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Le dragage de l’eau aux Pays-Bas sans énergie fossile, c’est possible ?

Sun, 05 Aug 2018 00:00:00 +0000

Maquette de 1699 d’un bateau à fond plat, équippé de voiles. Image: [Maritiem Digitaal](http://www.maritiemdigitaal.nl/index.cfm?event=page.home)

L’industrie du dragage est le pilier de l’économie néerlandaise depuis des siècles. Si les canaux, les ports et les rivières n’étaient pas entretenus pendant quelques années, tout le pays serait alors littéralement bloqué.

De nos jours le dragage se fait avec des navires à moteur thermique, qui brûlent jusqu’à 3 000 litres de carburant par heure. Cependant, les voies de navigation néerlandaises étaient autrefois draguées principalement à la main, à l’aide d’outils simples mais ingénieux.

Le dragage manuel était pénible, surtout lorsque les cours d’eau devenaient plus profonds. Il a donc été graduellement complémenté par l’énergie animale, l’énergie éolienne et l’énergie marémotrice. Cependant, dans certaines régions des Pays-Bas, les gens ont opté pour une stratégie différente, en concevant un nouveau type de cargo qui pourrait naviguer sur les cours d’eau peu profonds.

35 millions de m3 de boue

L’envasement est un grave problème aux Pays-Bas, qui se situe dans la zone du delta de plusieurs rivières fournissant de grandes quantités de limon et de particules d’argile. Par ailleurs, les voies de navigation sont essentielles pour maintenir les transports et le commerce : le pays abrite le plus grand port d’Europe, Rotterdam.

Chaque année, quelque 30 à 35 millions de m3 de boue sont dragués pour l’entretien des voies de navigation néerlandaises. Environ 75% proviennent des eaux salées. Rien que dans le port de Rotterdam, 20 millions de m3 de boue sont collectés chaque année.

La demande de dragage continue d’augmenter. Les bateaux de navigation intérieure et les vaisseaux en mer continuent de grossir, nécessitant des voies de navigation toujours plus larges et profondes. Une politique de «transfert modal», dans laquelle le transport de marchandises passe de la route aux voies d’eau pour le rendre plus durable et réduire la congestion conduit également à des navires de plus en plus grands, et donc à davantage de dragage.

Dragage à la main à Delft, Pays-Bas.

Image: Maritiem Digitaal.

Bien que la majeure partie de la boue soit déversée dans la mer, chaque année, 3,5 à 5 millions de m3 de sédiments contaminés doivent être mis en décharge. Ensuite vient la dépendance aux énergies fossiles. Une drague aspiratrice (“suceuse”) typique a une puissance de pompe de 2500 kW et élimine 100 m3 de sédiments par minute. Les plus grandes dragues ont des moteurs de 30 000 kW et 6000 kW de puissance de pompe. À pleine puissance, ces embarcations consomment 3000 litres de pétrole par heure.

Dragage d’un pays à la main

L’envasement est un problème très ancien aux Pays-Bas : comment on faisait avant l’arrivée des engins de dragage et des bateaux à combustibles fossiles?

Pendant des siècles, le dragage des Pays-Bas se faisait principalement à la main. Les dragues tenaient sur un petit bateau et grattaient la boue du fond avec leur “sac de dragage” (“baggerbeugel”). Dans une configuration alternative, la drague tenait sur une planche de bois soutenue par la rive du fleuve d’un côté, et par un flotteur de l’autre côté.

Un sac de dragage. Image: [Maritiem Digitaal](http://www.maritiemdigitaal.nl/index.cfm?event=page.home)

Dragage à la main, debout sur un bateau. [Image](https://www.yumpu.com/nl/document/view/18609381/pre-industrial-dredging-rosmolens-en-krabbelaars-baggeren-vssd/2).

Le sac de dragage, un outil également utilisé pour la coupe de tourbe, consistait en un long bâton (jusqu’à 6 mètres de long) avec un grattoir annulaire en métal auquel était accroché un filet. Il y avait différents types de filets et de sacs, selon la composition des sédiments. En travaillant avec le sac de dragage, le manche était appuyé contre l’épaule, de sorte que le filet pouvait être traîné sur le fond avec deux mains.

Pour les grands travaux de dragage, des milliers de travailleurs équipés de sacs de dragage étaient déployés.

