Le maire de New York, Bill de Blasio, a déclaré que les gratte-ciel en verre et en acier "n'ont plus leur place dans notre ville ou notre Terre". Il a fait valoir que leur conception inefficace sur le plan énergétique contribue au réchauffement climatique et a insisté sur le fait que son administration restreindrait les développements de gratte-ciel vitreux dans la ville.

Le verre a toujours été un matériau improbable pour les grands bâtiments, en raison de la difficulté à contrôler la température et l'éblouissement à l'intérieur. En réalité, l'utilisation d'extérieurs entièrement vitrés n'est devenue possible qu'avec les progrès de la technologie de la climatisation et l'accès à une énergie bon marché et abondante, qui a vu le jour au milieu du 20e siècle. Et des études suggèrent qu'en moyenne, les émissions de carbone des bureaux climatisés sont 60 % plus élevées que celles des bureaux avec ventilation naturelle ou mécanique.

Dans le cadre de mes recherches sur l'architecture durable, J'ai examiné l'utilisation du verre dans les bâtiments à travers l'histoire. Par dessus tout, une chose est claire :si les architectes avaient prêté plus d'attention aux difficultés de la construction en verre, les grands dommages environnementaux causés par les gratte-ciel de verre modernes auraient pu être évités.

Chaleur et éblouissement

Le Secrétariat des Nations Unies à New York, construit entre 1947 et 1952, était le premier exemple d'une tour entièrement climatisée avec un mur-rideau en verre - suivi peu de temps après par Lever House sur Park Avenue. La climatisation a permis au gratte-ciel en verre classique de devenir un modèle pour les développements de bureaux de grande hauteur dans les villes du monde entier, même dans des endroits chauds comme Dubaï et Sydney.

Pourtant, dès le XIXe siècle, les horticulteurs d'Europe ont parfaitement compris à quel point il est difficile de maintenir une température stable à l'intérieur des structures en verre - les énormes serres qu'ils ont construites pour héberger leurs collections. Ils voulaient maintenir l'environnement chaud nécessaire pour soutenir les plantes exotiques, et conçu un large répertoire de solutions techniques pour ce faire.

Les premiers systèmes de chauffage central, utilisant de la vapeur ou de l'eau chaude, contribué à garder l'atmosphère intérieure chaude et humide. Le verre a été recouvert d'isolant pendant la nuit pour garder la chaleur à l'intérieur, ou utilisé uniquement du côté sud avec des murs mieux isolés, pour absorber et retenir la chaleur du soleil de midi.

Le Palais de Cristal

Lorsque les structures de verre ont été transformées en espaces d'habitation humaine, le nouveau défi était de garder l'intérieur suffisamment frais. Empêcher la surchauffe dans les bâtiments en verre s'est avéré extrêmement difficile, même dans le climat tempéré de la Grande-Bretagne. Le Crystal Palace à Hyde Park - un pavillon temporaire construit pour abriter la Grande Exposition des Travaux de l'Industrie de toutes les Nations en 1851 - en était un exemple.

Le Crystal Palace a été le premier exemple à grande échelle d'une structure en verre conçue spécifiquement pour être utilisée par des personnes. Il a été conçu par Joseph Paxton, jardinier en chef à Chatsworth Estate du duc de Devonshire, s'appuyant sur son expérience dans la construction de serres à ossature bois.

Bien que reconnue comme une idée risquée à l'époque, les organisateurs ont décidé d'accueillir l'exposition à l'intérieur d'une serre géante en l'absence d'alternative plus pratique. De par sa construction modulaire et ses pièces préfabriquées, le Crystal Palace pourrait être monté en moins de dix mois, parfait pour le délai serré des organisateurs.

Pour répondre aux préoccupations concernant la surchauffe et l'exposition des expositions à trop de soleil, Paxton a adopté certaines des rares méthodes de refroidissement disponibles à l'époque :ombrage, ventilation naturelle et éventuellement en supprimant complètement certaines sections de verre. Plusieurs centaines de grandes persiennes ont été positionnées à l'intérieur du mur du bâtiment, qui devait être réglé manuellement par les préposés plusieurs fois par jour.

