PFE_Explication du projet The Sinking City?_Pierre-Baptiste Tartas

The Sinking City?

TARTAS Pierre-Baptiste

Encadré par MAZZONI Cristiana PFE-Métropole & Architecture 2016-2017

RÉSUMÉ Shanghai devra faire face au cours du siècle au problème de la montée des eaux conjugué au risque déjà existant des inondations, de l’affaissement des sols et des typhons.

Plusieurs enjeux devront donc être relevés pour assurer la survie de la ville, tels que son adaptation au pire scénario envisagé vis-à-vis du réchauffement climatique, la réconciliation de la ville avec l’eau pour transformer la menace existante en une force propre au développement futur de Shanghai et enfin la mise en place de réponses aux défis contemporains des métropoles asiatiques.

L’ensemble de ces menaces et enjeux nous amène à nous questionner et à élaborer une nouvelle vision de Shanghai face au risque de sa submersion, ce qui revient à se poser la question de quelle manière adapter cette métropole menacée de disparaître sous les flots ?

Pour répondre à cette question, il faudra transformer cette menace en aubaine, via la réinterprétation des villes aquatiques chinoises traditionnelles, l’implémentation de nouvelles formes urbaines flottantes ou sur pilotis, la généralisation des transports par navire ou aériens, ainsi que la transformation des infrastructures qu’elle génère. Par ailleurs, le concept de ce travail sera principalement orienté sur l’élaboration d’une Digue-Habitée comme réponse urbaine à la montée des eaux.

Une approche multi-scalaire allant de l’échelle provinciale à l’échelle de la ville de Shanghai en passant par celle de la Digue-Habitée protégeant cette dernière, servira à l’élaboration de solutions possibles pour la préservation générale de la métropole shanghaienne.

Cette Digue-Habitée, véritable ville autour de la ville, chargée de défendre le Shanghai existant, sera alors la principale solution proposée par ce projet. Celle-ci prendra place sur l’Outer Ring Road, qui délimite aujourd’hui la ville de Shanghai. La proposition se centrera sur la mise en place, l’organisation et l’évolution de cette infrastructure et plus particulièrement sur son rôle d’interface entre ville et mer pour les personnes et les biens permettant de préserver sa connexion au reste du monde.

MOTS CLÉS : Shanghai / Montée des eaux / Adaptation au réchauffement climatique / DigueHabitée / Chine / Futurs incertains / La métropole en mer.

ABSTRACT Over the course of this century, Shanghai will have to deal with the increasing threats of rising sealevel, floods, typhoons, and land subsidence.

Therefore, the city has to take up several challenges, such as its adaptation to the rising sea-level and climate change, its reconciliation with water to transform the existing threat into a strength for its future development while addressing the contemporary issues faced by Asians mega-cities.

To face these threats and challenges, a new vision for Shanghai will have to be elaborated taking into account the worst-case scenario proposed by climatologists regarding sea-level rise. A scenario that forecasts Shanghai’s submersion. This lead to the following question: how to adapt this city threatened to disappear beneath the sea?

To address this question, the present project is an exploratory scenario attempting to explore an approach transforming the threat of rising sea-level into an opportunity, via Chinese water towns’ reinterpretation, the implementation of floating and on stilts urban areas, the development of maritime and aerial transportation as well as the resulting transformation of present transportation infrastructures. At the same time, it also questions the capacity of the current strategies used by cities to deal with this risk. Hence, this project primarily focuses on the elaboration of a massive ‘Inhabited Dike’, that pushes to the extreme the main defensive strategy adopted by cities, worldwide.

A multi-scale approach is performed from the provincial scale to the Inhabited Dike one to investigate solutions to preserve the existing urban center and allow the city’s future development. Indeed, Shanghai is seen by the Chinese government as the showcase of the country’s economic success.

Thus, besides the ‘Inhabited Dike’ protecting the city from long term sea-level rise and increasing storms surges, ‘Neo-Shanghai’ is built above the submerged land and designed as floating city or, in some places, as on stilts city while Shanghai’s streets located in the area protected by the dike are turned into canals.

The ‘Inhabited Dike, besides its protective function, will be designed as a city around the city and will serve as a transportation hub connecting the “protected city” to ‘Neo Shanghai’ and the rest of the world. It will be built on the actual Outer Ring Road—nowadays considered as the Shanghai city’s limit—and will be used to answer various city’s needs. Consequently, the present project will probe the implementation, organization, and evolution of this infrastructure with a focus on its role as an interface between city and sea for people and goods.

KEYWORDS—Shanghai, adaptation to rising sea-level, Inhabited Dike, exploratory scenario, a city at sea, China.

SOMMAIRE 上海 « SUR LA MER »… UNE VILLE MENACÉE DE SUBMERSION :........................1 La Montée des Eaux, un Sujet Sous-Estimé :.....................................................................................1 Shanghai Face à un Naufrage Programmé :........................................................................................2 Une défense qui n’est plus à la hauteur :.............................................................................................4

PERDUE EN « HAUTE MER », VERS UNE METROPOLE INSULAIRE :...................5 Une Menace, Différentes Approches :................................................................................................5 Une Métropole qui Reste Connectée au Monde et au Continent :.......................................................8 Vers Un Territoire Autosuffisant :......................................................................................................9

UNE ENCEINTE PLEINE DE VILLE POUR PROTÉGER SHANGHAI :......................9 Du Barrage à la Digue-Habitée, une Longue Recherche Formelle :.................................................10 Une Interface Entre Ville et Mer :....................................................................................................13 Une Infrastructure Tantôt Machine, Tantôt Habitée :.......................................................................14

BIBLIOGRAPHIE :...............................................................................................................17 Articles :...........................................................................................................................................17 Rapports et thèse :.............................................................................................................................18 Sites internet :...................................................................................................................................18

ANNEXE :...................................................................................................................................

