Dans un monde où les crises globales deviennent de plus en plus fréquentes, les espaces souterrains émergent comme une solution potentielle pour protéger l’humanité. Mais vivre sous terre n’est pas aussi simple qu’on pourrait le penser. Ces habitats doivent répondre à des besoins fondamentaux : sécurité, confort, énergie et durabilité. L’architecture et l’ingénierie jouent un rôle crucial dans la conception de ces refuges, en trouvant des solutions pour des défis complexes tout en garantissant que ces espaces restent vivables et fonctionnels.
Les Défis de la Vie Souterraine
1. La pression du sol et la durabilité des structures
Sous terre, les structures subissent une pression énorme due au poids du sol et des roches qui les entourent. Ces forces peuvent provoquer des fissures ou même des effondrements, surtout si l’eau s’infiltre. De plus, l’humidité constante sous terre favorise la corrosion des matériaux.
Pour y faire face, le béton haute performance (BHP) est devenu essentiel. Ce béton, renforcé par des fibres métalliques ou polymères, est beaucoup plus résistant à la compression et aux fissures que le béton classique. En plus, il est conçu pour être étanche, ce qui empêche l’eau de pénétrer dans les structures. Grâce à ces caractéristiques, le BHP peut prolonger la durée de vie des constructions de 30 % et réduire les besoins en entretien.
2. La lumière : un enjeu de santé et de confort
Vivre sans lumière naturelle peut avoir des effets néfastes sur la santé mentale et physique. Les gens peuvent souffrir de troubles comme la dépression, et leurs cycles biologiques, comme le sommeil, peuvent être perturbés.
Pour pallier ce manque de lumière naturelle, des systèmes d’éclairage artificiel à spectre complet ont été développés. Ces systèmes imitent la lumière du jour, avec des couleurs et des intensités qui ressemblent à celles du soleil. Ces technologies ont montré qu’elles réduisent le stress et améliorent le bien-être des habitants. En complément, des fibres optiques permettent de capter la lumière extérieure et de la diffuser dans les espaces souterrains, créant ainsi un environnement plus agréable.
L’Énergie et la Gestion des Ressources Souterraines
1. Produire de l’énergie sous terre
Les espaces souterrains ont besoin d’une alimentation énergétique constante pour l’éclairage, la ventilation et les systèmes de filtration. Mais en cas de catastrophe, ils ne peuvent pas dépendre uniquement de l’énergie fournie par la surface.
Pour résoudre ce problème, plusieurs sources d’énergie sont utilisées. Les panneaux solaires placés en surface captent l’énergie du soleil et la stockent dans des batteries, qui alimentent les équipements souterrains même en cas de coupure d’électricité. En outre, la géothermie permet d’exploiter la chaleur naturelle du sol pour produire de l’électricité ou chauffer les espaces. Cette technique permet de réduire les besoins en énergie de 40 %. Enfin, des micro-réseaux électriques combinent plusieurs sources d’énergie (solaire, géothermie, batteries) pour garantir une alimentation continue.
2. Ventilation et qualité de l’air
Sous terre, l’air peut rapidement devenir vicié, avec un excès de CO2 et une humidité élevée. Sans un renouvellement constant de l’air, les habitants risquent des problèmes respiratoires.
Pour résoudre ce problème, des systèmes de ventilation mécanique contrôlée (VMC) sont utilisés. Ces systèmes assurent un renouvellement constant de l’air et sont souvent équipés de filtres HEPA, qui éliminent 99,97 % des particules fines et des agents pathogènes. Des capteurs intelligents surveillent la qualité de l’air en temps réel et ajustent la ventilation en fonction des besoins, garantissant ainsi un environnement sain tout en réduisant les besoins énergétiques de 20 %.
Gestion et Traitement des Déchets
Dans des espaces confinés, la gestion des déchets est essentielle pour éviter les nuisances sanitaires et environnementales.
Des solutions comme la collecte pneumatique sont utilisées pour transporter les déchets directement vers des stations de traitement, réduisant ainsi les nuisances olfactives. Les déchets organiques sont ensuite transformés en biogaz, qui peut être utilisé pour produire de l’électricité ou du chauffage. De plus, les matériaux solides comme le plastique et le métal sont triés et réutilisés grâce à des technologies avancées de recyclage.
Études de Cas : Des Projets Visionnaires
1. Earthscraper : Une pyramide inversée sous terre
Le projet Earthscraper, situé à Mexico, propose une ville souterraine de 65 étages. Chaque niveau intègre des systèmes de ventilation naturelle, des puits de lumière et des matériaux avancés comme le béton haute performance. Ce concept montre comment l’architecture peut transformer des espaces confinés en environnements habitables et durables.
2. Le Réseau Souterrain de Helsinki
Helsinki a développé un réseau souterrain de 33 km de galeries, comprenant des abris antiatomiques, des centres commerciaux et des infrastructures sportives. Ce réseau est alimenté par des systèmes géothermiques et équipé de filtres à air de pointe, offrant ainsi une solution durable et multifonctionnelle pour les habitants.
Conclusion : L’Avenir de l’Architecture Souterraine
Les habitats souterrains ne sont pas seulement une réponse aux crises actuelles, mais aussi une occasion de repenser notre manière de vivre et de consommer les ressources. Grâce aux innovations architecturales, comme le béton haute performance et l’éclairage artificiel, et aux avancées en ingénierie, telles que la ventilation et la géothermie, il est possible de concevoir des espaces souterrains résilients, durables et autonomes. Ces projets montrent que la vie sous terre pourrait devenir une solution de choix pour l’avenir, bien plus qu’un simple dernier recours face aux crises.
Bibliographie
- Tanaka, H., et al. (2019). High-Performance Concrete for Underground Structures. *Journal of Advanced Concrete Technology*.
- Heschong, L. (2016). Daylight and Productivity in Underground Spaces. *Lighting Research & Technology*.
- Chen, Q., et al. (2021). Air Quality Management in Subterranean Environments. *Building and Environment*.
- Bourke, K., et al. (2017). Energy Efficiency in Subterranean Buildings. *Energy and Buildings*.
- Helsinki Underground Network. (2023). *City of Helsinki Archives*.
Par Kenly BENCHIKH