AGROCLIMATOLOGIE : Méthodes de diagnostic, conception, dimensionnement, simulation et modélisation selon la Vision Omakëya™

AGROCLIMATOLOGIE : TOME 5 – L’INGÉNIERIE DES ÉCOSYSTÈMES

Méthodes de diagnostic, conception, dimensionnement, simulation et modélisation selon la Vision Omakëya™

Concevoir les écosystèmes du futur comme de véritables systèmes d’ingénierie vivants


PRÉFACE

Une nouvelle discipline d’ingénierie

Pendant des siècles, l’ingénierie s’est consacrée à la conception :

  • des bâtiments ;
  • des ponts ;
  • des routes ;
  • des barrages ;
  • des centrales énergétiques ;
  • des réseaux hydrauliques ;
  • des systèmes industriels ;
  • des infrastructures urbaines.

Ces systèmes ont une caractéristique commune : ils sont conçus pour remplir une fonction déterminée, dans des conditions définies, avec des performances mesurables.

Un pont doit supporter des charges.

Un réseau hydraulique doit transporter un débit.

Un bâtiment doit assurer des fonctions de structure, d’usage et de confort.

Une installation CVC doit maintenir des conditions thermo-hygrométriques données.

Une station de traitement doit atteindre des performances physico-chimiques précises.

Mais un écosystème fonctionne selon une logique beaucoup plus complexe.

Il respire.

Il croît.

Il échange de l’eau.

Il stocke du carbone.

Il transforme l’énergie solaire.

Il modifie son propre microclimat.

Il produit de la biomasse.

Il accueille des organismes.

Il évolue avec le temps.

Il subit des perturbations.

Il se régénère.

Il peut parfois s’auto-organiser.

Et surtout :

ses composants sont vivants et leurs propriétés évoluent dans le temps.

C’est précisément cette complexité qui constitue le défi.


1. Vers l’ingénierie des systèmes vivants

L’ingénierie des écosystèmes ne consiste pas à remplacer les ingénieurs par des jardiniers, ni à transformer la nature en machine.

Elle consiste au contraire à développer des méthodes rigoureuses permettant de comprendre, concevoir, dimensionner, suivre et faire évoluer des systèmes écologiques complexes.

La Vision Omakëya™ s’inscrit dans cette perspective.

Elle considère un jardin, un verger, une ferme, un parc, un campus, un bâtiment, un quartier ou un territoire comme un système socio-écologique dynamique.

On ne cherche donc plus simplement à déterminer :

« Où planter cet arbre ? »

On cherche à répondre à une question beaucoup plus large :

« Quelle organisation du vivant permettra au site de remplir durablement ses fonctions climatiques, hydrologiques, écologiques, productives et humaines ? »


2. Le changement de paradigme

L’approche traditionnelle peut être représentée ainsi :

terrain → plantations → entretien

L’approche Omakëya™ devient :

diagnostic → compréhension → mesure → modélisation → conception → dimensionnement → réalisation → instrumentation → pilotage → adaptation

Cette différence est fondamentale.

Le projet n’est plus considéré comme terminé lorsque les plantations sont réalisées.

Il devient un système évolutif.


3. De l’aménagement à la performance écosystémique

Un projet classique peut être évalué principalement par :

  • son coût ;
  • son aspect esthétique ;
  • sa conformité ;
  • ses délais ;
  • sa facilité d’entretien.

Une ingénierie des écosystèmes doit ajouter de nouveaux indicateurs :

DomaineIndicateurs possibles
Eauinfiltration, stockage, consommation, ruissellement
Climattempérature, ombrage, humidité, vitesse du vent
Solmatière organique, porosité, infiltration, stabilité
Végétationcroissance, couverture, biomasse, mortalité
Biodiversitérichesse spécifique, abondance, diversité fonctionnelle
Carbonebiomasse, sol, flux de carbone
Productionrendement, biomasse alimentaire
Énergieconsommation, production, besoins de refroidissement
Conforttempérature ressentie, ombrage, humidité
Économieinvestissement, exploitation, maintenance
Résiliencecapacité à résister et récupérer après perturbation

Le paysage devient ainsi mesurable.