上海 « SUR LA MER »… UNE VILLE MENACÉE DE SUBMERSION La Montée des Eaux, un Sujet Sous-Estimé : Le sujet du réchauffement climatique et plus particulièrement celui de la montée des eaux, bien que très souvent abordé depuis le début du siècle, reste trop souvent sous-estimé ou vu comme une perspective lointaine sans impact dans notre vie quotidienne. Cette sous-estimation est régulièrement la cause de la submersion, suite à des tempêtes, de villes qui se considéraient, jusque-là, comme protégées des éléments. Citons comme exemples les cas de la Nouvelle-Orléans en 2005 ou de New York en 2012.

Pour bien comprendre cela, il faut étudier les différentes études prévisionnelles portant sur le thème de la montée des eaux. Apparaissent alors deux constats : Le premier est que les scientifiques travaillant sur le sujet ne comprennent pas vraiment ce qui se passe, et essayent d’utiliser les données issues des carottages glaciers et des études de fossiles pour estimer ce qu’il pourrait se produire en se basant sur les observations préhistoriques ; le seconde est qu’il existe deux types de rapports sur le sujet : ceux publiés par des agences nationales ou internationales tels que la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) ou le GIEC (Groupes d’experts Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat) et celles publiées par des climatologues dans des magazines scientifiques.

La principale différence entre ces deux types de rapports vient du fait que les estimations fournies par les agences tels que la NOAA (Sweet et al., 2017) ou le GIEC (2014) ne prennent pas en compte les effondrements des glaciers, c’est-à-dire la fonte des glaciers terrestres du Groenland et de l’Antarctique, ou les sous-estiment et se concentrent donc sur des scénarios régulièrement revus à la hausse. Du côté des climatologues, cette fonte des glaciers terrestres est intégrée aux études, pronostiquant alors des estimations bien plus alarmantes. En effet, le rapport de la NOAA table sur une montée des eaux moyenne comprise entre 0,4 et 2,4 mètres en 2100 alors que James Hansen et dix-huit autres scientifiques estiment pour leur part que l’élévation moyenne des océans pourrait atteindre 4 à 9 mètres en moyenne aux alentours de 2100 (Hansen et al., 2016), l’estimation ne se faisant pas vraiment sur une échelle de temps clairement connue pour le moment à cause du manque de données.

Cependant, l’ensemble des études s’accorde sur l’élévation maximale des eaux une fois que l’ensemble des glaciers du Groenland et de l’Antarctique aura fondu d’ici au plus tard 2400 : 75 mètres en moyenne. Un autre point d’accord est la constatation de l’accélération de la montée des eaux depuis quelques années et cela malgré la ‘pause’ observée dans l’augmentation des températures atmosphériques. Constatation aujourd’hui mesurée via différents satellites de la NASA. Ainsi, le niveau des mers a augmenté de 10 cm en moyenne au cours du XXe siècle, avec une hausse moyenne du niveau des mers de 1,7 mm/an. Néanmoins, les observations satellites effectuées depuis 1993, mettent en lumière l’accélération de cette hausse, mesurant une hausse moyenne du niveau des mers de 3,2 mm/an entre 1993 et 2010 et de 3,4 mm/an entre 1993 et 2017, le niveau des mers a donc augmenté de 84,8 mm pendant cette dernière période 1. Cette accélération de la hausse du niveau des mers ne fera qu’augmenter au cours des futures décennies, dans une proportion inconnue par les climatologues et dépendant fortement de l’augmentation des températures atmosphériques et de celles des océans.

Enfin, un dernier paramètre est à prendre en compte : la mer n’est pas ‘plate’ et par conséquent, l’estimation moyenne de la hausse du niveau des eaux cache en fait de grandes disparités. William V. Sweet un des auteurs du dernier rapport de la NOAA explique la situation de cette manière : "The ocean's not flat […] It's not going to rise like water in a bathtub" 2. En effet, une hausse beaucoup plus forte de la hauteur des eaux est observée sur certaines zones géographiques alors que pour d’autres 1 Données fournies par le site officiel de la NASA traitant du changement climatique, consultée le 17 mai 2017 et accessibles à https://climate.nasa.gov/vital-signs/sea-level/

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c’est une baisse de ce niveau qui est relevée. Ainsi, pendant la période comprise entre 1993 et 2010, la hausse moyenne du niveau des mers observée était de 3 mm/an en moyenne, moyenne qui dissimule en fait une hausse de 12 mm/an ou une baisse de 12 mm/an pour certaines aires géographiques ( Figure 1).

Figure 1: Observation de la hausse annuelle moyenne du niveau des mers réalisée par la NASA entre 1993 et 2010. (NASA).

Shanghai Face à un Naufrage Programmé : L’objectif de ce projet de fin d’étude va donc être de proposer diverses solutions pour répondre à cette montée des eaux se basant sur le pire scénario possible pour Shanghai au cours des prochains siècles.

En effet, pour les climatologues, cette hausse ne s’arrêtera pas même si nos émissions de CO2 cessaient du jour au lendemain. En conséquence, les migrations climatiques seront de plus en plus importantes. En prenant cela en considération, les zones les plus menacées par la montée des eaux ne sont pas forcément celles qui seront les plus rapidement submergées, mais bien celles où cette montée des eaux menacera des zones à forte concentration humaine.

Climate Central (Strauss, Kulp & Leverman, 2015) base sa liste des pays les plus menacés selon ce principe : les pays ou les villes les plus à risque sont ceux qui auront le plus grand nombre de personnes directement menacées par la montée des eaux. En partant de ce principe, l’Asie est de loin le continent le plus à risque et parmi eux, la Chine est de loin le pays le plus menacé, ce qui justifie donc le choix de travailler dans ce pays. Le même organisme a également dressé la liste des 20 villes les plus menacées au monde. Parmi cette liste, toutes les villes sont situées en Asie, et 7 d’entre elles sont en Chine. Par ailleurs, Shanghai est considérée comme étant la ville la plus menacée au monde.

Ces éléments permettent alors de définir notre secteur d’intervention : la province de Shanghai, centre de commandement de la mégalopole du Delta du Yangzi. Précisons ici que Shanghai est à la fois une province et une ville, commandée par un unique gouvernement. Néanmoins, l’entité que l’on nommera « ville de Shanghai » se trouve être la principale concentration urbaine de la province du même nom comprise dans le périmètre de l’Outer Ring Road.

