PFE_Carnet de recherche The Sinking City?_Pierre-Baptiste TARTAS

The Sinking City?

Cahier de recherches

TARTAS Pierre-Baptiste PFE-Métropoles & Architecture 2016-2017 - Encadré par MAZZONI Cristiana

SOMMAIRE I. ÉTAT DES LIEUX - LA MONTÉE DES EAUX UN SUJET SOUS-ESTIMÉ - LA CHINE FACE À UN NAUFRAGE PROGRAMMÉ - SHANGHAI : UNE VILLE MENACÉE DE SUBMERSION - UN RISQUE D’ENGLOUTISSEMENT RENFORCÉ PAR D’AUTRES FACTEURS - UNE DÉFENSE QUI N’EST PLUS À LA HAUTEUR

II. ÉLABORATION DU PROJET - LA PROPOSITION D’UNE MÉTROPOLE INSULAIRE - UNE ENCEINTE PLEINE DE VILLE POUR PROTÉGER SHANGHAI - DU BARRAGE À LA DIGUE-HABITÉE

III. RÉFÉRENCES - BIBLIOGRAPHIE - RÉFÉRENCES - BIBLIOGRAPHIE

ÉTAT DES LIEUX

LA MONTÉE DES EAUX, UN SUJET SOUS-ESTIMÉ

Augmentation annuelle du niveau des eaux entre 1993 et 2010. Source : NASA.

Les observtions par satellite et les études paléontologiques sont les principales sources d’information en ce qui concerne l’étude de la montée du niveau des océans. Les observations par satellite nous montrent que celle-ci n’est pas homogène et cache d’importantes différences. Cependant elles nous montrent aussi que cette montée des eaux s’accélère malgré la pause climatique actuellement observée. Après une élévation des eaux de 1,7 mm/an au cours du XXe siècle, les dernières observations nous montrent une augmentation de 3,4 mm/an entre 1993 et 2017, augmentation qui ne cesse de croître au fil des ans.

Ces observations faite par des agences gouvernementales pronostiquent une hausse du niveau des eaux moyenne de 0,4 à 2,4 mètres d’ici 2100, alors que les climatologues qui prennent eux en compte la fonte des glaciers terrestres pronostiquent pour leur part une hausse moyenne de 4 à 9 mètre d’ici 2100. Ce qui rend la menace encore plus grande.

LA MONTÉE DES EAUX, UN SUJET SOUS-ESTIMÉ

Zones qui seront submergée après une hausse moyenne du niveau des eaux d’un mètre. Source : NASA.

Ces diverses estimations font que d’ici 2100, la plupart des mégalopoles et des principales villes mondiales feront face de manière plus ou moins importante à un risque de submersion partielle ou total. Le problème est d’autant plus grand que les estimations faites par la NASA et représentées sur la carte ci-dessus annoncent la disparition de ces zones urbaines à partir d’une hausse du niveau de eaux d’un mètre, élévation qui est pronostiquée par l’ensemble des rapports scientifiques, qu’ils soient issus de travaux indépendants ou d’instances gouvernementales. Ainsi, rien qu’entre 1993 et 2013, le niveau des eaux moyen a augmenté de 84 mm et s’accélère.

Ainsi, l’élaboration et l’érection de défenses urbaines sera très probablement une tâche récurrente pour les architectes et urbanistes au cours des prochains siècles. En effet, il est estimé que le niveau moyen des eaux monterait de 75 mètres après la fonte totale des glaciers terrestres d’ici 2500.

LA CHINE FACE À UN NAUFRAGE PROGRAMMÉ

(a) : Population menacée par la submersion des terres en 2100 après un réchauffement de 4°C (sans effondrement glacier)

(b) : Population menacée par la submersion des terres en 2100 après un réchauffement de 2°C (sans effondrement glacier)

Observations :

Population menacée (millions) Pays

+4°C

+2°C

Différence

Chine

145

64

81

Inde

55

20

35

Bangladesh

48

12

36

Viet Nam

46

26

20

Indonésie

44

16

28

Japon

34

18

17

USA

25

12

13

Philippines

20

7

13

Egypte

19

9

10

Brésil

16

9

7

Thaïlande

15

6

9

Myanmar

12

5

7

Pays-Bas

11

10

1

Nigéria

8

4

4

Malaisie

7

2

5

1. Dix des pays dans ce tableau sont des pays asiatiques.

2. Les six premiers pays les plus menacés sont tous situés en Asie.

3. La Chine est de loin le pays le plus menacé avec plus du double de personnes menacées par rapport à l’Inde, second pays de ce classement. Partant de ce constat, le choix de la Chine comme terrain d’expérimentation est justifié.