4. L’écosystème comme système d’ingénierie

Un système Omakëya™ peut être représenté par cinq grandes familles de composants :

Entrées

  • rayonnement solaire ;
  • précipitations ;
  • vent ;
  • température ;
  • énergie ;
  • matières ;
  • organismes ;
  • interventions humaines.

Stocks

  • eau du sol ;
  • nappes ;
  • biomasse ;
  • carbone ;
  • matière organique ;
  • chaleur ;
  • nutriments.

Flux

  • eau ;
  • énergie ;
  • chaleur ;
  • carbone ;
  • nutriments ;
  • organismes ;
  • air.

Transformateurs

  • végétation ;
  • sol ;
  • microorganismes ;
  • animaux ;
  • eau ;
  • infrastructures.

Sorties

  • évapotranspiration ;
  • ruissellement ;
  • production ;
  • chaleur ;
  • biomasse ;
  • biodiversité ;
  • services écosystémiques.

On obtient alors une représentation systémique :

                 SOLEIL
                   ↓
                 ÉNERGIE
                   ↓
        ┌─────────────────────┐
        │     ÉCOSYSTÈME      │
        │                     │
EAU →   │ SOL ↔ PLANTES ↔ FAUNE │   ← AIR
        │  ↕       ↕          │
        │ MICROORGANISMES     │
        └─────────────────────┘
           ↓      ↓      ↓
         EAU   CARBONE  BIOMASSE
           ↓
        SOCIÉTÉ

Le projet consiste alors à organiser les relations entre ces composants.


PARTIE I — LA MÉTHODE OMAKËYA™ DE DIAGNOSTIC

5. Étape 1 — Observer

Avant toute intervention :

observer le système existant.

Cette étape est souvent sous-estimée.

Pourtant, un terrain contient déjà une quantité considérable d’informations.

Il faut observer :

  • relief ;
  • géologie ;
  • sols ;
  • végétation ;
  • eau ;
  • vent ;
  • exposition ;
  • ombres ;
  • usages ;
  • biodiversité ;
  • infrastructures ;
  • bâtiments ;
  • traces de ruissellement ;
  • zones d’érosion ;
  • zones d’accumulation.

La première règle devient :

Ne jamais concevoir un système vivant sans avoir préalablement observé celui qui existe déjà.


6. Lecture du paysage

Le diagnostic commence à grande échelle.

On étudie :

  • bassin versant ;
  • relief ;
  • géomorphologie ;
  • occupation du sol ;
  • réseau hydrographique ;
  • corridors écologiques ;
  • infrastructures ;
  • climat régional.

Puis on descend progressivement vers :

territoire → parcelle → microtopographie → sol → plante.

Cette approche multi-échelle est indispensable.


7. Diagnostic climatique

Le diagnostic climatique doit dépasser la simple consultation des normales météorologiques.

On étudie notamment :

  • températures ;
  • précipitations ;
  • rayonnement ;
  • humidité ;
  • vent ;
  • épisodes de sécheresse ;
  • vagues de chaleur ;
  • gel ;
  • brouillard ;
  • rosée ;
  • événements extrêmes.

Mais il faut surtout rechercher le climat réel du site.

Deux parcelles distantes de quelques centaines de mètres peuvent présenter des conditions très différentes en raison :

  • du relief ;
  • de l’exposition ;
  • de la végétation ;
  • de l’eau ;
  • des bâtiments ;
  • du vent ;
  • de l’ombrage.

8. Diagnostic hydrologique

L’eau constitue l’une des principales variables de conception.

Il faut déterminer :

  • d’où vient l’eau ;
  • où elle arrive ;
  • où elle s’écoule ;
  • où elle s’accumule ;
  • où elle s’infiltre ;
  • où elle s’évapore ;
  • où elle est stockée ;
  • où elle est perdue.

On peut construire un bilan hydrologique du site : P=ET+R+I+ΔS

avec :

  • P = précipitations ;
  • ET = évapotranspiration ;
  • R = ruissellement ;
  • I = infiltration/recharge selon le périmètre considéré ;
  • ΔS = variation des stocks.

