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Infrastructure 3.0, reconstruire les mégapoles de demain : Future of Cities P6

David Tal, éditeur, futuriste
@DavidTalWrites
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Mardi, 09 / 15 / 2020 - 08: 56

200,000 XNUMX personnes migrent chaque jour vers les villes du monde entier. Presque 70 pour cent du monde vivra dans des villes d'ici 2050, près de 90 % en Amérique du Nord et en Europe.

Le problème?

Nos villes n'ont pas été conçues pour accueillir l'afflux rapide de personnes qui s'installent maintenant dans leurs indicatifs régionaux. L'infrastructure clé dont dépendent une grande partie de nos villes pour soutenir leur population croissante a été en grande partie construite il y a 50 à 100 ans. De plus, nos villes ont été construites pour un climat entièrement différent et mal adaptées aux événements climatiques extrêmes qui se produisent aujourd'hui, et cela continuera de se produire au cours des prochaines décennies à mesure que le changement climatique s'intensifie.

Dans l'ensemble, pour que nos villes – nos maisons – survivent et se développent au cours du prochain quart de siècle, elles doivent être reconstruites de manière plus solide et plus durable. Au cours de ce dernier chapitre de notre série Future of Cities, nous explorerons les méthodes et les tendances à l'origine de la renaissance de nos villes.

L'infrastructure s'effondre tout autour de nous

À New York (chiffres de 2015), il y a plus de 200 écoles construites avant les années 1920 et plus de 1,000 160 miles de conduites d'eau et 100 ponts qui ont plus de 2012 ans. Parmi ces ponts, une étude de 47 a révélé que 50 étaient à la fois structurellement déficients et critiques en cas de fracture. Le système de signalisation de la ligne principale du métro de New York dépasse sa durée de vie utile de XNUMX ans. Si toute cette pourriture existe dans l'une des villes les plus riches du monde, que pouvez-vous supposer de l'état de réparation de votre ville ?

D'une manière générale, l'infrastructure que l'on trouve dans la plupart des villes aujourd'hui a été construite pour le 20e siècle ; maintenant, le défi réside dans la façon dont nous allons rénover ou remplacer cette infrastructure pour le 21e siècle. Ce ne sera pas une mince affaire. La liste des réparations nécessaires pour atteindre cet objectif est longue. Pour rappel, 75 % de l'infrastructure qui sera en place d'ici 2050 n'existe pas aujourd'hui.

Et ce n'est pas seulement dans le monde développé où l'infrastructure fait défaut ; on peut dire que le besoin est encore plus pressant dans le monde en développement. Routes, autoroutes, trains à grande vitesse, télécommunications, plomberie et égouts, certaines régions d'Afrique et d'Asie ont besoin de travaux.

D’après une rapport par Navigant Research, en 2013, le parc immobilier mondial s'élevait à 138.2 milliards de m2, dont 73 % en immeubles résidentiels. Ce nombre passera à 171.3 milliards de m2 au cours des 10 prochaines années, avec un taux de croissance annuel composé d'un peu plus de 2 % - une grande partie de cette croissance se produira en Chine, où 2 milliards de mXNUMX de bâtiments résidentiels et commerciaux sont ajoutés chaque année.

Dans l'ensemble, 65 % de la croissance mondiale de la construction au cours de la prochaine décennie se produiront dans les marchés émergents, avec au moins 1 XNUMX milliards de dollars d'investissements annuels nécessaires pour combler l'écart avec le monde développé.

De nouveaux outils pour reconstruire et remplacer les infrastructures

Tout comme les bâtiments, nos futures infrastructures bénéficieront grandement des innovations de construction décrites pour la première fois dans chapitre trois de cette série. Ces innovations comprennent l'utilisation de:

Composants de construction préfabriqués avancés qui permettent aux travailleurs de la construction de construire des structures un peu comme utiliser des pièces Lego.
Travailleurs de la construction robotisés qui augmentent (et dans certains cas remplacent) le travail des travailleurs de la construction humains, améliorant la sécurité au travail, la vitesse de construction, la précision et la qualité globale.
Des imprimantes 3D à l'échelle de la construction qui appliqueront le processus de fabrication additive pour construire des maisons et des bâtiments grandeur nature en versant du ciment couche par couche de manière finement contrôlée.
Architecture aléatoire- une technique de construction d'un futur lointain - qui permet aux architectes de se concentrer sur la conception et la forme du produit de construction final, puis de faire en sorte que des robots créent la structure à l'aide de substances de construction conçues sur mesure.

