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2024

Les bouches d’aération du métro algérois, une source d’énergie inexploitée et un potentiel architectural inexploré

The Algerian metro's air vents, an exploited energy source and an unrevealed architectural potential
Khaled Athamena

Résumés

Cet article a pour objectif de mettre en lumière le potentiel énergétique des bouches d’aération du métro algérois de même que la pollution de l’air qu’elles peuvent engendrer. Le but étant de sensibiliser la communauté scientifique ainsi que celle des architectes et urbanistes aux bienfaits de ces enceintes souterraines et d’attirer leur attention sur les risques qu’elles peuvent engendrer sur la santé des usagers ainsi que sur la qualité de l’air des espaces publics algérois. Cette étude présente, par ailleurs, des solutions de mutation architecturale de ces bouches d’aération, aménagées le plus souvent au ras du sol, en « tours de ventilation » afin de limiter leur risque sanitaire, et fournit des pistes de réflexion sur leur intégration dans le paysage urbain algérois. Parmi les solutions proposées, l’architecture parasite représente une alternative novatrice pour optimiser le profit et l’intégration de ces tours de ventilation dans leur milieu urbain. Une proposition de conception de cette architecture est proposée. Elle a été entamée dans le cadre d’une expérience pédagogique sur une bouche de métro située à l’intérieur d’une friche urbaine localisée au quartier d’El-Hamma à Alger. Une proposition architecturale qui a permis d’allier « technicité », à travers la récupération de l’énergie aérodynamique et géothermique de la bouche d’aération, et « action parasite » à travers une architecture réversible. Cette dernière se démarque par son engagement, tantôt en faveur de la protection de l’environnement, tantôt pour dénoncer les approches brutales de démolition et militante d’une approche de mutation et de redynamisation des situations architecturale et urbaine en perte de vitalité.

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Texte intégral

Introduction

1Le paysage urbain algérois a connu ces vingt dernières années des bouleversements notables générés en partie par l’avènement du métro (Figure 1). En effet, plusieurs stations et bouches de métro ont vu le jour, générant subséquemment de nouveaux lieux de réunion humaine et produisant de nouvelles centralités urbaines (Safar Zitoun et al., 2009). L’arrivée du métro a été, en outre, accompagnée par la construction de plusieurs équipements et infrastructures connexes essentiels à son bon fonctionnement tels que les bouches d’aération. Ces dernières ont pour but principal d’assurer le brassage de l’air dans les tunnels et d’évacuer, en cas d’incendie, la fumée générée.

2Au regard de leur potentiel énergétique, les bouches d’aération ont, ces dernières années, suscité l’intérêt de plusieurs chercheurs (Peltier et al., 2019 ; Yang et al., 2019 ; Bourne-Webb, 2016 ; Tissen et al., 2016). En effet, chaque jour, d’importantes quantités d’air entrent et sortent de ces bouches pour renouveler l’atmosphère des enceintes souterraines du métro. Ces propulseurs d’air permanents constituent un gisement éolien renouvelable que l’Entreprise Métro d'Alger (EMA) pourrait l’exploiter pour la production d’une électricité propre et durable. Les phénomènes convectifs également observés au niveau des bouches d’aération, générés par les écarts de température entre les tunnels et l’atmosphère urbaine, sont aussi une source d’énergie renouvelable. L’EMA pourrait aussi la convertir à des fins de production de calories de chaleur ou de fraîcheur pour chauffer et/ou rafraichir les bâtiments contigus des bouches d’aération. Compte tenu de leur fort potentiel énergétique, nous pensons que les bouches d’aération pourraient constituer une piste prometteuse pour l’agglomération algéroise afin de limiter sa dépendance aux énergies fossiles et réduire de ce fait ses émissions de gaz à effet de serre.

3La qualité de l’air dans les enceintes souterraines du métro algérois est, par ailleurs, un enjeu de santé publique à laquelle la communauté scientifique, sanitaire et les organismes gestionnaires du métro devraient accorder une attention particulière. En effet, la surveillance de la teneur de l’air en particules fines dans ces infrastructures a fait l’objet de plusieurs études expérimentales en Europe (Aarnio et al., 2005 ; Ripanucci et al., 2006 ; Gustavsson et al., 2008 ; Bigert et al., 2011 ; Grange et Host, 2012). Les résultats de ces recherches ont été unanimes sur le fait que ces infrastructures, en particulier les tunnels et les bouches d’aération, forment des nids de pollution caractérisés par des émissions élevées de particules fines et que le risque sanitaire potentiel lié à ces expositions reste à évaluer.

