Immeuble de bureaux ou champ d’algues ? La tour biO2 de l’agence X-TU

Rédigé par Olivier NAMIAS
Publié le 01/12/2010

Vue d'une tour équipée de photobioréacteurs dans un contexte fictif

Article paru dans le d'A n°196

La recherche du bâtiment à énergie positive ne s'est guère traduite jusqu'à présent que par l'application tous azimuts de panneaux photovoltaïques. Système actuellement étu-dié par l'agence X-TU, BiO2 va plus loin et se propose d'appliquer des bioréacteurs sur l'enveloppe du bâtiment, afin de transformer la façade en « biofaçade ». Selon l'encyclopédie Wikipédia, « un bioréacteur est une unité technologique dans laquelle on multiplie des micro-organismes (levures, bactéries, champignons microscopiques, algues, cellules animales et végétales) tant pour la production de biomasse en soi que pour la production d'un métabolite ou encore la bioconversion d'une molécule d'intérêt. »

Les bioréacteurs sont parfois désignés par le terme de propagateurs ou de fermenteurs, et utilisés depuis longtemps par les industries biopharmaceutiques, plus récemment pour la fabrication de biocarburants. Leur utilisation dans l'architecture commence à être envisagée comme une possibilité, mais s'ils peuvent produire de l'énergie, ils sont encore loin de susciter l'engouement des cellules photovoltaïques. Engagé dans la mise au point de bioréacteurs architecturaux, le MIT semble avoir renoncé, faute d'avoir su maîtriser les réactions de fouling. Ce phénomène, bien connu des aquariophiles comme des plaisanciers, se traduit par la colonisation des parois par les organismes marins.
En France, l'agence X-TU travaille depuis deux ans sur les photobioréacteurs et cherche à développer leur intégration dans l'architecture. Le système qu'elle étudie actuellement est une série de tubes en verre de 55 centimètres de diamètre, placés entre deux parois vitrées pour la régulation thermique. Disposés en façade, ces bioréacteurs fonctionnant à l'eau de mer forment un milieu de culture pour des algues microscopiques à croissance rapide. Transformant par photosynthèse le CO2 en oxygène, ces algues sont récoltées chaque soir pour être transformées en biocarburant. L'eau – et les algues – circulant sur tout le pourtour de l'étage, les problèmes de façade exposée au soleil ou non ne se posent pas. Quel que soit l'ensoleillement ou l'orientation, le produit sera toujours exposé à la lumière. Une source d'illumination artificielle a été ajoutée afin de pallier les baisses de luminosité trop importantes. Pour l'instant, l'algue cultivée est une espèce grasse fournissant un biocarburant de troisième génération, mais le système est évolutif et pourrait recevoir des algues procurant des produits alimentaires ou destinés à l'industrie pharmaceutique.


Une tour tertiaire et agricole
Après une première tentative infructueuse d'installation de bioréacteurs en façade d'un bâtiment d'archives (dans le cadre d'un projet de concours), l'agence X-TU étudie de façon beaucoup plus approfondie leur intégration en façade d'une tour actuellement en projet à la Défense. Plus qu'un système, le bioréacteur est le centre d'un véritable écosystème urbain, recyclant en oxygène le gaz carbonique produit par la centrale thermique voisine, tout en assurant une production agricole. L'application de ce procédé à un type de bâtiment aussi exposé aux soubresauts économiques – la tour est un produit financier ajusté au millimètre près à l'évolution du marché immobilier – interdit de laisser le moindre détail au hasard, sous peine de compromettre la viabilité de l'opération. Le programme tertiaire présente certains avantages. Il permet de disposer d'un personnel consacré à l'entretien du système, qui peut parcourir les coursives de la double peau sans risquer de violer l'intimité des usagers. Sujet sensible, la tour a cependant la bonne taille pour susciter un intérêt économique aussi bien aux yeux du « cultivateur » qu'à ceux du développeur. En bref, elle atteint une masse critique suffisante pour motiver les partenaires financiers.
La surface des bioréacteurs ceinture les quarante étages de la tour. Selon les calculs, la quantité de CO2 transformé correspond à 1 700 hectares de forêt en croissance, soit sur une année l'équivalent des bois de Boulogne et de Vincennes réunis, ou la consommation énergétique des futures onze tours basse consommation en projet à la Défense. Immeuble de bureaux, la tour est aussi considérée comme un site agricole ; les superficies hors œuvre occupées par la double peau ont donc pu être déduites. La présence de 2 300 mètres cubes d'eau en façade a également facilité le passage devant la commission de sécurité : les tubes en verre sont incombustibles et s'ils venaient à casser, ils ne libéreraient que de l'eau. La sécurité incendie est par ailleurs renforcée par le support de ces tubes, un ancrage en porte-à-faux créant un C+D atteignant quasiment deux mètres !
L'installation de bioréacteurs en façade entraîne cependant un surcoût qui a été réduit au minimum par la rationalisation de l'ensemble des composants. Le béton Befup du porte-à-faux intègre aussi les canalisations, les pièces sont étudiées pour faciliter le montage. « Dans une tour, c'est la main-d'œuvre qui coûte cher, explique Anouk Legendre, et la moindre erreur se répercute sur quarante étages. Il a fallu trouver des astuces pour être économique, avoir une réflexion sur la standardisation. » Les architectes ont déposé un brevet pour ce système, autant pour inciter leurs partenaires à poursuivre cette recherche avec eux que pour protéger leur travail. Après deux années de mise au point, un prototype de deux étages – un niveau témoin et un niveau sur lequel seront testées différentes variantes de composants de façade – va être mis en service prochainement. Si les essais sont concluants, les algues accéderont peut-être au rang des revêtements de façade de demain…

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