Le modèle doit ensuite être adapté à l’échelle étudiée.


9. Diagnostic pédologique

Le sol est analysé comme un véritable réservoir multifonctionnel.

On étudie :

  • texture ;
  • structure ;
  • profondeur ;
  • porosité ;
  • densité apparente ;
  • compaction ;
  • matière organique ;
  • pH ;
  • CEC ;
  • carbone ;
  • salinité ;
  • réserve utile ;
  • infiltration ;
  • activité biologique.

L’objectif n’est pas simplement de connaître le sol.

Il faut déterminer :

ce que ce sol permet de faire.


10. Diagnostic biologique

L’écosystème existant doit être inventorié.

On recherche :

  • flore spontanée ;
  • arbres ;
  • arbustes ;
  • herbacées ;
  • champignons ;
  • insectes ;
  • oiseaux ;
  • mammifères ;
  • amphibiens ;
  • reptiles ;
  • microorganismes lorsque les analyses sont disponibles.

Mais l’inventaire taxonomique ne suffit pas.

Il faut également identifier les fonctions écologiques :

  • pollinisation ;
  • prédation ;
  • décomposition ;
  • fixation biologique ;
  • dispersion ;
  • régulation ;
  • structuration du sol.

PARTIE II — CARTOGRAPHIER LE SYSTÈME

11. Construire le modèle spatial

Une fois les données collectées, elles sont intégrées dans un système géographique.

Le SIG devient l’un des outils fondamentaux de la méthode.

On peut superposer :

  • topographie ;
  • hydrologie ;
  • pédologie ;
  • végétation ;
  • bâtiments ;
  • réseaux ;
  • températures ;
  • ombres ;
  • vents ;
  • biodiversité ;
  • usages.

On obtient progressivement une carte fonctionnelle du site.


12. Cartographie des contraintes

Chaque terrain possède des contraintes.

Par exemple :

ContrainteConséquence possible
Forte penteérosion, ruissellement
Sol compactéinfiltration réduite
Forte exposition sudstress thermique
Vent dominantdessèchement
Gel localiséchoix d’espèces
Nappe prochelimitation de certaines plantations
Pollutionrestrictions d’usage
Réseaux enterréscontraintes racinaires
Patrimoinecontraintes de conception
Accessibilitéorganisation des parcours

La contrainte devient alors une donnée d’ingénierie.


13. Cartographie des opportunités

Il faut également rechercher les endroits où le système peut être renforcé.

Exemples :

  • ancienne dépression → mare potentielle ;
  • ligne de ruissellement → noue ;
  • zone chaude → plantation d’ombrage ;
  • vent dominant → haie brise-vent ;
  • zone humide → habitat écologique ;
  • façade sud → stratégie d’ombrage ;
  • parking → désimperméabilisation potentielle ;
  • toiture → récupération des eaux.

La conception devient ainsi une transformation des contraintes en fonctions.


PARTIE III — CONCEVOIR

14. Étape 2 — Comprendre

Après l’observation vient l’interprétation.

Il faut comprendre les relations :

relief ↔ eau

eau ↔ sol

sol ↔ végétation

végétation ↔ climat

climat ↔ bâtiment

biodiversité ↔ végétation

humain ↔ écosystème

Cette étape correspond au passage du simple inventaire à la compréhension systémique.


15. Étape 3 — Définir les fonctions

Chaque projet doit commencer par un cahier des charges fonctionnel.

Par exemple :

Fonction climatique

  • réduire les températures ;
  • créer de l’ombre ;
  • ralentir le vent.

Fonction hydrologique

  • retenir l’eau ;
  • infiltrer ;
  • stocker ;
  • redistribuer.

Fonction écologique

  • créer des habitats ;
  • restaurer des continuités.

Fonction productive

  • fruits ;
  • légumes ;
  • biomasse ;
  • bois.

Fonction humaine

  • promenade ;
  • repos ;
  • production ;
  • apprentissage.