4Cette réalité nous amène à nous interroger sur les caractéristiques de cette pollution et les risques sanitaires éventuels qu’elle pourrait engendrer sur les usagers du métro et les riverains habitant à proximité des bouches d’aération. Elle nous pousse aussi à chercher des solutions techniques et/ou architecturales pour limiter ce risque d’exposition aux polluants et contribuer ainsi à préserver ainsi la santé de la population algéroise.

5Cette recherche a pour but de discuter du potentiel énergétique de ces puits de ventilation et avance des pistes de solutions techniques et architecturales pour explorer leur énergie et faire face à leur défi hygiénique. Ainsi, nous examinerons, dans un premier temps, cette énergie emmagasinée et nous étudierons les différentes opportunités de son exploitation. Nous évoquerons, ensuite, le risque sanitaire engendré par ces bouches. Pour contrer cette menace, nous présenterons la solution des tours de ventilation et nous discuterons de leur intégration dans le paysage urbain de la ville. Nous explorerons par la suite la piste de l’architecture parasitaire, de sa capacité à tirer profit des cheminées d’aération et de son pouvoir de mutation et de régénération des situations urbaines en friche. Nous présenterons, enfin, un exemple de conception de cette architecture parasite sur une bouche d’aération repérée sur une friche urbaine dans le quartier d’El –Hamma à Alger.

Figure 1. La station souterraine « Jardin d'Essais » de la ligne 1 du métro d’Alger

Figure 1. La station souterraine « Jardin d'Essais » de la ligne 1 du métro d’Alger

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Les bouches d’aération, un potentiel énergétique inutilisé

6Dans les infrastructures souterraines du métro, la température de l’air tend à être stationnaire (Niu et al., 2020). La chaleur et la fraîcheur excédentaire sont mécaniquement renvoyées vers l’atmosphère via les bouches d’aération. Cette propulsion se manifeste par des courants d’air chauds en hiver et frais en été, que les passants ressentent fréquemment auprès de ces puits de ventilation (Peltier et al., 2019). Ces échanges sont principalement générés par la différence de flux de températures entre les tunnels de métro et la surface de la ville, et par un phénomène aérodynamique connu sous le nom de « l’effet piston » (Moreno et al., 2013), généré par des actions de surpression et de dépression liées à l’activité ferroviaire.

7Cette soufflerie en continu (Figure 2) constitue un gisement d’énergie aérodynamique intarissable qui pourrait être exploité par la mise en place de plusieurs éoliennes-turbines superposées sur toute la hauteur de la bouche d’aération afin de capter le souffle d'air et générer ainsi de l’électricité propre et bon marché. Dol et al. (2018) ont mené, à ce sujet, une étude numérique pour évaluer l’énergie aérodynamique des tunnels de métro, notamment celle générée par l’effet piston, et comparer l’efficacité énergétique de plusieurs éoliennes-turbines disponibles sur le marché afin de choisir la plus rentable pour ce genre d'infrastructure. Les résultats des simulations ont montré que les courants d’air circulant dans le tunnel de métro permettent de faire fonctionner plusieurs éoliennes à la fois. Les résultats ont montré aussi que les éoliennes turbines ENFLO 0071 de type HAWT ont un rendement énergétique plus efficace que les autres modèles. 

Figure 2. Les bouches d’aération, des souffleries en continu qui constituent un gisement d’énergie aérodynamique inépuisable

Figure 2. Les bouches d’aération, des souffleries en continu qui constituent un gisement d’énergie aérodynamique inépuisable

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8Les tunnels du métro sont quant à eux une mine d’énergie géothermique renouvelable dont la chaleur et la fraîcheur produites pourraient être utilisées pour chauffer et/ou refroidir les bâtiments à proximité des bouches. Cette technique a été expérimentée en 2019 par une équipe scientifique de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). Les chercheurs du laboratoire de mécaniques des sols (LMS) ont réussi à quantifier avec précision les échanges thermiques dans le futur tunnel de la ligne (M3) du métro de Lausanne et à estimer l’économie d’énergie que peut générer la ville en équipant ses tunnels d’un tel système géothermique pour chauffer les appartements lausannois en hiver (Peltier et al., 2019).

9Concrètement, les chercheurs proposent d’introduire à travers les bouches d’aération des tubes en PVC, à intervalle régulier, vers les tunnels du métro et de les relier à un système de pompe à chaleur. En hiver, un fluide caloporteur froid est introduit dans les tubes vers le tunnel. Chauffé par convection, c’est un liquide chaud que le système rejettera en surface. Selon les chercheurs de l’EPFL, une fois le système équipé, le tunnel aurait l’avantage d’assurer jusqu’à 80% des besoins énergétiques hivernaux des bâtiments équipés. En été, et c’est là la singularité de ces géostructures, les bâtiments pourraient être rafraîchis par le même système. Cette technique présente selon Peltier et al. (2019) un investissement et une énergie grise négligeables. Pour une durée de vie allant de 50 à 100 ans, seules les pompes à chaleur devraient être remplacées tous les 25 ans, ce qui rend l’investissement pour ce genre de solution très rentable.