La boue était évacuée sur les berges ou déposée sur une barge plate. Pour les grands travaux de dragage, comme la construction du canal de Hollande du Nord en 1822-1825, des milliers de travailleurs munis de sacs de dragage ont été déployés. Jusqu’en 1960 environ, les gestionnaires des chantiers de dragage employaient des hommes munis de sacs de dragage pour l’entretien des fossés peu profonds et des canaux. L’outil est toujours en vente.

Les moulins de dragage

Le dragage manuel étant un travail long et pénible, une technologie pouvant faciliter et accélérer la tâche a été conçue. En outre, les bateaux étaient devenus de plus en plus gros. Dans le dernier quart du XVIe siècle le «moulin de dragage» a été introduit, qui pouvait fonctionner jusqu’à une profondeur de deux mètres. La force humaine était toujours utilisée mais ne faisait plus qu’alimenter une machine.

Sur un moulin de dragage, un groupe de personnes travaillait sur de grands tapis roulants ou cabestans qui conduisaient une roue à aubes, qui ramassait la boue par le bas et la versait sur une barge amarrée. Le moulin de dragage était généralement composé de deux barges plates avec la roue qui tournait entre les deux. Souvent, des prisonniers faisaient marcher ces machines.

Des prisonniers manœuvrant un moulin de dragage. Image: [Beeldarchief Rijkswaterstaat](https://beeldbank.rws.nl/MediaObject/Details/331290).

Cependant, un siècle plus tard, la profondeur d’un navire marchand standard était passée de 3,5 à 5 mètres - devenant trop profond pour le moulin de dragage à propulsion humaine. Le premier moulin de dragage à chevaux fut construit en 1622. Trois à six chevaux conduisaient un pivot qui mettait en mouvement une chaîne à godets. Les chevaux devaient être changés toutes les heures à cause de la pénibilité de l’œuvre.

En 1829, des moulins de dragage à chevaux pouvaient être utilisés pour draguer jusqu’à une profondeur de 5 à 7 mètres. En travaillant à une profondeur de 3,2 mètres, avec trois à six chevaux, environ 20 m3 de boue par heure pouvaient être collectés. En comparaison, la drague aspiratrice moderne standard - qui enlève 100 m3 de boue par minute - est aussi puissante que des moulins de dragage de 300 chevaux.

Sacs de dragage mécaniques sur flotteur. [Image](https://www.yumpu.com/nl/document/view/18609381/pre-industrial-dredging-rosmolens-en-krabbelaars-baggeren-vssd/2).

Les techniques de dragage originelles ont également été améliorées. Les sacs de dragage mécaniques sont apparus au XVIe siècle, lorsqu’on a eu l’idée de tirer le sac de dragage avec une corde sur un treuil. Des sacs de dragage mécaniques pouvaient être montés sur des bateaux, mais plusieurs sacs de dragage et treuils pouvaient également fonctionner côte-à-côte sur un flotteur.

Au cours de la première moitié du XIXe siècle, la barge à soupapes a été inventée. Le fond de ce petit bateau pouvait être ouvert sans le faire couler. Il fallait ainsi moins de temps pour enlever la boue. La technique est encore utilisée dans certains dragages modernes.

Barge à soupapes avec sac de dragage. Image: [Maritiem Digitaal](http://www.maritiemdigitaal.nl/index.cfm?event=page.home).

Les grattoirs

Les Néerlandais ont également tiré avantage des sources d’énergie renouvelables pour alléger les travaux, en particulier l’énergie éolienne et marémotrice. Les “grattoirs” (“krabbelaar”), un racloir pouvant draguer les ravines si le courant était assez fort, furent utilisés à partir du XVe siècle.

Avec un fort courant, le dragage devient plus facile, car la boue a juste besoin d’être détachée. La marée assure le rejet de la matière dans la mer.

Un grattoir à propulsion humaine. Source: [Maritiem Digitaal](http://www.maritiemdigitaal.nl/index.cfm?event=page.home).

Un grattoir à propulsion humaine. Source inconnue.

Les grattoirs simples étaient des sortes de gros râteaux qui étaient traînés le long du lit du cours d’eau. Ils étaient tirés par des chevaux ou des personnes - certains étaient tirés par un bateau à rames.

