélande et spécialiste des risques et de la résilience. « Cela permet une utilisation des terres, des transports et une répartition des services publics plus efficaces et offre de nombreux avantages liés à l’atténuation des changements climatiques. Les décideurs politiques subiront toujours des pressions pour utiliser l’espace “libre” pour autre chose, comme des logements sociaux. Cependant, que vous fassiez de la place pour l’eau au-dessus du sol ou dans le sol au moyen de tuyaux ou de stockage, un terrain de jeu coûte généralement beaucoup moins cher que la construction de nouvelles infrastructures. »

Iain White demeure optimiste quant au fait que ces pressions contradictoires peuvent être résolues en combinant une conception ingénieuse avec un petit ajustement au niveau des réglementations. « Vous avez entendu parler de la maison zéro émission nette de carbone. Vous pouvez avoir une maison à ruissellement nul, même dans une ville densément peuplée. Il est possible de prendre des mesures comme un pavage perméable ou de retarder l’écoulement de la pluie en utilisant des réservoirs de stockage souterrains ou des toits verts pour ralentir le rejet d’eau dans le système de drainage existant et l’aider à résister aux précipitations extrêmes. Comme il ne s’agit pas d’une conception standard ou d’une perspective stratégique au sein d’une ville, il est nécessaire de l’intégrer au processus de planification. »
 

Une analyse de rentabilité convaincante

Aucune discussion sur l’adaptation au climat n’a de sens si on ne tient pas compte du prix. Après tout, actuellement, nous avons déjà le savoir-faire et la technologie nécessaires pour chauffer, refroidir, stocker l’eau et se protéger contre les tempêtes et le niveau montant de la mer. M. Symons souligne que le monde offre déjà des analogues climatiques utiles. Par exemple, l’outil interactif Analogues Explorer développé par Climate Change en Australie montre que dans un scénario à émissions élevées, le climat tempéré de Sydney pourrait se rapprocher du climat subtropical de Brisbane d’ici la fin du siècle. Un article publié en 2017 dans l’International Journal of Climate Change Strategies and Management a exploré les analogues climatiques dans toute l’Europe, constatant que le climat de Berlin s’apparentera progressivement à celui du Sud-Ouest, pour finalement devenir semblable à celui du nord de l’Espagne d’ici la fin du 21^e siècle. « Sachant que le climat dans le nord de l’Espagne est beaucoup plus chaud et plus sec, avec des vagues de chaleur plus fréquentes et plus intenses, les habitants de Berlin pourraient facilement appréhender l’ampleur des changements climatiques et imaginer immédiatement le type de conditions climatiques futures auxquelles ils devront faire face », ont déclaré les auteurs Guillaume Rohat, Stéphane Goyette et Johannes Flacke.

Le plus grand défi est l’analyse de rentabilité, bien qu’elle demeure un argument très convaincant, soutient Håkan Nilsson. « Les gens se soucient de leur argent plus que d’autre chose », indique-t-il. « Je crois que lorsque vous présentez l’argument du bien-être, les gens vous accordent leur attention. Par exemple, vous pouvez faire remarquer à votre client que si son bureau devient trop chaud, il n’attirera pas les meilleures personnes pour y travailler et que sa main-d’œuvre, qui lui coûte déjà très cher, sera 10 % moins productive. À ce moment, il réalisera soudain que les mesures d’adaptation peuvent être très rentables et offrir un avantage concurrentiel. »

Au fur et à mesure que les entreprises et les gouvernements élaborent leurs propres réponses aux changements climatiques, la notion d’avantage concurrentiel est susceptible d’être mise de l’avant. « Les investisseurs n’aiment pas le risque », mentionne David Symons. « Ils aiment la résilience. Il est donc logique pour un organisme de réglementation environnemental, par exemple, de parler d’un pays qui tire un avantage économique de la résilience de sa gestion de l’eau. »

Les politiciens et les administrations commencent à comprendre cette approche et à y réagir. Par exemple, WSP conseille un comté irlandais qui a l’intention d’utiliser sa préparation aux risques climatiques comme facteur de différenciation pour attirer les investissements étrangers. David Symons croit que les investisseurs seront attirés par la résilience à tous les niveaux : « Si vous investissez dans une propriété, vous ne voulez pas qu’elle soit inondée ou devienne invivable parce qu’elle surchauffe. Vous voulez qu’elle soit sûre et adéquate. Il est important de comprendre que les changements climatiques ne constituent pas seulement un problème pour les gouvernements. Les entreprises pourraient et devraient faire beaucoup pour devenir résilientes. 

Les entreprises qui ont commencé à évaluer leur propre risque constatent que cet examen peut s’avérer extrêmement vaste. Après avoir assuré la sécurité et le confort de leurs installations, tout comme l’efficacité de leur alimentation électrique, de leurs données et des autres services publics, elles pourraient être tentées de réfléchir à des enjeux plus larges encore, comme le transport de sa main-d’œuvre, la sécurité de ses chaines d’approvisionnement et les risques que pose le changement climatique, aussi bien pour ses investisseurs que pour ses clients.

 « Le risque lié aux changements climatiques sonne souvent apocalyptique aux oreilles de plusieurs », convient David Symons. « Mais avec tout changement viennent des possibilités. Ce sont ceux qui comprennent ce changement et y réagissent de façon positive qui en retireront les plus grands bénéfices ».

Écrit par  Tony Whitehead en décembre 2018 - The Possible