Transpirer pour un Singapour plus frais
Des étudiants de la chaire d'architecture du paysage planifient la climatisation de la mégapole de Singapour, accablée par la chaleur. Une ligne de chemin de fer désaffectée, qui s'est transformée en zone de loisirs tropicale, sert de terrain d'expérimentation.
La chaleur de midi à Singapour est impitoyable. Le soleil au-dessus de la métropole tropicale ne brille pas, il brûle. C'est pourquoi des passages souterrains climatisés relient les stations de métro aux centres commerciaux et aux tours de bureaux - un réseau de plusieurs kilomètres qui permet aux 5,6 millions d'habitants d'échapper, au moins temporairement, au climat hostile de leur ville.
Ce mercredi midi, Christophe Girot, professeur d'architecture du paysage à l'ETH, quatre assistants et 14 étudiants se réfugient sous le vaste toit de tôle du Maxwell Food Centre, dans le quartier chinois. Il s'agit de l'un des innombrables marchés alimentaires sans prétention de Singapour, proposant toutes sortes de délices alliant les influences des cuisines de Chine, de Malaisie et d'Inde - les cultures dominantes dans l'ancienne colonie de la Couronne britannique. Au-dessus d'une soupe de nouilles épicée et de dumplings chinois, Girot explique pourquoi il a emmené ses étudiants à Singapour : "La plupart d'entre eux ne sont jamais allés en Asie. Ils peuvent difficilement s'imaginer ce que cela signifie de vivre dans une métropole tropicale - une expérience physique qu'il faut vivre dans son propre corps".
Cette expérience devrait permettre de mieux comprendre le problème croissant des îlots de chaleur urbains (Urban Heat Island / UHI). En effet, dans les métropoles situées le long de la ceinture tropicale - Jakarta, Manille, Bangkok et Singapour - la chaleur devient un problème de santé et d'énergie. À Singapour, les températures dans les endroits centraux et très denses, comme Orchard Road, sont parfois jusqu'à 7 °C plus élevées que dans la campagne environnante. L'apport continu de chaleur anthropogène provenant des gaz d'échappement des voitures, de l'industrie, de la production d'électricité fossile et de la chaleur résiduelle de centaines de milliers de climatiseurs réchauffe les villes - en plus du climat tropical. D'autres moteurs sont les ensembles de bâtiments denses et non optimisés pour le vent, ainsi que les surfaces sombres telles que les routes en asphalte et les façades des bâtiments, qui accumulent la chaleur au lieu de refléter le rayonnement solaire.
Des espaces verts pour se rafraîchir
Les collègues de Girot au Future Cities Lab, le laboratoire de recherche urbaine de l'ETH à Singapour, veulent briser le cercle vicieux des métropoles qui s'auto-chauffent. D'ici le milieu de l'année, ils élaboreront avec des universités partenaires, dans le cadre du vaste projet "Cooling Singapore" (voir encadré), une feuille de route contenant des mesures visant à refroidir à nouveau la ville.
Les étudiants de Bachelor et de Master que Girot a emmenés à Singapour dans le cadre de son séminaire de trois mois "Singapore hot, Singapore cool" doivent les aider dans cette tâche. Leur terrain d'expérimentation : les 24 kilomètres d'espace vert du "Rail Corridor", une ligne de chemin de fer désaffectée qui va de la Malaisie, tout au nord de l'île, jusqu'au port, au sud. Elle avait été construite au tournant du siècle sous la domination coloniale britannique. En 1918, elle a été transférée à la Malaisie, qui a cessé de l'exploiter en 2011. Les rails, les signaux lumineux, les panneaux - tout ce qui n'était pas trop compliqué à enlever - ont été rapatriés en Malaisie. Il ne restait plus qu'un espace vert en grande partie non construit, un corridor que la nature a progressivement reconquis. Aujourd'hui, un million de personnes vivent dans un rayon d'un kilomètre autour du corridor. Un espace au potentiel incroyable pour la ville-État.
"Les espaces verts dans les villes connaissent depuis quelques années une forte revalorisation", explique Girot. "Pas seulement en tant que décoration, comme par le passé, mais parce qu'ils assument de plus en plus de fonctions centrales". Il est prouvé que les espaces verts contribuent à un climat plus agréable dans les villes. De plus, une planification paysagère ciblée peut activer d'autres potentiels, comme le rafraîchissement de l'environnement par le vent et l'eau. "L'urbanisme du 21e siècle devient de plus en plus un urbanisme paysager", est convaincu l'architecte paysagiste primé. "Elle jouera un rôle clé dans la climatisation des villes".