Dragues à énergie éolienne

Dans les ports ayant de forts vents et marées, les grattoirs étaient munis de voiles. Ces voiliers triangulaires avaient une large poupe et un fond plat. Ils étaient attachés au fond de l’eau par une herse hérissée de dents en fer. À marée intermédiaire, le grattoir était placé juste devant les portes d’écluse d’un bassin à récurage, qui était rempli à marée haute.

À marée basse, on ouvrait les vannes du bassin et le grattoir était violemment propulsé à travers le port, pendant que les dents de fer grattaient le fond. Le navire gagnait en vitesse grâce à sa large poupe et, si le vent était bon, à ses voiles. Des chevaux pouvaient également être utilisés, tirant le navire en l’absence de vents favorables.

À marée basse, on ouvrait les vannes du bassin et le grattoir était violemment propulsé à travers le port, pendant que les dents de fer grattaient le fond.

Des grattoirs éoliens ont été utilisés au moins depuis 1435 dans la partie sud-est des Pays-Bas. Le fond plat du grattoir s’articulait et pouvait rentrer dans l’eau à l’aide de câbles pour améliorer le tirage. Deux portes battantes, qui pouvaient faire un angle aigu d’environ 45 degrés avec le navire, augmentaient la portée de la barge.

Néanmoins, de la main d’œuvre humaine était encore nécessaire. Cinq à six hommes maintenaient le monstre dans la bonne voie, tandis que deux à trois hommes tenaient la herse à la profondeur souhaitée grâce à des poulies et des palans.

Alternatives au dragage

Le dragage n’était pas la seule réponse à l’envasement des cours d’eau. Jusqu’au XIXe siècle, la hauteur des berges et des digues était également augmentée, afin de permettre au niveau de l’eau de monter. C’était particulièrement vrai pour les grandes rivières.

Dans un rapport de 1825, le dragage était considéré impossible dans les grandes rivières, car elles étaient trop profondes et trop larges pour la technologie de l’époque. Ce n’est qu’avec l’arrivée de la machine à vapeur que le dragage fut étendu aux principaux fleuves.

Un Skûtsje frison. Image: [Skûtsje Langwar](http://skutsjelangwar.nl)

La province de la Frise, dans le nord du pays, révèle une toute autre alternative au dragage. Les Frisons n’ont jamais utilisé de moulin de dragage, de dragage à chevaux ou d’autres outils autres que les sacs de dragage. Ils ont continué le dragage à la main jusqu’à l’arrivée de la machine à vapeur.

Ils ont cependant innové d’une manière différente en construisant, de 1889 à 1933, 1200 grands cargos à tirant d’eau très limité - les «skûtsje». De toute évidence, les bateaux avec un tirant d’eau plus petit draguent moins. Cette stratégie rappelle la brouette chinoise médiévale, qui permettait aux transports de continuer à fonctionner à un moment où l’infrastructure routière était en ruine.

Quelle est la quantité de main d’œuvre requise ?

Dans un avenir plus durable, pourrons-nous assurer le dragage des Pays-Bas sans combustibles fossiles? La durabilité concerne toujours les automobiles et les appareils connectés, mais qu’en est-il des grandes infrastructures et des travaux de maintenance? Alimenter les dragueurs d’aujourd’hui avec de l’énergie solaire ou des éolienne semble irréaliste : ces navires nécessiteraient d’énormes batteries électrochimiques, ce qui n’est ni faisable ni durable.

Par conséquent, dans le cadre de la Centrale Electrique Humaine, nous avons étudié le nombre de personnes requises si nous devions retourner au dragage à la main aux Pays-Bas. Pour répondre à cette question, on a organisé un atelier durant lequel on a dragué une parcelle de voie d’eau frisonne à la main, et mesuré combien de temps il fallait pour retirer 1 m3 de boue. Les résultats sont discutés dans la vidéo ci-dessous.

Pour les sous-titres en anglais, cliquer sur la barre d’outils en bas à droite:

Sources:

Interviews and documentation Nationaal Baggermuseum, Sliedrecht, Rotterdam.

Canon van de geschiedenis van Smallingerland, Smelne’s Erfskip 2010; Drachtstervaart, Smelne’s Erfskip 2015, ISBN 978-94-90543-08-02.

Geschiedenis van de Techniek in Nederland. De wording van een moderne samenleving (1800-1890). H.W. Lintsen, 1992.

Rosmolens en krabbelaars: baggeren in pre-industriële tijd

Maritiem Digitaal.

Groot onderhoudsplan Baggeren 2015 tot 2020. Hoogheemraadschap de Stichtse Rijnlanden.