Malgré ces précautions, la surchauffe devint un problème majeur au cours de l'été 1851, et a fait l'objet de fréquents commentaires dans les quotidiens. Une analyse des données enregistrées à l'intérieur du Crystal Palace entre mai et octobre 1851 montre que la température intérieure était extrêmement instable. Le bâtiment a accentué – plutôt que réduit – les températures estivales maximales.

Ces défis ont obligé les organisateurs à retirer temporairement de grandes sections de vitrage. Cette procédure a été répétée plusieurs fois avant que des parties du vitrage ne soient définitivement remplacées par des rideaux de toile, qui pouvait être ouvert et fermé en fonction de la chaleur du soleil. Lorsque le Crystal Palace a été reconstruit en parc de loisirs populaire à la périphérie de Londres, ces problèmes ont persisté, malgré les modifications apportées à la conception qui visaient à améliorer la ventilation.

Verre Chicago

Ces difficultés n'ont pas empêché les développeurs de Chicago de construire la première génération d'immeubles de bureaux hautement vitrés dans les années 1880 et 1890. Développements célèbres par l'architecte influent Ludwig Mies van der Rohe, comme le Crown Hall (1950-56) ou les Lakeshore Drive Apartments (1949), ont également été conçus sans climatisation. Au lieu, ces structures reposaient principalement sur une ventilation naturelle et un ombrage pour des températures intérieures modérées en été.

Dans la salle de la Couronne, chaque baie de la paroi vitrée est équipée de volets en fer, que les étudiants et le personnel de l'école d'architecture IIT ont dû ajuster manuellement pour créer une ventilation transversale. Des stores pourraient également être tirés pour éviter l'éblouissement et réduire les gains de chaleur. Pourtant, ces méthodes ne pouvaient pas atteindre les normes modernes de confort. Ce bâtiment, et bien d'autres avec des caractéristiques similaires, ont finalement été équipés de la climatisation.

Pourtant, il convient de noter que les premiers exemples d'architecture de verre n'étaient pas destinés à fournir hermétique, espaces climatisés. Les architectes ont dû accepter que la température intérieure change en fonction de la météo extérieure, et les personnes qui utilisaient les bâtiments prenaient soin de s'habiller convenablement pour la saison. À certains égards, ces environnements avaient plus en commun avec les arcades couvertes et les marchés de l'époque victorienne, que les gratte-ciel de verre du 21e siècle.

Devenir soucieux du climat

La réalité est que les lacunes évidentes des bâtiments en verre ont rarement reçu l'attention qu'elles méritaient. Certains premiers critiques ont soulevé des objections. Le plus franc était peut-être l'architecte suisse Le Corbusier, qui, à la fin des années 40, a lancé une attaque contre la conception du Secrétariat de l'ONU, arguant que ses grandes surfaces vitrées non protégées n'étaient pas adaptées au climat de New York.

Mais trop souvent, les historiens et les architectes se sont concentrés sur les qualités esthétiques de l'architecture de verre. Le Palais de Cristal, en particulier, a été dépeint comme une icône immaculée d'une architecture émergente de verre et de fer. Pourtant en réalité, une grande partie du verre était recouverte de toile pour bloquer la lumière du soleil et la chaleur intenses. De la même manière, les façades en verre lisse des premières tours de verre de Chicago ont été brisées par des fenêtres et des stores ouverts.

Il est urgent de porter un regard neuf sur l'architecture urbaine, avec un sens du réalisme environnemental. Si le plaidoyer de de Blasio pour une architecture plus soucieuse du climat doit se concrétiser, les futurs architectes et ingénieurs doivent être dotés d'une connaissance intime des matériaux – notamment du verre – non moins développée que celle des jardiniers du XIXe siècle.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.