2 Propos rapportés par Nicholas Kusnetz N., 2017 dans son article “Sea Level Rise Estimate Grows Alarmingly Higher in Latest Federal Report” publié le 24 janvier 2017 sur le site Inside Climate News, consulté le 17 mai 2017 et accessible à https://insideclimatenews.org/news/24012017/sea-level-rise-global-warming-federal-reportdonald-trump

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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 (Gu et al., 2011). 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.

Plusieurs rapports scientifiques chinois datant de 1993 (Ren), 1996 (Xie), 1997 (Sun), 2000 (Shi et al.), 2005 (Liu & Ye) et 2011 (Gu et al.) qui traitent de la montée des eaux dans le delta mettent en avant sa grande vulnérabilité. En effet, la 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 seraient engloutis (Figure 2). Néanmoins, ces études utilisent des modèles aujourd’hui dépassés et abandonnés par les climatologues. Par ailleurs ces études ne prennent pas en compte la fonte des calottes glaciaires terrestres et sous-estiment l’enfoncement des sols, autre problème de taille pour cette mégalopole.

Ainsi, l’augmentation du niveau des eaux sera très certainement bien plus importante.

Figure 2 : Estimation de l’impact d’une montée des eaux de 23 mètres sur le delta du Yangzi et des régions alentours en 2100 (en gris clair). La province sera totalement immergée après une hausse du niveau des eaux de 10 m et l’estimation de 23 m suit des scénarios aujourd’hui dépassés. (Production personnelle).

Cette montée des eaux aura plusieurs conséquences qui entraîneront une accélération de la submersion de la région, à celles-ci s’ajoute l’enfoncement de plus en plus rapide des sols dû aux constructions denses et de grande hauteur et à la surexploitation des nappes phréatiques. Parmi ces conséquences citons le recul important des côtes dû à l’érosion ; une augmentation de la fréquence et de la force des typhons et des ondes de tempête menaçant et fragilisant l’ensemble des ouvrages de défense de la zone ; la réduction des capacités de drainage existante du fait des effets de remous et de stagnation des eaux dans les parties topographiquement basses, qui à terme conduira à des immersions permanentes ; et finalement une augmentation des intrusions de sel qui menacera les réserves d’eau potable de la ville.

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Finalement, une donnée reste constante à travers toutes ces études : Shanghai est de loin la partie la plus menacée du delta, et son naufrage est inévitable. Il est donc parfaitement probable que le gouvernement chinois, au vu des risques de submersion de cette région et en raison de l’importance de celle-ci pour le pays, décide de la défendre par tous les moyens. Ce sera plus particulièrement le cas de la ville de Shanghai, vitrine internationale de la réussite chinoise.

Une Défense qui n’est Plus à la Hauteur : Au cours de l’histoire récente de la province de Shanghai, de nombreuses ruptures et débordement de digues ont été répertoriées à la suite de typhons qui sont de plus en plus puissants ( Figure 3). Ces typhons défient tous les ans les quatre lignes de défense actuelles de la province : les digues et polders situés sur la côte, celles situées le long du Huangpu et de la Suzhou Creek, les canaux de dérivation et les stations de pompages. En réponse à cela, le gouvernement chinois rehausse sans cesse les digues de la ville qui ont gagné plus de 2,1 mètres entre 1949 et 1984 (Zong & Chen, 1999). Cependant cela s’avère insuffisant, les digues étant systématiquement obsolètes au bout d’une courte période.

Figure 3 : Ruptures de digues observées à Shanghai entre 1962 et 1992. La plupart de celles-ci ont eu lieu dans la ville même allant comme lors de l’année 1962 à son inondation quasi complète. (KE, 2014)

L’inadaptation des défenses urbaines mentionnée plus haut s’explique donc par le fait que les municipalités basent leurs projets sur les prédictions les plus optimistes présentées par le GIEC (Tilman, 2011) ou les organismes gouvernementaux. Prédictions qui sont par ailleurs critiquées par les climatologues, ces derniers les considérant comme peu viables car basées sur les études du GIEC, qui sont publiées tous les sept ans et nécessitent une validation des acteurs politiques de l’ONU. Par ailleurs, l’augmentation rapide due la hausse du niveau des mers est peu voire pas prise en compte dans ces projets. C’est par exemple le cas de la Nouvelle-Orléans, dont l’immense projet de protection

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de plusieurs dizaines de milliards de dollars montre déjà des faiblesses, ce dernier étant aujourd’hui sous-dimensionné (Tilman, 2011).

Shanghai développe actuellement un projet nommé « sponge city » (Yuanchao, 2016) visant à développer plusieurs zones humides et perméables dans le but de faciliter l’infiltration des eaux de pluie tout en protégeant les digues de la ville, en suivant là encore un scénario optimiste quant à l’impact de la montée des eaux. Cependant, compte tenu des estimations faites pour 2100, ces mesures semblent illusoires et temporaires. Ce projet visera donc à proposer une adaptation de la métropole pour une hausse du niveau des eaux suivant le scénario le plus pessimiste possible tablant sur une montée des eaux de 75 mètres.

PERDUE EN « HAUTE MER », VERS UNE MÉTROPOLE INSULAIRE Une Menace, Différentes Approches : Face au naufrage de la province, plusieurs réponses et solutions seront nécessaires pour en assurer sa survie. En effet, la ville de Shanghai qui est, comme nous l’avons vu, le symbole de la réussite chinoise, devra être préservée en l’état, ou du moins conserver son image actuelle. Par contre, pour ce qui concerne l’échelle provinciale, la préservation en l’état ne sera pas nécessaire. En raison de cela d’autres solutions pourront être mises en place. Enfin, une troisième approche, que nous détaillerons plus tard, sera présente entre ces deux dimensions territoriales. En effet, bien que la ville centre nécessitera des aménagements pour s’adapter, il faudra surtout réaliser une infrastructure de défense entre cette zone et le reste de la province.