10L’exploitation de cette énergie peu coûteuse et disponible tout au long de l’année pourrait permettre à une ville comme Alger de limiter ses émissions de gaz à effet de serre et de réaliser d’importantes économies d’énergie et d’argent en produisant, d’un côté, une électricité propre et renouvelable et en réduisant, de l’autre, la consommation d’énergie fossile en hiver et les pics de consommation électrique en été, en raison de la forte demande liée à la climatisation.

Les bouches d’aération, un nid à particule fines, un risque sanitaire sous-estimé

11À Alger, les bouches d’aération sont souvent visibles à proximité des entrées de métro, au voisinage de certaines places publiques (comme la place émir Abdelkader et la place El Mokrani) ou au pied de certains immeubles algérois. Ces cavités se présentent fréquemment sous une forme régulière et jaillissent sur l’espace public à travers des soubassements en béton armé de hauteurs souvent basses et couvertes par un grillage métallique (Figure 3).

Figure 3. Différentes bouches d’aération du métro algérois

Figure 3. Différentes bouches d’aération du métro algérois

(A) Bouche d’aération au pied du musée national des beaux-arts ; (B) Bouche d’aération au pied d’un immeuble algérois au 189 avenue Pasteur ; (C) bouche d’aération à l’entrée du Jardin d’essai.

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12Cette disposition aux ras du sol pourrait accroître le risque d’exposition des usagers de l’espace public à la pollution. Cette dernière résulte de sources diverses selon Aarnio (2005). Tout d’abord, l’air extérieur pénétrant dans les enceintes souterraines par les bouches des stations et le réseau de ventilation transporte avec lui les polluants issus du trafic routier tels que le CO2 et les particules lourdes qui se trouvent parfois coincés dans ces espaces clos. L’activité ferroviaire est aussi une source de pollution et de poussières minérales selon Aarnio (2005). Celle-ci résulte le plus souvent du frottement avec les rails et de l’usure des systèmes de freinage.

  • 1 L'appellation "PM10" désigne les particules dont le diamètre est inférieur à 10 micromètres (noté µ (...)
  • 2 Symbole du microgramme, unité de mesure de masse du Système international (SI), valant 10−6 grammes
  • 3 Les particules fines sont des particules dont le diamètre est inférieur à 2,5 micromètres. Elles so (...)

13Dans son rapport de juin 2016, l'observatoire de la qualité de l'air en Île-de-France (AirParif, 2016) a souligné que la qualité de l'air dans les stations du métro et dans les environs des bouches d’aération était problématique. Sur les quais des stations Franklin-Roosevelt, Châtelet et Auber, 50 % des concentrations de particules PM101 étaient supérieures à 100 g/m3 quand les seuils de recommandation de l'Organisation mondiale de la santé (OMS) sont inférieurs à 10. En décembre 2019, des mesures du niveau de pollution, également effectuées par AirParif (AirParif, 2020) sur une bouche d'évacuation située au pied de plusieurs immeubles sur la rue Salvador Allende à Nanterre, ont montré que lorsque le taux de particules fines de l'air ambiant était de l’ordre de 4 µg2/m3 de PM 2,53, il atteignait jusqu'à 86 µg/m3 dans le périmètre de la bouche, très loin des 25 µg/m3 en moyenne annuelle recommandés par l'Union européenne.

14De nombreux travaux ont étudié, par ailleurs, les effets potentiels de la pollution atmosphérique urbaine sur la santé (Karlsson et al., 2006 ; Dockery, 2009 ; Grass et al., 2010 ; Klepczynska et al., 2010). Ces études ont toutes démontré la dangerosité des particules fines sur la santé publique qui participent aux phénomènes inflammatoires et au stress oxydatif. La pollution atmosphérique favorise également la progression de l’athérosclérose ainsi que des perturbations du système de coagulation. Par ailleurs, une action directe des particules sur la variabilité du rythme cardiaque est également évoquée par Seaton et al., (2005) et Brook et al., (2009). La pollution dans les infrastructures souterraines du métro est, rappelons-le, un mélange de pollution extérieure et de particules fines issues de l’activité ferroviaire. Le risque sanitaire potentiel lié à l’exposition aux pollutions de l’air des enceintes souterraines de transport ferroviaire reste ainsi à évaluer spécifiquement.

