Image : « Warka Water » Source : Manikanta Kaveripatnam.
L’innovation à l’épreuve de l’anthropocène
Pourquoi est-il important d’aborder ce sujet pour l’état de l’art ? Dans l’ère de l’anthropocène il devient crucial d’aborder les questions de relation entre le changement climatique et les innovations technologique. Cet essor technique et humain a été si rapide et généralisé qu’il a été qualifié de « grande accélération » qui est considérer (par beaucoup de philosophes et de penseurs comme Will Steffen, Paul J. Crutzen et John R. McNeill) comme la période la plus récente de l’anthropocène.
La question qu’on va essayer d’aborder à travers cet article et le projet qui suivra est :
Si la modélisation paramétrique a constitué un moteur central du progrès architectural, peut-elle aujourd’hui répondre à la crise écologique ?
La tour Warka est un exemple clés qui fera l’objet d’étude de cet article, et qui sera repenser, en abordant différentes approches dans le cadre du projet du CTID. Cette approche constituera une continuité entre la partie théorique et la partie pratique de l’exercice.
Warka Water Tower: Un projet de recherche expérimentale
En quelques mots et pour résumer la tour waka est une tour qui « transforme l’air en eau ». Ce dispositif vient en réponse au manque d’eau potable dans certaines régions du monde et qui ne fait que s’empirer sous l’ère de l’anthropocène. La cause des principaux problèmes de santé des pays en développement est la propagation de maladies perpétuées par le manque d’eau potable et de systèmes d’assainissement. Souvent contaminée par les déchets humains et animaux, la qualité de l’eau est très mauvaise.
Créées par Arturo Vittori et son équipe d’Architecture and Vision, les tours récupèrent l’eau de pluie, du brouillard et de la rosée. Ce n’est pas une idée nouvelle – les gens font cela depuis aussi longtemps qu’ils ont besoin d’eau, souvent avec des puits d’air. Souvent construits comme des structures en pierre de grande hauteur, les puits d’air recueillent l’humidité de l’air et l’acheminent dans un bassin pour la collecte. Le WarkaWater fonctionne à peu près de la même manière, en utilisant un filet en maille pour capturer l’humidité et la diriger dans un réservoir hygiénique accessible via un bec.
Le WarkaWater coûtera environ 1 000 euros à produire et ne nécessite pas d’électricité. Vittori dit qu’il faut moins d’une heure pour assembler les cinq modules dans une tour finie, ce qui la rend facilement emballée et déplacée si nécessaire.
En Éthiopie, le figuier « Warka » joue un rôle particulier : il sert de refuge et de lieu de rencontre pour les communautés locales. C’est aussi l’idéal pour la tour. A son ombre, les habitants du village peuvent se retrouver pour des moments sociaux, politiques ou récréatifs et, comme le figuier, la tour apporte vie et nourriture.
Image 1 et 1' : « Warka Water » Source : Manikanta Kaveripatnam.
Une conception modulaire et parametrique
Les progrès des logiciels de modélisation 2D et 3D lui ont permis aà l’architecte concepteur Vittori, d’itérer la conception relativement rapidement.
« Pour y parvenir, la vraie technologie est dans le logiciel », explique-t-il. « Le design est essentiellement paramétrique. Une fois que nous avons conçu la forme, nous pouvons l’améliorer très facilement sans avoir à la reconcevoir [à partir de zéro]. En quelques secondes, nous avons déjà une autre option. »
Une fois qu’il aura entièrement affiné le design, Vittori dit qu’il le rendra accessible à tous.
« Une partie importante du projet est qu’il s’agit d’un concept open-source », dit-il. « La communauté locale sera formée à sa fabrication et sera libre de le répéter autant qu’elle le voudra. »
Image : « Warka Water » Source : Manikanta Kaveripatnam.
L’integralite du projet a été modéliser sur les logiciels rhino et grasshoper.
Le château d’eau warka se compose de quatre parties principales telles que : structure de stabilité, ombre de la canopée, cordes et maille. (Fig. 2).