Se pose alors la question de la forme que prendront les solutions appliquées aux échelles de la ville derrière le mur et au reste de la province. Points que nous allons maintenant détailler.

La ville derrière le mur, vers une métropole aquatique : Shanghai, bien que protégée par une infrastructure défensive devra tout de même connaître d’importantes transformations pour pouvoir palier les intempéries et typhons de plus en plus importants qui se manifesteront. Par ailleurs, la ville devra pouvoir être à même de stocker le maximum d’eau potable possible pour pouvoir continuer à abreuver sa population. Pour cela il faudra notamment augmenter considérablement le système de drainage.

Pour répondre à cela, l’ensemble des canaux existants ainsi que la partie du Huangpu englobée dans le mur seront préservés et nettoyés. En plus de cela, l’ensemble des routes de la ville qui sont aujourd’hui au niveau du sol seront transformées en canaux pour, à terme, augmenter et consolider le réseau de drainage (Figure 4), à l’image de ce qui est réalisé aux Pays-Bas depuis plusieurs siècles. Ce qui transformera alors Shanghai en une métropole aquatique, version agrandie et modernisée des villes aquatiques chinoises qui ont constitué pendant des siècles le paysage urbain de delta.

Figure 4 : Représentation de la composition et la transformation du réseau de transport actuel en la métropole aquatique de demain, la Digue-Habitée est ici représenté en rouge. (Production personnelle).

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Afin de conserver une eau de qualité et pour éviter le croupissement et l’eutrophisation de celle-ci, en raison du passage d’un cycle ouvert à un cycle fermé, plusieurs solutions seront mises en place. La première consistera à réutiliser l’actuel système de pompage de la ville pour oxygéner et créer une circulation de l’eau dans l’ensemble du réseau de canaux. A cela s’ajouteront une naturalisation des berges et l’implantation de chinampas (parcs flottants) qui absorberont les nutriments et purifieront l’eau.

Au final, seules les infrastructures surélevées et le réseau de métro présents dans l’enceinte seront conservées et réaménagés pour laisser place à des monorails, des véhicules automatiques et à des espaces publics.

L’ancienne digue maritime comme ligne de défense et support pour des villes sur pilotis : À l’heure actuelle, la principale ligne de défense de la province consiste en une digue de 9,6 mètres de haut, construite sur des terrains gagnés sur la mer. Cette ligne de défense sera ainsi la dernière zone à être engloutie par les flots et constituera également l’endroit où la profondeur des eaux sera la plus faible.

Cette partie de la province sera enrochée régulièrement en suivant l’évolution de la montée des eaux.

Cet enrochement se faisant avec les débris des constructions englouties démolies pour laisser place aux chenaux de navigation ou aux constructions flottantes. Cela dans le but de préserver un rôle de première défense en atténuant lors des typhons la force des vagues sur le reste de la métropole insulaire. Par ailleurs cet enrochement servira également de support à une re-naturalisation de ces secteurs, permettant via des aménagements supplémentaires, si nécessaire, de faire revenir une faune et une flore importante qui consolidera alors cette ligne de défense.

Cependant, d’autres endroits seront pour leur part creusés et élargis dans le but d’ouvrir des chenaux de navigation permettant aux navires venant du large d’accéder à la province et aux différents ports qui s’y trouvent. En plus de cela, les villes nouvelles qui sont aujourd’hui établies sur cette digue devront pour leur part être adaptées. Ici, cette adaptation pourra prendre la forme de ville pilotis (Figure 5).

Figure 5 : Localisation de la digue maritime immergée, des chenaux d’accès et de l’emplacement des villes sur pilotis et coupe conceptuelle de ces villes pilotis. (Production personnelle).

Ainsi, les bâtiments seront construits de manière à pouvoir subsister à une immersion permanente et les pilotis et plateformes qui regrouperont les nouveaux bâtis ainsi que les circulations et espaces publics seront rehaussés au fur et à mesure de la montée des eaux. Grâce à cela ces villes seront P.6

totalement habitables, y compris dans les parties immergées tout en offrant les fonctions et espaces nécessaires au développement de la ville. Par ailleurs, des constructions modulaires pourraient également être installées permettant ainsi une plus grande flexibilité des usages en fonction du temps.

Des constructions flottantes, une solution durable et modulable : Les autres villes nouvelles de la province seront pour leur part progressivement construites sur des fondations flottantes. Cela nécessitera la destruction des constructions actuelles pour les remplacer par de telles constructions. Cependant cela reste possible compte tenu du système de bail existant dans le pays et cela peut facilement être rendu obligatoire par le gouvernement provincial.

Ces villes flottantes s’adapteront facilement à toute montée des eaux, la seule contrainte étant d’avoir un système d’ancrage capable de s’adapter au fil du temps, ce qui est facilement réalisable à l’aide de treuils par exemple, les fondations flottantes n’étant reliées aux fondations posées sur le fond que par des câbles. De tels systèmes existent déjà aujourd’hui et sont mis en place par des agences d’architecture telle que Waterstudio.NL3, DeltaSync4 ou Baca Architects5.

Ici, chaque bâtiment ou bloc aura sa propre fondation, ce qui permettra une plus grande facilité du point de vue de la stabilité et de la flottabilité, tout en permettant une grande modularité. En effet, en utilisant une fondation par bâtiment ou petits groupes de bâtiments, se crée la possibilité de facilement « changer » un morceau de ville pour le « remplacer » par un autre, ce qui permet à la ville de s’adapter à de nouveaux besoins localement et rapidement. Par ailleurs, ces fondations peuvent facilement être aménagées pour accueillir sur leurs coques la flore marine, des piscicultures, et des cultures de coquillages, développant l’économie et la biodiversité selon la solution choisie. Des exemples de ce type peuvent se retrouver dans toute l’Asie du sud-est et notamment en Thaïlande et au Vietnam.