Les tours de ventilation, une solution architecturale appropriée pour limiter le risque sanitaire

15Le risque sanitaire de pollution et d’exposition aux particules fines a été pris très au sérieux par la Régie autonome des transports parisiens (RATP), qui a décidé en conséquence de transformer certaines de ses bouches d’aération en tours de ventilation. Une solution astucieuse, car elle permet selon Gratia et De Herde (2006) et Wullens (2006) d’accélérer le tirage de l’air par « effet de cheminée » et selon Stathopoulos et al. (2008), d’évacuer les particules fines au niveau des toitures des bâtiments pour permettre aux vents de la ville de les disperser loin des usagers de l’espace public.

16Pour mieux les inscrire dans le paysage architectural de la ville, ces tours ont été parfois dissimulées par des façades factices qui ressemblent en tout point à celle des bâtiments aux alentours et reprennent les éléments de modénatures des bâtiments parisiens (fenêtres, portes cochères, balcons, et cetera), une sorte d’architecture trompe-œil pour consolider l’harmonie et la continuité des paysages urbains (Figure 4A).

17À Alger, certaines bouches d’aération du métro pourraient, elles aussi, se muter en tours de ventilation. Ces dernières pourraient avoir différentes configurations selon l’emplacement de la bouche dans l’espace urbain de la ville. Par exemple : au niveau des stations du métro et des places publiques, les bouches pourraient avoir l’apparence d’une cheminée élancée avec des formes architecturales captivantes qui rallient technicité et beauté comme c’est le cas à Barcelone en Espagne (Figure 4B), une sorte d’élément d’appel et d’identification de la station et/ou de la place en question. Sur ces cheminées on pourrait transcrire le nom de la place du métro ou de la place publique à l’image de la grande tour de ventilation de l’aéroport Houari Boumediene à Alger (Figure 5A). Ces tours élancées pourront aussi faire l’objet de support pour des panneaux ou des écrans publicitaires.

18Pour les bouches d’aération qui surgissent au milieu d’un tissu urbain, comme celles du quartier d’El Hamma, la tour pourrait être enveloppée par une façade trompe-œil qui reprend le langage architectural de son paysage environnant. Cette solution, par exemple, pourrait prendre tout son sens au niveau des bouches d’aérations aménagées sur la friche urbaine située au 188, rue Mohamed Belouizdad à El-Hamma, Alger (Figure 5B).

Figure 4. Deux façons de concevoir les tours de ventilation des bouches d’aération de métro en milieu urbain

Figure 4. Deux façons de concevoir les tours de ventilation des bouches d’aération de métro en milieu urbain

(A) 145 rue La Fayette, Paris, France : ancien immeuble évidé et utilisé comme tour de ventilation du métro parisien, dont la façade a été conservée ; (B) Barcelone, Espagne : tour de ventilation du métro barcelonais qui jaillit telle un objet sculpter depuis le centre d’une place public.

Figure 4A : Wikipédia ; Figure 4B : www.dreamstime.com

Figure 5. Deux exemples de tours de ventilation à Alger

Figure 5. Deux exemples de tours de ventilation à Alger

(A) Vue sur le terminal 2 de l’aéroport Houari Boumediene d’Alger et de sa tour de ventilation ; (B) Bouche d’aération aménagée sous-forme d’une petite tour de ventilation située à l’intérieur d’une friche industrielle au 51 rue Mohamed Belouizdad, El-Hamma, Alger

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Les tours de ventilation, possibles « lieux hôtes » pour une architecture parasite

  • 4 Dans la nature, le parasitisme est une relation biologique durable entre deux êtres vivants dits « (...)

19Les tours de ventilation pourraient aussi devenir des « lieux hôtes 4» sur lequel une architecture parasite viendrait se greffer à l’image des unités habitation construites à Paris par l’architecte français Stéphane Malka. Un projet qui résulte de la greffe de plusieurs modules parallélépipédiques suspendus sur le pignon d’un bâtiment existant (Figure 6). En surélévation d’un foncier « au sol » lui aussi préexistant, ces modules n’ont nécessité l’acquisition d’aucun droit au sol ou parcelle. L’obtention des droits de construire s’est effectuée en échange d’une rénovation des parties communes de la copropriété.

Figure 6. 3BOX : des unités d’habitation nichées sur les bords du Quai de Valmy à Paris

Figure 6. 3BOX : des unités d’habitation nichées sur les bords du Quai de Valmy à Paris

Studio Malka

L’architecture parasite, une démarche d’action innovante dans un contexte existant

20Dans le même esprit, l’architecture parasite se présente comme une démarche qui consiste à greffer, accrocher, agripper, imbriquer des fragments bâtis émiettés, instables, mouvementés, mobiles, modulaires, empilables et autres, relativement de petite taille, dans des « lieux hôtes » existants bâtis ou non bâtis (Bennai et Athamena, 2021).