Uitvoeringsplan 2010 Meerjarenbaggerprogramma Waterschap Rivierenland

Scheepsmodel Krabbelaar, Katie Heyning, Zeeuwse Ankers, juli 2015.

Evaluatie van het Friese Merenproject, 2000-2010, Provincie Fryslân.

Baggeruitvoeringsplan 2007-2015. Wetterskip Fryslân

Baggerproblematiek in Nederland, Compendium voor de leefomgeving.

Meerjarenbaggerplan 2012-2018, Waterschap Hollandse Delta.

Baggerschepen: van baggermolen tot sleephopperzuiger Maritiem Nederland.

Le monde moderne pourrait-il fonctionner à la seule énergie humaine ?

Sun, 28 May 2017 00:00:00 +0000

Image: [Une chambre d’étudiant alimentée à l’énergie humaine](http://www.humanpowerplant.be/2017/05/for-rent-750-human-powered-student-rooms.html), Golnar Abbasi.

Contrairement aux énergies solaire et éolienne, l’énergie humaine est disponible en permanence, quelle que soit la saison ou l’heure de la journée. A l’inverse des combustibles fossiles, l’énergie humaine peut (sous certaines conditions) constituer une source d’énergie « propre », dont le potentiel disponible ne cesse d’augmenter en proportion de l’accroissement démographique. Dans le cadre du projet Human Power Plant, Low-tech Magazine et l’artiste Melle Smets explorent le potentiel et la faisabilité d’une production d’énergie humaine au 21ème siècle.

Pour déterminer dans quelle mesure l’énergie humaine pourrait satisfaire aux exigences du mode de vie contemporain, nous avons élaboré une proposition architecturale pour la reconversion d’une tour vacante de 22 étages, située sur le campus de l’Université d’Utrecht aux Pays-Bas, en une résidence étudiante de 750 personnes autonome, alimentée exclusivement à l’énergie humaine. En parallèle, nous construisons un prototype de l’Human Power Plant, une « Centrale à Énergie Humaine » destinée à alimenter la communauté en énergie.

Le défi posé par l’Human Power Plant est à la fois d’ordre technique et social. Technique, d’abord, du fait du manque de recherches scientifiques et techniques menées sur le sujet de la production d’énergie humaine. Social, ensuite, car contrairement à une éolienne, un panneau solaire ou un baril de pétrole, il faut à un être humain une certaine motivation pour produire de l’énergie par lui-même.

Splendeurs et misères de l’énergie humaine

Pendant la majeure partie de l’histoire de l’humanité, les humains ont constitué eux-mêmes la principale source d’énergie mécanique. Construire des villes, creuser des canaux, produire de la nourriture, nettoyer et laver des vêtements, communiquer et se déplacer : pendant des siècles, toutes ces activités et ouvrages furent principalement réalisés grâce à l’énergie musculaire humaine. L’énergie animale vint plus tard s’ajouter à l’énergie humaine, tandis que les moulins à eau et moulins à vent prirent plus tardivement un essor considérable, à partir du Moyen-Age. Toutefois, les hommes et femmes réalisaient eux-mêmes l’essentiel des travaux et ouvrages.

De nos jours, cette énergie humaine ne joue plus qu’un rôle anecdotique – du moins dans les pays industrialisés. Le moindre effort physique est aujourd’hui motorisé et automatisé. Les énergies fossiles fournissent désormais une grande partie de l’énergie mécanique, que ce soit comme combustibles primaires ou après conversion en électricité. Mais ces « progrès » ne sont pas sans contrepartie. La société industrielle présente une forte dépendance aux énergies fossiles autant qu’à l’électricité, ce qui la rend extrêmement vulnérable à la moindre interruption d’approvisionnement énergétique.

Le creusement du Canal de Panama. Image : [National Archives](https://www.neh.gov/humanities/2011/januaryfebruary/feature/digging-across-panama).

Par ailleurs, les ressources fossiles ne sont pas disponibles en quantités illimitées et leur utilisation intensive est à l’origine d’une multitude de problèmes. Les sources d’énergies renouvelables, comme le solaire ou l’éolien, ne sont quant à elles pas disponibles en permanence, tandis que la fabrication de ces installations à grande échelle repose elle aussi largement sur les énergies fossiles. En parallèle de cela, une partie de la population pratique une activité physique ou se rend régulièrement à la salle de sport afin de se maintenir en forme et en bonne santé, générant une grande quantité d’énergie perdue à défaut d’être utilisée. Le projet Human Power Plant a pour objectif de rétablir le lien – aujourd’hui rompu – entre consommation et production d’énergie.