La montée des eaux aura donc un impact majeur en Asie, mettant en péril de nombreux pays en voie de développement qui ne seront pas forcément en mesure de pouvoir y répondre.

Reste que ces estimations faites par Climate Central ne prennent pas en compte le risque pourtant avéré par les climatologues d’effondrements glaciers, qui augmenteront inévitablement le nombre de personnes menacées. En effet, de tels effondrements augmenteront inévitablement le niveau des eaux.

Source : Strauss (Benjamin), Kulp (Scott) et Levermann (Anders). (Novembre 2015). “ Mapping choices. Carbon, Climate, and Rising Seas. Our global legacy “, Climate Central [en ligne].

LA CHINE FACE À UN NAUFRAGE PROGRAMMÉ

Source : National Geographic (Septembre 2013). “What the World Would Look Like if All the Ice Melted”.

Disponible en ligne à : http://www.nationalgeographic.com/magazine/2013/09/rising-seas-ice-melt-newshoreline-maps/

La carte ci-dessus nous montre à quel point la Chine est menacée par cette montée des eaux. En effet, la totalité des centres économiques, politiques, culturels, démographiques et industriels du pays sont menacés à plus ou moins long terme.

Ainsi, Shanghai, Tianjin, Hong Kong, Guangzhou et Shenzhen sont toutes situées dans des zones à risques d’ici 2100 : le delta du Yangzi et le delta de la Rivière des Perles. Par ailleurs Pékin se voit aussi menacée à plus long terme.

La survie même du pays dépendra donc dans les prochains siècles de sa capacité à s’adapter à cette montée des eaux.

Carte représentant l’est de la Chine après une montée des eaux de 23 mètres. Hauteur d’eau prévue actuellement par les autorités chinoises. Source : production personnelle.

SHANGHAI : UNE VILLE MENACÉE DE SUBMERSION Le Delta du Yangzi, commandé par Shanghai, est pour sa part, la partie la plus menacée du pays. Cependant, il s’agit également de la principale zone économique, démographique et agricole du pays. Par ailleurs, la ville de Shanghai se trouve également être la ville la plus menacée au monde.

Cette mégalopole du Delta du Yangzi est le cœur économique de la Chine. Elle dispose de la plus grosse concentration urbaine du monde avec près de 115 millions d’habitants. Par ailleurs cette zone géographique a été tout au long de l’histoire chinoise, le centre économique, culturel, productif, démographique et agricole du pays. Aujourd’hui, il s’agit du premier centre économique du pays et du sixième mondial comptant pour 18.5% du PIB chinois alors que la zone géographique ne représente que 2.2% du territoire national. La mégalopole regroupe également 11% de la population du pays. En outre, l’importance du delta du Yangzi ne cesse de croître et devrait représenter 11.8% de la population et 21% du PIB chinois d’ici 2020.

Cependant, cette menace n’est pas nouvelle pour les autorités chinoises qui prévoient depuis 1997, l’engloutissement de cette zone. Ce qui ne diminue pourtant pas les importants investissements fait par l’Etat dans cette mégalopole.

Population menacée (millions) Agglomération

Pays

+4°C

+2°C

Différence

Shanghai

Chine

22.4

11.6

10.8

Tianjin

Chine

12.4

5.0

7.4

Dhaka

Bangladesh

12.3

2.0

10.3

Calcutta

Inde

12.0

5.6

6.4

Mumbai

Inde

10.8

5.8

5.0

Hong Kong

Chine

10.1

6.8

3.3

Jakarta

Indonésie

9.5

5.0

4.5

Taizhou

Chine

8.9

6.1

2.8

Khulna

Bangladesh

7.6

2.6

5.0

Hanoi

Viet Nam

7.6

3.6

4.0

Tokyo

Japon

7.5

4.2

3.3

Shantou

Chine

7.4

3.0

4.4

Haora

Inde

7.0

1.9

5.1

Chittagong

Bangladesh

7.0

3.8

3.2

HCMC

Viet Nam

6.9

4.4

2.5

Observations :

Source : Sun, Q. (1997). Impact assessment studies of the sea-level rise in the Yangtze River Delta. Resources and Environment in the Yangtze Valley, 16(1), 58e65, (en chinois)

1. La totalité des villes représentées dans ce classement sont des villes asiatiques.

2. Parmi ces six pays la Chine est le plus représenté avec cinq villes.

3. Shanghai apparait comme la ville la plus menacée de ce classement, celle-ci étant estimée par Climate Central comme devant faire face d’ici 2100 à la disparition de 39 à 76 % de son territoire. Cette position dans ce classement est également confirmée par d’autres études réalisée sur le sujet de l’enfoncement des deltas.

