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La résilience
La résilience
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_La question d'analyse :
Quelle méthode et/ou dispositif peut-on utiliser pour mettre en place un modèle autosuffisant et ainsi atteindre une gestion cyclique des ressources qui permet de s'adapter et d'être résilient aux changements climatiques ?
Afin de gérer les risques liés aux changements climatiques dans les villes, la notion de résilience urbaine est maintenant beaucoup mise de l’avant par les planificateurs et les décideurs. Pour mieux comprendre la résilience urbaine, celle-ci peut être déclinée entre trois volets. La résilience écologique, la résilience sociale et la résilience technique.
_La résilience écologique
La résilience est d’abord un terme lié à la biologie et s’applique à un système tel qu’un écosystème. Elle s’y définit par : « une mesure de la persistance des systèmes et de leur aptitude à absorber les changements et les perturbations tout en maintenant néanmoins les mêmes relations entre les populations ou les variables d’état » (Holling, 1973)
_La résilience sociable
La résilience sociale quant à elle inclut la complexité des communautés humaines et les liens sociaux qui s’y créent. On la définit comme : « la capacité d’une communauté ou d’une société potentiellement exposée à des aléas à s’adapter, en résistant ou en changeant afin d’atteindre et de maintenir un niveau acceptable de fonctionnement et de structure. Elle est déterminée par le degré auquel le système social est capable de s’auto-organiser pour accroître sa capacité d’apprentissage face aux désastres passés pour une meilleure protection future et pour améliorer les mesures de réduction des risques » (Quenault, 2011).
Cette définition de la résilience inclut le concept de cohésion sociale qui est une notion fondamentale au retour à la normale après un choc ainsi que la notion de l’apprentissage qui permet l’amélioration du système (Quenault., 2011).
_La résilience technologique
La résilience technologique inclut les éléments opérationnels et techniques de la ville liée à un système urbain. Elle se définit comme la capacité des infrastructures des réseaux qui alimentent la ville de maintenir un fonctionnement de base et prévaloir à la population des services malgré un choc. Cette définition s’applique davantage aux infrastructures et inclut les quatre caractéristiques ci-dessous (Quenault, 2011) :
La Robustesse qui désigne la force ou l’aptitude des éléments, des systèmes ou d’autres unités d’analyse de résister à un niveau donné de stress ou de pression sans souffrir de dégradation ou de perte de fonctionnalité ;
La Redondance qui se réfère au degré auquel des éléments, des systèmes ou d’autres unités d’analyse sont substituables, c’est-à-dire capables de satisfaire les exigences fonctionnelles au cours de rupture, de dégradation ou de perte de fonctionnalité
La Ressource qui renvoie à l’aptitude à identifier les problèmes, établir des priorités, et à mobiliser les ressources lorsque les conditions existantes menacent de perturber certains éléments, systèmes, ou autres unités d’analyse. La ressource peut être conceptualisée plus avant comme étant l’aptitude à engager des ressources matérielles et humaines afin de satisfaire les priorités et d’atteindre les objectifs établis
La Rapidité qui représente la capacité à satisfaire les priorités et à atteindre les objectifs sur une temporalité appropriée de manière à contenir les pertes et à éviter les ruptures futures. La rapidité est une conséquence ou un résultat des progrès enregistrés dans la robustesse
« La résilience est la capacité de tout système urbain et de ses habitants à affronter les crises et leurs conséquences, tout en s’adaptant positivement et en se transformant pour devenir pérenne. Ainsi, une ville résiliente évalue, planifie et prend des mesures pour se préparer et réagir à tous les aléas – qu'ils soient soudains ou à évolution lente, prévue ou non. Les villes résilientes sont donc mieux à même de protéger et d'améliorer la vie des gens, de sécuriser leurs acquis, de promouvoir un environnement favorable aux investissements et de favoriser les changements positifs. » (ONU-Habitat, 2020)
La ville comme métabolisme
La ville comme métabolisme
_La résilience urbaine
La combinaison des trois dimensions de la résilience amène à la définition d’une résilience dite urbaine qui prend en compte des notions ajoutées telles que l’aspect social et l’aspect technique de la ville pour maintenir son fonctionnement normal et perdurer dans le temps malgré les aléas :
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Avec l’augmentation de leur taille et l’avènement des nouvelles technologies, les villes sont devenues des systèmes de plus en plus complexes qui s’étendent spatialement et qui ont un impact sur l’environnement extérieur. Afin d’exprimer cet impact, Abel Wolman a même présenté ces systèmes complexes comme des métabolismes à la manière d’écosystèmes (Wolman, 1965). En écologie les métabolismes des écosystèmes sont définis comme la production et la consommation de matière organique exprimées sous forme d’énergie.
Appliquée à une ville, il est nécessaire d’ajouter les flux de nutriment, de matériaux ainsi que le cycle hydrologique à la définition. Il est alors possible de définir le métabolisme d’une ville comme la « somme des processus techniques et socio-économiques qui ont lieu dans les villes, en résulte l’expansion, la production d’énergie et l’élimination des déchets. » (Kennedy, 2007). Le système métabolique des villes contemporaines est principalement linéaire c’est-à-dire que des intrants rentrent et des extrants en sortent. Cela permet de voir l’impact de ces flux sur l’environnement et de comprendre que le modèle linéaire du métabolisme urbain n’est pas durable et engendre des impacts à l’extérieur de celui-ci (Newman, 1999).
Avec l’avènement des nouveaux enjeux de développement durable notamment avec l’Agenda 21, des chercheurs se sont questionnés à savoir s’il serait possible de modifier le paradigme linéaire de ces métabolismes. C’est ainsi qu’est arrivée la notion de « closing the loop » c’est-à-dire l’idée de réutiliser des extrants pour qu’ils deviennent des intrants et qu’ils ne soient pas retournés dans l’environnement ( Pandis Iverot, 2011). Cette idée mena au principe de modèle métabolique circulaire et éventuellement l’autosuffisance appliquée à une ville.