21Par architecture parasite nous désignons généralement des bâtiments solides, fixes, stables, inscrits dans des parcelles foncières aux limites déterminées, abritant des fonctions programmées. Des œuvres finies qui ont vocation à durer dans le temps, réalisées selon un processus de projet codifié et des mécanismes réglementaires, juridiques et financiers stricts (Malka, 2023). Les projets architecturaux répondent à une commande (rapport classique entre maîtrise d’œuvre et maîtrise d’ouvrage), dont le temps de réalisation est plus ou moins long.

22Les architectures parasites se sont institutionnalisées depuis le début des années 2000, pour devenir une tendance de mutation de l’architecture existante. Véritable ingrédient de reconquête des territoires en perte de vitalité et de renouvellement urbain (Malka, 2023).

Une démarche expérimentale engagée, ancrée dans les réalités locales

23Les architectures parasites se caractérisent aussi par leur flexibilité. Elles ont pour vocation : d’attirer l’attention, de questionner leur lieu, de défendre une cause, de répondre à un besoin, d’expérimenter des dispositifs (techniques, écologiques par exemple), de tester des usages, de dénoncer des dysfonctionnements, et cetera. C’est donc une démarche engagée (Bennai et Athamena, 2021). Elles ne s’inscrivent pas dans un processus de projet classique et permettent ainsi, rapidement et à moindre coût de combler un manque, en prise directe avec les préoccupations des populations (démarche participative), à travers des processus d’action transversaux et un jeu d’acteur plus complexe (multitude d’intervenants) (Malka, 2023). Leur caractère flexible et évolutif (architectures légères et malléables) tolère les adaptations à l’évolution des besoins exprimés instantanément et les réalisations qui en découlent peuvent être éphémères, temporaires, ou s’inscrire dans des temporalités plus durables (Malka, 2023).

  • 5 Pour plus d’informations, voir l’article « L’architecture parasite à l’assaut de la cité », [En lig (...)

24En se libérant des contraintes réglementaires, financières et culturelles des projets classiques (Malka, 2023), la démarche parasitaire en architecture pousse la réflexion et l’expérimentation. « Car c’est bien là aussi le sens de ces protubérances : investir les espaces inattendus pour rompre la monotonie de la ville et susciter la réflexion. Comme le fait le street art, dont Stéphane Malka est issu » (Pouyat, 2018)5. En effet, le parasitisme en architecture incarne une libération similaire à celle des artistes, qui sortent des ateliers et des musées, pour investir les lieux de vie. Ils s’approchent ainsi des gens, de leurs réalités. Leurs œuvres « Street-art ou installations » portent un message sociétal ou politique, au-delà de leurs dimensions plastiques et esthétiques.

Proposition architecturale d’une action parasitaire sur une bouche d’aération algéroise

Lieu hôte de l’action parasite

25La bouche d’aération choisie comme « lieu hôte » pour concevoir notre architecture parasite est localisée sur le terrain d’un ancien hangar démoli situé à El-Hamma au croisement de la rue Rouchai Boualem et Ayachi Mohamed. La bouche occupe quasiment la moitié de la surface de la parcelle et surplombe celle-ci de 1 mètre à travers un socle rectangulaire en béton armé de 12*7 mètres, rendant impraticable toute future occupation. L’ouverture de la bouche quant à elle est marquée par une structure de poutres entrelacées en béton armé, formant un treillage de pleins et de vides. Ces derniers, pour des mesures de sécurité, ont été couverts d’un grillage métallique (Figure 7).

26Cette friche urbaine, repérée en outre par les vestiges de son ancienne bâtisse, est devenue un moment de dissonance et d’interruption de la façade urbaine de la rue Rouchai Boualem. Une dent creuse pointée fréquemment par des accumulations d’ordures et des occupations transitoires, telles que le stationnement illicite de véhicules, engendrant des nuisances visuelles et une dégradation du cadre de vie.

