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La durabilité urbaine est le prochain défi des villes

En
Ferme urbaine du bâtiment George Vari de Ryerson

Les humains placent une pression incroyable sur l’environnement naturel. Le dioxyde de carbone provenant des gaz d’échappement des véhicules et de la construction de bâtiments contribue fortement aux changements climatiques; les objets en plastique à utilisation unique et d’autres déchets recueillis dans les sites d’enfouissement – même le sel de voirie – sont nuisibles à nos rivières, nos lacs et nos plans d’eau.

Si nous devons préparer une défense sérieuse contre les changements climatiques, nos villes devront trouver des moyens d’être écologiquement viables en réduisant les émissions et le gaspillage. Qu’il s’agisse d’agriculture urbaine (en anglais seulement) ou de logements neutres en carbone, Ryerson joue un rôle prépondérant dans les façons d’améliorer nos activités de tous les jours dans l’environnement de demain.

Intérieur de Ryerson ZeroHouse

Un chez soi

Chacune des 100 000 personnes qui déménagent à Toronto tous les ans a besoin d’un endroit où vivre. Malheureusement, la vaste majorité des nouvelles unités de logement sont hors de prix et plusieurs sont situées dans des gratte-ciel conventionnels dont la construction est très polluante.

L’architecte et chercheuse Cheryl Atkinson (en anglais seulement) et son équipe d’étudiants ont conçu la réponse – une maison à faible teneur en carbone qui satisfait aux besoins d’une ville grandissante et d’un environnement de plus en plus fragile. Le projet émane d’une équipe de recherche mise sur pied par le professeur en génie Alan Fung (en anglais seulement) et le professeur en entrepreneuriat et stratégie Philip Walsh (en anglais seulement) pour traiter la question du logement urbain abordable.

« Les gratte-ciel sont faits de béton qui comprend de la chaux qu’on a fait brûler et qui produit de fortes quantités de carbone, et c’est la même chose pour l’acier », déclare Mme Atkinson. « Si les coûts financiers des construction sont élevés, les coûts environnementaux le sont tout autant. »

Le concept ZEROhouse (maison ZÉRO) désigne des maisons en rangée qui seront construites sur des terrains à bon marché anciennement occupés par des bâtiments à un ou deux étages – stations d’essence ou autres structures à faible densité – dans des quartiers existants.

« C’est une construction de très haute qualité, à l’esthétique contemporaine. Il ne s’agit pas d’une maison granola… nous essayons de faire des murs épais une caractéristique unique et de lui donner un aspect épuré avec des détails minimalistes afin de créer un style architectural moderne. »

Cheryl Atkinson

La structure de 1 100 pieds carrés, à charpente de bois, est composée de matériaux écologiques, comme des isolants à base de paille et de fibres ligneuses. Le plancher provient de frênes qui ont été coupés à la suite d’une infestation de l’agrile du frêne, et les murs extérieurs sont recouverts d’un matériau de revêtement qui transforme l’énergie solaire en électricité utilisable.

Mais surtout, la maison ZÉRO est de type modulaire, ce qui signifie que la fabrication des différentes parties peut s’effectuer en usine; elles seront ensuite expédiées au site de construction pour l’assemblage. Un prototype bâti en 2017 est habité de façon permanente à Clarksburg, en Ontario. L’équipe de Ryerson en étudie la performance tout en faisant la promotion du concept auprès des entreprises de construction.

« Les bâtiments, résidentiels et commerciaux, constituent, après le transport, la plus grande source d’émissions de gaz à effet de serre dans notre province », indique M. Walsh. « Donc ce que nous voulons faire, c’est de trouver des solutions acceptables pour composer avec ce problème. »

Pont en arc de la baie Humber à Toronto

Photo: Taxiarchos228, Wikimedia Commons

Protéger nos plans d’eau

L’eau est la ressource naturelle la plus précieuse du Canada, mais tous les ans, nos rivières, nos lacs et nos cours d’eau supportent le poids de milliers de tonnes de sel blanc dont on se sert pour déglacer nos villes en hiver.

Les sels de voirie comprennent plusieurs éléments toxiques, mais le chlorure est le plus néfaste, comme l’explique Claire Oswald (en anglais seulement), professeure au Département de géographie et des sciences environnementales. Son travail se penche sur les façons dont le sel pénètre dans nos cours d’eau et les contamine.

« Des concentrations élevées de chlorure sont toxiques pour les organismes d’eau douce et elles peuvent nuire à la végétation et la qualité des sols », ajoute-t-elle. « Elles causent également la désagrégation des ponts, l’abrasion du béton et la dégradation d’infrastructures importantes. »

La solution, dit-elle, réside dans la saumure – un mélange composé de 23 % de sel et d’eau – qui empêche la neige et la glace d’adhérer aux surfaces lorsqu’on la pulvérise avant une tempête hivernale. Elle permet également de faire fondre ce qui est gelé au sol.

En collaboration avec la direction de gestion et de développement des installations de Ryerson, Mme Oswald dirige une étude pilote que le WWF Fonds mondial pour la nature et plusieurs petites municipalités suivent avec intérêt. Elle compare la saumure avec le sel blanc régulier dans les zones avoisinant le campus de Ryerson. La direction des installations de l’université a investi 10 000 $ dans un applicateur de saumure, et à la fin de la saison, l’étudiant en analyse spatiale Kevin Duffin examinera les résultats afin de les mettre à l’échelle « d’une partie de la ville, ou même de toute la ville », explique Mme Oswald.

« Nous travaillons en vue d’obtenir le soutien institutionnel pour tout le projet et pour éduquer tout un chacun à Ryerson à propos de ce projet et du rôle qu’il peut jouer dans nos efforts pour rendre la ville moins salée. »

Conteneur d'énergie de l'Université Ryerson

Stockage de l’énergie verte

Tandis que de plus en plus de personnes emménagent dans les villes, il devient essentiel de trouver des solutions abordables, fiables et durables en matière d’énergie urbaine.

Jessie Ma (en anglais seulement), chercheure universitaire (IESO) au centre pour l’énergie urbaine de Ryerson, étudie les effets économiques du stockage d’énergie au sein du réseau électrique afin de réduire les émissions et le gaspillage.

« Le stockage de l’énergie peut fonctionner avec l’énergie intermittente renouvelable comme le vent ou l’énergie solaire, de façon à ce que l’énergie provenant de ces sources soit disponible lorsque les conditions météorologiques ne sont plus venteuses ou ensoleillées », ajoute-t-elle.

Le stockage de l’énergie peut également réduire le stress sur le réseau lorsqu’il y une augmentation soudaine de la demande – par exemple si un grand nombre de véhicules électriques se rechargent dans un secteur restreint – et réduire les coûts pour les entreprises de services publics.

Sans stockage, les centrales énergétiques doivent chercher soigneusement un équilibre entre la production de l’énergie et les demandes ponctuelles sur le réseau électrique. Une production trop importante provoquerait du gaspillage et une production trop faible, des pénuries.

Le travail de Mme Ma est toujours en cours, mais l’objectif général est de rendre l’électricité beaucoup plus écologique à produire et moins coûteuse pour les clients.

« La ville idéale sera alimentée par une énergie abordable, fiable et propre et elle permettra à ses résidents de mener une vie saine, passionnante et enrichissante », conclut-elle.

  

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