La conception passive — ou la conception qui tire parti du climat pour maintenir une plage de température confortable — a utilisé pour chauffer et refroidir les espaces de vie tout au long de l’histoire de l’humanité, cette pratique a connu une forte poussée parmi les architectes aux États-Unis dans les années 1970.
L’embargo pétrolier de 1973, des réformes politiques radicales comme la Loi sur l’eau potable et la création de l’Agence de protection de l’environnement ont tous contribué à la conviction d’un petit groupe d’architectes passionnés et soucieux de l’environnement qu’ils devaient concevoir différemment. Ces architectes ont vu comme une tâche essentielle de relancer des pratiques capables de chauffer et de refroidir des bâtiments sans compter sur les systèmes mécaniques énergivores introduits dans les décennies précédentes. Ce faisant, une grande partie du discours sur la durabilité présent dans la profession d’architecte a commencé à prendre forme.
Les discussions sur le changement climatique devenant de plus en plus urgentes, la durabilité est passée d’un mouvement naissant à un objectif majeur. Nous avons discuté avec quatre architectes — deux qui ont commencé leur carrière sur des projets résidentiels passifs dans les années 1970 et deux initiatives de développement durable de grandes entreprises aujourd’hui — de la façon dont ils utilisent les techniques de conception passive, de la manière dont une volonté de concevoir des bâtiments à faible énergie oriente leur pratique et de ce que la durabilité signifie pour eux.
David Wright, Propriétaire, David Wright, Architecte, Grass Valley, Californie.
David Wright est un pionnier dans le domaine de la conception solaire passive, une pratique qu’il continue encore aujourd’hui. Il est également l’auteur de L’Introduction au Solaire Passif: Architecture durable (Éditions Schiffer, 2008).
J’ai obtenu mon diplôme de CalPoly en 1964, et il n’y avait pas beaucoup de souci pour la conservation de l’énergie au début des années 60.J’ai rejoint le Corps de la paix et j’ai été affecté en Tunisie, et l’un des projets sur lesquels j’ai travaillé était une conception de logements abordables de 60 unités pour la police, les enseignants et les infirmières – des gens qui ne pouvaient pas nécessairement se permettre un « bon” logement. J’avais appris plusieurs choses sur une partie de l’architecture traditionnelle en Afrique du Nord, qui utilisait des caractéristiques de conditionnement naturel — orienter correctement les bâtiments pour laisser entrer la lumière du soleil en hiver et permettre aux brises de la Méditerranée de les refroidir en été. Voilà, les bâtiments ont travaillé pour se chauffer et se refroidir naturellement.
J’y ai terminé mon séjour et j’ai été réaffecté en Guinée, en Afrique tropicale de l’Ouest. Mon travail consistait à concevoir et à construire un collège agricole, à 300 kilomètres dans la jungle. Là, je concevais pour un tout autre climat. J’ai regardé les moyens traditionnels de garder les précipitations à l’écart, de m’assurer que la brise pouvait souffler et d’adapter généralement les bâtiments à la zone climatique.
Quand je suis revenu aux États-Unis et que j’ai obtenu une licence, j’ai déménagé au Nouveau-Mexique parce que j’étais amoureux de l’idée d’utiliser des matériaux naturels comme l’adobe. J’ai analysé les caractéristiques de performance des adobes traditionnels en conjonction avec des matériaux plus modernes, et avec — à ce moment—là – une très forte compréhension de la physique et des lois de la nature, j’ai commencé à développer ce qui est devenu connu sous le nom de techniques solaires passives.
Il était fascinant d’évoluer de nouvelles façons de conditionner les bâtiments spatiaux, et lorsque la crise pétrolière de 1973 s’est produite, nous sommes passés de ce que j’appelle la « frange des fous” – des gens là—bas au Nouveau—Mexique essayant de comprendre des choses – à ce que j’appelle le « centre des fous ». »Tous les magazines, tous les journaux et toutes les personnes qui écrivaient des livres sont venues voir ce qui se passait.
À partir de là, tout ce que nous avons fait était une évolution. Je me suis éloigné de l’adobe et des bâtiments super-isolés et intégrés à la terre, en particulier dans l’Oklahoma et le Minnesota – mais avec une isolation lourde et une masse thermique, en utilisant tous les principes du solaire passif. À l’époque, mon personnel et moi avons tous pensé: « Nous allons révolutionner l’architecture ici parce que nous allons créer des bâtiments qui sont formés de manière fonctionnelle en réponse au climat, et qui deviendront une méthodologie pour les architectes du monde entier pour commencer à développer leurs propres bâtiments de style régional microclimat. »
C’est toujours totalement fascinant pour moi en tant qu’architecte. Je suis étonné de voir comment le code a changé et comment, aujourd’hui, les choses que moi et quelques autres gars dans les années 1970 sommes en fait dans le code maintenant, en particulier en Californie — vous devez faire attention aux effets solaires passifs sur un bâtiment, même avec de grands bâtiments comme le bâtiment fédéral à San Francisco.
