Reflection

Une inspiration a pris forme

Parcourir le chemin de la justice écologique exige une volonté du cœur et de l'intellect, ainsi que de la volonté personnelle et collective, pour réaliser le rêve d'un monde plus compatissant envers la nature et l'humanité. Cette disposition, qui peut naître de la curiosité intellectuelle, d'une sensibilité à la vulnérabilité humaine et d'une profonde expérience de foi, a inspiré un groupe d'enseignants, de chercheurs, de diplômés et d'étudiants de Universidad Católica de Córdoba (UCC)[Université catholique de Cordoue] à se lancer dans un pèlerinage.

En chemin, ils se sont efforcés d'entendre « le cri de la terre » et ont noué des alliances avec diverses institutions pour offrir une réponse au problème de la consommation énergétique des villes. Dans cette quête, des hommes et des femmes engagés ont longtemps travaillé à la conception et à l'installation d'un toit bio-solaire dans les locaux d'une école agrotechnique de la ville d'Alta Gracia, à Córdoba, en Argentine.

La recherche fait partie de l’ADN des universités et implique toujours de rechercher quelque chose de nouveau : une idée, un concept ou une autre façon d’expliquer ou de comprendre les phénomènes. Mais la recherche dans une université jésuite comporte aussi des défis plus importants dans la mesure où les questions ‘pour qui’ et ‘pourquoi’ faire de la recherche deviennent le telos [la fin, le but ou l’objectif] de la coproduction de connaissances, du discernement des thèmes prioritaires et de l’application pratique de ces connaissances. Dans ce cadre du telos, un visage humain concret et historique apparaît avec force, faisant émerger une mission que la Compagnie de Jésus appelle son « apostolat intellectuel ». En tant qu’expression de l’apostolat intellectuel, la recherche est sensible aux exigences de la justice, c’est-à-dire de la transformation sociale nécessaire aujourd’hui.

Le toit biosolaire est le fruit de l'apostolat intellectuel d'une grande équipe de professionnels qui placent les personnes et l'espoir de justice au centre de leur préoccupation. Leur rêve a pris forme au Laboratoire de ressources génétiques et de durabilité bioclimatique de l'UCC et a trouvé le soutien de professionnels du Centre technologique Arteaga, qui appartient à la Chambre des Industries et des Composants de la Métallurgie de Cordoue, et du studio de design Dovis & Federico.

En chemin ensemble

Cette solution technologique a connu sa première étape de développement en 2021, avec le soutien financier du Fonds de compétitivité de la ville de Córdoba, ADEC Córdoba. Dans un premier temps, il s'agissait de concevoir un dispositif permettant d'intégrer des technologies : toitures végétalisées et capteurs solaires pour réduire la demande énergétique [non renouvelable] et promouvoir l'utilisation d'énergie propre dans les villes des zones semi-arides.

En 2022, la première étape étant franchie, les professionnels se sont attelés à donner à l'idée une matérialité tangible, c'est-à-dire à la construire. Enfin, en 2023, il a fallu installer le toit biosolaire à échelle réelle (40 m2 de toit végétalisé avec dix panneaux photovoltaïques intégrés) pour tester son bon fonctionnement et prouver son efficacité.

Ainsi, grâce au financement du Projet fédéral d'innovation du Conseil fédéral de la science et de la technologie (Cofecyt) du ministère de la Science, de la Technologie et de l'Innovation de l’État argentin, en coordination avec la province de Córdoba et avec l'aide du Secrétariat de la science et de la technologie, le nouveau développement [toit biosolaire] a été installé à l'Institut agroécologique Padre Domingo Viera, dans la ville d'Alta Gracia. Le jour de son inauguration, le père Andrés Aguerre SJ, recteur de l'Université catholique [UCC], a souligné la générosité de la communauté éducative qui a mis un espace à disposition pour développer concrètement le toit biosolaire et a célébré le travail collaboratif, la vocation des chercheurs à servir et l'enthousiasme pour générer de « nouvelles choses » dans le soin de notre maison commune.

L'Instituto Agrotécnico Padre Domingo Viera, situé dans la ville d'Alta Gracia, à Córdoba, en Argentine, a une longue histoire de formation de professionnels dans le domaine agrotechnique. Il est né au sein de la Fondation Effetá, qui réunit de nombreux laïcs actifs dans la paroisse Fátima de Alta Gracia. Il s'agit d'une organisation à but non lucratif créée officiellement en 2005 comme une réponse humaine et religieuse aux conséquences sociales et économiques de la crise de 2001 dans le pays. Au cours de ces années, l'augmentation exponentielle de la pauvreté a incité ces personnes à accompagner, de manière solidaire, les familles les plus touchées par le chômage et l'oisiveté, en offrant des opportunités de développement, en particulier aux enfants et aux jeunes. C'est ainsi que l’Instituto Agrotécnicoest né, un rêve partagé inspiré par l'espoir de transformer la réalité lorsque, comme le dit le pape François, « la tête, le cœur, les mains et l'âme » sont reconnus comme un seul corps. Il compte actuellement environ 252 enseignants et élèves du secondaire.