Figure 7. Différentes vues de la friche urbaine montrant l’emplacement de la bouche d’aération, les vestiges de l’ancien hangar et le phénomène de stationnement illicite

Figure 7. Différentes vues de la friche urbaine montrant l’emplacement de la bouche d’aération, les vestiges de l’ancien hangar et le phénomène de stationnement illicite

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Enjeux de mutabilité de la bouche d’aération

27Notre action parasite fait face à plusieurs enjeux. Elle cherche, tout d’abord, à limiter le risque d’exposition des piétons à la pollution aux particules fines émanant de la bouche. Elle veut, ensuite, mettre la lumière sur le potentiel énergétique de celle-ci par l’exploitation de ses ressources aérodynamiques et géothermiques pour la production d’électricité et répondre aux besoins de chauffage et de rafraîchissement du volume parasitaire. L’action désire, enfin, protéger et valoriser la mémoire du lieu hôte et cherche à sensibiliser les habitants à l’environnement et aux différents volets de l’écologie urbaine afin de renforcer leur résilience aux changements.

Dialogue de l’action parasitaire avec son lieu hôte

Transformer la bouche d’aération en tour de ventilation

  • 6 À l'échelle de la ville, l'interaction entre la forme urbaine et le climat produit différentes éche (...)

28Pour y parvenir, nous extruderons à partir du centre de la bouche un parallélépipède creux en béton armé dont la hauteur épousera la ligne d’horizon de l’environnement immédiat (Figure 8A). Cette cheminée élancée permettra, d’une part, une évacuation commode de l’air et des particules fines dans la « couche limite de surface6 » et préservera, de l’autre, les usagers de l’espace public des risques de pollution (Stathopoulos et al., 2008). La réduction de la section de la bouche est un geste voulu pour générer un effet de Venturi (Gandemer, 1976), qui accélérera le tirage et la vitesse de l’air dans la tour où des éoliennes turbines seront installées pour produire de l’électricité propre pour les besoins du projet. Les autres ouvertures non extrudées de la bouche seront colmatées.

Imbrication des volumes parasitaires

29Cette action consiste en l’ancrage de cinq contenants sur deux dalles superposées pour accueillir les activités du projet tout en libérant des coursives pour accentuer la liaison et l’interaction avec la ville (Figure 8B). Ces parcours de déambulation, qui s’ouvrent parfois pour former de petites terrasses, offrent aux usagers des échappées visuelles sur le paysage immédiat du projet (Figure 9A). Pour la liaison verticale, deux escaliers ont été aménagés à l’extrémité ouest pour relier conjointement les différentes dalles du projet.

Figure 8. Genèse architecturale

Figure 8. Genèse architecturale

(A) Transformer la bouche d’aération en tour de ventilation ; (B) Imbrication des volumes parasitaires

Project PFE de Melle. Nour-Elhouda Zannin (2021), encadrée par M. Mehdi Bannai et M. Khaled Athamena

30Pour unifier le tout et former une totalité, une façade-peau composée de plusieurs madriers espacés en bois de chêne vient envelopper le projet. Pour dynamiser la façade, nous avons choisi de changer l’orientation des madriers selon les besoins du projet en lumière naturelle. Ainsi, sur la façade nord, les madriers ont été fixés par rapport à leur face sagittale pour laisser pénétrer plus de lumière possible. Sur la façade est, qui nécessite plus de protection solaire, les madriers ont été tantôt placés sur la face sagittale, tantôt sur leur face frontale. Ce jeu d’ombre et de lumière ajoutera au projet une matérialité supplémentaire et lui conférera une ambiance spirituelle semblable à l’effet du Komorebi (Figure 9A). Ce dernier est selon Marc Décimo « la lumière du soleil qui filtre à travers les feuilles d'un arbre » (Décimo, 2017, paragraphe 1). Le traitement en madrier se poursuit, ensuite, pour contaminer le hangar mitoyen et ancrer de fait l’action parasitaire dans son milieu.

L’aménagement d’un parvis

31La dernière étape consiste à valoriser l’espace tampon entre l’action parasitaire et la rue Rouchai Boualem par l’aménagement d’un espace public qui unira le projet avec son quartier. Ce parvis est aussi une sorte d’extension de l’espace cafétéria que nous avons aménagé sur la dalle du rez-de-chaussée qui couvre la bouche d’aération. L’espace est marqué par une succession de bancs en bois allongés, une sorte de débordement des madriers de la façade pour aller chercher l’espace public et poinçonner l’ancrage du projet dans son milieu (Figure 9B).

