THE GREEN MACHINE
GREENING THE DESERT
The desert, with a horizon in constant projection, fascinates with its virgin magnificence of its landscapes and the purity of its lines.
Beyond the retinal fascination of this sublime landscape of the absences and the silence, the desert is a territory rich in unexploited resources. Indeed, the influence of the desert on the surface of the globe is considerable; there is about 40 000 000km2 of space left in their vast uncultivated majority.
Seen through the prism of world overpopulation and especially global warming, the territory of the desert has turned out to be a major stake in term of sustainable and human development. Every year, 120 000 km2, a surface equivalent to the surface of Benin, is lost because of the desertification and of the degradation of lands.
These territories could produce 20 million tons of cereal a year.
The fast desertification of these lands ends up with famine and decreases food safety.
It is also a major poverty factor for the whole region, damaging the economic stability of nomadic, farming communities.
Poor land means poor people, political riots and social unrest.
Agriculture represents a fundamental wealth of civilization; when we lose biodiversity, the whole social system goes bankrupt.
In 2007, United Nations decreed the desertification issue as one of the major stakes in the XXIst century. Indeed, territories and desert regions represent more than 40% of today’s earth’s surface, and 60 % of earth meadows are becoming depopulated (see satellite photo NASA / Index of desertification).
The stakes in the Saharan desert are thus regional, but beyond they join a wider logic of global rehabilitation. Fossil fuels, carbon, coal and gases are not the only factors which contribute to climate change. Saharan desert precipitations are low (1 in 100mm) but violent, fed by the thermal shock caused by cold air masses from the ocean blending with hot ones from the desert. Nevertheless evaporation is almost immediate, because water and carbon are bounded to organic material from the Saharan grounds.
When the latter are damaged, they release some carbon which returns to the atmosphere. The desert moves forward only when naked grounds are not covered, even slightly, with plants. Saharan grounds are directly subjected to strong climatic variations, burning hot until dusk and freezing at night until dawn. A simple vegetable litter would temper these ravaging variations on the ground level to modify the microclimate, and thus gives one more large scale to the microclimatic land.
Thanks to the prescription of holistic management and strategic pastures, it is today possible to regenerate dry and semi dry grounds by beginning with the Saharan border and the existing oases. They develop by spreading radial roads around these knots. Given that only 20% of the Saharan surface is a desert of sand, the range of possibilities is widened on this territory. Joining this axis, the mobile oasis GREEN MACHINE is a platform, a nomadic and autonomous agricultural and industrial city of regeneration of the deficient ecosystems and the development of the permaculture.
An arc of protection for the sterile grounds.
The structural slab of the city rose on 4 Crawlers. These machines with caterpillars were designed to carry NASA rockets from the manufacturing plant to the launching pad and can be driven on any ground with a considerable load.
The mobile oasis takes advantage of the hostile elements of the Saharan desert; a powerful sun, the wind and strong thermal amplitude between day-time and night-time temperatures.
The GREEN MACHINE is energetically autonomous.
Better still, it generates some electricity thanks to the solar towers, and produces water in order to irrigate overpassed territories.
In its edge, the Green Machine Oasis is equipped with low-tech systems such as:
* 9 balloons producing 450m3 of daily water from air condensation. Two thirds of it is dedicated to the irrigation of the Sahara.
These balloons are suspended over the agricultural city and have the capacity to collect some drinkable water from the air. Balloons gets steam from the air and liquefies it by condensation, to make it circulate in the cold matt of the vertical pipes to a reservoir placed on the slab. The same balloons are equipped with turbines which generate some renewable energy.
* 9 Solar Towers produce a daily power of 450kw. Indeed, solar energy received in the Saharan desert exceeds 2000 kWh / m ² to 3000 kWh / m ² a year.
A potential which the project exploits is by using these Solar Towers, they channel the air warmed by the sun to activate turbines and produce some electricity.
The difference of temperature in greenhouses at the base of the tower creates a depression at the level of its summit. The hot air at ground level longs to go out by the chimney. When winds meet turbines situated in the feet of the tower they can reach 34 miles per hour, generating a flow of electricity as constant as the period of sunshine of the desert.
* 24 500m2 of the cereal fields, directly transformed in factories dedicated to the Saharan seeding.
* 4 500m2 of the hydroponic agricultural greenhouses that are thriftier in water and in energy.
* 4 700m3 of water tanks
* From breeding farms to livestock that fertilize the earth, inhabitants are feed and the local population are supplemented. The solid and liquid organic waste (after methanation and composting), the fermentable products, and the waste water are recycled in a loop short and local in an artillery with ploughing.
* Housing, schools, community restaurants, places of relaxations and pleasure gardens are included in the city.
* A pond of retention of 50 000m3
The principle of revitalization of lands is simple and has already been experienced: thanks to a very wide reversal of the earth due to the passages of caterpillars of 4 by 4, furrows are formed.
The first pairs of caterpillars allow a first ploughing on which is poured a first contribution of water to move the earth and the crisp rock mixed in the sand.
Then, the back pairs of caterpillars come to inject a mixture of water, natural fertilizer and cereal seeds.