16. Architecture écologique

La structure générale peut être organisée en grandes unités :

  • forêt ;
  • bosquet ;
  • verger ;
  • haies ;
  • prairie ;
  • potager ;
  • mare ;
  • zone humide ;
  • zone sauvage ;
  • zones cultivées ;
  • bâtiments ;
  • chemins.

Le premier travail n’est donc pas de choisir les espèces.

C’est de concevoir l’architecture du système.


17. Concevoir les flux

Un bon projet doit organiser les flux.

Eau

pluie → stockage → infiltration → sol → plantes → évapotranspiration.

Énergie

soleil → végétation → biomasse.

Chaleur

rayonnement → surfaces → stockage → dissipation.

Carbone

atmosphère → photosynthèse → biomasse → sol.

Biodiversité

habitats → corridors → dispersion → recolonisation.

Humains

entrée → parcours → usages → espaces de repos.


PARTIE IV — DIMENSIONNER

18. L’écosystème doit être dimensionné

C’est ici que l’approche rejoint pleinement l’ingénierie.

Une mare doit avoir un volume.

Une noue possède une section.

Une plantation possède une densité.

Un bassin possède une capacité.

Une haie possède une hauteur.

Une zone d’ombrage possède une surface.

Une réserve d’eau possède une autonomie.

Le vivant n’élimine pas le dimensionnement.

Il le rend plus complexe.


19. Dimensionnement hydraulique

On peut calculer :

  • volumes de stockage ;
  • débits ;
  • surfaces d’infiltration ;
  • temps de vidange ;
  • volumes de ruissellement ;
  • besoins d’irrigation ;
  • réserves ;
  • scénarios de sécheresse.

Pour un événement pluvieux, une première estimation du volume ruisselé peut être obtenue par : V=P×A×C

où :

  • V = volume ruisselé ;
  • P = hauteur de pluie ;
  • A = surface contributive ;
  • C = coefficient de ruissellement.

Mais un projet réel doit intégrer la temporalité de la pluie, l’infiltration, le stockage et les pertes.


20. Dimensionnement climatique

Il est possible d’estimer :

  • surfaces ombragées ;
  • réduction du rayonnement ;
  • évapotranspiration ;
  • stockage thermique ;
  • circulation de l’air ;
  • humidification ;
  • potentiel de refroidissement.

On peut alors comparer plusieurs scénarios :

sans végétation

VS

arbres isolés

VS

bosquet

VS

forêt-jardin

VS

système eau + végétation + architecture.


21. Dimensionnement végétal

Chaque plante possède des caractéristiques fonctionnelles :

  • hauteur adulte ;
  • diamètre de couronne ;
  • profondeur racinaire ;
  • consommation hydrique ;
  • tolérance à la sécheresse ;
  • croissance ;
  • durée de vie ;
  • capacité d’ombrage ;
  • production ;
  • valeur écologique.

La sélection devient alors comparable à un choix de composants techniques.

Mais contrairement à une machine, la plante continue de changer.

Le dimensionnement doit donc intégrer :

la croissance.


22. Concevoir sur plusieurs horizons temporels

Un projet Omakëya™ doit être étudié au minimum selon plusieurs horizons :

HorizonQuestion
0–2 ansinstallation
3–5 ansdéveloppement
10 ansstructuration
20 ansmaturité intermédiaire
50 anstransformation
100 anstrajectoire patrimoniale

L’ingénieur des écosystèmes ne dessine donc pas seulement un état final.

Il dessine une trajectoire.


PARTIE V — SIMULER

23. Pourquoi simuler ?

Avant de construire un système complexe, il est souvent préférable d’en tester virtuellement plusieurs configurations.

On peut simuler :

  • température ;
  • ombre ;
  • ruissellement ;
  • infiltration ;
  • croissance ;
  • consommation d’eau ;
  • biodiversité potentielle ;
  • carbone ;
  • énergie.

La simulation permet de comparer les scénarios avant investissement.


24. Modélisation microclimatique

Un modèle climatique local peut intégrer :

  • géométrie ;
  • matériaux ;
  • végétation ;
  • eau ;
  • rayonnement ;
  • vent ;
  • température ;
  • humidité.

