Phare de Québec : un projet inadéquat pour notre climat

La maquette de la nouvelle tour Le Phare,... (Photo fournie par le Groupe Dallaire)

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La maquette de la nouvelle tour Le Phare, du Groupe Dallaire, qui comptera 65 étages et deviendra le plus haut gratte-ciel canadien à l'est de Toronto.

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Le Soleil

Le projet du Phare de Québec défie les exigences bioclimatiques d'insertion dans un tissu urbain existant. La hauteur du projet, sa forme et son unicité dans un contexte bas et homogène exacerberont à coup sûr les anomalies éoliennes au niveau piétonnier. Plus encore, l'ensemble à quatre tours accélérera davantage le vent au sol par des accélérations et turbulences locales bien connues des populations des villes froides nord-américaines. Dans ces circonstances, l'intention très noble de donner aux gens de Québec une place publique au coeur du développement serait vaine, car les vents violents et l'exposition solaire très limitée en feront un espace très inconfortable à l'année.

Le projet du Phare de Québec étonne par son échelle et pose certaines questions d'un point de vue de l'adéquation d'une telle typologie verticale dans le contexte climatique sévère de la Ville de Québec.

Selon la classification internationale des zones climatiques, la Ville de Québec appartient à la zone 7 soit un climat «très froid». Au Canada, seules les grandes villes de Calgary, Edmonton et Winnipeg appartiennent à cette zone alors que les autres, incluant Montréal, appartiennent à la Zone 6, soit un climat «froid». Vancouver appartient quant à elle à la Zone 4c «tempérée maritime». 

Dans un contexte climatique nordique, la protection au vent et l'exposition solaire constituent deux conditions critiques à l'usage confortable et convivial des espaces extérieurs. Pour la Ville de Québec, le confort thermique extérieur en plein soleil ne peut donc être atteint que lorsque les vents dominants des secteurs ENE et OSO sont réduits de 34 % aux entre saisons et de 64 % en période hivernale. L'optimisation microclimatique des espaces extérieurs est au coeur des préoccupations des villes durables, car elle permet d'augmenter la période d'occupation des espaces extérieurs, elle favorise les déplacements alternatifs tels que la marche, la course, le vélo et le ski et elle diminue la consommation énergétiques des bâtiments en diminuant les différentiels thermiques entre l'intérieur et l'extérieur tout en favorisant le chauffage solaire et le refroidissement passif.

Microclimats

La trame urbaine, mais aussi la forme des bâtiments peuvent améliorer les microclimats locaux ou au contraire les exacerber. Nous sommes tous familier à Québec avec le microclimat favorable de la ville historique ou du quartier Saint-Jean-Baptiste en comparaison au microclimat très inconfortable de la Colline parlementaire. La trame urbaine serrée des vieux quartiers et la hauteur limitée du bâti permettent ainsi une protection éolienne et une bonne exposition solaire comparativement au tissus lâche et pavillonnaire de la Colline. L'introduction d'un bâtiment de grande hauteur dans des tissus urbains de faible hauteur et homogène entraine à coup sûr, spécialement en climat froid, des anomalies éoliennes telles que des accélérations importantes au sol et une turbulence critique. Nous avons ainsi mesuré des vitesses moyennes maximales de l'ordre de 83 km/h à l'entrée à l'édifice Marie-Guyard (Complexe G) comparativement à des vitesses de 11 km/h au même moment dans le quartier Saint-Jean-Baptiste. De telles pointes de vitesse sont non seulement inconfortables d'un point de vue du confort thermique, mais littéralement dangereuses d'un point de vue du confort dynamique. 

Sur l'échelle internationale de Beaufort, 11 km/h correspond à une «brise légère» (On sent le vent sur le visage; les feuilles frémissent et les girouettes bougent) alors que 83 km/h correspond à un «fort coup de vent» (Vent pouvant endommager légèrement les bâtiments et rendre la marche difficile, voire impossible). À de telles vitesses, les personnes âgées, les personnes à mobilité réduite ainsi que les enfants peuvent littéralement être entraînés par le vent. 

En hiver, l'air froid beaucoup plus dense qu'en été amplifie ces conditions déjà critiques d'anomalies éoliennes en contexte urbain. C'est ainsi que la science des vents urbains est née au Canada, car la combinaison de notre climat et de notre culture nord-américaine des bâtiments en hauteur a très tôt révélée les problématiques de confort et de sécurité. À noter que dans des climats chauds et humides, forte accélération et turbulence peuvent être désirables pour combattre l'effet de l'îlot de chaleur urbain (ICU) en refroidissant par convection l'espace urbain et en dissipant la pollution urbaine. 

Des solutions

Plusieurs solutions existent pour contrer ces phénomènes microclimatiques indésirables. La plus simple est de conserver la morphologie urbaine plus basse et relativement dense tout en procurant une bonne exposition solaire. Plusieurs villes vertes, dont Seattle et Portland, reconnaissent ainsi le droit au solaire, garantissant à tous les riverains d'un développement un accès à la ressource solaire pour l'implantation des stratégies solaires passives, mais aussi pour le recours aux énergies renouvelables actives telle l'énergie photovoltaïque. Une telle réglementation limite la course à la hauteur, démocratise l'accès au solaire et minimise par le fait même les anomalies éoliennes tout en supportant une densification juste. Si la hauteur est permise et/ou souhaitable, la forme architecturale peut être rendue plus aérodynamique ou orientée parallèlement aux vents dominants afin de limiter la déflexion du vent vers le bas. Dans un environnement homogène, les deux tiers du vent frappant une surface verticale seront défléchis vers le bas puis contourneront l'obstacle en créant un point de séparation où les vitesses seront critiques. Si la forme ne peut être optimisée, l'insertion d'un basilaire, un retrait minimal de la tour par rapport à la rue et une hauteur maximale de deux fois la hauteur des bâtiments en amont permettront au vent de s'abattre d'abord sur la toiture du basilaire et donc d'épargner dans une certaine mesure l'inconfort au niveau de la rue et des piétons. 

Le bâtiment Swiss RE de Londres, mieux connu sous le nom de «Gherkin» (car il ressemble à un cornichon) constitue un bon exemple de telles pratiques. La Ville de Londres a permis à l'architecte Norman Foster de déroger à l'obligation d'un basilaire, car des simulations ont permis de prouver que la forme aérodynamique limitait les anomalies éoliennes au sol.

Le Phare de Québec, même s'il prétend être un projet «durable» par la mixité de ses fonctions en référence à des précédents nationaux et internationaux, soulève la question de la densité juste et perçue dans un environnement nordique. La Ville de Québec possède déjà l'information nécessaire pour juger des qualités bioclimatiques urbaines de ce projet. Elle sait pertinemment que la régénération du Boulevard Laurier et des quartiers riverains sera déterminée par la densification juste et la mixité des fonctions, mais aussi par ses qualités microclimatiques. Il est donc très étonnant qu'un tel projet soit aujourd'hui présenté comme une solution viable au développement de Québec.

André Potvin, MArch PhD

Claude Demers, MArch PhD professeurs titulaires

École d'architecture de l'Université Laval

Groupe de recherche en ambiances physiques (GRAP)

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