Image 2: Les parties principales structurantes Source: Warkawater.org
Warka Water se compose de 5 modules faciles à assembler, de haut en bas, et ne prend que 2 heures de temps de montage par la collaboration de 10 personnes sans échafaudage. La structure à ossature triangulée, réalisée localement, est optimisé pour la légèreté et la résistance. Elle est également modulable et pliable, ce qui facilite son transport. Chaque module est ensuite solidarisé avec d’autres sections avec des cordes en fibres naturelles. Il y a 8 fixations des points placés dans le sol radialement autour de la base de la tour où un réseau de cordes, d’épaisseurs variables, sont attachés et attachés pour créer plus de stabilité et permettre à la tour de résister aux vents violents.
Image 3: Les parties principales structurantes Source: Warkawater.org Image 4: 3D de la Warka Water Tower Source: SketchupWarehouse.com
Diamètre de l’empreinte = (7,3) m
Diamètre de canopée = 10 m
Pente de stabilité = 1 sur 2,25
Hauteur oblique de la tour = 9,85 m
Périmètre moyen de la tour c/s = 15,71 m
Hauteur = 4,5 m (une reliure spirale de bambous )
Nb de reliure spirale = 2
Longueur de chaque reliure spirale = 16,34 m
Longueur totale = 2 x 16,34 = 32,68 m
Périmètre du c/s inférieur = 22 m
En supposant un espace entre deux spirales consécutives = 0,5 m
Longueur totale des éléments en spirale = 32,68*44
Longueur totale de l’élément en spirale = 1437,92 m
Source: Etude realisier par S. Sangita Mishra, Warka Water Tower: An Innovative Method of Water Harvesting from Thin Air in Semi-Arid Regions, International Journal of Scientific Engineering and Research (IJSER)
Structure
La méthode d’assemblage de la structure a été élaborée à partir de l’analyse des composants du système illustrés La construction doit suivre certaines directives de base pour le fonctionnement de la structure, telles que, la résistance structurelle et facilité de manipulation. Une autre fonctionnalité implémentée dans ce prototype, était la fabrication de 5 modules indépendants, qui ont été assemblés séparément et puis regroupés lors de l’étape d’assemblage final.
Source : Kristóf Fenyvesi, Modelling Environmental Problem-Solving through STEAM Activities: 4Dframe’s Warka Water Workshop, University of Jyväskylä, Finland.
Matérialité :
Image : « Warka Water » Source : Manikanta Kaveripatnam.
Warka Tower est réalisée avec des matériaux naturels, biodégradables et Matériaux 100% recyclables tels que le bambou, les cordes en fibres, et bioplastique. La philosophie de conception est de n’utiliser que des matériaux locaux. Les principaux matériaux de construction sont le Bambou, Feuilles de palmier raphia, Cannes de bambou raphia, Bois, Polyester, Faux Fibres de Bananier, Adobe, Paille, Roseaux, lianes et pierre locale.
Image 5: Les principaux constituants de Warka Water Tower Source: Warkawater.org
Details :
Image 6: Modules et Packaging Source: Warkawater.org
Warka Water est conçu pour être facilement transporté aussi où les infrastructures sont limitées.
La tour est modulaire et les éléments s’assemblent avec une technique simple.
La taille de chaque module est suffisamment petite pour être transportée même à pied en grimpant sur des sentiers escarpés même à des endroits où aucun moyen de transport ne peut atteindre.
Assemblage et Temporalités :
Image 7: Assemblage et Temporalités Source: Warkawater.org
Système de collecte d’eau pluviale:
Image 8: Système de tissage Source: Warkawater.org
Les gouttelettes d’eau s’accumulent sur la maille, s’écoulent vers le bas par gravité et s’égouttent dans le collecteur. L’eau est ensuite acheminée vers le réservoir de stockage situé au centre de la base de Warka Water.
Les systèmes ne nécessitent également aucune alimentation éléctrique pour fonctionner.
De nouveaux filtres et les réparations des filets sont les exigences de base en matière d’entretien. Les inconvénients proviennent généralement de la poussière et des débris qui soufflent dans les filets et se déversent dans l’eau au fur et à mesure qu’ils s’accumulent.