Pourquoi l’énergie humaine ?

Comparée aux combustibles fossiles et aux énergies renouvelables, l’énergie d’origine humaine présente de nombreux avantages. Un être humain peut en effet générer une puissance au moins équivalente à celle produite par 1 m2 de panneau photovoltaïque un jour ensoleillé – ou encore 10 m2 de panneaux un jour de forte couverture nuageuse. Par ailleurs, l’énergie humaine peut être considérée comme une source d’énergie « modulable » (en anglais, dispatchable), au même titre que les combustibles fossiles. L’énergie qu’elle fournit ne dépend pas des saisons ni des conditions météorologiques ou de l’heure de la journée. En réalité, les êtres humains pourraient même être envisagés, sur le plan énergétique, comme étant à la fois une source d’énergie renouvelable et des batteries, c’est à dire des systèmes combinant production et stockage.

Contrairement aux énergies fossiles, l’énergie humaine peut ainsi constituer une source d’énergie « propre », n’induisant que peu voire pas de pollution de l’air ni des sols. De plus, la quantité d’énergie potentiellement mobilisable est proportionnelle à la population, et augmente par conséquent avec l’accroissement démographique, là où les autres ressources énergétiques doivent être partagées entre un nombre toujours croissant de personnes. En outre, les humains ne sont pas (encore) fabriqués industriellement dans des usines, contrairement aux panneaux photovoltaïques, éoliennes et batteries. Dans le cadre d’un régime alimentaire approprié, l’énergie humaine peut donc être pratiquement neutre en carbone.

Le potentiel d’énergie humaine disponible croît avec la population, alors que les autres ressources énergétiques doivent être partagées entre un nombre toujours croissant de personnes.

Enfin, les humains constituent une source d’énergie d’une grande polyvalence. Ils sont non seulement en mesure de fournir une énergie musculaire qui peut ensuite être convertie en énergie mécanique ou électrique, mais peuvent également générer de l’énergie thermique, en particulier au cours d’une activité physique : pendant un effort intense, un humain peut ainsi générer jusqu’à 500 watts de chaleur corporelle. En parallèle de cela, les excrétas humains peuvent être convertis en biogaz et en engrais. On pourrait donc affirmer que l’énergie humaine est, probablement, la source d’énergie la plus abondante, polyvalente et durable dont nous disposions sur Terre.

Detail from the [communal shower and laundry floor](http://www.humanpowerplant.be/2017/05/communal-shower-laundry-floors.html), by Golnar Abbasi.

La technologie contemporaine a considérablement amélioré le potentiel de production d’énergie humaine. D’une part, de nombreux appareils électriques ont vu leur consommation drastiquement réduite. Par exemple, l’éclairage à semi-conducteurs (LED) consomme dix fois moins d’énergie que les anciennes ampoules à incandescence, de sorte qu’une séance d’exercices, même brève, peut suffire à générer de l’énergie pour plusieurs heures d’éclairage artificiel. D’autre part, nous disposons désormais de moyens techniques perfectionnés pour produire et transformer l’énergie d’origine humaine, allant d’appareils de musculation sophistiqués aux centrales de méthanisation.

Quelques enseignements à tirer de la salle de sport

La puissance générée par un être humain dépend de 3 facteurs principaux : l’individu, la durée de l’effort, et le dispositif mécanique à partir duquel l’énergie musculaire est convertie en énergie utile – la production d’énergie humaine est, bien souvent, caractérisée par une forte symbiose entre le sujet et un outil ou une machine. Nos jambes étant environ quatre fois plus musclées que nos bras, un cycle stationnaire peut générer 75 à 100 watts, contre 10 à 30 watts pour un homme qui actionnerait une petite manivelle.

Au cours d’efforts plus brefs, la puissance mécanique délivrée par un humain peut considérablement augmenter : elle peut atteindre 500 watts sur un vélo, et 150 watts en actionnant une manivelle sur un laps de temps d’une minute. L’âge, le sexe et la forme physique jouent toutefois un rôle important. Les athlètes sont ainsi capables de générer une puissance plus élevée sur une plus longue période – jusqu’à 2000 watts pendant 3 secondes, ou 400 watts pendant une heure. Voici pour les quelques aspects théoriques qui nous intéressent ici.

