Résidence The Gate – Description de Vincent Callebaut Architectures.
Localisation et philosophie du projet
« Il est temps pour le Caire d’assister à la création d’un bâtiment durable emblématique qui exprimerait l’avenir de la ville Victorieux, après des décennies de dégradation urbaine et aussi après le récent retournement de la page de l’agitation – il représente la demande de regarder dans l’orientation de pointe dans l’avenir que les développeurs chercheraient à suivre. » Abraj Misr
Notre client « Abraj Misr » développe un nouveau site dans un endroit très stratégique du Caire, sur la rue al Nozha à Nasr City (rue vitale). Le site est voisin de grands projets, soit déjà construits (par exemple City Stars), soit en cours de construction (par exemple le projet Delta Development sur Al Nasr Road), soit des projets potentiels (par exemple Al Tayyar Land sur Al Nasr Road). Le site bénéficie de connexions solides avec l’aéroport du Caire et les principales artères du Caire telles que Al Nasr Road (Auto Strad) et Al Orouba Road.
Au cœur de ce nouveau Caire, la « Gate Residence » est une idée de conception innovante de bâtiment vert, représentant la combinaison d’arbres et de bâtiments et métamorphosant la ville en un écosystème vertical, vert, dense et hyperconnecté. L’objectif principal de cette proposition urbaine est de sensibiliser le public à l’architecture verte durable pour lutter contre le réchauffement climatique et préserver une Terre écologique pour la prochaine génération.
Le projet affiche une grande ambition en matière d’énergie et de technologie vertes. Un toit solaire couvrant la zone commerciale, les terrasses vertes et les sky villas unifie partiellement l’architecture de l’ensemble du complexe. Ce toit offre la possibilité de maximiser l’énergie verte en apportant de l’ombre là où c’est nécessaire, diminuant ainsi la demande en ventilation mécanique. Ce toit est également le support des panneaux solaires et des tubes de chauffage solaire, ainsi que des jardins verts verticaux.
Volumétrie du projet
D’un point de vue volumétrique, la « Gate Residence » est organisée autour d’une rue centrale appelée « le Boulevard », qui constitue pratiquement la colonne vertébrale du projet de logement. Les 1000 appartements sont organisés en bâtiments rectangulaires réguliers, en forme de « U », rattachés à la rue centrale.
L’objectif est de créer un point de repère durable dans le Nouveau Caire en transformant cette masse de bâtiment efficace, multipliant les vues en perspective vers les rues, en une immense oasis urbaine. Le programme prévoit un parking souterrain sur 4 niveaux, un niveau de supermarchés, 3 niveaux de commerces à partir du rez-de-chaussée reliés à la rue Nozha, et enfin 9 niveaux de logements intégrant 3 niveaux de bureaux le long de la rue intérieure.
La masse du bâtiment est affinée par l’adoucissement de toutes les arêtes des formes en » U « . Les façades des 9 étages de logements sont conçues comme une sédimentation horizontale de verre e-low et de pierre blanche polie. Aux deux extrémités, les façades s’inspirent des branchies de poissons faisant office de pare-soleil. Tout autour, des joints creux linéaires en acier étirent horizontalement tous les blocs pour garder un volume global élégant. Tous les balcons sont transformés en jardins suspendus par l’intégration de massifs de plantes le long du périmètre des façades afin de créer des cascades vertes tombant dans chaque cour.
Sous les 9 niveaux de logement, les 3 niveaux commerciaux au-dessus du niveau du sol présentent deux typologies de façade :
Un mur-rideau transparent est disposé tout le long de la Promenade et le long de la Back Street et de la rue Nozha. Ce mur-rideau est ponctué de murs verts indiquant les entrées principales vers le centre commercial et les halls d’entrée de chaque bloc d’appartements. A l’intérieur des patios, les façades sont développées avec une structure en voronoï présentant des formes organiques inspirées de la structure d’un récif corallien avec une densité progressive du bas vers le haut. Ces façades sont reliées par des passerelles traversant les terrasses vertes. Ces terrasses vertes à l’intérieur de chaque cour sont recouvertes d’un écran de voronoï permettant la croissance de plantes grimpantes afin de limiter les vues indiscrètes entre les étages commerciaux et les étages de logements. Cet écran de voronoï est également intégré le long de la rue intérieure entre les étages de bureaux et les étages de logements.
