Cover L’architecte Scott Duncan, responsable senior chez Skidmore, Owings & Merrill (SOM), présente sa vision sur les bâtiments de grande hauteur
L’architecte Scott Duncan, responsable senior chez Skidmore, Owings & Merrill (SOM), présente sa vision sur les bâtiments de grande hauteur
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L’histoire des gratte-ciel ne se limite plus à la simple course à la verticalité, car tout record finit par être battu. Ce qui permet aujourd’hui à un bâtiment de grande hauteur de franchir de nouveaux sommets réside dans une réflexion approfondie sur les matériaux, le climat et l’énergie.
L’architecte Nguyen Hoang Viet, fondateur de GreenConcept, s’est exprimé lors de l’événement “Tant tinh voi trong luc so 2 - Vuot len nhung tam cao” organisé à l’Université de génie civil de Hanoï le 26 septembre dernier. Il s’agissait du deuxième volet d’une série de discussions sur les tours de grande hauteur et l’urbanisme vertical au sein de SANDINH, une plateforme communautaire initiée avec le soutien de consultants, d’experts et de la communauté architecturale locale. SANDINH vise à bâtir un écosystème connectant les savoirs, favorisant le dialogue professionnel et offrant des opportunités aux jeunes talents du secteur de l’architecture et de la construction.
L’architecte Scott Duncan, responsable au sein de Skidmore, Owings & Merrill (SOM), l’un des cabinets d’architecture, d’ingénierie et d’urbanisme les plus influents au monde, a guidé l’auditoire vers ces nouveaux sommets. Fort de plus de 2 000 distinctions internationales, SOM est le concepteur de monuments emblématiques tels que la Willis Tower, le One World Trade Center aux États-Unis, ainsi que le Burj Khalifa aux Émirats arabes unis, le bâtiment le plus haut du monde. Au sein de SOM depuis près de trente ans, Scott Duncan a dirigé des projets d’une complexité et d’une envergure inédites en Asie, au Moyen-Orient, aux États-Unis et en Australie, allant des tours de grande hauteur aux aéroports et aux complexes urbains.
Dans sa présentation, Scott Duncan a permis au public d’entrevoir l’avenir des bâtiments de grande hauteur dans un contexte technologique nouveau, où architecture, infrastructures, énergie et innovation se conjuguent pour créer des villes plus durables et adaptables.
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L’utilisation optimisée de matériaux écologiques
En architecture, une tour de 300 mètres ou plus est classée comme “super-tall”, et de 600 mètres ou plus comme “méga-tall”. Pourtant, la première question posée par Scott Duncan ne concerne pas la hauteur, mais l’efficacité et la durabilité environnementale, notamment la réduction de l’empreinte carbone. Il souligne que “c’est sans doute le plus grand défi auquel nous sommes confrontés aujourd’hui”, car le fonctionnement d’un bâtiment représente environ 28 % des émissions mondiales, tandis que le béton, l’acier et l’aluminium en ajoutent 23 % supplémentaires.
Si de nombreux projets privilégient déjà des matériaux moins polluants, Scott Duncan insiste sur l’importance de l’optimisation des ressources. Par exemple, au lieu du bois massif contrecollé, les architectes peuvent utiliser des structures spatiales en bois, en n’utilisant le matériau que là où il est indispensable. Sur une même surface de plancher, cela permet de diviser par deux la quantité de bois nécessaire, tout en garantissant une résistance structurelle optimale.
Les nouvelles technologies permettent de calculer ces solutions avec précision. Chaque tour doit trouver l’équilibre entre le plan d’ensemble, la profondeur spatiale et l’efficacité structurelle. Pour trouver la solution idéale, SOM a collaboré avec le MIT, utilisant l’intelligence artificielle pour analyser des milliers de scénarios selon quatre critères : efficacité, ouverture, flexibilité et volume. “Il y a quelques années, cela était impensable”, note l’architecte.
Above Vue d’ensemble de l’événement sur les tours de grande hauteur et l’avenir architectural
Vue d’ensemble de l’événement sur les tours de grande hauteur et l’avenir architectural
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Côté construction, la robotique joue un rôle clé. Le béton, matériau le plus utilisé au monde après l’eau, contribue pour environ 5 % aux émissions mondiales. Dans un bâtiment de grande hauteur classique, les dalles de plancher représentent 40 à 60 % de l’empreinte carbone. En adaptant le coulage du béton aux seules zones nécessaires, on peut réduire significativement l’usage des matériaux tout en créant des plafonds sculpturaux. Les robots permettent d’usiner les coffrages directement à partir de modèles numériques, rendant les formes complexes moins onéreuses et réduisant jusqu’à moitié les coûts de construction en béton.
Des bâtiments qui “respirent”
Dans les pays tropicaux, le système de climatisation consomme à lui seul environ 55 % de l’énergie d’exploitation, et le rayonnement solaire explique la moitié des pics de demande frigorifique. “Plutôt que de dépendre entièrement de la climatisation, comment rendre nos bâtiments capables de respirer ?”, demande Scott Duncan. Une modification de la forme du bâtiment, comme le passage d’un carré à un losange ou à des angles arrondis, permet de réduire la demande énergétique. Avec des protections solaires adaptées, la consommation de pointe chute de 49 %.
Prenons l’exemple du siège de la Rural Commercial Bank à Shenzhen, en Chine. Le réseau de croisillons extérieurs soutient la structure, libérant l’espace intérieur, tout en offrant une protection solaire efficace. L’épaisseur de cette structure projette de l’ombre sur le verre, réduisant le rayonnement solaire d’un tiers par rapport à une façade classique. Également, l’intégration de systèmes de ventilation naturelle mixte permet au bâtiment de “respirer” durant les saisons tempérées, offrant un confort optimal aux usagers de ces bâtiments de grande hauteur.
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Above L’architecte Scott Duncan lors de sa conférence sur l’avenir des bâtiments de grande hauteur
L’architecte Scott Duncan lors de sa conférence sur l’avenir des bâtiments de grande hauteur
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L’intégration d’un système de ventilation naturelle permet une circulation d’air saisonnière efficace dans les zones communes et les espaces de bureaux. Les stores automatisés installés dans les puits de lumière verticaux et les ouvertures motorisées à chaque étage garantissent une flexibilité totale permettant aux bâtiments de grande hauteur de respirer lorsque les conditions météorologiques le permettent.
L’autonomie énergétique au cœur des tours
La demande en électricité mondiale devrait grimper en flèche en raison des besoins des centres de données liés à l’IA. Les idées de SOM vont au-delà de l’économie d’énergie, visant des bâtiments capables de produire leur propre courant. La Pertamina Energy Tower à Jakarta, en Indonésie, est conçue comme une tour de grande hauteur à bilan énergétique net zéro. Sa forme s’élargit vers le sommet, dévoilant un conduit de ventilation qui capte les vents dominants pour générer de l’énergie.
Le complexe dispose de sa propre centrale énergétique. Une “bande énergétique”, chemin couvert protégeant du soleil et de la pluie, intègre des panneaux photovoltaïques et relie l’ensemble du site. Profitant de la nature volcanique de l’Indonésie, SOM exploite même l’énergie géothermique pour alimenter les systèmes de refroidissement. SOM étudie également l’intégration de systèmes de stockage par pompage dans les structures des gratte-ciel. “Imaginez ces tours stockant l’énergie solaire le jour et la restituant au réseau la nuit”, déclare Scott Duncan. “Il s’agit de bâtiments de grande hauteur qui ne consomment pas seulement de l’électricité, mais qui contribuent à illuminer la ville ou à alimenter nos foyers.”
