Construire sur l’eau : principes et réalisations del’architecture flottante

Faire flotter un logement, un bureau, un établissement public, un commerce ou un quartier n’est plus de la science-fiction. Les Pays-Bas en construisent depuis une vingtaine d’années. Cet article explique les principes physiques et constructifs

de l’architecture flottante, présente les réalisations de référence et identifie les conditions de sa réussite.

L’ESSENTIEL

• Trois stratégies permettent de gagner de l’espace sur l’eau : remblayer, construire des bâtiments amphibies, ou faire flotter.

• Presque toutes les réalisations flottantes se situent en eaux abritées : lacs, ports, canaux, lagons. La haute mer reste hors de portée.

• Le flotteur en béton creux, amarré à des pieux de guidage, est aujourd’hui la solution la plus éprouvée.

• Les principaux défis sont l’entretien, les réseaux, le statut juridique et le coût.

  
  

1. Pourquoi aller sur l’eau ?

La pression foncière. Dans les villes côtières denses, le terrain constructible se raréfie. Singapour a ainsi augmenté sa superficie d’environ 25 % par remblaiement depuis le XIXe siècle [1]. Les limites du remblaiement. Gagner des terres sur la mer consomme d’énormes volumes de sable, une ressource de plus en plus convoitée. Le remblai détruit aussi les fonds marins sur lesquels il repose. Surtout, une terre gagnée sur la mer reste exposée à la montée des eaux et doit être rehaussée ou protégée par des digues.

Trois stratégies possibles.

Le principe d’ Archimède. 

Un corps plongé dans l’eau reçoit une poussée verticale égale au poids de l’eau qu’il déplace. Un bâtiment flotte donc si son flotteur déplace un volume d’eau dont le poids équivaut au poids total de la construction. Un mètre cube d’eau de mer pèse environ 1,025 tonne.

EXEMPLE (ORDRE DE GRANDEUR, À TITRE PÉDAGOGIQUE)

Une maison de 150 tonnes posée sur un flotteur de 10 mètres sur 15 mètres s’enfonce d’environ 1 mètre

(150 ÷ 1,025 ÷ 150 m² ≈ 0,98 m).

Cet enfoncement s’appelle le tirant d’eau. La partie du flotteur qui dépasse de l’eau s’appelle le franc-bord.

La stabilité. 

Un bâtiment flottant doit revenir à l’horizontale après avoir été incliné par le vent, la houle ou le déplacement des occupants. Plus le flotteur est large et plus le centre de gravité est bas, plus il est stable. Les concepteurs placent donc les éléments lourds (équipements techniques, lest) le plus bas possible.

Le climat de vagues. 

C’est le critère décisif. Un plan d’eau abrité produit de petites vagues, faciles à supporter. En mer ouverte, les tempêtes produisent des houles de plusieurs mètres qui imposent des structures beaucoup plus massives et coûteuses. C’est pourquoi les réalisations actuelles se situent presque toutes dans des ports, des lacs ou des lagons.

3. Les composants d’un bâtiment flottant

Le flotteur. 

Plusieurs technologies coexistent [4] :

• le caisson en béton creux, solution standard aux Pays-Bas : un bac étanche en béton armé, parfois rempli de polystyrène pour garantir la flottabilité même en cas de fissure ;

• le ponton en acier, plus léger mais sensible à la corrosion ;

• les flotteurs modulaires en plastique ou en composite, utilisés pour les structures légères et les centrales solaires flottantes.

L’amarrage. 

Le bâtiment doit rester en place tout en suivant le niveau de l’eau.

Deux solutions principales existent :

• les pieux de guidage, plantés dans le fond, le long desquels le flotteur coulisse verticalement ;

• les chaînes ou câbles ancrés, adaptés aux eaux plus profondes.

Les réseaux. 

L’eau potable, l’assainissement et l’électricité arrivent par des raccords souples capables d’absorber les mouvements verticaux. Leur conception est souvent le point le plus délicat d’un projet.

La préfabrication. 

Les flotteurs et les bâtiments sont généralement construits dans un chantier naval ou un bassin, puis remorqués sur site. Cette méthode améliore le contrôle de la qualité et réduit les nuisances du chantier. Elle permet aussi de déplacer ou de reconfigurer les modules au cours de leur vie.

Réalisations de référence

• Maasbommel (Pays-Bas, milieu des années 2000). Une quarantaine de maisons amphibies et flottantes ont été construites dans une zone inondable le long de la Meuse. Les maisons amphibies reposent sur le sol et se soulèvent en cas de crue.