Le toit de l’ensemble du complexe est transformé en un grand jardin communautaire dans le ciel égyptien. Les deux parcelles sont reliées par des passerelles aériennes. Le toit devient la cinquième façade du projet et une aire de jeux commune composée de jardins alimentaires, de vergers, de piscines à débordement et de terrains de sport pour toutes les familles vivant dans ce projet.
L’ambition du projet Gate est de créer un nouveau prototype d’écosystème habité qui combine les principes du passivhaus et la technologie des énergies renouvelables pour assurer une économie d’énergie de 50%. Le bâtiment est conçu pour diminuer son empreinte carbone, et pour recycler une partie de ses propres déchets comme les eaux grises par exemple.
Pour atteindre cet objectif, une surface de maille mathématique se déploie au-dessus de tous les volumes du bâtiment comme une robe tressée. Cette seconde peau en acier blanc et câbles permet d’intégrer en toiture les cellules photovoltaïques, les tubes thermiques et les murs d’habitation verticaux. La surface horizontale de la toiture est transformée en arbres géants afin de descendre, vers le sous-sol, les charges de la structure.
Ces méga arbres deviennent la forte identité sculpturale du projet mais sont d’abord conçus pour ventiler naturellement tous les espaces du sous-sol et pour rafraîchir naturellement les patios et la rue intérieure. Le long de la Back Street et de la Nozha Street, la structure du toit devient un pare-soleil vertical et un écran acoustique pour protéger les résidents du soleil et du bruit.
Caractéristiques architecturales vertes
Le projet Gate est le juste équilibre entre une distribution très efficace de 1000 appartements et une identité très contemporaine et durable. Ce projet sera le nouveau symbole de la construction d’un immeuble intelligent au cœur du Nouveau Caire, juste symbiose entre la haute qualité de vie et le respect de l’environnement.
Ainsi, le projet Gate est éco-conçu selon les règles bioclimatiques (cycle solaire, directions des vents dominants, espèces végétales endémiques, etc.) d’une part, et par l’intégration d’énergies renouvelables (éoliennes, énergie solaire thermique, énergie solaire photovoltaïque, énergie géothermique, biomasse, etc.
Les 8 caractéristiques de l’architecture verte intégrées dans le projet sont:
- Les Windcatchers se sont transformés en méga arbres au milieu de chaque patio vert.
- Le système de refroidissement par géothermie passive est intégré le long de chaque noyau avec les puits verticaux.
- Les cellules solaires photovoltaïques couvrent l’ensemble du toit solaire et les façades ouest et est.
- Les tubes de chauffage solaire situés sur le toit au-dessus de chaque noyau.
- Les éoliennes sont intégrées le long de la colonne vertébrale axiale aux deux extrémités de la promenade.
- Les jardins alimentaires en toiture qui couvrent l’ensemble du complexe améliorent l’inertie thermique de la toiture.
- Les murs vivants qui poussent le long des 9 mégatrises et le système Fogger pour l’arrosage automatique rafraîchissant l’atmosphère.
- L’utilisation de mobilier recyclable et/ou recyclé (Cradle to Cradle) est recommandée aux futurs résidents afin de diminuer leur empreinte carbone.
1. Coupe-vent
Les chenets sont connus dans l’architecture égyptienne traditionnelle de l’Égypte ancienne, comme en témoigne la pièce Windcatchers on the Pharonic house of Neb-Ammun, Egypt, 19th Dynasty, British Museum. Il a été repris dans l’architecture néo-islamique comme les travaux de Hassan Fathy.
En Égypte, les coupe-vent sont connus sous le nom de « Malqaf ». Le coupe-vent peut fonctionner de trois manières : diriger le flux d’air vers le bas en utilisant l’entrée directe du vent, diriger le flux d’air vers le haut en utilisant un gradient de température assisté par le vent, ou diriger le flux d’air vers le haut en utilisant un gradient de température assisté par le soleil.
Les 9 mégatrênes sont en fait 9 grands capteurs de vent et les avantages potentiels de ce système de refroidissement passif naturel peuvent inclure :
– Amélioration du refroidissement passif pendant la saison chaude (principalement pendant les jours calmes et chauds).
– Amélioration des taux de refroidissement nocturne
– Amélioration des performances de la masse thermique (refroidissement, stockage du froid)
– Amélioration du confort thermique (meilleur contrôle du flux d’air, réduction des courants d’air).
Vous pouvez voir la conception du modèle structurel des méga arbres avec dans la partie inférieure une couverture en verre pour créer l’effet de cheminée du centre commercial, et dans la partie supérieure, l’intégration de murs verts rafraîchissant l’atmosphère par l’évapotranspiration des plantes.