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La gestion cyclique des ressourses
La gestion cyclique des ressources
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_Le modèle Hammarby Sjöstad
La réflexion et la construction du quartier Hammarby Sjostad a fait naitre un modèle d’inspiration pour la ville de Stockholm et pour toutes autres villes en dehors du pays cherchant une faible empreinte environnementale. Ce modèle se veut une conversion du métabolisme linéaire habituel des villes en une gestion cyclique. Ainsi, rien ne se perd. Les rejets de la ville sont vus comme des opportunités pour les besoins en intrant. Cette philosophie permet une optimisation de la ressource et ainsi, limiter la quantité de déchets produit. Trois grandes catégories de cycle ressortent. Soit le cycle de l’eau, le cycle des déchets et le cycle de l’énergie. Ces différents cycles font partie d’un grand système où ils interagissent entre eux. Par exemple, certains déchets et les eaux usées sont transformés en énergie. L’image suivant démontre bien le système cyclique d’interaction entre les éléments.
_Green design
Ce projet de design urbain s’inscrit dans une réflexion mondiale, le Green Urbanism. Ce modèle conceptuel né dans les années 90, porte une réflexion pour rendre les villes à zéro émission et zéro déchet par un design urbain sensé. (Lehmann, 2010)
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L'eau
L'eau
_L'approche théorique
L’approche théorique vise à intégrer la gestion cyclique de l’eau comme un système de résilience urbaine, de restauration naturelle, et de structure spatiale. En effet, l’eau a directement influencé la planification du projet dès les premières esquisses de 1990. Les acteurs clés et les concepteurs y voyaient l’occasion de mettre en relation l’eau et le renouvellement du quartier. Le nom même du projet signifie «la ville qui entoure» le lac Hammarby Sjö.
_Défis et enjeux observés
Plusieurs enjeux ont été soulevés afin d’orienter les objectifs généraux de la gestion cyclique de l’eau dans le projet. Ces enjeux se divisent en deux grands thèmes, soit les contraintes quantitatives et les contraintes qualitatives. Il s’agit d’une part des défis reliés au volume d’eau à traiter, au volume d’eau consommé, aux problématiques d’inondation et aux perturbations climatiques qui pourrait engendrer des sécheresses. Quant au cadre qualitatif, il laisse surtout voir les défis qui sont conjoints à la pollution et au traitement de purification de l’eau.
_Objectifs
Les objectifs du projet ont été réfléchis de manière à soutenir l’adaptation du projet aux changements climatiques. La gestion de l’eau effectuée dans le cadre urbain ne s’appuie pas sur un système conventionnel linéaire, mais plutôt sur un système cyclique en s’inspirant de principes biophiliques. Elle suggère une méthodologie spécifique de gestion afin de mettre en œuvre un système résilient qui opère conjointement avec la nature.
L’objectif principal de la gestion de l’eau est la division des systèmes de traitement entre l’eau pluviale et l’eau sanitaire. Cette déconnexion de l’eau pluviale avec le système d’eau sanitaire permet qu’elle puisse être traitée localement (Leigh et al., 2019). La gestion indépendante de l’eau pluviale est basée sur une méthodologie de traitement par couche successive et douce. Il s’agit de gérer l’eau pluviale à travers un ensemble d’infrastructures vertes dans le but de conserver, de libérer et de rediriger l’eau de manière naturelle (Stellmach, UN Habitat). Ce processus résilient permet de réduire la vulnérabilité du système et de ne, mais surcharger la centrale de traitement d’eau usée sanitaire. Dans un premier temps, il s’agit de réduire le volume d’eau artificiellement traité en misant sur l’infiltration et la rétention naturelle de l’eau dans le sol végétalisé. La conception du projet nécessite alors de prendre profit de la géologie du sol local pour valoriser l’évapotranspiration et l’infiltration naturelle dans le sol. À saturation, l’eau pluviale captée se doit d’être emmagasiné dans des bassins extérieurs pour faciliter son évaporation et réduire le volume de redistribution.
Afin d’occasionner le moins d’impacts sur l’environnement naturel existant, l’ensemble de ces procédés naturels a été planifié comme dispositifs servant pour l’écosystème. Ensuite, l’objectif conjoint à la réduction de la consommation en eau par ménage se quantifie par la volonté de la diminuer de moitié (50%), notamment par le soutien de politique municipale et la conscientisation sociale. Finalement, la vision métabolique de la ville a conditionné des objectifs importants pour la réutilisation de l’eau sanitaire comme ressource énergétique et organique de second usage.
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_La systémique cyclique
La systémique cyclique aborde trois grandes fonctions : écologique, sociale et économique (Novotny, 2018). La fonction écologique se traduit par le rapport d’échange mutuel qui met en cohésion l’environnement naturel et le système de gestion de l’eau. Les composantes biologiques et environnementales comme le sol, la végétation et l’air sont utilisées pour traiter l’eau. Cette résilience s’observe aussi dans la biodiversité. La conservation des aires naturelles existantes et la diversité végétale ont été prises en compte dans chacune des phases d’élaboration du projet.
La restauration de milieux naturels tels que les battures ont été réfléchies afin d’améliorer la rétention en eau du sol et de régénérer l’écosystème détruit par l’industrialisation qui qualifiait autrefois le cartier. Plus précisément, 100% de l’eau pluviale est réutilisé et investis afin de conserver la biodiversité des espaces publics et ainsi restaurer progressivement du lac.
La ségrégation des deux systèmes permet de conserver la structure biologique des eaux usées propre, sans polluant environnemental urbain et ainsi faciliter son traitement. L’eau pluviale provenant des surfaces artificialisées comme les rues, les trottoirs et les toitures est collectée via des dispositifs urbains réfléchis qui acheminent l’eau vers des canaux d’irrigation. Ces dispositifs agissant comme mobilier urbain qui conditionne le parcours de l’eau participent à réduire la contamination croisée de l’eau et donc de faciliter sa purification.