Pour l'Instituto Agrotécnico, l'installation du toit biosolaire signifie non seulement une amélioration substantielle en termes d'efficacité de construction et de consommation [énergétique], ce qui apporte sans aucun doute un bénéfice direct aux élèves, aux enseignants et au personnel de direction, mais surtout, c'est un geste de confiance et de soutien à son objectif d'éduquer les jeunes à partir d'une vision écologique intégrale. Le jour de l'inauguration du toit biosolaire, Silvia Molina, directrice de l'école, déclara : « Nous sommes très reconnaissants en tant qu'école. C'est un privilège de bénéficier de ce projet d'innovation technologique contribuant à la qualité éducative de l'école, en générant des liens, des relations plus fortes et un travail articulé avec l'Université et le Conicet ». L'équipe qui a développé cette nouvelle technologie a prévu une série d'ateliers de formation pour que les étudiants et les enseignants acquièrent des connaissances et des compétences en rapport au fonctionnement, à la construction, à l'installation et à la maintenance des nouveaux appareils.

Créativité et talent personnel mis à contribution

Les toits bio-solaires sont un système modulaire intégré de toits verts et de panneaux photovoltaïques. Ils résultent d'une synergie qui a amené deux solutions environnementales existantes à un dialogue innovant.

En termes techniques, de telles propositions sont appelées solutions basées sur la nature. La compréhension que la protection de l'écosystème naturel est essentielle pour assurer le bien-être humain et l'équilibre de la vie motive ces solutions. La protection, la restauration et la gestion durable des écosystèmes augmentent notre résilience et notre capacité à relever les défis sociétaux. Ces approches sont également censées être des solutions rentables, mais leur efficacité dépend de la réalisation de gains environnementaux et sociaux mesurables. Dans le contexte des villes, les solutions basées sur la nature sont celles mises en œuvre par le biais d'interventions systémiques, adaptées localement et économes en ressources (Pillath & Soini, 2022).

Le cadre conceptuel de la Plateforme intergouvernementale sur la biodiversité et les services écosystémiques (IPBES) identifie trois éléments inclusifs dans l'interaction entre les sociétés humaines et le monde non humain : la nature, les bienfaits de la nature pour les personnes et une bonne qualité de vie. Dans ce cadre, les contributions de la nature aux personnes sont définies comme toutes les contributions ou avantages positifs, ainsi que les contributions négatives occasionnelles, les pertes ou les préjudices que les personnes reçoivent de la nature (Pascual et al., 2017). Ce concept ressemble aux services écosystémiques (The Economics of Ecosystems and Biodiversity, TEEB 2010). Pourtant, elle intègre des aspects associés à d'autres visions du monde sur les relations homme-nature et les systèmes de connaissances, comme l'idée de « dons de la nature » de certaines cultures autochtones. Ce cadre conceptuel, en ce sens, s'aligne bien avec les principes d'écologie intégrale exprimés dans Laudato Si’.

Les deux technologies combinées dans les toits biosolaires sont également des solutions basées sur la nature. Les toits verts ont été principalement développés comme une stratégie pour répondre à la durabilité des systèmes de construction urbains. Entre-temps, les panneaux photovoltaïques sont apparus comme une alternative durable et propre à la production d'énergie à base d'hydrocarbures.

Rencontre et dialogue entre technologies comme source de « nouveauté »

Les toits verts sont des systèmes intégrés qui nécessitent que les plantes poussent dans un milieu spécifique (substrat) contenant une série de membranes d'étanchéité et anti-racines (Suárez et al., 2019). En fonction de la profondeur du substrat et de l'entretien ultérieur prévu (Sutton, 2015), ils sont classés comme extensifs, semi-extensifs et intensifs. Parmi leurs principaux avantages, ils améliorent la performance thermique des bâtiments, en agissant au niveau de la dalle (toiture) et de l'air dans l'espace intérieur, réduisant la température maximale de surface de la dalle.

L'efficacité des toits verts pour réduire la demande énergétique des bâtiments dépend de facteurs tels que l'isolation thermique des toits, l'épaisseur et la conductivité thermique du substrat, la teneur en humidité volumétrique du substrat, etc. (Liu, 2014 ; He, 2017). Un autre avantage est la rétention des eaux de pluie (détention et rétention des eaux de ruissellement) (Rodríguez Arbelo, 2017), surtout si la végétation est considérée comme partie intégrante des systèmes de drainage durables (SuDS).

Les capteurs solaires/panneaux photovoltaïques (PS) sont une source d'énergie renouvelable à faibles émissions de CO2 (Myhrvold et Caldeira, 2012). Il s'agit d'une stratégie technologique visant à réduire la demande énergétique des bâtiments grâce à l'utilisation passive et active de l'énergie solaire d'une part et à la réduction des pertes d'autre part.