Du côté des matériaux, les innovations comprendront des avancées dans le béton et les plastiques de qualité construction qui ont des propriétés uniques. Ces innovations comprennent un nouveau béton pour les routes qui est incroyablement perméable, permettant à l'eau de le traverser de part en part afin d'éviter les inondations extrêmes ou les conditions de chaussée glissantes. Un autre exemple est le béton qui peut se guérir des fissures causées par l'environnement ou par des tremblements de terre.

Comment allons-nous financer toutes ces nouvelles infrastructures?

Il est clair que nous devons réparer et remplacer notre infrastructure. Nous avons la chance que les deux prochaines décennies verront l'introduction d'une variété de nouveaux outils et matériaux de construction. Mais comment les gouvernements vont-ils payer pour toutes ces nouvelles infrastructures ? Et compte tenu du climat politique polarisé actuel, comment les gouvernements vont-ils adopter les budgets gargantuesques nécessaires pour réduire notre arriéré d'infrastructures ?

D'une manière générale, trouver l'argent n'est pas le problème. Les gouvernements peuvent imprimer de l'argent à volonté s'ils estiment que cela profitera à suffisamment d'électeurs. C'est pour cette raison que les projets d'infrastructure ponctuels sont devenus la carotte que les politiciens font miroiter devant les électeurs avant la plupart des campagnes électorales. Les titulaires et les challengers se disputent souvent qui financera les nouveaux ponts, autoroutes, écoles et métros, ignorant souvent la mention de simples réparations à l'infrastructure existante. (En règle générale, la création de nouvelles infrastructures attire plus de votes que la réparation d'infrastructures existantes ou d'infrastructures invisibles, comme les égouts et les conduites d'eau.)

Ce statu quo est la raison pour laquelle la seule façon d'améliorer complètement notre déficit d'infrastructure nationale est d'augmenter le niveau de sensibilisation du public au problème et la volonté du public (colère et fourches) de faire quelque chose à ce sujet. Mais jusqu'à ce que cela se produise, ce processus de renouvellement restera au mieux fragmentaire jusqu'à la fin des années 2020 - c'est à ce moment-là qu'un certain nombre de tendances externes émergeront, stimulant considérablement la demande de construction d'infrastructures.

Premièrement, les gouvernements du monde développé commenceront à connaître des taux de chômage record, en grande partie en raison de la croissance de l'automatisation. Comme expliqué dans notre Avenir du travail série, l'intelligence artificielle avancée et la robotique vont de plus en plus remplacer le travail humain dans un large éventail de disciplines et d'industries.

Deuxièmement, des modèles et des événements climatiques de plus en plus graves se produiront en raison du changement climatique, comme indiqué dans notre L'avenir du changement climatique série. Et comme nous le verrons plus loin, les conditions météorologiques extrêmes entraîneront la défaillance de notre infrastructure existante à un rythme beaucoup plus rapide que celui auquel la plupart des municipalités sont préparées.

Pour relever ce double défi, les gouvernements désespérés se tourneront finalement vers la stratégie éprouvée de création d'emplois - le développement des infrastructures - avec d'énormes sacs d'argent. Selon le pays, cet argent peut provenir simplement de nouvelles taxes, de nouvelles obligations d'État, de nouveaux mécanismes de financement (décrits plus loin) et de plus en plus de partenariats public-privé. Quel que soit le coût, les gouvernements le paieront, à la fois pour calmer les troubles publics dus au chômage généralisé et pour construire des infrastructures à l'épreuve du climat pour la prochaine génération.

En fait, dans les années 2030, alors que l'ère de l'automatisation du travail s'accélère, les grands projets d'infrastructure pourraient représenter l'une des dernières grandes initiatives financées par le gouvernement qui peuvent créer des centaines de milliers d'emplois non exportables en peu de temps.

Nos villes à l'épreuve du climat

D'ici les années 2040, les modèles et événements climatiques extrêmes mettront nos infrastructures urbaines à rude épreuve. Les régions qui souffrent de chaleur extrême pourraient voir de graves ornières sur leurs routes, une augmentation de la congestion du trafic due à une défaillance généralisée des pneus, un gauchissement dangereux des voies ferrées et des systèmes électriques surchargés à cause des climatiseurs mis en marche.