The ground is ready to absorb and to retain the rain whether it is by storing the carbon and by destroying the methane.
On a longer timescale, the biodiversity:
_One year after a field is left uncultivated, it is colonized by seasonal plants that last only for a year. Wildlife is limited to insects and small animals which pass by looking for seeds.
_Five years later, some shrubs and long-lasting herbaceous appear, but most of the plants are still short-lived. We find also termites’ nests and dens dug by the rodents there.
_In ten years the long-lasting weeds begin to expand and real trees grow here and there. The jackal and the hare hide among shrubs. Finally the old field distinguishes itself no more than a strong oasis, and we find any sorts of plants and animals; big and small ones, herbivores, as well as their predators there.
According to Pr. Allan Savory, researcher and developer in holistic techniques, if we could re-green half of the desert borders and the meadows of the world, the carbon preserved in grounds would allow us to return to the environmental state of the preindustrial era.
While feeding the whole humanity.
- State: Etude
- Year: 2014
- City: SAHARA
- Client: PAVILLON MAROCAIN FADA’ / BIENNALE DE VENISE 2014
- Team: Studio Malka Architecture I Yachar Bouhaya Architecte I Tristan Spella Render
THE GREEN MACHINE
MENTION SPECIALE DU JURY BIENNALE DE VENISE 2014 / PAVILLON MAROCAIN
REVERDIR LE DESERT
Le désert, horizon en projection constante, fascine par la splendeur virginale de ses paysages et la pureté de ses lignes.
Au-delà de la fascination rétinienne de cette terre sublime des absences et du silence, le désert est un territoire riche en ressources inexploitées. En effet, l’emprise du désert sur la surface du globe est considérable ; Il s’agit d’environ 40 000 000 de km2 d’espaces laissés dans leur immense majorité en friche.
Vu à travers le prisme de la surpopulation mondiale et surtout du réchauffement climatique le territoire du désert s’avère être un enjeu majeur en terme de développement durable et humain.
Chaque année, 120 000 km2, une surface équivalente à la superficie du Bénin est perdue en raison de la désertification et de la dégradation des terres. Ces territoires perdus annuellement pourraient produire 20 millions de tonnes de céréales.
Inéluctablement, la désertification rapide de ces terres aboutit à la famine et diminue la sécurité alimentaire. C’est également un facteur majeur de pauvreté pour des régions entières, endommageant la stabilité économique des communautés d’éleveur nomades. Des terres pauvres signifient donc des peuples pauvres, des émeutes politiques et des troubles sociaux. L’agriculture représente la réelle richesse d’une civilisation; Lorsque nous perdons la biodiversité, c’est tout le système social qui est en faillite.
En 2007, les Nations Unies ont décrété la problématique de la désertification comme un des enjeux majeurs du XXIème siècle. En effet, les territoires et régions désertiques représentent à ce jour plus de 40% de la surface terrestre, et 60% des prairies du globe se désertifient (voir photo satellite NASA / Indice de désertification).
Les enjeux du désert Sahariens sont donc régionaux, mais au-delà ils s’inscrivent dans une logique plus large de réhabilitation planétaire.
Il est donc fondamental d’endiguer la désertification
Les combustibles fossiles, carbone, charbon et gaz ne sont pas les seuls facteurs qui contribuent au changement climatique. Les précipitations dans le désert Saharien sont faibles (1 à 100mm) mais fréquemment violentes car alimentées par le choc thermique issu de la rencontre des masses d’air de l’océan et du désert. Néanmoins l’évaporation est quasi immédiate, car l’eau et le carbone sont liés au matériau organique des sols. Quand ces derniers sont abimés, ils libèrent du carbone qui retourne dans l’atmosphère.
Le désert avance seulement lorsque les sols nus ne sont pas recouverts de végétal, même léger. Le sol est directement soumis aux variations climatiques, froides à l’aube et ardentes au zénith. Une simple couverture de litière végétale permettrait ainsi que modifier le microclimat et donc à une plus grande échelle au macroclimat terrestre.
Grâce aux prescriptions du management holistique et des pâturages planifiés, il est aujourd’hui possible de régénérer les sols arides et semi arides, en commençant par la lisière Saharienne et les oasis existantes. Ils se développent par diffusions radiales, autour de ces nœuds. Vu que seul 20% de la superficie du Sahara est en réalité un désert de sable, le champ des possibles est étendu sur ce territoire.
S’inscrivant dans cet axe, l’oasis mobile THE GREEN MACHINE est une plateforme, une ville agricole et industrielle nomade et autonome de régénération des écosystèmes déficients et de développement de la permaculture (permanent agriculture) .
Une arche de sauvegarde des sols stériles.
La structure pont du plateau de la ville est montée sur 4 Crawlers. Ces engins à chenilles ont été conçus pour transporter les lanceurs spatiaux de la NASA et peuvent rouler en tout terrain avec une charge considérable.
L’oasis mobile tire parti des éléments hostiles du désert Saharien ; le soleil puissant, le vent et la forte amplitude thermique entre les températures diurnes et nocturnes.