L’objectif est notamment de déterminer :

où se trouvent les zones chaudes, froides, sèches, humides, ventilées ou protégées.


25. Modéliser l’ombre

L’ombre varie :

  • selon l’heure ;
  • selon la saison ;
  • selon la latitude ;
  • selon la hauteur du soleil ;
  • selon la croissance des arbres.

Un arbre n’est donc pas seulement représenté par un point.

Il doit être représenté comme un volume dynamique.


26. Modéliser l’eau

Le modèle hydrologique peut simuler :

PLUIE
 ↓
TOITURE
 ↓
RÉCUPÉRATION
 ↓
CUVE
 ↓
TROP-PLEIN
 ↓
MARE
 ↓
INFILTRATION
 ↓
SOL
 ↓
RACINES
 ↓
ÉVAPOTRANSPIRATION
 ↓
ATMOSPHÈRE

On peut ensuite tester différents scénarios :

  • pluie normale ;
  • pluie intense ;
  • sécheresse ;
  • succession de sécheresses ;
  • changement climatique.

PARTIE VI — INSTRUMENTER

27. Mesurer le système réel

La simulation ne doit jamais être séparée du terrain.

Le site doit produire ses propres données.

On peut utiliser :

  • stations météo ;
  • sondes d’humidité ;
  • température du sol ;
  • température de l’air ;
  • humidité relative ;
  • rayonnement ;
  • pluviomètres ;
  • débitmètres ;
  • capteurs de niveau ;
  • caméras ;
  • pièges photographiques ;
  • capteurs de croissance.

28. Le jardin comme laboratoire permanent

Le principe devient :

modèle → réalisation → mesure → comparaison → correction.

Si le modèle prévoyait une température de 31 °C et que le site mesure 34 °C :

il faut comprendre pourquoi.

Le modèle peut être amélioré.

Cette boucle est fondamentale.


PARTIE VII — JUMEAU NUMÉRIQUE

29. Créer le jumeau numérique de l’écosystème

Le jumeau numérique rassemble :

  • géométrie ;
  • végétation ;
  • sol ;
  • eau ;
  • climat ;
  • bâtiments ;
  • capteurs ;
  • historiques ;
  • modèles.

Il devient une représentation dynamique du site.

              TERRAIN
                 ↕
             CAPTEURS
                 ↕
          BASE DE DONNÉES
                 ↕
         MODÈLE NUMÉRIQUE
                 ↕
                IA
                 ↕
          SCÉNARIOS FUTURS
                 ↕
             DÉCISIONS
                 ↕
              TERRAIN

Le projet entre alors dans une logique de cybernétique écologique : mesurer, comparer, corriger et apprendre.


PARTIE VIII — INTELLIGENCE ARTIFICIELLE

30. L’IA comme couche d’intelligence

L’IA ne remplace ni l’écologue, ni l’agronome, ni l’hydrologue, ni l’ingénieur.

Elle peut cependant accélérer considérablement :

  • l’analyse ;
  • la détection ;
  • la prédiction ;
  • la comparaison ;
  • l’optimisation.

31. Prédire les besoins en eau

Un système peut combiner :

  • météo ;
  • humidité du sol ;
  • type de sol ;
  • stade de croissance ;
  • espèce ;
  • exposition ;
  • prévisions météorologiques.

L’objectif devient :

apporter la quantité d’eau nécessaire au moment où elle est réellement utile.

On passe de l’irrigation calendaire au pilotage prédictif.


32. Détecter les anomalies

La vision artificielle peut identifier :

  • dépérissement ;
  • changement de couleur ;
  • déficit hydrique ;
  • attaques ;
  • mortalité ;
  • croissance anormale.

Le système peut ensuite déclencher une investigation humaine.


33. Optimisation multicritère

Un projet peut être optimisé simultanément selon :

  • coût ;
  • eau ;
  • carbone ;
  • température ;
  • biodiversité ;
  • production ;
  • maintenance ;
  • confort.