Dans la jungle urbaine
Après le déjeuner, le groupe se sépare. En Uber, je me rends avec un assistant et deux étudiants dans la partie centrale du Rail Corridor. Au bord d'une route très fréquentée, nous grimpons un talus jusqu'à un pont en fonte rouillé. Il fait maintenant 32 °C, l'humidité de l'air dépasse les 80% et la chaleur fait sortir la sueur de nos pores à chaque pas. Nous longeons le couloir, passons devant l'arrêt de train "Bukit Timah" en ruine et pénétrons lentement dans un maquis verdoyant : des fougères géantes, de hautes plantes vivaces avec de minuscules bananes vertes, des arbres à caoutchouc, enchevêtrés avec des lianes sur lesquelles se posent parfois des papillons jaune vif. Des cigales sortent du buisson.
Jonas Haldemann et Manuel Viecelli connaissent l'environnement grâce à des plans qu'ils avaient étudiés à Zurich au début du séminaire. Peu après leur arrivée à Singapour dimanche, les étudiants avaient repéré le corridor pour la première fois.
Aujourd'hui, ils sont revenus avec un scanner laser 3D. Jonas et Manuel placent la boîte bleue sur le trépied et commencent une mesure. Le scanner commence à tourner lentement autour de son propre axe, tandis qu'un miroir rond situé dans la partie centrale ouverte de l'appareil tourne verticalement à une vitesse vertigineuse. Des impulsions laser invisibles sont alors envoyées à travers la zone et sont réfléchies par tous les objets jusqu'à une distance de 300 mètres : feuilles d'arbres, poteaux de bois, flaques d'eau et amas de terre. Chaque rayon réfléchi est ensuite converti par le scanner en un point de données dans un modèle tridimensionnel. Jusqu'à 500 000 points par seconde sont ainsi enregistrés. L'intensité du rayon réfléchi donne des informations sur la nature de la surface. De plus, le scanner prend 80 photos de son environnement, qui sont assemblées en un panorama de 360°, afin que les nuages de points puissent être colorés de manière fidèle à la réalité. Le groupe de Girot utilise depuis des années de tels modèles de nuages de points tridimensionnels pour représenter des topographies urbaines à grande échelle et leurs caractéristiques. Dans le cadre du séminaire, les étudiants créent leurs propres nuages de points du Rail Corridor, afin de les compléter ultérieurement par des interventions visant à climatiser l'îlot de chaleur de Singapour.
Peu avant le coucher du soleil - les premiers moustiques nous harcèlent déjà -, les deux hommes ont dans leur boîte six scans laser réussis. Nous nous échappons de ce morceau de forêt tropicale urbaine indomptable pour nous retrouver 15 minutes plus tard au milieu de la métropole bruyante et grouillante. Un métro fortement refroidi, qui passe toutes les cinq minutes, nous amène à Little India, où les étudiants passent la nuit - là où Singapour est encore chaotique et où l'air humide sent le masala, le clou de girofle et la sueur.
Coopération transcontinentale
Christophe Girot entretient depuis de nombreuses années des contacts avec le Japon et Singapour, notamment avec le professeur Erwin Viray de la "Singapore University of Technology and Design" (SUTD). Il a réussi à le convaincre d'organiser le séminaire simultanément à la SUTD. Les étudiants de Zurich et de Singapour se sont rencontrés pour la première fois le dimanche soir, pour travailler deux jours plus tard en équipes mixtes sur des projets de corridors. Jeudi matin, un autre atelier commun est prévu, cette fois à la SUTD, près de l'aéroport à l'est de l'île. Dans la cour intérieure des bâtiments modernes aux courbes organiques, des palmiers s'élancent et les balcons s'illuminent du violet des bougainvillées. "For a better world through design", peut-on lire sur la façade blanche du bâtiment d'accueil.
"L'échange avec les collègues de l'ETH est précieux : ils ont un regard neuf sur le Rail Corridor et utilisent de nouvelles méthodes. En échange, nous connaissons le contexte local et pouvons évaluer ce qui fonctionne et ce qui ne fonctionne pas."Ng Xing Ling, étudiante en master SUTD
Dans une salle de séminaire fortement climatisée, les six groupes de projet se sont regroupés autour de tables de travail rapprochées avec des ordinateurs portables et des plans. Avec un cocktail de logiciels différents, ils traitent les données enregistrées la veille pour en faire des nuages de points tridimensionnels. Ils les intègrent à leur tour dans des données spatiales moins détaillées mais plus complètes, basées sur des enregistrements d'avion avec un lidar. Avant 22 heures, chaque équipe doit soumettre plusieurs vues de l'intervention prévue à différentes échelles. Mais personne ne reste aussi longtemps. Il s'agit en effet d'utiliser les heures du soir pour explorer Singapour : la promenade stylisée de Marina Bay, les marchés à manger fumants et les rooftops offrant des vues grandioses.