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Mentionnons que l’élaboration de ce système de gestion indépendant et naturel présente plusieurs avantages pour la dépollution de l’environnement aquatique actuel. La quantité de nitrogène contenu dans l’eau purifiée et acheminée au lac n’excède pas 6 mg/l, alors que la quantité de phosphore est réduite à 0.15 mg/l afin de réduire l’eutrophisation1 (Pandis & Brandt, 2011). Ce phénomène d’eutrophisation a diminué de 49 à 53%.
L’eau pluviale provenant des terrains végétalisés domestiqués est captée par un système de drainage et ensuite acheminée vers un système de canalisation naturalisé afin de traiter l’eau. Les canaux sont hiérarchisés de manière à avoir plusieurs petits réseaux capillaires et un plus grand canal à l’image d’une grande noue végétalisé. Celui-ci est composé d’une série de bassins afin d’égaliser la quantité en eau et de s’adapter à des conditions de précipitations extrêmes. En effet, ces bassins de décantation agissent aussi comme dispositifs de captation ce qui réduit les risques d’inondation. L’eau de pluie traitée est finalement redistribuée dans le lac Hammarby Sjo. L’ensemble du réseau est réfléchi à même la planification urbaine afin qu’il puisse soutenir une valeur sociale, esthétique et récréative.
Les espaces publics végétalisés en grand nombre laissent voir leur rôle important dans leur capacité de rétention d’eau d’un milieu urbanisé. En effet, un réseau diversifié de parcs et d’espaces verts représentant une totalité de 19% de l’empreinte au sol du quartier soutient un environnement urbain sain et actif, mais permet aussi de réduire la vulnérabilité du quartier. Le risque d’inondation est diminué par le potentiel de rétention en eau des espaces végétalisés. Ceci dit, bien que les espaces verts participent à la convivialité urbaine et alimentent l’activité sociale ou récréative, ils servent aussi à soutenir l’adaptation aux changements climatiques.
Les principes de conception durables appliqués au cadre bâti permettent aussi de promouvoir une gestion de l’eau écologique. En effet, le toit vert de certains bâtiments agit comme structure de rétention en eau afin de diminuer la pression active du système naturel. De la même manière qu’un sol, la toiture végétaliser permet d’absorber une certaine quantité d’eau et ensuite de l’évaporer. Son volume moindre donne lieu à une évapotranspiration rapide et plus fréquente que dans l’espace public.
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La gestion de l’eau permet aussi d’alimenter les relations socioéconomiques, de contribuer à la valeur culturelle du milieu et de soutenir son identité (Muller, 2006). Comme mentionné précédemment, l’un des objectifs principaux dans la gestion de l’eau était de réduire considérablement la consommation en eau par personne. Économiquement, cet objectif de réduire à 50% la consommation soit 100 litres d’eau par personne par jour semble être bénéfique pour la ville de Stockholm.
Pour réaliser cet objectif, la municipalité s’est engagée la conscientisé les citoyens et à valoriser une éducation sociale sur la consommation responsable. Pour faciliter la conscientisation populaire, les résidents ont accès à une plateforme numérique qui laisse voir en temps réel leur consommation quotidienne. Le centre communautaire environnemental GlashusEtt est aussi mis à disposition afin de répondre aux questions des citoyens. Cette réduction est aussi appuyée par des politiques qui visent à promouvoir des équipements sanitaires écoresponsables. Les équipements écoresponsables tels que les machines à laver, les lave-vaisselles et les toilettes à faible débit ont permis jusqu’à maintenant de régulariser une consommation quotidienne à 150 litres par personne. Il s’agit en quelque sorte de réduire les standards afin de s’adapter à de mesures plus restrictives qui deviendront éventuellement la norme. Les objectifs quantifiés consommation d’eau par personne vise à réduire la consommation de 60% comparé à la demande moyenne analysée en 1995 à Stockholm. Toutefois, la consommation quotidienne en eau par personne n’a été réduite que de 41 à 46% comparé à la moyenne quotidienne de 1990 (Grontmij, 2008).
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La gestion de l’eau sanitaire usée (eaux noires provenant des ménages et des commerces) est effectuée par l’entremise d’une centrale de traitement d’eau pilote. Cette centrale pilote est le résultat expérimental du processus de conception intégrer des trois grands acteurs clés ( Stockholm Water Company, Fortum energy company, et Stockholm Waste Management Administration). À cet effet, la méthode de traitement de l’eau sanitaire usée permet de produire du biogaz par l’entremise du processus de décomposition bactérien des déchets organiques.
Les biogaz produits à partir des eaux usées d’un seul ménage permettent notamment d’alimenter la cuisinière de celui-ci. Une majorité des biogaz est utilisée comme carburant écologique pour les autobus municipaux, les taxis et certains véhicules de particulier. L’énergie thermique accumulée dans l’eau usée traitée est aussi réutilisée afin de devenir une ressource de second usage pour le refroidissement, le chauffage et l’alimentation électrique de certains équipements urbains. Ensuite, les matières organiques solides sont triées à la centrale pilote puis traitées afin d’être transformées en fertilisant pour les terres agricoles. À cet effet, 95% du phosphore extrait des eaux sanitaires usées est réutilisé pour les terres agricoles.
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Du côté social et culturel, la gestion de l’eau pluviale par l’entremise d’infrastructure verte contribue à bonifier l’espace urbain de manière à favoriser le bien-être commun (Farr, 2018). La gestion naturelle est entièrement visible et participe à l’urbanité du projet. L’eau devient alors un élément moteur du paysage urbain. Les canaux d’irrigation végétalisés et les bassins de décantation naturels deviennent des éléments récréatifs qui ajoutent une qualité perceptuelle, expérientielle et esthétique à l’environnement urbain.