Il ne s’agit donc plus de rechercher la solution optimale unique.

Il faut rechercher un front de solutions compatibles avec les priorités du projet.


PARTIE IX — PILOTER ET FAIRE ÉVOLUER

34. Un écosystème n’est jamais terminé

Un bâtiment livré peut être considéré comme achevé.

Un écosystème, non.

Il continue :

  • à croître ;
  • à mourir ;
  • à se reproduire ;
  • à coloniser ;
  • à évoluer ;
  • à subir des perturbations.

La conception doit donc intégrer l’incertitude.


35. La boucle Omakëya™

La méthode complète peut être représentée ainsi :

        OBSERVER
           ↓
       DIAGNOSTIQUER
           ↓
        MESURER
           ↓
       COMPRENDRE
           ↓
       MODÉLISER
           ↓
        CONCEVOIR
           ↓
       DIMENSIONNER
           ↓
       CONSTRUIRE
           ↓
       INSTRUMENTER
           ↓
        MESURER
           ↓
        ANALYSER
           ↓
        ADAPTER
           ↓
       FAIRE ÉVOLUER
           ↺

Cette boucle constitue l’une des bases méthodologiques de la Vision Omakëya™.


36. Vers une ingénierie adaptative

La conception traditionnelle cherche souvent à supprimer l’incertitude.

L’ingénierie des écosystèmes doit plutôt apprendre à vivre avec elle.

Un arbre peut mourir.

Une espèce peut disparaître.

Une sécheresse exceptionnelle peut survenir.

Une nouvelle maladie peut apparaître.

Le climat peut évoluer plus rapidement que prévu.

La stratégie doit donc intégrer :

  • redondance ;
  • diversité ;
  • modularité ;
  • réserves ;
  • scénarios ;
  • solutions de remplacement ;
  • capacité d’adaptation.

C’est précisément ce qui permet d’augmenter la résilience.


37. La diversité comme principe d’ingénierie

Dans une infrastructure classique, la redondance augmente souvent la robustesse.

Dans un écosystème, la diversité fonctionnelle joue un rôle comparable.

Un système composé d’une seule espèce est vulnérable à la défaillance de cette espèce.

Un système composé de nombreuses espèces possédant des stratégies différentes peut conserver certaines fonctions lorsqu’une partie du système est affectée.

On passe ainsi de :

uniformité → spécialisation → vulnérabilité

à :

diversité → complémentarité → résilience.


PARTIE X — LES GRANDS DOMAINES DE L’INGÉNIERIE OMAKËYA™

DomaineQuestion d’ingénierie
AgroclimatologieQuel climat local construire ?
HydrologieOù va l’eau ?
PédologieQuelle capacité possède le sol ?
BotaniqueQuelles plantes et quelles fonctions ?
ÉcologieComment organiser les interactions ?
Génie climatiqueComment réduire les contraintes thermiques ?
PaysageComment organiser l’espace ?
ArchitectureComment intégrer le bâtiment ?
ÉnergieComment réduire les besoins et valoriser les flux ?
NumériqueComment représenter le système ?
IAComment prédire et optimiser ?
ÉconomieQuel coût global ?
GestionComment maintenir les performances ?

PARTIE XI — LE CAHIER DES CHARGES D’UN ÉCOSYSTÈME

Un projet Omakëya™ peut être structuré comme un véritable dossier d’ingénierie.

1. Données d’entrée

  • localisation ;
  • climat ;
  • topographie ;
  • géologie ;
  • sols ;
  • eau ;
  • végétation ;
  • bâtiments ;
  • usages.

2. Objectifs

  • climatique ;
  • hydrologique ;
  • écologique ;
  • productif ;
  • social ;
  • économique.

3. Contraintes

  • réglementaires ;
  • techniques ;
  • foncières ;
  • sanitaires ;
  • patrimoniales ;
  • économiques.

4. Scénarios

  • scénario minimal ;
  • scénario intermédiaire ;
  • scénario résilient ;
  • scénario maximal.

5. Dimensionnement

  • eau ;
  • végétation ;
  • ombre ;
  • stockage ;
  • énergie ;
  • infrastructures.