Figure 9. (A) illustration montrant l’effet du Komorebi ; (B) l’espace public entourant le projet

Figure 9. (A) illustration montrant l’effet du Komorebi ; (B) l’espace public entourant le projet

Project PFE de Melle. Nour-Elhouda Zannin (2021), encadrée par M. Mehdi Bannai et M. Khaled Athamena

Récupération de l’énergie géothermique

32Le principe de captage de l’énergie géothermique nécessite l’utilisation d’une pompe à chaleur réversible (PACR) (Lemale, 2014), un système deux en un qui permet à la fois de chauffer les modules parasites en hiver et de les rafraîchir en été. La PACR fonctionne sur un principe de transfert d'énergie thermique, à l'aide d'un changement de température du fluide. Pour cela, un fluide frigorigène froid circulant dans plusieurs tubes en cuivre est injecté vers le tunnel souterrain du métro où la température de l’air est quasi-stationnaire. Chauffé par convection en hiver, c’est du liquide chaud que le système rejettera dans l’unité intérieure d’un climatiseur split pour chauffer des volumes parasites. En été, c’est un fluide chaud qui sera injecté pour le refroidir et l’utiliser pour le rafraîchissement des espaces (Figure 10).

Figure 10. Schéma montrant le principe de captage et de distribution de l’énergie géothermique à partir de la bouche d’aération

Figure 10. Schéma montrant le principe de captage et de distribution de l’énergie géothermique à partir de la bouche d’aération

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Financement du projet et scénario d’occupation

33Le scénario de projet proposé pourrait être financé par un commanditaire privé ou bien par un organisme public tel que la SONELGAZ (SOciété Nationale de l'ELectricité et du GAZ algérienne) ou l'Entreprise Métro d'Alger (EMA) dans le cadre d’un projet de recherche pour évaluer le potentiel des courants d’air des bouches d’aération à produire une électricité renouvelable. Ou encore pour mesurer l’efficacité et le rendement de l’énergie géothermique des tunnels pour le chauffage et le rafraîchissement des bâtiments. En effet, par sa nature éphémère, transitoire et réversible, un projet parasitaire est la solution optimale pour fournir des prototypes de construction à échelle réelle pour mener des recherches expérimentales et des campagnes de mesure in situ.

34Le projet pourrait par la suite être concédait à une association de quartier dans un but pédagogique de sensibilisation des populations à l’efficacité énergétique et aux pratiques responsables du quotidien telles que le recyclage des déchets, l’agriculture urbaine et la valorisation et la présentation du patrimoine bâti.

Conclusion

35Cette recherche a permis de faire la lumière sur le potentiel énergétique ainsi que sur le risque sanitaire que représentent les bouches d’aération des métros. Nous avons montré théoriquement comment l’énergie géothermique pourrait être utilisée comme solution durable pour chauffer et rafraîchir les bâtiments aux alentours des bouches d’aération. La solution de la pompe à chaleur réversible (PACR) présenterait un investissement et une énergie grise négligeables selon les chercheurs de l’EPFL (Peltier et al., 2019) et pourrait être généralisée sur toutes les bouches du réseau du métro algérois pour extraire cette énergie géothermique renouvelable. Ces puits de ventilation pourront aussi être exploités intelligemment en utilisant les phénomènes de tirage de l’air pour produire de l’électricité propre à partir de plusieurs éoliennes-turbines superposées tout au long des bouches.

36Nous avons aussi soulevé le risque sanitaire que pourraient provoquer ces cavités aménagées au ras de sol aux pieds des immeubles et dans les espaces publics, et comment des solutions architecturales comme les tours de ventilation permettraient de préserver la santé des piétons et évacuer les particules fines dans les couches limites urbaines où les vents dominants peuvent les disperser loin de la ville. L’utilisation des filtres à particules dans les tunnels et au niveau de station du métro serait aussi une solution à envisager pour maintenir la salubrité des tunnels et les stations du métro et préserver ainsi la santé des usagers.

37Nous avons également exposé différentes solutions pour absorber ces tours de ventilation et les intégrer dans le paysage urbain algérois, qui pourront tantôt faire l’objet d’une architecture factice et tantôt se transformer en élément d’appel ou objet de design urbain. L’architecture parasite pourrait elle aussi être une solution d’occupation transitoire ou permanente de ces tours de ventilation (hébergement des sans-abris, actions sociales ou sanitaires) pour optimiser leur intégration dans la ville. Nous avons expérimenté dans le cadre d’un projet pédagogique cette architecture sur une situation urbaine réelle au niveau du quartier d’El- Hamma où une bouche d’aération du métro a jailli au milieu d’une ancienne friche industrielle déshéritée. Nous avons saisi cette opportunité pour montrer comment intégrer un dispositif environnemental de récupération de l’énergie géothermique, mais aussi pour prouver que l’architecture parasite pourrait être une solution alternative d’occupation des friches et des espaces délaissés profitant des temps d’attente d’un réel projet.

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Bibliographie

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Notes

1 L'appellation "PM10" désigne les particules dont le diamètre est inférieur à 10 micromètres (noté µm,1 µm = 10-6 m, c'est- à-dire 1 millionième de mètre ou encore 1 millième de millimètre).