L'énergie
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_L'approche théorique
Afin de mettre en place le système énergétique de Hammarby Sjöstad les concepteurs se sont basés sur des principes d’énergie durable pour utiliser le moins d’énergie fossile possible. Ils ont mis en place un système électrique qui est en partie autosuffisant et qui utilise des sources locales et renouvelables. (Pandis Iverot, 2011)
Ici, le principe de métabolisme cyclique vient répondre à la contrainte du faible potentiel d’énergie renouvelable tel qu’éolien et solaire sur le site (Fraker, 2013). Le système circulaire est utilisé pour réduire au maximum les intrants énergétiques venant de l’extérieur du site et diminuer la quantité d’extrants non utilisés par le système. La réutilisation des ressources est possible par un fort lien avec les deux cycles de l’eau et des déchets.
En effet ,le cycle permet la réutilisation de l’énergie générée par le traitement des eaux et de celle présente dans les déchets. L’idée est de diminuer les pertes et de mettre à profit toutes les sources d’énergie disponibles tel que celles produites par le système urbain, celles venant des industries locales et celle contenue dans l’eau de mer à proximité (Jernberg, 2015)
_Description technique et analyse
Plusieurs sources d’énergie alimentent le quartier de Hammarby. Il est approvisionné en électricité par le réseau national de la Suède qui est en grande partie composé d’énergie renouvelable. Ensuite, le chauffage des bâtiments vient du réseau de chauffage urbain de la ville de Stockholm. Ce système de chauffage permet à Hammarby Sjöstad d’être en parti auto-suffisant. En effet, le système utilise des déchets produits par les résidents du quartier pour produire du chauffage.
Ces déchets générèrent trois flux d’énergie (Fraker, 2013) :
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L’incinération des déchets dans l’usine de cogénération d'Högdalen produit du chauffage et de l’électricité
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Les surplus d’énergie générés par le traitement des eaux usées dans les usines Sjöstaden et Henriksdal sont utilisés pour faire du chauffage et de la climatisation
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Les boues venant des usines de traitement des eaux sont assimilées et converties en biogaz qui est utilisé dans les cuisinières du quartier ainsi que dans les véhicules du quartier
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En plus d’être alimentées par les déchets domestiques ces usines le sont aussi par des sources d’énergie renouvelables et des déchets industriels (Jernberg, 2015). Le chauffage est généré par l’eau chaude et est transporté dans des tuyaux isolés enfouis. Ce système de chauffage amène un flux constant d’énergie et permet une nette diminution des pertes énergétiques puisque les distances de transport sont nettement inférieures aux systèmes traditionnels et qu’il y a une économie d’échelle (Jernberg, 2015). En complément aux usines du district quelques panneaux photovoltaïques et chauffe-eau solaires ont été intégrés à l’architecture sur quelques bâtisses.
Ce système améliore la redondance des infrastructures énergétiques puisqu’il diminue les possibilités de bris dans la chaîne d’acheminement de l’énergie et qu’une variété de ressources peuvent se substituer advenant un aléa .
L’atteinte de l’autosuffisance en matière d’Énergie est fortement liée à la consommation énergétique des habitations (Fraker, 2013) . Pour se faire les planificateurs de Hammarby Sjöstad on mit en place des normes sévères quant au design des bâtiments. Pour se faire, ils se basent sur la classification du Conseil de Bâtiment vert de la Suède (Jernberg, 2015). En établissant des normes sévères, ils s’assurent que les bâtiments construits auront une plus faible consommation d’énergie (Fraker, 2013). Le code de design utilisé formule entre autres des normes liées à de hauts standards en matière d’isolation des bâtiments, d’épaisseur des vitres et d’hermétisme du tissu (Fraker, 2013).
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_Objectifs et enjeux
De manière qualitative plusieurs objectifs énergétiques fixés lors de la conception ont été atteints. Le projet devait fournir du chauffage par une usine de récupération de chaleur venant des eaux usées purifiées du site ce qui se fait. Le projet devait pouvoir incorporer des cellules photovoltaïques solaires et des chauffe-eaux solaires au bâti pour démontrer et tester de nouvelles technologies ce qui a été atteint. Ils voulaient générer des biogaz à l’aide des boues des eaux usées pour qu’il soit utilisé par les véhicules de la ville ce qui se fait. Il devait y avoir une usine de cogénération qui brule les déchets du site ce qui se fait aussi.
Par contre en terme quantitatif les résultats sont moins concluants. En effet, en regard à l’autosuffisance l’équipe de planification voulait à la base que les résidents produisent 50% des ressources pour la production d’énergie du quartier. Ce but n'a pas été atteint, car ce chiffre s’est avéré être à 20% (Fraker, 2013).
L’efficacité énergétique des bâtiments est fortement liée à l’objectif d’autosuffisance énergétique, mais les niveaux de consommation se sont avérés plus élevés que ce qui était prévu. En effet, l’objectif fixé par l’équipe de conception était d’atteindre une consommation de 100 k Wh/m2 par année par bâtiment, cette cible n’a pas été respectée et tourne plutôt à 118 kWh/m2 ce qui est quand même plus bas que la moyenne du reste de Stockholm qui est à 150 kW/année/m2 (Jernberg, 2015). Aussi, le but était d’utiliser 100% d’énergie renouvelables dans les faits ce taux est plutôt équivalent à 80% étant donné la forte (1/3) proportion de déchets venant des énergies fossiles (Jernberg, 2015). Aussi, 100% des bâtiments sont chauffés par le chauffage urbain.