Figure 6 : Localisation du Néo-Shanghai, des extensions flottantes, les fermes flottantes(en blanc) se concentrent derrière l’ancienne digue maritime au sud et à l’est de la province. La coupe représente de façon conceptuelle des blocs flottants et leurs ancrages. Production personnelle).

Entre ce Néo-Shanghai flottant prenant place au-dessus des anciennes villes nouvelles et la DigueHabitée qui protège Shanghai, des quartiers et groupes de constructions flottantes se développeront pour répondre à l’accroissement de la population et aux nouvelles demandes, ce qui à terme conduira à une continuité urbaine entre la métropole aquatique et le Néo-Shanghai flottant (Figure 6). Par ailleurs

3 http://www.waterstudio.nl/ 4 http://www.deltasync.nl/deltasync/index.php?id=homepage&L=1 5 http://www.baca.uk.com/

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la solution des fondations flottantes sera également utilisée pour former d’immenses champs flottants occupés par divers villages, en lieu et place des zones agricoles actuelles.

Une Métropole qui Reste Connectée au Monde et au Continent : Shanghai, devenu métropole insulaire, doit conserver sa position au niveau national et mondial pour continuer à se développer. Les infrastructures portuaires devront donc continuer à se développer. Pour cela, plusieurs séries de ports seront disposées dans la province :

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Des ports flottants et un port dans la Digue-Habitée pour les navires de gros tonnage dédiés au trafic international et également national pour le dernier.

Des ports de moyenne importance dans les villes nouvelles et les zones de productions connectés aux ports cités plus haut, et aux autres ports nationaux.

Des ports de petite importance connectant les zones de productions agricoles aux autres ports de la province pour la consommation ou la transformation.

Au final chaque entité disposera de son port, lui permettant de facilement échanger avec les autres, cela y compris dans la ville derrière le mur qui échangera avec l’extérieur via la Digue-Habitée.

En plus de cela, le transport aérien sera également présent pour échanger plus rapidement avec d’autres parties du monde. Il prendra la forme classique d’avion fret via l’aéroport d’Hongqiao qui sera devenu flottant, tel un porte-avion accosté contre la Digue-Habitée. Mais il existera également des transports de fret en dirigeables qui réaliseront les mêmes tâches à moindre coût.

Ces deux moyens de transport se retrouveront également dans le transport de passagers, en allant de pair avec des moyens de transports maritimes, déjà existants aujourd’hui à Shanghai même ou à Hong Kong. Néanmoins, il existera également un autre moyen de transport pour relier Shanghai au reste du pays et celui-ci sera sous la surface. Ce réseau, suivant celui des autoroutes englouties sera un réseau sous vide à grande vitesse, à l’image du concept Hyperloop. Il permettra de connecter Shanghai aux autres grandes villes immergées tel que Nanjing ou Hangzhou ou aux autres villes du pays, la côté la plus proche étant alors à 410 km.

Finalement, un dernier type de transport existera au sein de la province : un transport de services ou plus précisément des services flottants desservant les différents points du territoire selon une certaine fréquence de temps en fonction de la densité de la zone. Suivant ainsi le concept développé par le projet The Petropolis of Tomorrow6. Ces services seront divers allant du cinéma à l’université flottante en passant par des stades, des théâtres, etc. Ils permettront d’offrir la même qualité de services à l’ensemble du territoire tout en servant de transport fret entre les différentes zones habitées. Il sera de même dans la ville derrière le mur où le bateau sera également le principal moyen de transport. Ainsi, divers services flottants se déplaceront en fonctions des besoins et de la période de la journée.

Vers Un Territoire Autosuffisant : Ce transport de fret entre les différentes zones de la province sera nécessaire pour alimenter notamment en nourriture l’ensemble de la population. En effet les espaces flottants réservés à l’agriculture devront produire assez de nourriture pour l’ensemble de la population et chacune des entités urbaines devra également être capable de produire une partie de la nourriture dont elle a besoin, que cela soit via des champs flottants des serres dans la Digue-Habitée où sur les chinampas dans la ville derrière le mur. Cette production aura des formes variées allant des légumes aux bétails en passant par les céréales, les fruits, les produits de la mer et les insectes.

Un autre besoin vital que chaque zone de la province devra pouvoir produire et stocker au maximum sera celui de l’eau potable. Pour cela il faudra pouvoir récupérer le maximum d’eau des précipitations et mettre en place d’importantes centrales de désalinisation par membranes et osmose inverse. Le 6 http://www.petropia.org/info/

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recyclage des eaux usées sera également vital pour ne pas rejeter à la mer de l’eau douce qui pourrait encore servir pour l’agriculture ou les toilettes par exemple. Par ailleurs d’importantes citernes de stockage seront nécessaires pour pouvoir répondre aux besoins en cas de panne dans les systèmes de désalinisation.

Restera alors un dernier besoin de taille à combler : celui de l’énergie. Pour pouvoir répondre à cette demande qui aura largement augmenté à la fin du siècle, plusieurs solutions devront être employées.

La première consistera à réduire drastiquement la consommation en énergie de la ville. La seconde consistera à installer autour de la province d’immenses parcs énergétiques. Ces parcs énergétiques combineront en fonction de leurs localisations éoliennes offshore, centrales houlomotrices, hydroliennes, centrales solaires flottantes… diversifiant au maximum les sources de production.

Finalement, chaque partie du territoire devra pouvoir conserver ou adapter les différentes industries et centres de recherches déjà présents. Ces industries très diversifiées et principalement orientées sur les nouvelles technologies agricoles, maritimes, spatiales, énergétiques, informatiques, des nouveaux matériaux, des biotechnologies, du recyclage, de la construction navale… Permettront à Shanghai de garder sa place dominante dans le pays, tout en offrant un terrain d’expérimentation pour les nouvelles technologies en rapport avec la montée des eaux. Ainsi les chantiers navals pourront facilement se développer et se diversifier via la construction des fondations flottantes ou encore des divers moyens de production d’énergie nécessaire à l’alimentation de la province. En plus de cela le fait que Shanghai devienne une « île » perdue en mer pourrait lui permettre d’obtenir des avantages réglementaires pour conserver et consolider son rôle de centre financier et renforcer grâce à ses ports et sa situation de centre d’échange tout en boostant le développement de nouvelles entreprises tertiaires. Grâce à cela, Shanghai resterait et développerait son rôle de ville mondiale.