Personnellement, je pense que les bâtiments solaires passifs sont à la fois très économes en énergie et une architecture généralement plus saine, des bâtiments qui sont en fait plus confortables car ils répondent à leur climat local.
Dennis R. Holloway, propriétaire, Dennis R. Holloway, architecte, Rio Rancho, N.M.
Dennis R. Holloway, architecte et professeur d’architecture, a dirigé le développement de la Maison solaire Ouroboros de l’Université du Minnesota en 1973, un projet pionnier d’énergie alternative.
À la fin des années 60 et 70, nous étions tous écologistes. Nous connaissions les problèmes d’industrialisation et d’utilisation des combustibles fossiles. Lorsque ce premier embargo pétrolier est devenu une réalité, je me suis dit : » Ce pays doit être indépendant. Et pendant que nous y sommes, pourquoi ne pas commencer à penser à des sources d’énergie alternatives? »
En 1973, commence vraiment à paraître critique. Il n’y avait pas assez d’essence et il fallait faire la queue. J’enseignais à l’Université du Minnesota, et cela m’a vraiment fait penser: « Faisons quelque chose en classe. »Parce que l’éducation doit être le début de ce changement.
J’enseignais à une grande classe d’étudiants de première année, environ 150 étudiants, la conception de l’environnement, et une grande partie de cela était l’énergie du pays. Donc, en 1973, j’ai commencé un projet de trois ans où nous allions concevoir une maison. C’étaient des étudiants de première année qui n’avaient jamais conçu auparavant. Ça allait être hors réseau. C’était une période vraiment excitante. Utiliser l’énergie des étudiants de première année qui n’ont pas d’idée préconçue sur ce que l’architecture est faite pour un très grand potentiel. Toute la classe a proposé une proposition de conception surprenante pour une maison hors réseau, soutenue par des systèmes solaires actifs et passifs, un stockage de masse thermique, etc.
Entre les pauses, j’ai collecté de l’argent auprès de la compagnie d’électricité locale et j’ai tiré parti de la compagnie de gaz naturel pour égaler cette subvention — nous avions donc 20 000 $ pour commencer. Et puis j’ai utilisé cela pour tirer parti des matériaux de construction. Ainsi, au cours du trimestre suivant, nous étions en train de construire une maison avec 150 étudiants qui n’avaient pas d’expérience en construction auparavant. Nous avons organisé le travail comme une communauté. Nous allions juste là-bas, et nous savions que ce que nous faisions était correct. Nous savions que cela signifierait quelque chose. C’était de nouveaux étudiants, toute cette énergie, et un nouveau problème — un nouveau paradigme.
J’ai conçu environ 80 maisons solaires. Mon préféré a été conçu en 1979 à Boulder, Colo.; c’est une maison solaire fantastique et indépendante des combustibles fossiles. L’Institut solaire national vous donne environ six ou sept règles empiriques, et je les ai utilisées maintenant dans presque tous les types de bâtiments, de l’institutionnel au résidentiel. Avec une masse thermique élevée et un vitrage orienté au sud, vous pouvez créer une architecture qui n’a pas besoin de combustibles fossiles pour le chauffage et le refroidissement.
Nous parlions des désirs de l’utilisateur dans les années 70 — « utilisateur » était un nouveau mot. C’était différent du client; l’utilisateur était plus générique. De quoi les gens ont-ils besoin en tant qu’humains? Cela semble avoir été oublié au cours des 20 dernières années.
Helena Zambrano, AIA, Directrice du développement durable, Overland Partners, San Antonio
Helena Zambrano a établi la vision du développement durable pour Overland Partners et y gère le groupe de développement durable. Elle est membre de la Commission de l’environnement de l’AIA (COTE).
J’ai étudié au Mexique à l’Université de Monterrey. C’est un petit campus au pied des montagnes, surélevé par rapport au reste de la ville. Quand j’ai commencé, les salles de classe n’avaient pas la climatisation, mais les bâtiments étaient aménagés pour capter les brises des montagnes. C’étaient des bâtiments très confortables, juste en utilisant des stratégies passives.
Au fur et à mesure que le campus se développait, les nouveaux bâtiments bloquaient les bâtiments du cœur. À ce moment-là, ils ont introduit la climatisation. Mais cela m’a sensibilisé à la conception de l’environnement bâti.