En réponse aux lacunes au niveau de l’efficacité énergétique une association citoyenne s’est mobilisée dans les dernières années afin d’améliorer la performance des bâtiments à l’aide d’un processus de surveillance serré aidé par des gestionnaires d’énergies qui sont dans les associations résidentielles du quartier. L’association amène aussi plusieurs mesures d’innovations pour aider au rendement énergétique. De plus, on trouve le GlashusEtt qui est un centre d’information sur l’efficacité énergétique et se veut un emblème du quartier en matière de rendement énergétique pour un bâtiment. Ces associations communautaires liées à l’efficacité énergétique dénotent d’une forte appartenance de la communauté locale à la cause énergétique ce qui met en lumière la cohésion sociale forte du quartier une caractéristique primordiale pour avoir une résilience sociale.
Cette résilience sociale montre que l’atteinte des objectifs n’empêche pas l’amélioration constante du système, et ce autant par les décideurs que par les citoyens.
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En ce qui concerne le tissu urbain, le code de design s’inspire des principes du « smarth growth » afin de préserver une densité du bâti qui engendre une forte proximité aux ressources et de la mixité. Cette compacité est importante pour la préservation de l’énergie puisqu’elle entraine une diminution des distances entre la ressource énergétique et son utilisation (Ko, 2013). Elle permet aussi d’améliorer l'efficacité énergétique du bâti et engendre une diminution des besoins en énergie fossile pour le transport (Un-Habitat, 2012). Ils intègrent aussi à leur code de design des normes minimales de couvert végétal ce qui favorise la diminution de la consommation d’énergie par les bâtiments en tempérant le microclimat local (Wu, 2019). Les hauts standards énergétiques permettent aussi l’intégration du « smart grid » qui permet un maintien et une surveillance de l’efficacité énergétique des bâtiments (Un-Habitat, 2012).
La longueur écourtée de la chaîne d’approvisionnement liée à la proximité à la ressource diminue les probabilités de bris en cas d’aléas ce qui en fait un système robuste et résilient.
Les déchets
Les déchets
_Approche théorique
Les déchets comme ressources. Voilà la manière dont les créateurs du quartier Hammarby Sjöstad réfléchissent la gestion des déchets. En mettant en place l’infrastructure nécessaire, les déchets peuvent devenir de nouveaux matériaux, de l’énergie ou de la matière organique pour la croissance de végétaux. Ainsi un cycle est mis en place, où les déchets ne sont plus un encombrant, mais présente un réel potentiel.
_Réduction des déchets
L’objectif du projet est de mettre en place un système entrainant une réduction de production de déchet (tout déchet confondu) de 20% par rapport aux autres quartiers similaires de la ville. (Jernbert et al, 2015).
L’atteinte de cet objectif reste ambiguë. En 2009, l’accomplissement de cet objectif n’avait pas encore été vérifié, puisque les déchets produits par le quartier n’étaient pas séparés des déchets provenant des autres endroits de la ville. Donc aucune donnée n’a été répertoriée. (Pandis and Brandt, 2009)
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_Éviter le dépotoir
La quantité de déchet allant au dépotoir doit être réduite de 60% comparativement au développement similaire de la ville (Jernbert et al, 2015). Ce pourcentage est calculé avec les déchets restant après avoir enlevé les déchets recyclables et ceux qui peuvent être incinérés.
La solution pour que les déchets évitent le dépotoir est de leur trouver une utilité. Ainsi, ils doivent être triés afin d’en tirer un potentiel.
_Récupération
Comme la plupart des villes développées, tout déchet pouvant être recyclé est séparé afin de réutiliser la matière pour de nouveaux objets. Cela inclut le papier, le plastique, le métal, le verre, les déchets électroniques et les textiles. Pour ce qui est des déchets reliés à l’emballage, le système suédois implique qu’il doit être géré par les producteurs. (Swedish Environmental Protection Agency, 2020).
Par cette stratégie, la récupération est plus facile, puisque les déchets reviennent aux producteurs qui ont besoin de nouveaux emballages. Ainsi un cycle perpétuel est installé et celui-ci est géré dans toutes ses phases par les mêmes responsables
_Transformation des déchets en énergie
Les déchets présentant un potentiel calorifique sont envoyés à l’incinérateur, qui transforme la matière en énergie par la combustion. Cette centrale était existante avant la construction du quartier et sert pour la ville entière. Elle est située légèrement en périphérie de la ville, dans une zone industrialisée. Sa distance par rapport au quartier Hammarby Sjostad est de 5 km, ce qui est relativement près. (Jernbert et al, 2015)
Les déchets utilisés pour la combustion sont du matériel sec combustible. Tout ce qui est incombustible comme le verre et le métal ne doit pas entrer dans l’incinérateur, afin de ne pas réduire la performance de ce dernier. L’énergie produite par la centrale est sous forme électrique et sous forme de chaleur afin de chauffer les bâtiments du quartier en saison froide. Ce système présente une lacune en saison estivale, puisque l’énergie pour chauffer les bâtiments n’est plus nécessaire. Le fonctionnement étant le même peu importe les saisons crée une perte d’énergie l’été. (Pandis Iveroth et al, 2012)
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Cet objectif amène une réflexion. L’organisation du quartier est-elle un facteur de réduction des déchets? Selon nous, la production de déchet est plutôt reliée à la manière dont fonctionne le système économique et aux habitudes des consommateurs. Mettre des efforts dans le design urbain pour respecter cet objectif serait donc voué à l’échec. Par contre, le design urbain peut soutenir une stratégie politique. Le programme de responsabilisation du cycle de vie des emballages par les producteurs est une stratégie implantée en Suède incitant la réduction des déchets (Swedish Environmental Protection Agency, 2020). Ce choix politique implique que les producteurs d’emballages récoltent la matière en fin de vie qu’ils ont mis sur le marché. Ainsi, utiliser moins de matière pour l’emballage devient économiquement un avantage, puisque moins d’argent est nécessaire pour récolter et traiter les déchets une fois le produit utilisé. L’aménagement du quartier doit prévoir un système soutenant de nouvelles catégories de tri, afin de séparer les emballages du reste. Pour le quartier d’Hammarby Sjö stad, la solution a été d’installer un système d’aspiration de déchets souterrain permettant une compartimentation des déchets selon leur type.
