Biofaçade: des microalgues pour construire la ville de demain

Bientôt se dressera dans le 13e arrondissement de Paris, boulevard des Maréchaux, l’immeuble In Vivo composé d’une biofaçade intégrée de microalgues. Une première mondiale réalisée par les architectes Anouk Legendre et Nicolas Desmazières de XTU Architects et le consortium SymBIO2. Une biotechnologie qui pourrait bien redessiner le visage de l’architecture.

Comment les microalgues sont-elles devenues un matériau révolutionnaire dans le bâtiment ?

Anouk Legendre : Cela fait quelques années que les microalgues sont une sorte d’Eldorado des scientifiques qui espèrent y trouver, soit une nouvelle source pour faire de l’énergie, soit concevoir de nouveaux aliments ou médicaments. Les premières études ont été lancées il y a plus de trente ans par la Nasa. Elle réfléchissait alors à la façon de recycler l’air chargé en gaz carbonique pour refabriquer de l’oxygène, mais aussi recycler l’eau et les fluides organiques en milieu fermé.

Entre les prospections sur les vols habités et les réflexions sur le métabolisme de la ville, il y a un grand pas dans lequel s’est engouffré le bâtiment. Avec des architectes dont XTU, qui ont trouvé intéressant d’intégrer ces technologies dans la ville. Comme nous travaillions sur des bâtiments environnementaux à énergie positive et que nous cherchions à nous affranchir des capteurs solaires photovoltaïques (ils ont le défaut de leurs qualités, à savoir qu’ils produisent de l’énergie quand on n’en a pas besoin), nous cherchions d’autres alternatives. Or, à la vue des progrès de la culture des microalgues dans des aquariums tubulaires verticaux dans les laboratoires en Espagne, Israël, Italie, Etats-Unis ou Saint-Nazaire au GPEA (Génie des Procédés Environnement Agroalimentaire), nous nous sommes dits que les microalgues pourraient très bien convenir au bâtiment et synthétiser l’énergie du soleil pour en faire de l’énergie biochimique.

Comment cela fonctionne-t-il ?

Les microalgues sont des végétaux microscopiques qui vivent dans l’eau ; c’est intéressant car, dans le bâtiment, on sait faire circuler les réseaux d’eau. Nous avions constaté que de nombreuses façades vitrées n’étaient pas utilisées à 100 %, alors nous nous sommes posés la question suivante : pourquoi ne pas cultiver des microalgues dans un double vitrage contenant de l’eau, sur la surface exposée au soleil ?

Il se trouve également que les microalgues ont les mêmes besoins thermiques que les humains. Si on les conserve à une température entre 16 et 25 °C, elles vont se plaire et se multiplier. Nous pouvions donc tirer parti de l’ambiance thermique du bâtiment qui est déjà conçu pour les humains pour maintenir à température les microalgues qui sont dans les façades. Ce qui permet d’économiser 50 % de l’énergie thermique pour le milieu habité et 80 % d’énergie thermique nécessaire pour la culture de microalgue. C’est une symbiose, comme on peut en observer dans le monde végétal entre une bactérie et une plante, où chacun y trouve son avantage.

Les usagers qui habiteront ces immeubles vont-ils gagner en qualité de vie ?

Les microalgues se nourrissent de CO₂ donc quelque part, elles améliorent la qualité de l’air et contribuent à réduire l’impact carbone. Nous travaillons sur le recyclage de l’eau en récupérant l’eau de pluie, sur la production de matière première à haute valeur ajoutée qui va produire des choses utiles à la société (aliments, médicaments…). On peut aussi recycler l’air c’est-à-dire, si j’ai une chaudière qui dégage du gaz carbonique, je pourrai purifier ce gaz en le faisant entrer dans la culture des microalgues.

Au niveau du confort visuel, si le propriétaire de l’immeuble opte pour un fond transparent, les usagers pourront contempler le mouvement d’eau perpétuel des microalgues. C’est un petit bullage animé par le système Airlift, qui fait un mouvement, pour que les microalgues soient toujours au soleil, c’est assez beau et reposant ces petites bulles qui montent !
Enfin grâce à une mutualisation et un business modèle, le système de biofaçade permet également d’économiser puisque le « fermier » des microalgues va payer une partie de la régulation et va pouvoir être rentable en vendant sa production. Tous les soirs ou tous les deux jours, suivant la surface, la saison et le rythme de production, on récolte une petite quantité de pâte humide qui va pouvoir être séchée ou raffinée pour en extraire le meilleur.

Ce n’est pas trop compliqué au niveau l’entretien des surfaces vitrées ?

Nous nous sommes associés avec le GPEA qui travaille depuis plusieurs années sur des systèmes autonettoyants : les mouvements d’eau permettent de nettoyer automatiquement la surface vitrée. Enfin sur le projet Réinventer Paris et l’immeuble In Vivo, le propriétaire de la façade Effidis a conclu un pacte avec un fermier de microalgues, Algosource. Ce groupe est spécialisé dans la culture de microalgues depuis 25 ans et va exploiter ces biofacades.

932 m² de biofaçades au cœur de Paris, c’est une première ?

Pour de l’habitat à Paris, oui. Il existe le BIQ, à Hambourg, mais eux ont un système sur le devant de la façade, ils n’ont pas cet avantage de symbiose comme avec notre système qui dépense moins d’énergie et est plus performant. Nous avons déposé deux brevets 100 % français à l’échelle européenne et chinoise, car nous avons pour objectif avec le GPEA : de faire de In Vivo une vitrine de la biotechnologie française pour les investisseurs étrangers. C’est un bâtiment école où nous expérimentons à la fois une installation en façade et des bassins en toiture. Parallèlement à ce projet, avec nos partenaires et le consortium SymBIO2 que nous avons créé, nous sommes en train de finaliser la construction d’un immeuble pilote d’une dizaine d’étages en biofaçade, à Marne-la-Vallée, sur le site du CSTB.

L’utilisation de la biotechnologie n’est donc pas prête de s’arrêter ?

La biotechnologie est en pleine évolution. Sa courbe de croissance rappelle ce qu’a été, il y a quelques années, l’expansion du numérique. C’est pourquoi nous allons faire de cet immeuble In Vivo, une plateforme de la recherche, française. Au pied du bâtiment, s’installera l’association La Paillasse qui travaille sur le vivant et la recherche, en mode associatif et participatif et obtient des résultats assez spectaculaires. Cohabitera également au sein de l’immeuble, un programme européen de recherche collaboratif  avec plusieurs Universités dont Paris VII, mais aussi Nantes et Varsovie qui étudieront les nouvelles voies des futurs marchés des microalgues en pharmacie et en médecine.

L’idée est de faire émerger une nouvelle filière économique. Le monde des microalgues est un monde en devenir, pour l’instant il y a une vingtaine de microalgues que l’on connaît bien, sur laquelle il y a des essais. Si cette production se développe, de nouveaux métiers vont apparaître. On pourra cultiver bio en ville demain ce qui hier était fait par la chimie, de façon plus vertueuse tout en consommant le gaz carbonique.

C’est une nouvelle mission pour la ville de ne pas seulement consommer ce que la campagne produit mais d’être productive grâce à l’algoculture urbaine.

Crédits photos :

• La biofacade en microalgues de la tour BIO3 à La Défense, architecte XTU ©XTU
• La tour In Vivo avec façades microalgues, Projet Réinventer Paris © XTU
• Anouck Legendre et Nicolas Desmazière © Luc Boegly
• Le Projet In Vivo en microalgues

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