GREEN MACHINE est énergétiquement autonome. Mieux encore il génère de l’électricité grâce à ses tours solaires et produit de l’eau pour l’irrigation quotidienne des territoires parcourus.
A son bord, l’Oasis est équipée de :
* 9 ballons produisant 450m3 d’eau chaque jour par condensation d’air. Ces ballons sont suspendus au-dessus de la cité agricole et ont la capacité de collecter de l’eau saine à partir de l’air. À l’intérieur du ballon se trouvent des feuilles métalliques qui sont alors refroidies. L’air qui passe à travers des orifices, se condense et passe de l’état gazeux à l’état liquide. De l’autre coté vont alors se former des gouttelettes d’eau. Pour collecter l’eau, un tuyau est installé à l’arrière du ballon pour diriger le liquide jusqu’à un réservoir placé sur le sol par condensation de l’air. Les ballons captent ainsi la vapeur d’eau qui se trouve dans l’air et la liquéfie par condensation en la faisant circuler dans les mats froids des tuyaux verticaux. Ces mêmes ballons sont équipés de turbines qui génèrent de l’énergie renouvelable. Cette énergie sera ensuite utilisée par un système embarqué dans le ballon, responsable de la formation du liquide. Les 9 ballons produisent, en fonction du vent et de la température, un total de 450 m3 d’eau par jour en moyenne dont les deux tiers sont dédiés à l’irrigation du Sahara.
* 9 Tours Solaires d’une puissance de 450kw.
En effet, l’énergie solaire reçue dans le désert Saharien dépasse 2000 kWh/m² et peut atteindre dans les meilleurs cas 3000 kWh/m² par an. Un potentiel que le projet exploite par le biais de Tours Solaires. Véritables centrales à énergies renouvelables, elles canalisent l’air chauffé par le soleil afin d’actionner des turbines pour produire de l’électricité.
La différence de température dans les serres au pied de la tour créé une dépression au niveau de son sommet. L’air chaud au niveau du sol aspire à sortir par la cheminée. Lorsque les vents rencontrent les turbines situées aux pieds de la tour ils peuvent atteindre les 54 km/h générant ainsi un flux d’électricité aussi constant que l’ensoleillement du désert.
* 24 500m2 de champs de céréales, directement transformées dans des usines de traitements et manufactures à destination essentiellement vouée à la semence Saharienne.
* 4 500m2 de serres agricoles hydroponiques (dont le Maroc est un des leaders mondiaux) plus économes en eau et en énergie.
* 4 700m3 de citernes
* Des fermes d ‘élevage et du bétail pour fertiliser les sols, nourrir les habitants et alimenter en appoint les populations locales.
Les déchets organiques solides et liquides (après méthanisation et compostage) les produits fermentescibles, les eaux usées sont recyclés en boucle courte et locale dans les canons à labour.
Des logements, écoles, restaurants communautaires, lieux de détentes et jardins d’agrément viennent compléter la ville.
* Un bassin de rétention de 50 000m3
Le principe de revitalisation des terres est simple et déjà éprouvé : Grâce à un retournement de la terre très large dû aux passages de ses 4 fois 4 chenilles, se forment des sillons. Ainsi les premières paires de chenilles permettent un premier labour sur lequel est versé un premier apport d’eau pour attendrir la terre et la roche friable mélangé au sable. Viennent ensuite les paires arrière de chenilles qui injectent un mélange d’eau, d’engrais naturel et de graines céréalières. Le sol est ainsi prêt à absorber et retenir la pluie aussi fine qu’elle soit en stockant le carbone et en détruisant le méthane.
Sur une plus longue échelle de temps, la biodiversité:
_Un an après qu’un champ soit mis en jachère, il est colonisé par des plantes annuelles dont les racines ne durent qu’une saison. La faune sauvage est limitée aux insectes et aux petits animaux qui passent en cherchant des semences.
_Cinq ans après, quelques arbustes et herbacées pérennes apparaissent, mais la plupart des plantes sont encore éphémères. On y trouve aussi des termitières et des terriers creusés par les rongeurs.
_Dans une décennie les graminées pérennes commencent à se développer et des vrais arbres poussent çà et là. Le chacal et le lièvre se cachent parmi les arbustes, et de temps en temps du grand gibier passent en troupeau.
-Finalement l’ancien champ ne se distingue plus d’une oasis robuste, et on y trouve toutes sortes de plantes et d’animaux, des grands, des petits, des herbivores, comme des prédateurs.
Selon le Pr. Allan Savory, chercheur et développeur en techniques holistiques, si nous pouvions reverdir la moitié des lisières de désert et des prairies du monde, le carbone ainsi conservé dans les sols nous permettrait de revenir à l’état environnemental de l’ère préindustrielle.
Le tout en nourrissant l’humanité.
- État: Etude
- Année: 2014
- Ville: SAHARA
- Client: PAVILLON MAROCAIN FADA’ / BIENNALE DE VENISE 2014
- Équipe: Stéphane Malka Architecture, Yachar Bouhaya Architecte, Ariel Claudet – Tristan Spella Rendering