Cependant, comme nous le verrons les estimations faites sont fortement erronées en ce qui concerne la disparition du territoire de la ville. En effet, Climate Central base cette estimation sur des relevés topographiques pris par satellite qui comptent le bâtit existant.

Source : Strauss (Benjamin), Kulp (Scott) et Levermann (Anders). (Novembre 2015). “ Mapping choices.

Carbon, Climate, and Rising Seas. Our global legacy “, Climate Central [en ligne].

SHANGHAI : UNE VILLE MENACÉE DE SUBMERSION En effet, le hausse du niveau des eaux du delta est supérieure à celle observée dans le reste du pays et se situe largement au-dessus de la moyenne mondiale : 11,5 cm pour une moyenne mondiale de 0,81 cm. Par ailleurs, ces différents rapports prédisent une montée des eaux d’approximativement 3,8 mètres tous les dix ans, atteignant ainsi plus de 20 mètres d’ici 2100. Ce qui signifie que la totalité du delta et des centres économiques du pays situés sur la côte est du pays, seraient engloutis.

L’impact de cette montée des eaux sera très important étant donné que la province de Shanghai est topographiquement basse. En effet, les parties supérieures à 4 mètres sont toutes artificielles. La ville connaissant une importante poldérisation depuis l’arrivée des occidentaux au XIXe siècle. Avant cette période, la défense des villes de cette zone géographique était assurée par de vastes réseaux de canaux, réseaux toujours présents dans les villes historiques.

Les villes traditionnelles de cette partie de la Chine sont toute organisée autour de systèmes de canaux, les protégeant des crues.

Topographie de la province de Shanghai. Source : production personnelle

Topographie de la ville de Shanghai et estimation des différentes hauteurs d’eaux auquelles elle fera face au cours de ce siècle. Source : production personnelle.

UN RISQUE D’ENGLOUTISSEMENT RENFORCÉ PAR D’AUTRES FACTEURS

Les typhons qui pour le moment évitent encore la ville se rapprochent pourtant de plus en plus et sont de plus en plus puissant, ces derniers causent des dégâts considérables. Sources : Seavit (Catherine) “Yangtze River Delta Project”, Scenario Journal n°3 : Rethinking Infrastructure, printemps 2013.

“A mon avis, les pertes cumulées seront plusieurs fois supérieures à la prévision d’origine.

Plusieurs fois, des alertes au typhon ont été faites à Shanghai. Ils ont toujours dévié au dernier moment et Shanghai ne s’est jamais trouvée dans l’œil du cyclone. Mais cela arrivera fatalement un jour. Et ce jour-là, avec le niveau général des terres, ce sera une inondation catastrophique.” (Zhang Weiran cité dans “Shanghai s’enfonce sous le poids de ses gratte-ciels”) Pour le moment, Shanghai connait des typhons moins violents que Hong Kong, cependant ces derniers se rapprochent de plus en plus de la ville et sont de plus en plus forts. Viendra donc un moment où leur impact sera dévastateur pour la ville. En effet les inondations suite à des typhons sont de plus en plus fréquentes notamment du fait de l’imperméabilisation des sols et du sous dimensionnement et donc de la rupture des digues.

Effet des vagues de tempête sur le littorale. Source : Department of City Planning, New-York, 2013

Par ailleurs, si le passage d’un typhon s’additionne à une forte marée, l’effet sera destructeur pour les côtes déjà affaiblies par l’érosion. Entraînant la rupture de certaines digues de protections.

Tongji University après un typhon en juin 2015. Photo personnelle

UN RISQUE D’ENGLOUTISSEMENT RENFORCÉ PAR D’AUTRES FACTEURS

La province fait également face à deux autres problèmes d’envergure : le recul des côtes et l’enfoncement important de ces sols. Ces deux paramètres font de la province une zone encore plus vulnérable à la montée des eaux. Sources : eavit (Catherine) “Yangtze River Delta Project”, Scenario Journal n°3 : Rethinking Infrastructure, printemps 2013 / Reportage ARTE : “Inondation : une menace planétaire” diffusé le 12 avril 2016.

Le sol de la ville de Shanghai est composé principalement de limon, d’argile et de sable gorgé d’eau. Le lit rocheux se trouve en moyenne à 300 mètres de profondeur. Ces caractéristiques propres au sol d’un delta, deviennent handicapantes lorsque que ce delta connaît une importante urbanisation additionnée à d’importants pompages de nappes phréatiques. A ce problème s’ajoute, depuis l’achèvement du barrage des Trois Gorges, dont la construction réduit considérablement les apports en alluvions, ce qui conduit à un recul des côtes. Pour lutter contre ce recul, la province a emmuré ses côtes ce qui a pour effet d’accélérer ce recul.