Dans la perspective d’une production d’énergie humaine, les appareils d’entraînement musculaire sont une option intéressante, en complément des cycles stationnaires.

Au cours des recherches menées dans le cadre du projet Human Power Plant, nous avons suivi un programme d’entraînement physique, afin de devenir de meilleurs « producteurs d’énergie humaine ». Un des premiers enseignements est qu’il existe des écarts notables d’une personne à une autre, y compris entre individus de même âge, sexe et forme physique.

Melle, l’athlète de l’équipe, était capable de soulever des poids plus lourds sur presque tous les appareils de musculation. Kris, a contrario, semblait doté d’une meilleure endurance, et pouvait surpasser Melle sur les exercices de renforcement des triceps et des épaules. De telles différences doivent nécessairement être prises en considération pour parvenir à la meilleure efficacité possible lors de la production – or il n’existe pas, en la matière, de solution toute faite universellement généralisable.

Nous avons par ailleurs observé que les appareils de musculation peuvent produire beaucoup d’énergie en un court laps de temps, ce qui, dans la perspective d’une production d’énergie humaine, les rend complémentaires aux cycles stationnaires. Un cycle de cinq minutes (incluant deux pauses d’une minute chacune) peut ainsi permettre de fournir plus de 15 Wh d’électricité, soit l’équivalent d’un quart de charge pour la batterie d’un ordinateur portable, ou de 3 heures d’éclairage pour une lampe de bureau.

Enfin, nous nous sommes assez vite rendu compte que les salles de sport sont des lieux assez ennuyeux. Les machines y sont souvent disposées en ligne, de sorte que tout le monde à la regard tourné dans la même direction, ce qui exclut d’office toute communication au-delà de quelques banalités. En outre, si le cycle stationnaire peut être considéré comme une des machines les plus efficaces pour produire de l’énergie musculaire humaine, il s’est vite avéré que pédaler sur place est tout sauf une partie de plaisir.

Comment motiver la production d’énergie humaine ?

Ce dernier point est loin d’être anecdotique. Contrairement à une éolienne, un panneau solaire ou même un baril de pétrole, l’énergie humaine ne peut se passer d’une certaine motivation pour être produite. Dans l’hypothèse d’une conversion massive à l’énergie humaine, tout le monde serait-il prêt à produire sa propre énergie lui-même au nom de l’impératif écologique ? Certaines personnes préféreraient-elles que d’autres le fassent à leur place, quitte à les payer, voire à les y forcer ?

Un système de rétribution financière ne saurait constituer une motivation suffisante ; sur la base du coût actuel de l’énergie aux Pays-Bas, un humain générant de l’électricité gagnerait l’équivalent de 0,015 € par heure seulement. Par conséquent, à moins d’une radicale prise de conscience écologique, le recours à l’énergie humaine pourrait être la porte ouverte à de nouvelles formes d’esclavage moderne. La réduction des émissions de CO2 saurait-elle justifier une telle exploitation de l’homme par l’homme ? En viendrions-nous à organiser la servitude des réfugiés et criminels à des fins de production énergétique ?

Au coût actuel de l’énergie aux Pays-Bas, un humain générant de l’électricité gagnerait l’équivalent de 0,015 € par heure seulement.

Ce sont là des questions qui dérangent, d’autant plus que l’histoire des utilisations de l’énergie humaine est – en grande partie – aussi celle de l’esclavage. Nous importons aujourd’hui du pétrole, du charbon et de l’uranium comme hier des esclaves. Il existe peut-être une « troisième voie » : nous pourrions essayer de faire de la production d’énergie humaine une activité beaucoup plus ludique et sociale, afin de susciter l’enthousiasme et l’adhésion du plus grand nombre.

Les rares appareils de production d’énergie humaine disponibles dans le commerce sont entièrement conçus pour maximiser l’efficacité du geste – sans qu’aucune attention ne soit prêtée à la dimension ludique ou à la motivation de leurs utilisateurs. En outre, ils sont généralement conçus pour des situations d’urgence ou très ponctuelles, et non pour un usage quotidien et prolongé. La plupart des dispositifs de manivelles, par exemple, sont le plus compacts possibles (c’est par exemple le cas des traditionnels lève-vitre manuels dans les voitures) alors qu’agrandir leur taille rendrait leur utilisation beaucoup plus confortable.