L’utilisation des déchets démontrée dans ce graphique montre que la ressource est utilisée de manière optimale. Seulement 0,7% des déchets doit être éliminé dans le dépotoir sans pouvoir y soutirer une ressource pour le quartier. (Jernbert et al, 2015)
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Schéma de transformation des déchets en énergie
1.Décharge; 2.Grue à déchets; 3.Entonnoir; 4.Bélier d’alimentation; 5.Alimenteur; 6.décharge des cendres; 7.Founaise; 8.Chambre de postcombustion; 9.Radiation; 10.Convecteur et surchauffe; 11.Économiseur; 12.Condensateur; 13.Turbine; 14.Générateur; 15.Sortie électrique; 16. Tour de refroidissement; 17.Réacteur; 18.Filtre; 19.Recirculation de résidus; 23. Ventilateur; 24. Batterie; 26. Transport des cendres; 27.Épuration des gaz de combustion; 28.Silo à cendres; 29.Décharge des cendres
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Les déchets organiques sont aussi transformés en énergie, sous forme de biogaz. Celui sert à l’alimentation la centrale pour la conversion de l’énergie et électricité. Aussi, ce gaz fournit l’énergie pour le transport routier. Ce biogaz est un produit obtenu par le processus de la décomposition de matière organique. Celle-ci est composée des déchets alimentaires et des eaux usées. Finalement, la matière organique résultante est utilisée pour la croissance des plantes dans les parcs du quartier et pour l’agriculture à l’extérieur de la ville.
D’ailleurs, l’objectif est que 80% des déchets organiques produit par le quartier soient traité de manière biologique. (Jernbert et al, 2015)
_Tri de la matière
L’un des éléments clés pour traiter les déchets de manière cyclique est le tri de la matière. Pour le quartier à l’étude, ce tri est fait à la source à l’aide d’un système souterrain d’aspiration de déchet. Celui-ci permet d’avoir de multiple compartiment relier à un tuyau d’aspiration qui achemine les différentes catégories de déchets dans des moments différents afin de ne pas mélanger les éléments. Réaliser cette tâche par la méthode traditionnelle, avec des camions, aurait entrainé une importante quantité de véhicules lourds en mouvement au sein du quartier. Cela aurait eu des répercussions environnementales importantes, en plus de nuire à la qualité de vie des résidents. Ce système crée un réseau allant collecter les déchets près des habitations, pour les rassembler en un point de service, où un camion vient les récolter. Comme le démontre cette photo, les points de récolte sont placés dans des endroits stratégiques, près des grands axes.
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Les éléments complémentaires
Élémets complémentaires
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_Remaniement de l'aménagement et assainissement du sol
Le projet du quartier Hammarby part de la stratégie de non-expansion de la ville de Stockholm par la mise en place de frontières d’expansion. L’idée derrière cette stratégie était de redévelopper la Ville de l’intérieur en optimisant ses usages et en favorisant l’autosuffire en espace dans le but d’améliorer la qualité de vie des habitants (Jernberg et al., 2015, p. 77). La stratégie développée puis utilisée par la Ville se base en fait sur la théorie du Smart Growth. D’abord, celle-ci s’applique au design et au transport urbain et concentre la croissance dans un centre urbain compact et à l’échelle du piéton pour éviter l’étalement urbain. Le développement associé est ainsi fortement axé sur le transport en commun (TOD), les moyens de déplacement actifs, les rues partagées, les services de proximité et une mixité des usages et de choix de logements. Le Smart Growth vise un développement régional durable à long terme pour créer un sens unique de communauté et de lieu. Ses objectifs passent par l’offre d’une diversité de transport, d’emploi et de logement que par la répartition équitable des coûts et avantages du développement, la préservation et la valorisation des ressources naturelles et culturelles et la promotion de la santé publique (Kolbadi et al., 2015)
La proximité du quartier au centre-ville se voulait ainsi très favorable au redéveloppement, en bonne partie pour son emplacement stratégique et son potentiel d’implantation d’un TOD. Utilisé pendant longtemps comme zone industrielle et portuaire semi-légale ou même illégale, le site présentait un niveau de pollution très élevée néfaste pour les habitants et pour l’écosystème tant terrestre que marin. La première étape vers un développement Smart Growth était donc de déplacer les entreprises polluantes ailleurs pour ensuite assainir le sol et permettre la régénération du milieu. Selon Vestbro (2007, p. 36),
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Cette étape a pu être réalisée car la Ville était propriétaire de la plupart des lots. Le but était d’éliminer le risque pour la santé du public et de l’environnement. À titre d’exemple, la décontamination du sous-district de Sickla Udde au sud du quartier à lui seul, étant la première étape de développement du projet, a permis de retirer du sol plus de 130 tonnes d’huile et de graisse et 180 tonnes de métaux lourds.
Le développement d’une zone près du centre-ville attire la clientèle résidentielle et commerciale et, du fait même, les promoteurs, ce qui est bénéfique au niveau économique et justifie les moyens utilisés pour procéder à l’assainissement du sol (Jernberg et al., 2015, p. 75-76).
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_Forme urbaine
Un facteur déterminant en amont d’Hammarby Sjöstad était le désir de ramener les « qualités urbaines » régionales typiques. En effet, la période moderniste a poussé la mise en place de politiques d’aménagement d’habitation d’après-guerre aujourd’hui dites anti-urbaines.
La présence de résidences banlieusardes à faible densité prit de l’ampleur au détriment des qualités traditionnelles des centres-villes à forte densité, ce qui fut critiqué. Pour eux, une densité physique élevée signifie l’augmentation de résidents par hectare, ce qui est essentiel pour amener les services locaux et la vie dans les rues (Vestbro et al., 2007, p. 37). Cette volonté jumelée au besoin croissant de logements est aussi des facteur décisif derrière le projet.