Le développement urbain et le secteur de la construction représentent plus d'un tiers de la consommation énergétique des villes et peuvent produire la même proportion de CO2 (Chagolla Aranda, 2017). Au cours des prochaines décennies, les pays industrialisés devront utiliser l'énergie de manière beaucoup plus efficace et transformer la matrice énergétique en raison des menaces et des conséquences du changement climatique et de la pénurie de ressources.

Les toits biosolaires, en tant que solution innovante, ont un double impact. D'une part, ils contribuent à réduire les dommages environnementaux causés par l'activité humaine. D'autre part, ils augmentent l'efficacité énergétique et la qualité de l'environnement, garantissant une utilisation plus durable des ressources régionales (Flores Asin et al., 2015). Les caractéristiques des toits verts et la sélection des espèces à planter dépendent du toit, du type de bâtiment, de l'utilisation du bâtiment, du climat et de l'emplacement (Williams et al., 2010). La prise en compte de la tolérance à la sécheresse, de la tolérance aux températures élevées et de la capacité à tolérer des substrats avec des périodes prolongées de pénurie de saturation sont essentielles dans la sélection de la végétation (Simmons, 2015).

L'utilisation d'espèces indigènes pour les toitures végétalisées se justifie par une combinaison de raisons : esthétiques, car elles s'intègrent au paysage naturel ; adaptatives, car elles nécessitent moins d'entretien ; en termes d'habitat, car elles fonctionnent comme un environnement familier pour la faune indigène et servent à accroître la biodiversité ; en termes d’envahissement, car les plantes indigènes sont moins susceptibles de devenir envahissantes que les plantes non indigènes. Les experts appellent ces nouveaux environnements des « habitats provisoires ». Avec cette idée, ils expliquent la convergence entre les caractéristiques des communautés végétales et les conditions de l'environnement construit qui imitent les conditions des habitats d'origine des plantes.

Certains auteurs soutiennent que les performances des plantes en communautés sont souvent supérieures à leurs performances isolées, fournissant de meilleurs services écosystémiques que dans des communautés simplifiées (Lundholm, 2016 ; Cáceres et al., 2022 ; Robbiati et al., 2022). Dans un écosystème bâti, comme les toits biosolaires, les mélanges de plantes peuvent renforcer la performance des toits verts (Lundholm, 2015) et améliorer la diversité des visiteurs floraux, c'est-à-dire des insectes pollinisateurs (Madre et al., 2013).

Dans les toits biosolaires, le toit végétalisé contribue à augmenter la production électrique des panneaux photovoltaïques (PV) (Kohler et al., 2007 ; Chemisana & Lamnatou, 2014), et les panneaux PV protègent les plantes de l'exposition solaire constante en fournissant de l'ombre et de l'humidité au substrat, ce qui se traduit par un rendement de biomasse plus élevé (source d'énergie hétérogène) et une diversité de végétation. Améliorer l'efficacité des panneaux photovoltaïques pour convertir le rayonnement solaire en électricité lorsque leur surface se réchauffe reste un défi.

Cependant, les toits végétalisés peuvent aider à réduire l'accumulation locale de ces particules (Tan et Sia 2005 ; Speak et al. 2012) ; cela s'ajoute à l'effet albédo des plantes, c'est-à-dire leur capacité de refroidissement ou leur capacité à réduire l'incidence du rayonnement solaire. Cela se traduit par une incidence ou un impact plus important du flux énergétique moyen sur la surface du capteur du panneau, appelé irradiance (Witmer, 2010).

Créativité, espérance et service : les traces d’une recherche significative

Pour les universités jésuites, une recherche significative aborde les problèmes les plus urgents et les plus difficiles de notre époque. De cette source, qui éveille la conscience et le cœur, naît la force créatrice et vivifiante pour offrir de vraies solutions qui transforment les réalités du monde. Lorsque la capacité intellectuelle de nos institutions académiques est véritablement perturbée par les ‘cris’ de la terre et de ses habitants, elle avance courageusement, avec audace.

Le risque de l’académie a toujours été ‘l’académisme’, qui limite parfois la force créatrice, active et transformatrice de l’Esprit. L’académisme risque de tendre à l’isolement de multiples disciplines, de rechercher la pureté de la méthode, la spécificité de l’objet, la spécialité de la technique ; et aussi, assez souvent, d’isoler les personnes et les équipes, de renforcer les égos individuels et de séparer, en fin de compte, les ‘idées’, les ‘bonnes idées’, de la ‘vie concrète’. Pourtant, la vie est unique, complexe et diverse dans sa splendeur et son développement. Dans ce monde, tout est lié, tout a son temps, son espace, sa raison d'être et son but. Le monde d'aujourd'hui exige de l'humanité une réponse intégrale, consciente et sensible à ses problèmes, un dialogue dans lequel les idées, les désirs et les aspirations des gens dansent en harmonie avec la nature qui les soutient.

Références

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