Concevoir le Prototype

Nous souhaitions que la conception de notre prototype de Centrale à Énergie Humaine soit en mesure de relever ces défis, en y apportant un certain nombre de réponses concrètes. En collaboration avec des makers et des coachs sportifs, nous imaginé des appareils de fitness adaptés aux différents types d’énergie que peut produire un être humain, qui soient ludiques à utiliser tout en produisant un maximum d’énergie.

Différents composants du prototype *Human Power Plant*. Illustration: Melle Smets.

Afin de faire de la production d’énergie une activité sociale, nous avons décidé que les « producteurs et productrices » d’énergie devraient pouvoir discuter entre eux. Dans la configuration imaginée, il leur sera même possible de venir générer de l’énergie accompagnés de leur animal de compagnie, créant ainsi une atmosphère familière et chaleureuse. L’idée est d’ailleurs loin d’être nouvelle : les chiens étaient couramment utilisés comme source d’énergie mécanique avant l’ère industrielle, en plus de réchauffer leurs maîtres grâce à leur chaleur corporelle.

L’eau sous pression comme vecteur énergétique

Pour plus de motivation, toutes les machines d’exercice de notre prototype de centrale à énergie humaine font face à un jacuzzi et à une douche où les filles sont invitées à encourager les garçons à contracter leurs muscles et à produire plus d’énergie. Bien sûr, les rôles des deux sexes pourraient être inversés, mais lors des premières expériences, nous avons découvert que cette solution était moins efficace sur le plan énergétique. Les filles ne semblent pas motivées par les garçons dans les jacuzzis, du moins pas autant que les garçons le sont par les filles dans les jacuzzis. ¹

Le prototype de l’*Human Power Plant* en cours de construction.

Le jacuzzi évoqué ici, loin d’être un gadget, est en réalité un composant essentiel du dispositif que nous avons conçu. Ceci est notamment lié au choix de l’eau sous pression comme vecteur énergétique. L’énergie cinétique, produite par les humains et leurs animaux de compagnie est pompée vers une cuve sous pression, en sortie de laquelle l’eau pressurisée alimente des turbines hydrauliques ; l’énergie fournie peut ainsi être soit mécanique, soit électrique. Au sein de ce système hydropneumatique organisé en circuit fermé, le réservoir formé par le jacuzzi constitue donc le « stockage énergétique », et reçoit le surplus d’énergie cinétique produit par les appareils de gym.

En choisissant l’eau sous pression, notre parti pris était de rendre l’énergie plus visible et audible, c’est à dire de lui conférer une dimension sensorielle généralement absente. Mais, surtout, ce vecteur énergétique permet de générer de l’électricité sans recourir à un parc de batteries ou à des composants électroniques, dont le cycle de vie pose de nombreux problèmes. Dans notre human power plant, un accumulateur hydraulique se substitue aux traditionnelles batteries. Ce dispositif permet de lisser des variations épisodiques dans la production d’énergie en assurant un voltage constant en sortie. Dans ce système, le stockage énergétique à long terme est quant à lui assuré par les humains eux-mêmes.

A louer : 750 chambres étudiantes alimentées à l’énergie humaine.

Notre démarche de recherche visait à déterminer dans quelle mesure les besoins énergétiques du mode de vie contemporain pourraient effectivement être satisfaits grâce à la seule énergie humaine. Afin de tester cette hypothèse initiale, nous avons conçu, en collaboration avec une équipe d’architectes, les plans pour la reconversion d’une tour vacante de 22 étages en une résidence étudiante de 750 personnes alimentée exclusivement à l’énergie humaine.

Le bâtiment Willem C. Van Unnik est le plus grand bâtiment du campus de l’Université d’Utrecht. Laissé vacant depuis plusieurs années, son entretien représente un coût important pour l’université, propriétaire de l’édifice.

Un emploi du temps personnalisé indique à chaque étudiante ou étudiant à quel moment produire de l’électricité, de l’énergie thermique, ou s’acquitter d’autres tâches collectives nécessaire au bon fonctionnement de la résidence.