• Waterbuurt, IJburg (Amsterdam, années 2010). Ce quartier d’une cinquantaine de maisons flottantes, conçu par l’agence Marlies Rohmer, a montré qu’un urbanisme flottant dense était possible.

• Schoonschip (Amsterdam, achevé vers 2021). 46 logements sur 30 plateformes flottantes forment une petite communauté. Ils partagent un réseau électrique intelligent, des pompes à chaleur et un système de traitement des eaux [2].

• Floating Office Rotterdam (2021). Ce bâtiment de bureaux flottant en bois, conçu par Powerhouse Company, accueille le siège du Centre mondial pour l’adaptation (Global Center on Adaptation) [6].

• Floating Farm (Rotterdam, 2019). Une ferme laitière flottante installée dans le port démontre la possibilité de produire des aliments sur l’eau en milieu urbain.

• Makoko Floating School (Lagos, 2013). Cette école flottante conçue par l’architecte Kunlé Adeyemi a suscité une large attention internationale. Elle s’est effondrée en 2016 après de fortes pluies. Cet échec rappelle que l’entretien et la gouvernance d’un ouvrage comptent autant que sa conception.

Les projets de grande échelle restent à l’état de conception ou de prototype :

• Oceanix Busan, conçu par les agences BIG et SAMOO avec le soutien d’ONU-Habitat, a été présenté en 2022 [3]. Il prévoit des plateformes interconnectées pour environ 12 000 habitants, mais son calendrier a glissé.

• Le projet Lilypad de Vincent Callebaut (2008) reste une vision prospective.

5. Le biomimétisme : s’inspirer du vivant

Le biomimétisme consiste à s’inspirer des formes et des mécanismes du vivant pour concevoir des solutions techniques. Il inspire l’architecture flottante à plusieurs niveaux :

• la forme urbaine : le plan de la Maldives Floating City reproduit le motif du corail cerveau pour faciliter la circulation de l’eau ;

• la structure : les grandes feuilles du nénuphar géant d’ Amazonie, rigidifiées par un réseau de nervures, ont inspiré des structures légères depuis le XIXe siècle ;

• les matériaux : certains bétons à texture rugueuse favorisent la colonisation par les organismes marins. La technologie Biorock fait croître un revêtement minéral sur des armatures métalliques grâce à un faible courant électrique [5].

À l’échelle de la ville, la même logique inspire les « villes éponges » chinoises, lancées en 2015, et les places inondables de Rotterdam. Ces aménagements stockent temporairement l’eau de pluie au lieu de la rejeter le plus

vite possible.

6. Les conditions de la réussite

1. Choisir un site abrité et étudier précisément le climat de vagues et les courants.

2. Prévoir l’entretien dès la conception : corrosion, colonisation par les organismes marins (biofouling),inspection des amarrages.

3. Concevoir les réseaux comme un élément structurant du projet.

4. Mesurer l’effet sur le milieu : une grande surface flottante crée de l’ombre et peut modifier la vie aquatique en dessous.

5. Sécuriser le cadre juridique : en France, l’occupation du domaine public fluvial ou maritime repose en général sur une autorisation temporaire. Le statut du bâtiment (bateau ou construction) conditionne les règles d’urbanisme, d’assurance et de financement applicables.

Conclusion

L’architecture flottante n’est plus expérimentale en eaux abritées. Les Pays-Bas en ont fait une filière, avec des quartiers habités et des bâtiments tertiaires. Le passage à la grande échelle et à la mer ouverte reste en revanche un défi technique et économique entier. Pour les villes côtières, la question n’est pas de remplacer la ville terrestre, mais d’ajouter une option supplémentaire à la palette de l’adaptation.

R É F É R E N C E S

1. National Library Board Singapore, « Land From Sand: Singapore’s Reclamation Story », BiblioAsia, 13(1),

2017.

2. Schoonschip Amsterdam, schoonschipamsterdam.org ; Space&Matter, « Schoonschip », spaceandmatter.nl.

3. ONU-Habitat, « UN-Habitat and partners unveil OCEANIX Busan, the world’s first prototype floating city »,

26 avril 2022.

4. K. Olthuis et D. Keuning, Float! Building on Water to Combat Urban Congestion and Climate Change, Frame

Publishers, 2010.

5. W. H. Hilbertz, « Electrodeposition of minerals in sea water: experiments and applications », IEEE Journal of

Oceanic Engineering, 4(3), 1979, p. 94-113.

6. Global Center on Adaptation, « Floating Office Rotterdam », gca.org.