Design :
Image 9/10/11/12: Representation Graphique et Design Source: Warkawater.org
Recherche et propostions :
Water Tower, comme l’ajout du film d’OPV entre les éléments structurant en bambou. Cette technique n’a pas pu largement être appliquée pour nombreuses raisons lier au budget ou à une certaine expertise de mise en oeuvre. Dans notre proposition 2023 du « mini-projet » nous chercherons aussi des alternative à la production d’énergie et d’autres ressources.
Nos recherches évoquent aussi de nouveaux éléments et techniques structurels comme un nouveau textile qui pourrait être plus écologique que le textile en polystyrène déjà utiliser (notamment explorer dans l’article « était de l’art » de Sara Zaher). Des techniques impliquant des tissages plus précis et des impressions numériques à haute précision qui pourrait améliorer potentiellement la qualité du projet.
Galerie d’images :
Annexe:
* Warka Water Tower, Mathematica by Oliver Knill, for multivariable exam *)
(* http://www.math.harvard.edu/~knill/teaching/summer2014/final/final.pdf *)
g1[t_] := 1.8 + Sin[t]; g[x_] := 0.4 g1[x];
S1 = ParametricPlot3D[{g[t] Cos[s + t/1.4], g[t] Sin[s + t/1.4], 2 t},
{t, 0.3, 2 Pi}, {s, 0, 2 Pi}, Mesh -> 20,
MeshStyle -> Brown, PlotStyle -> Opacity[0.0]];
S2 = ParametricPlot3D[{g[t] Cos[s - t/1.4], g[t] Sin[s - t/1.4], 2 t},
{t, 0.3, 2 Pi}, {s, 0, 2 Pi}, Mesh -> 20,
MeshStyle -> Brown, PlotStyle -> Opacity[0.0]];
S3 = ParametricPlot3D[ g[0.3] t {Cos[s], Sin[s], 0.3}, {s, 0, 2 Pi}, {t, 0, 1},
PlotStyle ->RGBColor[0.3,0.3,0], Mesh -> False];
h1[t_] := 1.1 + Sin[t - 0.6]/1.3; h[x_] := 0.4 h1[x];
S4 = ParametricPlot3D[{h[t] Cos[s], h[t] Sin[s], 0.5 + 1.5 t}, {t,
0.6, 2 Pi - 0.8}, {s, 0, 2 Pi}, Mesh -> False, PlotPoints -> 3,
PlotStyle -> {Specularity[White, 10], Yellow}];
S5 = VectorPlot3D[ {-y, x, 1}/2, {x, -1.5, 1.5}, {y, -1.5, 1.5}, {z, 1, 9},
VectorStyle -> "Arrow3D", VectorPoints -> 4,
VectorColorFunction -> "TemperatureMap",
VectorScale -> {0.2, Scaled[0.2]}];
Show[{S1, S2, S3, S4, S5},
PlotRange -> {{-2, 2}, {-2, 2}, {0, 10}}, Boxed -> False,
Axes -> False, AspectRatio -> 1]
Bibliographie et References:
Kristóf Fenyvesi, Modelling Environmental Problem-Solving through STEAM Activities: 4Dframe’s Warka Water Workshop, University of Jyväskylä, Finland.
S. Sangita Mishra, Warka Water Tower: An Innovative Method of Water Harvesting from Thin Air in Semi-Arid Regions, International Journal of Scientific Engineering and Research (IJSER)
Rahel Shawl, On Site Review Report Warka Water Architect Architecture and Vision Client Emergency Programme, Italian Development Cooporation Design & Research 2012-2015 Completed 2015 Dorze, Ethiopia
Eswari R.A.K., “Warka Water Tower”, International Journal of Advance Research, Ideas and Innovations in Technology, 2018; 4(4), 691-693.
https://legacy-www.math.harvard.edu/~knill/teaching/summer2014/exhibits/warka/index.html
http://www.warkawater.org/project/