6. Simulation

  • climat ;
  • hydrologie ;
  • croissance ;
  • carbone ;
  • biodiversité.

7. Instrumentation

  • capteurs ;
  • station météo ;
  • télédétection ;
  • vision.

8. Exploitation

  • maintenance ;
  • irrigation ;
  • taille ;
  • suivi écologique.

9. Évaluation

  • indicateurs ;
  • performances ;
  • écarts au modèle.

10. Adaptation

  • correction ;
  • remplacement ;
  • densification ;
  • évolution.

PARTIE XII — UNE NOUVELLE FAÇON DE CONCEVOIR

La Vision Omakëya™ propose finalement de considérer le projet comme une combinaison de trois couches.

Couche 1 — Infrastructure

  • bâtiments ;
  • chemins ;
  • bassins ;
  • réseaux ;
  • ouvrages.

Couche 2 — Vivant

  • arbres ;
  • plantes ;
  • sols ;
  • champignons ;
  • animaux ;
  • microorganismes.

Couche 3 — Intelligence

  • capteurs ;
  • données ;
  • modèles ;
  • IA ;
  • jumeau numérique ;
  • pilotage.

On obtient :

INFRASTRUCTURE + VIVANT + INTELLIGENCE

C’est cette combinaison qui permet de concevoir les écosystèmes complexes du XXIᵉ siècle.


DE L’INGÉNIERIE DES OBJETS À L’INGÉNIERIE DES SYSTÈMES VIVANTS

L’un des grands défis du XXIᵉ siècle sera de concevoir des environnements capables de fonctionner dans un climat plus instable tout en répondant aux besoins humains.

Il ne suffira plus de construire :

  • davantage de réseaux ;
  • davantage de climatisation ;
  • davantage de drainage ;
  • davantage d’irrigation ;
  • davantage d’infrastructures minérales.

Il faudra apprendre à construire avec le vivant.

Un arbre peut fournir de l’ombre.

Une haie peut ralentir le vent.

Une mare peut stocker de l’eau et créer un habitat.

Un sol vivant peut infiltrer et retenir l’eau.

Une forêt peut modifier le bilan énergétique local.

Une végétation adaptée peut réduire certains besoins d’irrigation.

Un réseau écologique peut permettre la circulation des espèces.

Un système de capteurs peut mesurer les performances.

Une IA peut analyser les données.

Un jumeau numérique peut simuler les scénarios.

Et l’ingénieur peut réunir l’ensemble dans une architecture cohérente.

La véritable innovation n’est donc pas de chercher à transformer la nature en machine.

Elle consiste à comprendre suffisamment les mécanismes du vivant pour concevoir des systèmes dans lesquels infrastructures, écosystèmes et technologies coopèrent.


La Vision Omakëya™ en une équation

On peut résumer cette nouvelle approche conceptuellement par : Reˊsilience=Diagnostic+Conception+Diversiteˊ+Dimensionnement+Mesure+Adaptation​

Mais une autre relation est peut-être encore plus importante : Eˊcosysteˋme du futur=Climat+Eau+Sol+Vivant+Infrastructure+Donneˊes+Intelligence​

Ainsi se dessine le véritable objectif du TOME 5 – L’Ingénierie des Écosystèmes :

passer de la connaissance scientifique à une méthode d’ingénierie capable de diagnostiquer, concevoir, calculer, simuler, instrumenter et faire évoluer des systèmes vivants complexes.

Le jardin devient alors plus qu’un espace végétalisé.

La ferme devient plus qu’un système de production.

Le parc devient plus qu’un espace vert.

Le quartier devient plus qu’un ensemble de bâtiments.

Le territoire devient plus qu’une juxtaposition de parcelles.

Ils deviennent des systèmes vivants conçus, mesurés, pilotés et capables d’évoluer.

Et c’est précisément à cette frontière entre écologie, agroclimatologie, hydrologie, génie climatique, ingénierie, architecture, numérique et intelligence artificielle que peut émerger une véritable ingénierie des écosystèmes résilients.