2 Symbole du microgramme, unité de mesure de masse du Système international (SI), valant 10−6 grammes.

3 Les particules fines sont des particules dont le diamètre est inférieur à 2,5 micromètres. Elles sont désignées sous le terme de PM 2,5.

4 Dans la nature, le parasitisme est une relation biologique durable entre deux êtres vivants dits « hétérospécifiques », où l’un des protagonistes tire profit d’un organisme hôte. Cependant, les parasites ne sont pas toujours néfastes aux organismes qu’ils colonisent, mais ils viennent souvent leur insuffler de la vie, on parle alors d’une « interaction durable ». C’est en ce sens qu’une architecture parasite se définit par le lien de coévolution qu’elle entretient avec un environnement urbain investi, en y déployant des ingrédients de développement.

5 Pour plus d’informations, voir l’article « L’architecture parasite à l’assaut de la cité », [En ligne] URL : https://www.wedemain.fr/decouvrir/l-architecture-parasite-a-l-assaut-de-la-cite_a3566-html/

6 À l'échelle de la ville, l'interaction entre la forme urbaine et le climat produit différentes échelles de couches d’air superposées dans l’atmosphère. La stabilité de ces couches dépend de la stratification thermique. La couche limite de surface s’étend sur plusieurs dizaines de mètres au-dessus des bâtiments.

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Table des illustrations

Titre Figure 1. La station souterraine « Jardin d'Essais » de la ligne 1 du métro d’Alger
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Titre Figure 2. Les bouches d’aération, des souffleries en continu qui constituent un gisement d’énergie aérodynamique inépuisable
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Titre Figure 3. Différentes bouches d’aération du métro algérois
Légende (A) Bouche d’aération au pied du musée national des beaux-arts ; (B) Bouche d’aération au pied d’un immeuble algérois au 189 avenue Pasteur ; (C) bouche d’aération à l’entrée du Jardin d’essai.
Crédits Auteur
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Titre Figure 4. Deux façons de concevoir les tours de ventilation des bouches d’aération de métro en milieu urbain
Légende (A) 145 rue La Fayette, Paris, France : ancien immeuble évidé et utilisé comme tour de ventilation du métro parisien, dont la façade a été conservée ; (B) Barcelone, Espagne : tour de ventilation du métro barcelonais qui jaillit telle un objet sculpter depuis le centre d’une place public.
Crédits Figure 4A : Wikipédia ; Figure 4B : www.dreamstime.com
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Titre Figure 5. Deux exemples de tours de ventilation à Alger
Légende (A) Vue sur le terminal 2 de l’aéroport Houari Boumediene d’Alger et de sa tour de ventilation ; (B) Bouche d’aération aménagée sous-forme d’une petite tour de ventilation située à l’intérieur d’une friche industrielle au 51 rue Mohamed Belouizdad, El-Hamma, Alger
Crédits Google Earth
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Titre Figure 6. 3BOX : des unités d’habitation nichées sur les bords du Quai de Valmy à Paris
Crédits Studio Malka
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Titre Figure 7. Différentes vues de la friche urbaine montrant l’emplacement de la bouche d’aération, les vestiges de l’ancien hangar et le phénomène de stationnement illicite
Crédits Auteur
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Titre Figure 8. Genèse architecturale
Légende (A) Transformer la bouche d’aération en tour de ventilation ; (B) Imbrication des volumes parasitaires
Crédits Project PFE de Melle. Nour-Elhouda Zannin (2021), encadrée par M. Mehdi Bannai et M. Khaled Athamena
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Titre Figure 9. (A) illustration montrant l’effet du Komorebi ; (B) l’espace public entourant le projet
Crédits Project PFE de Melle. Nour-Elhouda Zannin (2021), encadrée par M. Mehdi Bannai et M. Khaled Athamena
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Titre Figure 10. Schéma montrant le principe de captage et de distribution de l’énergie géothermique à partir de la bouche d’aération
Crédits Auteur
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Pour citer cet article

Référence électronique

Khaled Athamena, « Les bouches d’aération du métro algérois, une source d’énergie inexploitée et un potentiel architectural inexploré »VertigO - la revue électronique en sciences de l'environnement [En ligne], Débats et Perspectives, mis en ligne le 14 mai 2024, consulté le 14 juin 2024. URL : http://journals.openedition.org/vertigo/43492 ; DOI : https://doi.org/10.4000/11pdk

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Auteur

Khaled Athamena

Architecte, maître de conférences à l’École polytechnique d’architecture et d’urbanisme (EPAU) d’Alger, El-Harrach, Alger, adresse courriel : K.Athamena@Epau-Alger.edu.dz

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Droits d’auteur

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