Critique d'invité dans le "Value Lab
Le vendredi matin, une légère tension se fait sentir chez les étudiants. Nous nous rendons sur la côte ouest pour les présentations finales, sur le vaste campus de la "National University of Singapore" (NUS), la plus ancienne et la plus grande haute école de la ville. De loin déjà, on aperçoit la CREATE Tower, le centre de la liaison académique entre Singapour et Zurich, qui dure depuis huit ans ; une tour de verre recouverte de végétation et de panneaux photovoltaïques. C'est ici que se trouve le "Singapore-ETH Centre" (SEC). Sur deux étages, 200 collaborateurs du monde entier y travaillent pour l'ETH - entourés de collègues du MIT, de l'Université technique de Munich et de l'Université de Cambridge.
Le "Future Cities Laboratory" (FCL), le laboratoire du SEC axé sur la recherche urbaine, est coorganisateur du séminaire de Girot. Les étudiants se réunissent au cœur de celui-ci, au sixième étage, dans le "Value Lab". Il s'agit d'une salle de présentation multifonctionnelle en forme de loft, inondée de lumière et dotée d'un écran LED de trois fois six mètres. Pour la présentation finale, Girot a invité deux chercheurs du FCL et Abby Ng, une collaboratrice de "NParks", l'autorité des parcs de Singapour. Chaque groupe d'étudiants dispose de dix minutes pour présenter son intervention pour l'un des trois tronçons du Rail Corridor sur lesquels il a travaillé. Quatre à dix transparents avec des croquis, des vues axonométriques, des nuages de points et des images de référence doivent suffire à convaincre les critiques.
Les six équipes parviennent à des résultats similaires dans leurs designs : Le vent doit être canalisé pour refroidir la ville, les bâtiments et les arbres sont regroupés de manière à ce qu'il puisse s'écouler librement, et des espaces verts supplémentaires créent des lieux de séjour agréables dans le corridor grâce à l'ombre. Tous les groupes tiennent particulièrement à créer de nouvelles liaisons entre les quartiers qui ont été déchirés par la construction de routes. Le projet "Pont des Arbres" est celui qui va le plus loin : à partir du corridor, l'équipe a conçu un nouveau parc de grande envergure, qui fait disparaître complètement quatre voies de circulation automobile par des tunnels. Un espace bruyant, peu attrayant et ségrégué devient un îlot de calme verdoyant, largement ombragé, propice aux rencontres entre voisins.
"Dans notre projet, nous utilisons la topographie du corridor pour transformer une couverture d'autoroute en parc. Le vent et l'ombre des arbres créent un climat agréable dans le nouveau lieu de rencontre".Nicolas Wüthrich, étudiant en Bachelor à l'ETH Zurich
Les critiques s'enthousiasment pour le modèle de nuage de points tridimensionnel de ce projet visionnaire. La topologie urbaine représentée uniquement par des points semble mystiquement éphémère. La représentation est à la fois proche et précise. Girot sourit ; il ne jure que par cela depuis plus de 20 ans. La technologie est désormais suffisamment bon marché et facile à utiliser pour faire partie de la boîte à outils d'une nouvelle génération d'architectes paysagistes. Stephen Cairns, directeur de programme au FCL, encourage les étudiants à poursuivre l'élaboration de leurs propositions pendant le reste du séminaire - à Zurich et à Singapour. Car "mon expérience est que les urbanistes de Singapour prennent très au sérieux les idées convaincantes, quelle que soit leur origine".
Projet "Cooling Singapore
Le site Singapore-ETH Centre (SEC), est responsable de la recherche sur le climat à Singapour. dirige actuellement le projet de recherche "Cooling Singapore". En collaboration avec des universités locales et internationales, des chercheurs de l'ETH cherchent des moyens de réduire l'effet d'îlot de chaleur dans cette ville-État accablée par la chaleur. D'ici le milieu de l'année, ils veulent développer une feuille de route basée sur des connaissances scientifiques. Celle-ci permettra de coordonner les mesures à long terme visant à réduire la température et les projets de recherche qui y sont liés. Cette feuille de route servira de base à un engagement commun du gouvernement, du secteur privé et des hautes écoles pour améliorer le confort thermique des citoyens et citoyennes de Singapour.
Série d'été
Dans le cadre d'une série, Actualités ETH présente régulièrement, pendant la période des vacances, des articles sur la recherche et l'innovation qui ont un rapport avec la plus belle période de l'année. L'article sur Singapour qui transpire est la première partie de la série de cette année. D'autres articles suivront.