2. Refroidissement et chauffage géothermiques passifs
Le refroidissement passif est une approche de la conception des bâtiments qui se concentre sur le contrôle des gains de chaleur et la dissipation de la chaleur dans un bâtiment afin d’améliorer le confort thermique intérieur avec une consommation d’énergie faible ou nulle.
Cette approche fonctionne soit en empêchant la chaleur de pénétrer à l’intérieur (prévention des gains de chaleur), soit en évacuant la chaleur du bâtiment (refroidissement naturel). Le refroidissement naturel utilise l’énergie sur place, disponible dans l’environnement naturel, combinée à la conception architecturale des composants du bâtiment (par exemple, l’enveloppe du bâtiment), plutôt que des systèmes mécaniques pour dissiper la chaleur.
Un puits canadien permet de réduire la température de 5 à 8°C dans chaque appartement pendant une vague de chaleur en n’utilisant pratiquement pas d’électricité. Il utilise passivement l’énergie géothermique, et est parfait pour rafraîchir les appartements en été et les chauffer en hiver.
Un puits canadien consiste à faire passer une partie de l’air frais dans des tuyaux enterrés à environ 2 à 3 mètres dans le sol, sous les fondations du bâtiment, avant qu’il ne pénètre dans les logements.
En été, à l’inverse, le sol est plus frais que la température extérieure : cet astucieux « puits » va utiliser la fraîcheur du sol pour tempérer l’air entrant dans le logement.
Dans le projet The Gate, nous proposons d’intégrer des puits d’air de 1 mètre carré le long de tous les noyaux pour rafraîchir naturellement chaque appartement.
Grâce à des boucles souterraines, les pompes à chaleur géothermiques permettent de déplacer l’énergie thermique entre le bâtiment et la terre afin de fournir une méthode efficace et respectueuse de l’environnement pour le chauffage et le refroidissement des appartements et des espaces commerciaux, et même pour aider à fournir de l’eau chaude.
3. Cellules solaires photovoltaïques
La plupart des cellules solaires classiques utilisent la lumière visible et infrarouge pour produire de l’électricité. En revanche, la nouvelle cellule solaire innovante utilise également le rayonnement ultraviolet. Utilisée pour remplacer le verre des fenêtres conventionnelles, ou placée au-dessus du verre, la surface d’installation pourrait être importante, conduisant à des utilisations potentielles qui tirent parti des fonctions combinées de production d’électricité, d’éclairage et de contrôle de la température.
Dans le projet, le toit solaire sera couvert de panneaux solaires praticables créant des ombres au-dessus des patios et de la promenade et générant in situ une grande partie de l’électricité nécessaire au bâtiment. Les cellules solaires seront intégrées dans une double couche de verre facile à nettoyer.
4. Tubes de chauffage solaire de l’eau
Les systèmes de chauffage de l’eau par l’énergie solaire ou les systèmes de production d’eau chaude par l’énergie solaire comprennent plusieurs innovations et de nombreuses technologies matures d’énergie renouvelable qui sont bien établies depuis de nombreuses années.
Les systèmes de chauffage solaire de l’eau sont conçus pour fournir de l’eau chaude dans toutes les salles de bains et les cuisines du bâtiment pendant la majeure partie de l’année.
Des tubes en verre et en métal recueillant la chaleur du soleil et chauffant l’eau seront intégrés dans les formes elliptiques couvrant les salles mécaniques de chaque noyau sur le toit.
5. Éoliennes à axe vertical
Les éoliennes à axe vertical sont un type d’éolienne où l’arbre du rotor principal est placé verticalement et où les principaux composants sont situés à la base de l’éolienne.
Cette disposition permet de placer le générateur et le multiplicateur à proximité du sol, ce qui facilite l’entretien et la réparation. Les principaux inconvénients des premières conceptions (Savonius, Darrieus et giromill) étaient la variation importante du couple pendant chaque révolution et les énormes moments de flexion sur les pales. Les conceptions ultérieures ont résolu le problème du couple en donnant une torsion hélicoïdale aux pales.
Ces éoliennes à torsion hélicoïdale sont situées dans le projet le long de la rue intérieure, sur le toit, afin de profiter des vents dominants et de produire un maximum d’électricité. Le long de la rue Nozha, nous proposons de développer pour la Ville un nouveau prototype énergétiquement autosuffisant » Le Phylolight « , nouvelle hybridation entre une lumière urbaine et des éoliennes verticales.