Les régions qui connaissent des précipitations modérées pourraient connaître une augmentation de l'activité des tempêtes et des tornades. De fortes pluies provoqueront des canalisations d'égout surchargées entraînant des milliards de dégâts par inondation. Pendant l'hiver, ces zones pourraient voir des chutes de neige soudaines et importantes mesurées en pieds ou en mètres.

Et pour les centres peuplés situés le long de la côte ou dans les zones basses, comme la région de la baie de Chesapeake aux États-Unis ou la majeure partie du sud du Bangladesh ou des villes comme Shanghai et Bangkok, ces endroits pourraient connaître des ondes de tempête extrêmes. Et si le niveau de la mer montait plus vite que prévu, cela pourrait également provoquer des migrations massives de réfugiés climatiques de ces zones touchées vers l'intérieur des terres.

Mis à part tous ces scénarios apocalyptiques, il est juste de noter que nos villes et nos infrastructures sont en partie responsables de tout cela.

L'avenir est aux infrastructures vertes

47 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre proviennent de nos bâtiments et infrastructures ; elles consomment également 49 % de l'énergie mondiale. Une grande partie de ces émissions et de cette consommation d'énergie sont des déchets entièrement évitables qui existent en raison d'un manque de financement pour l'entretien à grande échelle des bâtiments et des infrastructures. Ils existent également en raison des inefficacités structurelles des normes de construction obsolètes qui prévalaient dans les années 1920-50, lorsque la plupart de nos bâtiments et infrastructures existants ont été construits.

Cependant, cet état actuel présente une opportunité. UN rapport par le National Renewable Energy Laboratory du gouvernement américain a calculé que si le stock de bâtiments du pays était modernisé à l'aide des dernières technologies éconergétiques et des codes du bâtiment, cela pourrait réduire la consommation d'énergie des bâtiments de 60 %. De plus, si des panneaux solaires et fenêtres solaires ont été ajoutés à ces bâtiments afin qu'ils puissent produire une grande partie ou la totalité de leur propre électricité, cette réduction d'énergie pourrait passer à 88 %. Entre-temps, une étude du Programme des Nations Unies pour l'environnement a révélé que des initiatives similaires, si elles étaient mises en œuvre dans le monde entier, pourraient réduire les taux d'émission et réaliser des économies d'énergie de plus de 30 %.

Bien sûr, rien de tout cela ne serait bon marché. La mise en œuvre des améliorations d'infrastructure nécessaires pour atteindre ces objectifs de réduction d'énergie coûterait environ 4 40 milliards de dollars sur 100 ans aux États-Unis seulement (6.5 milliards de dollars par an). Mais d'un autre côté, les économies d'énergie à long terme de ces investissements équivaudraient à 165 billions de dollars (XNUMX milliards de dollars par an). En supposant que les investissements soient financés par les futures économies d'énergie générées, ce renouvellement des infrastructures représente un retour sur investissement impressionnant.

En effet, ce type de financement, appelé Accords d'épargne partagée, où l'équipement est installé puis payé par l'utilisateur final grâce aux économies d'énergie générées par ledit équipement, est à l'origine du boom solaire résidentiel dans une grande partie de l'Amérique du Nord et de l'Europe. Des entreprises comme Ameresco, SunPower Corp. et SolarCity, filiale d'Elon Musk, ont utilisé ces accords de financement pour aider des milliers de propriétaires privés à se déconnecter du réseau et à réduire leurs factures d'électricité. De même, Hypothèques vertes est un outil de financement similaire qui permet aux banques et autres sociétés de prêt d'offrir des taux d'intérêt plus bas aux entreprises et aux propriétaires qui installent des panneaux solaires.

Des billions pour faire plus de billions

Dans le monde entier, notre déficit mondial d'infrastructures devrait atteindre 15 à 20 billions de dollars d'ici 2030. Mais comme mentionné précédemment, ce déficit représente une énorme opportunité car combler cet écart pourrait créer créer jusqu'à 100 millions de nouveaux emplois et générer 6 XNUMX milliards de dollars par an en nouvelle activité économique.

C'est pourquoi les gouvernements proactifs qui rénovent les bâtiments existants et remplacent les infrastructures vieillissantes positionneront non seulement leur marché du travail et leurs villes pour prospérer au 21e siècle, mais le feront en utilisant beaucoup moins d'énergie et en contribuant à beaucoup moins d'émissions de carbone dans notre environnement. Dans l'ensemble, investir dans les infrastructures est une victoire sur tous les points, mais il faudra un engagement public et une volonté politique importants pour y parvenir.