Cependant ce sujet est “tabou” à Shanghai. En effet, la ville s’enfonce officiellement de plus de 7mm par an, valeur considérée comme largement sous-estimée par des observateurs extérieurs. Néanmoins la ville s’est enfoncée de près de 3 mètres au cours du XXe siècle. Enfoncement qui s’est considérablement accéléré depuis les réformes économiques entreprises par le pays à la fin des années 1970.

Ce problème n’est donc pas vraiment reconnu en Chine, même s’il cause près de 200 millions de RMB (19,83 millions d’Euros) de pertes par millimètre (Liu Shouqi du Shanghai Land Subsidence Institute), cela vient principalement du fait que le gouvernement ne veut pas faire fuir les investisseurs. Les Chinois contestent ainsi toutes les études internationales sur le sujet : ils reconnaissent le problème mais jugent les occidentaux trop alarmistes. Zhang Weiran (professeur spécialisé sur la question des sols à l’Université de Tongji), estime les coûts des dégâts dûs à ce phénomène à 24, 57 milliards de RMB, soit 2,9 milliards d’Euros d’ici 2020.

De nombreuses villes asiatiques connaissent le même problème, comme Bangkok par exemple. Cependant, celles-ci ont mis en place des politiques drastiques empêchant le pompage des nappes phréatiques, ce qui n’est absolument pas le cas à Shanghai, le nombre de gratte-ciels et des terrains de golf augmentant sans cesse.

UNE DÉFENSE QUI N’EST PLUS À LA HAUTEUR

Les quatres lignes de défense de la province. Source : Shanghai Flood Control Headquarters. (2012). Shanghai flood prevention special emergency plan.

Vues des digues composant la première et la seconde ligne de défense de la province. Sources : Photos personnelles / eavit (Catherine) “Yangtze River Delta Project”, Scenario Journal n°3 : Rethinking Infrastructure, printemps 2013.

Des inondations de la ville de Shanghai sont observées régulièrement depuis la première rupture de la digue de la ville en 1949. Pour répondre à cette menace, le gouvernement provincial a mis en place un dispositif de 4 lignes de défenses dont une partie se greffe sur ce que l’on appelle la “Nouvelle Muraille de Chine”, digue maritime qui protège près de 60 % des côtes du pays. Shanghai c’est donc littéralement fortifiée depuis les années 50. Ces quatre lignes de défense sont les suivantes : - La première ligne de défense est composée des digues maritimes et du Yangtzi. Cette défense de 532 km a été conçue pour résister à des crues milléniales. Cependant, elles ne sont aujourd’hui que considérées comme pouvant seulement résister à des crues centennales, ce qui les rend insuffisantes. Cependant, plusieurs polders la consolident aujourd’hui, ces derniers constituant les points culminants de la province.

-La seconde ligne de défense est composée de digues construites le long du Huangpu et de la Suzhou Creek River. Cette défense de 511 km connaît les mêmes difficultés que la première malgré son dernier réhaussement en 2010.

- La troisième ligne de défense est une série de stations de pompage séparées en “régions” poldérisées. Ces stations servent à éviter les inondations par accumulation lors de fortes pluies ou lors de typhons. Cependant plusieurs d’entre-elles sont aujourd’hui considérées comme sous-dimensionnées.

-Finalement, la dernière ligne de défense est le réseau de drainage de la ville, composé de dispositifs souterrains et d’un système hiérarchisé de canaux. Cependant ce réseau n’est plus capable d’absorber et de stocker le surplus d’eau lors de pluies ou de crues importantes. Difficulté accrue du fait de l’enfoncement des sols.

UNE DÉFENSE QUI N’EST PLUS À LA HAUTEUR

Types de digues composant les deux premières lignes de défense. Source : KE, Q. (2014).

Flood risk analysis for metropolitan areas - a case study for Shanghai

Ainsi ces ruptures de digues sont observées lors du passage de typhons.

Par ailleurs, chaque typhon étant plus puissant que le précédent, le rehaussement coûteux et systématique des digues est nécessaire. De ce fait, entre 1949 et 2012 les digues de la ville ont été rehaussée de plus de 5 mètres. Ce rehaussement des digues s’explique également par l’artificialisation des berges des rivières et des lacs alentours, ce qui en réduit leurs capacités de stockage.

Cette artificialisation des zones humides suite à la construction de ces défenses implique un entretient plus coûteux de ces dernières, le surcoût est ainsi estimé à 31 milliards de dollars par an.