UNE ENCEINTE PLEINE DE VILLE POUR PROTÉGER SHANGHAI Détaillons maintenant ce qui sera le point principal de ce projet : la Digue-Habitée qui enserrera l’actuelle ville de Shanghai pour la protéger de la montée des eaux. Le choix de se concentrer sur cette solution parmi toutes les autres évoquées plus haut s’explique par le côté iconique qu’elle dégage. En plus de cela, elle constitue la solution la plus radicale et paradoxalement la plus probable compte tenu de la politique de protection de la ville actuellement engagée. Par ailleurs, cette digue sera volontairement surdimensionnée dans le but de critiquer les solutions sous-dimensionnées généralement suivies par les politiques, comme expliqué plus haut.

Cette défense sera réalisée en lieu et place de l’infrastructure qui représente dans les documents de planification urbaine la frontière entre la ville et la province : l’Outer Ring Road. Ce périphérique a une longueur de 99 kilomètres, est surélevé en moyenne de 8 mètres et a une largeur moyenne de 65 mètres pouvant aller jusqu’à 100 mètres lorsqu’il est flanqué de routes parallèles. De plus, il franchit deux fois le Huangpu, une fois via un tunnel, l’Outer Ring Tunnel, au nord et une fois via un pont, le Xupu Bridge au sud. L’infrastructure proposée dans ce projet coupera donc le fleuve à ces deux endroits.

Cette défense qui sera traitée comme une ville autour de la ville servant à la fois de protection et d’interface entre la partie protégée et le reste du monde. Cette solution « extrême » pourra par ailleurs être employée pour d’autres villes de grande importance économique et culturelle telles que les villes historiques de Suzhou, Nanjing et Hangzhou, autres centres principaux du delta.

Du Barrage à la Digue-Habitée, une Longue Recherche Formelle : L’une des principales tâches au commencement de ce projet a été de trouver une forme marquante pour cette digue. Pour cela, plusieurs sources d’inspiration ont été utilisées venant de différents domaines : des idées venant d’ouvrages militaires, d’autres issues des différents types de barrages ou de projets d’architectes aménageant des barrages ou encore de concepts développés pour des bandes dessinées, des films ou des jeux vidéo.

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L’idée de fortification a très rapidement été abandonnée au profit de celle du barrage poids qui a pendant plusieurs mois constitué la base de la vision de cette digue. Cette idée s’inspirait alors très fortement de deux références, l’une venant de Louis Sullivan (2014) avec son projet The Living Dam et l’autre provenant des concepts arts du Séoul futuriste réalisés par George Hull (Anders, 2012) pour le film Cloud Atlas (Figure 7).

Figure 7 : Illustration de deux références utilisées au début du projet. À gauche une coupe perspective du projet The Living Dam (Sullivan, 2014), à droite un concept art du film Cloud Atlas (Anders, 2012).

Ainsi, le postulat de départ a été de réaliser ce que l’on pourrait définir comme un barrage habité.

L’idée étant d’utiliser au maximum la masse de l’ouvrage pour en assurer sa longévité. Néanmoins, cette solution a rapidement montré ses limites. En effet, l’objectif de ce projet est de faire en sorte que cette infrastructure soit la plus urbaine et en quelque sorte la plus poreuse possible, pour ne pas en faire une frontière mais bien une partie de la ville s’ouvrant sur l’extérieur. Le but n’étant pas de séparer Shanghai du Néo Shanghai. Par ailleurs, le choix du barrage s’avérait problématique dans le sens où il nécessitait une importante emprise au sol pour peu de surface exploitable, ce qui lui donnerait ainsi plus l’apparence d’une défense plutôt que celle d’une infrastructure habitée.

Cependant, cette solution permettait de réaliser le projet en plusieurs phases, ce qui était l’intention de départ. En effet, la solution du barrage poids permettait de surélever au fur et à mesure la hauteur de l’infrastructure. Néanmoins, suite au premier rendu ayant eu lieu en mars, l’idée d’un projet « manifeste » ayant pour but de critiquer les lacunes des politiques actuelles a fait son apparition. Le résultat de cette prise de position a été de partir du principe que l’infrastructure serait construite en une seule fois. Face à ce choix, l’inspiration du barrage qui offrait alors plus d’inconvénients que d’avantages a été abandonnée.

Toutefois, la solution technique employée pour asseoir les fondations d’un barrage dans un sol non rocheux a été conservée. En effet, pour éviter l’infiltration d’eau dans le sol de la ville qui conduirait à un soulèvement de l’ouvrage, il sera nécessaire d’injecter sous pression un liquide à base de ciment et de produits étanchéifiant pour combler les fissures présentes dans le sol, entre les fondations et le socle rocheux situé à 300 mètres de profondeur (Xu, Shen & Du, 2009). En outre, ces injections formeront une barrière contre les intrusions salines, protégeant alors les eaux et les sols dans la métropole aquatique (Shi & Jia, 2014).

Cet abandon n’a cependant pas été immédiat. Au contraire, une longue période de recherche (Figure 8) a été nécessaire pour progressivement amincir le barrage qui finit par ressembler à un mur.

Néanmoins, cette solution, bien qu’offrant un maximum de surface utilisable, n’était pas réaliste d’un point de vue structurel. En effet, un simple mur de quelques mètres ne pourrait retenir l’importante masse d’eau.

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Figure 8 : Principales étapes de recherche partant de l’idée de barrage poids, pour laisser progressivement place à un mur unique. (Production personnelle).

Une première réponse est alors apparue avec l’idée de doubler le mur pour le renforcer tout en gardant le maximum de surface disponible, solution qui n’était toujours pas suffisante pour que la structure résiste à la poussée exercée à sa base. Néanmoins, cela a permis de la considérer sous un autre angle.