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_Mobilité
Le quartier Hammarby, qui se situe à environ 3 Km du centre-ville de Stockholm, met visiblement de l’avant dans sa stratégie du ‘’transit-oriented development’’ (TOD) ou développement axé sur le transport en commun (Jernberg et al., 2015, p. 77). Les développeurs ont visé la durabilité dans les transports en diminuant la place de l’automobile pour faire place aux transports publics, à la marche et au vélo. Un accès au transport public tel qu’un traversier, un métro, un tramway ou un autobus se situe dans un rayon de 250 à 300 mètres à la marche de tout bâtiment (Jernberg et al., 2015, p. 79). Un tramway du type “Tvärbanan”, qui passe au centre du quartier, se connecte au réseau de métro de Stockholm. Une attention particulière a été portée aux piétons et aux cyclistes dans l’aménagement des voies de circulation et les transports motorisés ont été découragés. Un système de stationnement pour covoiturage a été mise en opération à des endroits stratégiques. D’ailleurs, en 2006, on comptait qu’autour de 10% des ménages des quelque 3500 appartements construits étaient membres de ce système (Freudenthal, 2006, de Poldermans, 2006, p. 23). En 2010, cette proportion représentait plutôt 18% des ménages (ITDP Europe, 2010, de Jernberg et al., 2015, p. 82).
Un des grands objectifs entourant le transport était que 80% de tous les déplacements quotidiens, des résidents ou des travailleurs, se fassent par les transports en commun, à pied ou à vélo. Des enquêtes récentes montrent que le taux de propriétaire de véhicule est inférieur à la moyenne à Stockholm et que les résidents sont sur le point d'atteindre l'objectif de 80% (Bernard, 2019).
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La figure ci-dessus trace l’interrelation des différents systèmes de transport. Chaque couleur représente un type de transport : rues pour véhicules avec pistes cyclables (bleu), pistes cyclables (vert), sentiers piétonniers (jaune), ports d'élimination des déchets et de recyclage (rouge et pointillés), métro (magenta), circuit de ramassage du camion à déchets (violet), le traversier (bleu pâle), les stations d’arrêt du tramway (M) et les stationnements de covoiturage (P) (Reyn, 2012).
Un autre objectif important était d’abaisser le nombre de stationnements par logement. Il faut savoir que, selon de récentes études menées en 2004, les gens ont déménagé à Hammarby Sjöstad non pas pour ses qualités environnementales, mais parce qu’ils voulaient une maison dans un quartier attrayant, proche du centre-ville et avec un accès aux espaces verts et des vues agréables sur un paysage naturel. Les habitants apprécient le profil environnemental de Hammarby Sjöstad, mais ils ne sont pas prêts à faire des sacrifices dans leur confort pour atteindre les objectifs environnementaux. Un exemple de réticence à adopter des modes de vie durables est le fait que les résidents protestent fortement contre le faible nombre de places de stationnement (Ivarsson, 2005, de Vestbro, 2007, p. 41). Au départ, le nombre de cases de stationnement par logement avait été planifié à 0,25 et à 0,40 en comptant les stationnements dédiés aux invités et aux travailleurs. Ce nombre a changé au fil du temps dépendamment de la situation politique en place, passant même par moment à 0,7 par appartement (Vestbro, 2004, de Poldermans, 2006, p. 25). Il semble au final que le nombre se situe à 0,55 par logement pour les stationnements intérieurs privés et publics, soit 4000 cases, et 0,15 par logement pour les stationnements publics dans les rues pour un nombre avoisinant les 3000 cases (Jernberg et al., 2015, p. 121).
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_Les bâtiments verts
Bien que la ville de Stockholm ait dirigé la conception des bâtiments à l’aide de guides de conception et de codes, les promoteurs chargés de la construction d’Hammarby Sjöstad étaient motivés eux-mêmes à réaliser des bâtiments verts et durables principalement en raison de la demande des clients et de la valeur ajoutée perçue (Bernard, 2019). Pourtant, il est apparu que les habitants actuels du quartier n’ont pas nécessairement choisi d’habiter la nouvelle zone pour ses aspects environnementaux, mais plutôt pour son aspect attrayant relatif à sa proximité du centre-ville et des espaces verts (Vestbro, 2004, de Poldermans, 2006, p. 27).
La figure de droite montre La zone de développement Sickla Kaj du Hammarby Sjöstad montrant la moyenne d’heures d’ensoleillements, les parties plus foncées représentant aucun moment dans l’année (Vestbro, 2007, p. 39)
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Les directives données par la Ville avaient une forte résonnance politique et économique. La ville voulait que les logements construits soient plus grands que ceux au centre-ville et que la moyenne de Stockholm. Ce fait fut d’ailleurs critiqué puisque la construction de grands appartements venait contredire la volonté de construire des bâtiments optimisés et écologiques et empêcher l’affirmation que le modèle Hammarby répondait à des normes environnementales élevées. Les logements ont souvent plus d’un balcon et beaucoup d'entre eux sont surdimensionnés, ce qui entraîne une utilisation excessive de matériaux. Il en est de même avec les fenêtres, qui permettent des pertes de chaleur inutiles dans ce climat froid malgré la hausse de la performance du verre (Vestbro, 2007, p. 41). Au contraire, en été, les grandes fenêtres laissent passer beaucoup de lumière naturelle et affectent grandement la température et la circulation de l’air des logements. D’un autre côté, plusieurs habitations ne reçoivent que très peu de lumière naturelle directe (Freudenthal, 2006, de Poldermans, 2006, p. 24).