En cohérence avec l’ambition, affichée par l’Université, de neutralité carbone à l’horizon 2030, nous proposons de transformer ce « problème » en une opportunité pour la nécessaire transition environnementale du campus. L’empreinte écologique de la résidence étudiante Van Unnik, entièrement alimentée à l’énergie humaine, sera quasiment nulle pendant son fonctionnement, tandis que l’impact de la construction est évité grâce à la conservation du bâtiment actuel.

Chaque étudiant de cette vaste communauté aura à sa charge de générer l’électricité utilisée dans sa chambre individuelle. Les étages inférieurs du bâtiment sont dédiés à la production de l’énergie communautaire, à la fois sous forme de chaleur et d’électricité. Cette énergie sert au chauffage du bâtiment, à la préparation des repas, à la production d’eau chaude sanitaire pour les douches et lessives, etc.

La centrale de méthanisation, pilotée par les étudiants et alimentée directement avec leurs biodéchets et excréments, fournit un complément de production énergétique. Un emploi du temps personnalisé indique à chaque étudiante ou étudiant à quel moment produire de l’électricité, de l’énergie thermique, ou s’acquitter d’autres tâches collectives nécessaires au bon fonctionnement de la résidence.

Un planning de production d’énergie

D’après nos premières estimations, l’hypothèse d’une résidence étudiante fonctionnant exclusivement à l’énergie d’origine humaine semble réaliste. Les étudiants bénéficieraient du confort d’un mode de vie « contemporain » – comprendre « occidental » – incluant, entre autres, douches chaudes, ordinateurs et machines à laver. En contrepartie de quoi ils s’engageraient à produire de l’énergie 2 à 6 heures par jour, en fonction de la saison ainsi que des préférences individuelles et collectives au sein de la résidence.

Image: Golnar Abbasi.

Une résidence étudiante présente néanmoins un potentiel énorme en matière de sobriété énergétique. Contraints à la produire eux-mêmes, les étudiants seraient probablement moins enclins à gaspiller l’énergie. Jusqu’où seraient-ils prêts à aller pour diminuer leurs efforts physiques ? Se passeraient-ils de douches chaudes ? Les salades et régimes crudivores deviendraient-ils la nouvelle tendance culinaire ? Assisterait-on au retour des machines à écrire ?

Les consommations d’énergie pourraient par ailleurs être réduites grâce à une organisation collective des tâches domestiques, comme par le passé. Enfin, nous souhaitons qu’au sein de cette résidence étudiante à énergie humaine puisse être généralisé l’usage de dispositifs low tech, tels que les marmites norvégiennes (cuisinière sans feu), sous-vêtements thermiques et douches à récupération de chaleur ; des solutions qui permettent de maximiser le confort dans un contexte de rareté énergétique.

Le design du bâtiment et la construction du prototype sont documentés sur un blog dédié : Human Power Plant. Les commentaires et suggestions sur ce travail en cours sont les bienvenus. Une version actualisée de cet article sera publiée sur Low-tech Magazine une fois le projet finalisé.

Le projet Human Power Plant s’inscrit dans l’initiative Zero Footprint Campus, un projet au sein duquel 12 artistes explorent la notion de durabilité dans la perspective d’une transition écologique et sociale.

Certaines personnes ont été troublées par ce paragraphe, le qualifiant de sexiste, et nous ont demandé de le supprimer ou de le modifier. Nous comprenons que les gens soient contrariés. Toutefois, ce projet artistique décrit un monde imaginaire très différent du nôtre. Dans un monde géré par l’énergie humaine, les différences entre les sexes ont encore de l’importance. En général, les hommes sont physiquement plus forts que les femmes, ce qui fait d’eux de meilleurs producteurs d’énergie. En général, les hommes sont plus obsédés par le sexe que les femmes, ce qui est un autre fait (au moins en partie ancrée dans la biologie) dont nous tirons parti pour augmenter la production d’énergie. Imaginer un monde alimenté par l’énergie humaine soulève de nombreuses questions inquiétantes, au-delà de l’esclavage. Par exemple, qu’adviendra-t-il des personnes âgées et des personnes handicapées ? Les femmes devraient-elles à nouveau porter dix enfants, comme autrefois ? Plutôt que de balayer ces questions controversées sous le tapis, un projet artistique devrait les aborder. Les combustibles fossiles ne nous ont pas seulement apporté la prospérité matérielle, le confort et la commodité. Ils nous ont également apporté l’émancipation sociale. Nous continuerons à étudier ces questions dans de futurs scénarios. Voir : www.humanpowerplant.com ↩︎