Cartes représentant les différentes ruptures et défaillances de digues observées entre 1962 et 1992. Source : KE, Q. (2014). Flood risk analysis for metropolitan areas - a case study for Shanghai

Pour répondre à ce problème, le gouvernement chinois a mis en place le programme “Sponge City” qui consiste à laisser plus de place à l’eau. Cependant de telles mesures seront inefficaces pour contrer l’augmentation de la force des typhons conjuguée à la montée des eaux.

ÉLABORATION DU PROJET

LA PROPOSITION D’UNE MÉTROPOLE INSULAIRE

Concept à l’échelle de la province entre Digue-Habitée, ville derrière le mur et Néo-Shanghai. Source : production personnelle

LA PROPOSITION D’UNE MÉTROPOLE INSULAIRE

Equipement alentours. Source : production personnelle

Relations entre les différents ports de la province. Source : production personnelle

Les trois composante principale de plan stratégique provinciale : les villes flottantes, la Digue-Habitée et les villes sur pilotis. Source : production personnelle.

UNE ENCEINTE PLEINE DE VILLE POUR PROTÉGER SHANGHAI

Recherche pour l’intégration de fonctions portuaires dans la Digue-Habitée. Source : production personnelle.

UNE ENCEINTE PLEINE DE VILLE POUR PROTÉGER SHANGHAI

Recherche pour l’intégration de fonctions portuaires dans la Digue-Habitée. Source : production personnelle.

UNE ENCEINTE PLEINE DE VILLE POUR PROTÉGER SHANGHAI

Recherche pour l’intégration d’un chantier naval dans la Digue-Habitée. Source : production personnelle.

UNE ENCEINTE PLEINE DE VILLE POUR PROTÉGER SHANGHAI

Recherche pour l’intégration et la connexion de l’aéroport de Hongqiao à la Digue-Habitée. Source : production personnelle

UNE ENCEINTE PLEINE DE VILLE POUR PROTÉGER SHANGHAI

Recherche pour l’intégration multifonctionnelle dans la Digue-Habitée. Source : production personnelle.

UNE ENCEINTE PLEINE DE VILLE POUR PROTÉGER SHANGHAI

Recherche pour l’intégration de différents transports et de fonctions agricoles dans la Digue-Habitée. Source : production personnelle.

DU BARRAGE À LA DIGUE-HABITÉE.

Profil de la Digue-Barrage présenté en mars. Source : production personnelle.

DU BARRAGE À LA DIGUE-HABITÉE.

Recherches visant à l’amincissement de la Digue-Barrage pour augmenter la surface exploitable de l’infrastructure. Source production personnelle.

DU BARRAGE À LA DIGUE-HABITÉE.

Développement progressif de la vision de la Digue-Habitée conçue comme un double mur, permettant l’intégration d’un maximum de surfaces exploitables au sein de l’édifice. Source : production personnelle.

DU BARRAGE À LA DIGUE-HABITÉE.

Profil de la Digue-Habitée retenu pour le projet. Différents types de profils étudiés en fonction des fonctions principales intégrées. Source : production personnelle.

RÉFÉRENCES - BIBLIOGRAPHIE

RÉFÉRENCES Concepts arts pour Néo-Séoul dans le film “Cloud Atlas” réalisés par George Hull. Source : https://io9.gizmodo.com/5954676/anexclusive-look-at-the-concept-art-behind-cloud-atlas-future-seoul

RÉFÉRENCES

Concepts arts de la Vekta City pour le jeux vidéo “Killzone - Shadow Fall” .

Source : http://killzone.wikia.com/wiki/ Vekta_City

RÉFÉRENCES

Louis Sullivan “The Living Dam”, projet récompensé par presidentmedals en 2013. Source : http://www.presidentsmedals.com/Entry-36301

RÉFÉRENCES NHimages : “San Francisco Wall” concours Skyscraper City 2013. Source : https://www.pinterest.dk/ pin/510243832755808678/

BIBLIOGRAPHIE

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Rapports et thèse : GIEC (2014). Changement Climatique 2014 : Rapport de synthèse. Contribution des Groupes de travail I, II et III au cinquième rapport d’évaluation du GIEC. Sous la direction de l’équipe de rédaction principale, Pachauri R.K. et Meyer L.A. Genève, Suisse.

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Ke Q. (2014). Flood risk analysis for metropolitan areas - a case study for Shanghai. Thèse sous la direction de Vrijling J.K., Van Gelder P.H.A.J.M. et Jonkman S.N., département d’ingénierie hydraulique, T.U. Delft, Pays-Bas.

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