Après l’obtention de mon diplôme, j’ai décidé de concentrer mes études sur le design durable avec un master en conception de bâtiments environnementaux de l’Université de Pennsylvanie. J’ai appris la simulation des performances des bâtiments, la modélisation de l’énergie, la modélisation de la lumière du jour et la dynamique des fluides computationnelle.
La lumière du jour est l’une de mes parties préférées de l’architecture car elle est vraiment importante pour la conception environnementale. L’éclairage naturel est l’une des stratégies les moins chères qui ont le plus grand impact sur la santé et le bonheur. C’est aussi magnifique. C’est quelque chose que vous pouvez concevoir — c’est différent de l’efficacité énergétique en ce sens.
Dans le processus de conception de l’éclairage naturel, ainsi que dans la conception environnementale, j’aime commencer par regarder les ressources disponibles sur place. Comment l’architecture peut-elle exploiter ces ressources environnementales ? Les charges environnementales devraient être traitées au moyen d’éléments architecturaux et de stratégies passives, plutôt que de s’appuyer sur des systèmes mécaniques.
Après avoir trouvé les bonnes stratégies et la conception conceptuelle à travers des analyses climatiques et des sites, j’utilise des métriques pour optimiser la conception. Pour l’éclairage naturel, la disponibilité de la lumière du jour est une mesure qui me permet de tester la performance annuelle globale. Cependant, la conception de l’éclairage naturel est de nature dynamique et l’éclairement ponctuel est une mesure qui m’aide à comprendre les performances saisonnières des différents éléments de conception. L’autonomie de la lumière du jour et l’éclairement ponctuel cartographient la lumière directe et indirecte disponible tombant sur une grille d’analyse à partir d’une source lumineuse, dans ce cas, le soleil.
Enfin, les évaluations post-occupation (POE) sont essentielles pour évaluer nos hypothèses de conception, optimiser les problèmes opérationnels et connaître la satisfaction des occupants de l’espace. Les POE nous permettent de documenter les leçons apprises et de les appliquer dans notre prochain bâtiment.
Arathi Gowda, AIA, Directrice associée, Skidmore, Owings &Merrill, Chicago
Arathi Gowda est directrice associée chez Skidmore, Owings &Merrill et membre du Comité de l’environnement de l’AIA (COTE).
Au cours de ma carrière, le développement durable est passé d’un » agréable à avoir” à un impératif. Nous avons atteint une limite de nos ressources, et bien que cela présente des défis, cela motive une révolution nécessaire qui nous permettra de repositionner fondamentalement toute notre économie.
Les écologistes et beaucoup de mes mentors menaient le bon combat dans les années 70 et 80, alors que cela semblait être un monde d’abondance. Je suis reconnaissant pour le leadership précoce de beaucoup, beaucoup de gens dans le mouvement écologiste qui ont dit: « Hé, nous devons planifier l’avenir. »
J’ai obtenu mon diplôme de Carnegie Mellon en 2002, et même à cette époque, il y avait un dialogue autour de la durabilité. Il y avait une cohorte de professeurs qui ont étudié en Allemagne et enseigné un retour aux techniques de conception passive que les architectes pratiquaient historiquement, mais qui ont perdu avec l’avènement de solutions techniques comme la climatisation. Pour concevoir de manière plus passive, nous devons comprendre des choses comme le soleil, le vent et la lumière.
En tant que jeune architecte, l’une des premières personnes avec qui j’ai travaillé à Chicago était Howard Alan. Il était l’un des premiers leaders de la conception passive, et il parlait de renouvelable lorsque les gens lui claquaient la porte au visage. Il y a eu un moment à la fin des années 70 où les prix du pétrole et du gaz ont augmenté, où les gens écoutaient. Il a ouvert la voie à ce que nous voyons aujourd’hui.
Je suis un leader de notre équipe de performance chez SOM, et nous utilisons beaucoup de simulation analytique, associée à notre équipe MEP. Mon équipe est composée à moitié d’ingénieurs et à moitié d’architectes, et je pense que c’est très important pour le groupe car avec les bâtiments complexes sur lesquels nous travaillons, souvent une solution technique s’appuie sur une technique de conception.
J’ai commencé ma carrière il y a près de 17 ans, une entreprise qui a toujours été un champion du design thinking durable. Ce qui était autrefois une discussion passive est maintenant une discussion active; nos priorités et objectifs collectifs ont changé.
Nos clients veulent la durabilité. Sans aucun doute, il doit être présent dans notre travail. La révolution durable est très excitante, malgré l’éco-anxiété que moi et d’autres nous sommes concentrés sur la durabilité. Nous devons rester concentrés, utiliser ce que nous savons et défendre les solutions que nous avons développées. Heureusement pour nous, il y a une vague de soutien.