En effet, le doublement du mur a eu comme résultat d’aborder cet ouvrage non pas comme un barrage mais plus comme une tour organisée autour de son noyau central.

Figure 9 : Principales étapes de recherches partant du concept de double mur pour dessiner progressivement place à la solution retenue. (Production personnelle).

Finalement, les contraintes structurelles ont été résolues en mélangeant l’idée de la tour à celle du barrage et de la cathédrale gothique (Figure 9). Ainsi, le noyau s’est vu flanqué d’un renforcement proche des barrages voûte côté mer et de contreforts consolidant sa base côté ville ( Figure 10). De plus la largeur à la base sera augmentée ce qui permettra de consolider l’assise de la structure tout en offrant une plus grande surface utilisable. A cela s’ajoute de profondes fondations dont la masse est augmentée par la mise en place de citernes destinées à stocker l’eau douce tout le long du mur.

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Figure 10 : Évolution de la structure entre mars et juin. L’approche du barrage poids est abandonnée au profit d’une nouvelle, plus élancée, offrant plus d’espaces utiles. (Production personnelle).

La structure de la Digue-Habitée aura donc une hauteur de 157 mètres, une fondation descendant 113 mètres sous la surface et aura une largeur à sa base de 150 à 190 mètres. Cette différence de largeur vient de fait que le mur pourra prendre plusieurs formes en fonction des usages présents. Cependant la hauteur totale pourra être bien plus élevée compte tenu du fait que le sommet de la structure pourra être bâti et notamment surmonté de tours construites dans le prolongement des noyaux. Par ailleurs, ces noyaux, tout comme les contreforts de 10 mètres d’épaisseur seront disposés tous les 15 mètres.

L’ensemble devra pouvoir être surélevé le jour où la hausse du niveau des eaux menacera la ville. Ce rehaussement nécessitera un renforcement des fondations si les technologies actuelles sont utilisées.

Cependant compte tenu du fait que cette opération aura lieu au plus tôt au cours du 22 e siècle, l’apparition de nouveaux matériaux pourra permettre un rehaussement et un renforcement conséquent sans d’importantes modifications de la structure d’origine.

Au final, les dimensions de l’ouvrage qui pourront atteindre par endroit plus de 300 mètres de haut, si le couronnement est pris en compte, feront de la Digue-Habitée un des symboles du futur Shanghai, au même titre que les trois tours qui dominent aujourd’hui le quartier d’affaires de Lujuiazui.

Une Interface Entre Ville et Mer : Bien que cette Digue-Habitée soit une défense imperméable aux flots, elle devra jouer le rôle d’une membrane assurant de façon optimale les transferts de biens et de personnes. Elle aura ainsi une fonction très proche de celle de l’actuel Outer Ring Road. En effet, elle consistera à connecter la ville et sa province, tout en permettant de contourner et d’accéder aux différents points de la ville.

Cependant, elle accueillera contrairement à aujourd’hui plusieurs types de transports.

Des moyens de transports internes variés : Deux réseaux de transports permettront de relier n’importe quel point du mur à grande vitesse. Le premier réseau, destiné au transport de fret consistera en deux lignes accueillant des plateformes mobiles automatiques à grande vitesse, qui connecteront les zones d’échanges entre intérieur et extérieur du mur et les zones de consommation ou de productions. Ces transports pourront ainsi connecter différentes entreprises ou permettre à ces dernières d’expédier leurs productions vers la ville ou à l’extérieur du mur, via des plateformes d’échange. Pour assurer un transport rapide chaque zone de chargement ou de déchargement sera réalisée sur des voies de garage, laissant libre à la circulation les lignes de transit. Par ailleurs, ces lignes pourront également se déployer sur les anciennes

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autoroutes surélevées pour atteindre des points à l’intérieur de la ville. Cependant, le transport fluvial sera préféré, car il permet d’atteindre n’importe quel point de la ville.

Le second réseau sera lui destiné au transport de passagers. Tout comme le réseau précédent, plusieurs lignes courront tout au long de la digue et se connecteront aux anciennes autoroutes surélevées pour rejoindre différentes stations au sein de la métropole aquatique. Le type de transport qui utilisera ces lignes sera un monorail suspendu à grande vitesse et à forte fréquence, connectant ainsi les principaux points de la ville et du mur en un temps réduit.

En ce qui concerne les déplacements verticaux, le choix se portera sur des ascenseurs, à l’image d’une tour. Là encore deux systèmes séparés, un pour les passagers et un pour le fret seront présents. Ils seront placés à l’intérieur ou contre les structures verticales à une fréquence plus ou moins importante, en fonction des besoins. Rappelons que la densité maximale sera d’un axe vertical tous les 15 mètres.

Par ailleurs, l’épaisseur des structures verticales pourra être augmentée pour pouvoir augmenter le nombre d’ascenseurs.

Une porte Ouverte sur la ville et le reste du monde : Afin de conserver son rang mondial, Shanghai devra pouvoir bénéficier d’une forte connectivité à l’ensemble du pays et du monde, que cela soit une fois de plus pour les échanges de passagers ou de biens. Pour cela, une offre multimodale existera connectant la métropole de manière plus ou moins rapide aux destinations extérieures.

Ces connexions devront ainsi intervenir à plusieurs échelles : provinciale, régionale, nationale et internationale. Ces différents transports ont été détaillés plus haut, dans la-sous partie : une métropole qui reste connectée au monde et au continent. Rappelons tout de même que ces derniers seront soit aériens, avec avions et dirigeables, soit maritimes, soit via des tunnels sous-marins proches des Hyperloop. A cela s’ajouteront les services flottants.

La Digue-Habitée sera donc une immense plateforme multimodale permettant aux personnes et au fret de passer rapidement d’un moyen de transport à un autre via les connexions internes à la structure. Ces différentes portes d’accès seront ainsi réparties tout au long de l’enceinte (Figure 11), faisant en sorte que chaque moyen de transport soit le plus rapidement accessible depuis n’importe quel point de la ville. Les différents modes de transports seront alors organisés de manière verticale, les monorails étant au même niveau que les anciennes autoroutes surélevées, les gares Hyperloop occupant ainsi la partie basse, les gares et terminaux maritimes s’insérant dans les parties supérieures alors que les stations de dirigeables en occupent le sommet. Ce sera donc aux endroits où ces stations se concentreront que les connexions verticales seront les plus nombreuses.