L’utilisation typique néo-moderniste de verre, d’acier et d’autres métaux dans la conception architecturale en réponse au désir des habitants poussent la transformation de ressources naturelles à grande consommation énergétique (Vestbro, 2007, p. 41). Les lignes directrices pour cette conception n’étaient pas prescriptives, mais plutôt descriptives en proposant des concepts des blocs d’habitations et des principes applicables. Ainsi, les choix des matériaux et le nombre d’étages par exemple ont été laissés dans les mains des promoteurs (Gaffney et al., 2007, p. 42). Ceci entre en conflit avec la stratégie de réduction de la consommation d’énergie des bâtiments tant visée dans le modèle Hammarby (Svane, 2005, de Poldermans, 2006, p. 25). L’impact de certains choix de matériaux n’est pas régi, ni limité, ce qui a des conséquences directes sur la performance environnementale du projet. En encadrant la nature des matériaux utilisés, il serait possible d’intégrer un 4e cycle qui pourrait favoriser l’usage de matériaux locaux voire même viser en partie une autosuffisance en priorisant les industries locales et la matière locale.
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Aucune étude approfondie n’a été menée au sujet des matériaux et des produits chimiques utilisés lors de la construction d’Hammarby Sjöstad. On ne mentionne pas non plus dans les déclarations l’utilisation de matériaux valorisés ou récupérés dans la construction (Iverot, 2011, p. 1058).
Le choix des matériaux utilisés dans un projet joue pourtant un rôle primordial lorsqu’on parle d’empreinte écologique. Selon Trigaux et al. (2020) dans Environmental benchmarks for buildings: a critical literature review, le secteur de la construction est responsable à 50% de l’utilisation de ressources naturelle, 40% de l’énergie consommée et 16% de l’eau utilisées en Europe. De plus, les bâtiments sont responsables de 36% de l’émission de CO2 au total en Europe (European Commission, 2019, de Trigaux et al., 2020).
Une évaluation des étapes du cycle de vie des matériaux est nécessaire pour tout projet afin de rationaliser l’impact environnemental réel de l’ensemble des matériaux utilisés. L’usage de matière brute au commencement et la fin de vie du bâtiment et de ses composantes doivent être évalués, de l’extraction des ressources au retour à la terre. Une décision doit finalement être prise en prenant en compte plusieurs autres facteurs tels que les technologies disponibles et le financement qui accompagnent le projet. La stratégie mise en place ne doit pas être statique, mais doit plutôt prévoir la place à l’innovation et aux changements futurs (Curran, 1996, p. 59).
Des buts clé avaient pourtant été mis sur pied dans le programme environnemental du développement du Hammarby Sjöstad. On énonçait par exemple que le cycle naturel devait être à un niveau local, que la consommation en ressource devait être minimale et que les matériaux de construction devaient être renouvelables ou recyclable (Hammarby Sjöstad , 1998, de Poldermans, 2006, p. 21).
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Un outil d'évaluation environnementale puissant (MBP ou “Miljöbelastningsprofilen”) a été développé pour calculer les impacts environnementaux du quartier. Il utilise une approche dite d'analyse du cycle de vie en prenant en compte des paramètres environnementaux temporels de la production, de l'exploitation et de la démolition (Brick et al., 2005, de Poldermans, 2006, p. 24). L'impact environnemental total des bâtiments, des terrains et des zones est apparemment plus bas de 32 à 39% en comparaison avec les bâtiments standards construits dans les années 90 pour les émissions dans l'air, le sol et l'eau (Jernberg et al., 2015, p. 75, 108). Cette réduction du potentiel de réchauffement planétaire s’accorde avec la réduction de 28 à 42 % de réduction de la consommation d'énergie non-renouvelable selon la firme privée de conseil suédoise Grontmij AB (Dastur, 2010).
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_Les espaces verts
Bien que la ville de Stockholm ait dirigé la conception des bâtiments à l’aide de guides de conception et de codes, les promoteurs chargés de la construction d’Hammarby Sjöstad étaient motivés eux-mêmes à réaliser des bâtiments verts et durables principalement en raison de la demande des clients et de la valeur ajoutée perçue (Bernard, 2019). Pourtant, il est apparu que les habitants actuels du quartier n’ont pas nécessairement choisi d’habiter la nouvelle zone pour ses aspects environnementaux, mais plutôt pour son aspect attrayant relatif à sa proximité du centre-ville et des espaces verts (Vestbro, 2004, de Poldermans, 2006, p. 27).
Plusieurs espaces verts et parcs ont été planifiés pour le projet de développement du quartier Hammarby. Un des éléments de design était l’importance d’avoir une vue sur le lac (Poldermans, 2006, p. 24). Tous les résidents sans exception vivent à moins de 500 mètres d’un espace public accessible. L’objectif initial des promoteurs était d’arriver à offrir 25 mètres carré d’espace vert par logement pour un total de 300 000 mètres carré. Jusqu’à récemment, un total de 280 000 mètres carré avait été atteint (Jernberg et al., 2015, p. 77).
Au sud-est du développement, on retrouve la réserve naturelle de Nacka. Dans le but de créer une connexion entre les abords du lacs et le grand espace vert, des « écoducts », de véritables ponts de nature de 30 à 40 mètres de large, ont été créés au-dessus de la liaison autoroutière sud qui représentait avant une frontière artificielle. Ces traverses ont été conçues pour permettre aux personnes, à la végétation et aux animaux de se déplacer sur le territoire. Cet aménagement apporte une certaine perméabilité physique sécuritaire qui brise la barrière autrement très limitante (Vestbro, 2007, p. 40).
Un des points positifs concernant la plantation et la présence d’arbres dans le quartier et leur capacité à filtrer les polluants présents dans l’air en plus de réguler naturellement le surplus d’eau de pluie. Des toitures végétalisées ont aussi été implantées dans le projet pour aider à la régulation des précipitations et agrémenter l’espace pour les habitants (city of Stockholm, 2007, de Gaffney, 2007).
Au total, on compte que 40 % de la superficie du district est composée de végétation en incluant les cours intérieures et les terrains de jeux (Iverot, 2011).
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