6. Jardins communautaires sur les toits
Les jardins communautaires fournissent des produits frais et des plantes, tout en satisfaisant le travail, en améliorant le voisinage, en donnant un sentiment de communauté et en créant un lien avec l’environnement.
Les jardins communautaires peuvent contribuer à atténuer l’un des effets du changement climatique, qui devrait entraîner un déclin mondial de la production agricole, rendant les produits frais de plus en plus inabordables.
Les jardins communautaires améliorent la santé des utilisateurs en augmentant la consommation de légumes frais et en offrant un lieu pour faire de l’exercice. Les jardins luttent également contre deux formes d’aliénation qui gangrènent la vie urbaine moderne, en rapprochant les jardiniers urbains de la source de leur nourriture, et en brisant l’isolement pour créer ensuite une communauté sociale.
Dans le projet Gate, nous proposons donc de transformer le toit en un nouveau lieu d’innovation pour la vie sociale de tous les résidents du projet. Ce grand jardin dans le ciel intégrera des aires de jeux pour les enfants, des espaces sportifs, des jardins alimentaires et des vergers. Ce toit vert compensera la forte densité de la construction et sera un parfait manteau isolant au-dessus des niveaux résidentiels pour réduire le réchauffement urbain.
7. Murs verts/murs vivants
La principale cause de l’accumulation de chaleur dans les villes est l’insolation, l’absorption du rayonnement solaire par les routes et les bâtiments de la ville, le stockage de cette chaleur dans les matériaux de construction et sa réémission ultérieure.
Les murs verts permettent de réduire les températures globales du bâtiment. En effet, les surfaces végétales, du fait de la transpiration, diminuent de plus de 4 à 5 °C par rapport à la température ambiante. Les murs vivants peuvent également être un moyen de réutiliser l’eau. Les plantes peuvent purifier les eaux légèrement polluées (comme les eaux grises) en absorbant les nutriments dissous. Les bactéries minéralisent les composants organiques pour les rendre disponibles aux plantes.
Elles conviennent également aux zones arides, car l’eau qui circule sur un mur vertical risque moins de s’évaporer que dans les jardins horizontaux. Dans le projet, les 9 mégatrises seront recouvertes de murs vivants. Le long de la rue intérieure, les murs-rideaux seront ponctués de murs verts pour dessiner les entrées principales vers chaque bloc de logements.
8. Maison intelligente – Domotique
Les interfaces utilisateur permettent de contrôler les différentes zones/pièces, la température (chauffage et refroidissement), l’éclairage et la ventilation.
Des multi-capteurs sont utilisés pour détecter le nombre de personnes dans la pièce, les mouvements, la température et le niveau de lumière (jour/nuit). L’automatisation naturelle de la climatisation permet d’obtenir un climat parfait. L’utilisation d’une application d’automatisation permet de contrôler la température requise avant d’atteindre votre domicile tout en économisant de l’électricité.
En conclusion, en respectant les règles bioclimatiques et grâce à l’intégration des énergies renouvelables, le projet vise à réduire progressivement la demande en ventilation mécanique et en éclairage artificiel en augmentant partout dans le projet les systèmes de ventilation naturelle et les systèmes d’éclairage naturel. Le leitmotiv de « Gate Residence » est de transformer la ville en un écosystème, de transformer le quartier en une forêt.
Installations du projet
Club de santé et spa, gymnase de marque, centre d’affaires, salon pour les visiteurs (salon VIP) pour les résidents, salles de réunion pour les résidents, espaces verts, murs et terrasses sur le toit, centre international de beauté, poste et point de courrier, club pour enfants et espace pour enfants, restaurants et cafés de marque, magasins de détail de marque, espaces de restauration rapide et saine, méga hypermarché, services de conciergerie par étage, services hôteliers pour tous les appartements résidentiels tels que le ménage, la blanchisserie, les services de restauration, la garde d’enfants, l’accueil 24h/24 et 7j/7, Covoiturage et service de voiturier, services de transport (limousine de luxe), centre médical / pharmacie 24/7 / transfert de l’hôpital si nécessaire, service de soins pour animaux, services bancaires / guichet automatique / 24/7, entrée résidentielle et stationnement dans le garage en passant par des portes intelligentes avec identification spéciale utilisant des noyaux résidentiels avec ascenseurs intelligents, portes de sortie et panneaux de sortie / chemin vers les sorties, entretien complet des systèmes de plomberie (MEP) ainsi que du système d’approvisionnement en eau et entretien quotidien 24/7.