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Figure 11 : Schéma représentant les différentes portes de la ville, ainsi que les types de transport présent / Schéma représentant la répartition des différents profils de mur. (Production personnelle).

Une Infrastructure Tantôt Machine, Tantôt Habitée : En plus de son rôle de membrane, le projet devra pouvoir être à même de répondre aux besoins propres des différents transports présents en son sein ainsi qu’aux besoins de la ville et du reste de la province, la Digue-Habitée devenant ainsi une ville circulaire entre la métropole aquatique et le Néo Shanghai. Cependant, cette ville aura une importante composante technique pour répondre aux besoins fondamentaux et productifs du territoire. La Digue-Habitée sera donc également une Digue-Machine.

Compte tenu de ces besoins, la structure du projet aura des sections relativement différentes pour pouvoir s’adapter au mieux aux usages présents à un endroit donné. Ainsi, trois grandes catégories de profils du mur se dégageront : un profil pour la Digue-Habitée, un pour la Digue-Machine, un pour la Digue-Mixte et un dernier pour la Digue-Nourricière (Figure 11).

Les profils ‘habités’ (Figure 12) utiliseront les systèmes de colonnes et de contreforts décrits plus haut.

Ils devront offrir un maximum de lumière naturelle aux différents espaces et concentreront les stations destinées aux transports de passagers. Ils constitueront ainsi le prolongement de la métropole aquatique répondant aux différents besoins des quartiers situés à proximité.

Pour leur part, les profils ‘machine’ (Figure 13) seront beaucoup plus massifs dans le but d’offrir le maximum de surface utile aux infrastructures portuaires automatisées et aux différentes industries nécessitant de grands espaces, tels que les chantiers navals par exemple. Les structures supplémentaires nécessitées par ses usages alourdiront et consolideront la structure, ce qui permettra de se passer des contreforts internes. Ces secteurs pourront également accueillir certains espaces publics nécessitant de grands volumes tels que des aquariums publics. En outre, la plateforme supérieure de la structure pourra par exemple accueillir des parcs et des zones sportives, tout en laissant les espaces intérieurs non accessibles.

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Figure 12 : Profil et l’organisation de la Digue-Habitée. (Production personnelle).

Figure 13 : Profil et l’organisation de la Digue-Machine. (Production personnelle).

Les profils ‘mixtes’ (Figure 14) utiliseront la même structure que ceux ‘habités’ avec néanmoins l’absence des contreforts côté ville. Cependant, ces derniers pourront être présents dans les cas où la structure secondaire n’est pas suffisante pour assurer l’intégrité générale. Ce sera par exemple le cas pour les zones de stockage de conteneurs. Dans ces endroits de la digue, les fonctions industrielles et de stockage seront mixées au maximum avec des espaces publics ou privés. On peut par exemple imaginer ce type de configuration à la fin de la zone portuaire où le port automatique sera évidé pour intégrer des équipements publics et des logements situés sur le couronnement.

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Figure 14 : Profil et l’organisation de la Digue-Mixte. (Production personnelle).

Figure 15 : Coupes représentant le profil et l’organisation de la Digue-Nourricière. [Production personnelle].

Finalement, les profils ‘nourriciers’ (Figure 15) utiliseront la même structure que celle employée par les profils ‘habité’ qui constituent le profil ‘de base’ de cette infrastructure. Ces structures seront pour leurs parts bien plus évidées que les précédentes dans le but d’offrir le maximum de terrasses possible, augmentant ainsi le nombre de parcs, bassins et champs à l’air libre. Le rôle principal de ce type de profil sera d’aéré et de traiter et de stocker l’eau douce de la ville. A cela s’ajoutera la production de nourriture via la pisciculture marine ou d’eau douce, la culture, l’élevage d’insectes, de coquillages…

Des industries agroalimentaires, des marchés, des centres de recherches ainsi que des espaces publics variés notamment sportifs et de divertissement viendront compléter les fonctions présentes. Ce rôle de production et d’épuration sera également assuré par des jardins flottants et les stations de pompages présents dans la ville derrière le mur.

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Pour conclure, cette proposition pour adapter Shanghai regroupe différentes solutions possibles qui ont été choisies pour pouvoir critiquer la vision à court terme employée par les décideurs politiques. Elle ne regroupe donc pas toutes les solutions possibles pour répondre à une telle problématique. Par ailleurs, la solution de la Digue-Habitée, bien que reprenant et exagérant la solution la plus couramment utilisée ne sera pas éternelle. En effet, les fatigues structurelles et les différents évènements pouvant la malmener au cours des nombreux siècles qu’elle devra traverser pourront soit être contournés via des innovations technologiques, soit conduire à la rupture de celle-ci faisant ainsi disparaître à jamais ce qui fut un jour Shanghai.

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ANNEXE : Présentation du 13 septembres 2017 : -

Flag du Projet de Fin d’étude : o

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Une planche d’analyse : o

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Perdue en « haute mer », une métropole insulaire

Trois planches présentant le concept de la Digue Habitée : o o o o

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上海 « Sur la mer »… une ville menacée de submersion:

Une planche présentant la stratégie à l’échelle provinciale : o

-

The Sinking City ?

Une enceinte pleine de ville, une réponse à la montée des eaux Infrastructure fonctionnelle, une ville productive autour de Shanghai « Interface » entre ville et mer, une porte ouverte sur la ville et le reste du monde.

Une composée de quatre perspectives représentant la Digue-Habitée.

Une planche de conclusion. o

在海下 « Sous la mer » … une submersion inévitable ?

Carnet de recherches présenté le 13 septembre 2017 : -

Carnet consultable à : https://issuu.com/pbtartas/docs/carnet_de_recherches_du_pfe