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Arctic Harvester_image1_Meriem Chabani

First prize winner // Jacques Rougerie Competition 2013.

Team : Meriem Chabani, Etienne Chobaux, John Edom, Maeva Leneveu.

Location : Greenland

For all press requests : info(at)arctic-harvester.com

Arctic Harvester

The Arctic Harvester proposes an itinerant soil-less agricultural infrastructure designed to drift the circulating ocean currents between Greenland and Canada, exploiting the nutrient-rich fresh water released by melting icebergs as the basis for a large-scale hydroponic-farming system. The floating facility is equipped to house a community of 800 people, inspired in its compact urban form by vertically oriented, bay—side Greenlandic villages and their social, cultural and economic relationship to the sea.

The project was instigated as a response to Greenland’s agricultural dependence, requiring the importation of almost all of required fresh fruit and vegetables from its less climatically and soil-fertility challenged neighbours. The solution proposed seeks not only to provide for that need, but also a reproducible model that, in the future, could swing Greenland’s balance of trade in this sector from deficit to surplus. In search of a fertile landscape for a barren territory, the Arctic Harvester deploys various technical, energy and sociological strategies. Arranged in a circular form, it delivers icebergs into its central bay, from which the harvested fresh water is directed to the hydroponic farming levels, and later to the osmotic energy plant in a process that values and retains fresh water as a re-usable resource. The central bay is thus the heart of the Harvester’s agricultural process, the centre of its sustainable energy production, as well as an ice garden, offering social spaces and floating communal greenhouses for use by the inhabitants.

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Arctic Harvester, un dispositif d’exploitation arctique au service d’une agriculture hors sol. Le projet part d’un constat simple : l’agriculture pratiquement inexistante du Groenland. Le pays importe plus qu’il n’exporte et la quasi totalité de sa consommation en légumes provient de l’étranger. Il s’agit alors de trouver une solution pour à la fois pourvoir à ses besoins, et contribuer à son économie. Quelle fertilité pour ce territoire jugé stérile ?

Arctic Harvester_infographique1

Une ressource inexploitée comme base de projet

L’Iceberg est la production la plus remarquable du Groenland, qui tient à ses innombrables glaciers. Les quatre plus grands glaciers du pays, Petermann, Kangerdlugssuaq, Helheim et JakobshavnIsbræ, représentent à eux seuls 20% de la surface de glace Groenlandaise. On estime qu’en moyenne, ceux-ci produisent entre 30 et 47 Gigatonnes de glace par an. Les icebergs constituent donc une des ressources principales sous ces latitudes, mais restent massivement inexploités. Ils peinent à trouver une place dans l’imaginaire collectif, quand ce sont en réalité de véritables écosystèmes, habitats nomades d’une vie marine riche et diversifiée. Ils alimentent notamment le phytoplancton, base de l’alimentation de l’océan, se faisant ainsi un maillon indispensable de la chaîne alimentaire marine.

Cette eau riche en nutriments devient le point de départ de notre appareillage : elle s’avère être idéale pour une agriculture hydroponique. Nous nous proposons d’aller chercher les ressources là où elles se trouvent en mettant en place de larges structure agricoles puisant l’eau des icebergs.  C’est l’océan, et non plus la terre, qui devient notre champs de production.

Les Icebergs peuvent dériver entre le Groenland et le Canada jusqu’à 2 ans avant de rejoindre le Golf Stream. C’est à cet endroit que l’Arctic Harvester poursuivra ses révolutions, en se dirigeant vers le Nord pendant l’été pour récolter la glace à sa source, avant de faire cap vers le Sud, porté par les courants de l’océan, pour y séjourner l’hiver dans la chaleur relative des eaux méridionales de l’océan Arctique. Ses moteurs lui permettront d’éviter de potentielles collisions avec de larges icebergs, sans quoi il suivra paisiblement le courant circulaire de l’océan.

Basic CMYK

Le village flottant

Le Harvester prend la forme d’un village Groenlendais, recréant une organisation spatiale de l’habitat autour d’une baie, ici le jardin de glaces. Sa capacité est de 800 habitants, et il comprend par conséquent des équipements communautaires répartis sur les niveaux bas : école, dispensaire, commerces, centre sportif, lieu de culte, etc. Un grand espace public se développe en terrasses, principalement composées de jardins, et constitue la place centrale du village. L’espace « extérieur » est isolé par une enveloppe intelligente qui retient la chaleur et régule la pénétration de la lumière arctique, permettant ainsi la création de nuits artificielles pendant les longs mois d’été où le soleil lui-même souffre d’insomnie. De plus, des lampes de jour approvisionnées par la centrale à énergie osmotique apporteront un éclairage artificiel et de la chaleur pendant l’hiver.

Arctic Harvester_plan situation

Arctic Harvester_villageArctic Harvester_axonométrie

Énergie

 

L’énergie sera générée par une centrale à énergie osmotique, utilisant l’eau salée de l’océan et l’eau douce des icebergs, une fois que celle-ci sera arrivée à la fin de son cycle de nutrition des espèces cultivées à bord de l’Harvester. Ce système, développé par  la compagnie norvégienne Statkraft à Oslofjord, exploite la diffusion qui se produit naturellement lorsque les molécules de sel passent d’une solution de haute salinité à une solution de plus faible salinité. Ce processus génère de l’énergie sous forme de chaleur, qui peut être récupérée par le biais d’une membrane semi-perméable entre les deux solutions. La chaleur sera directement utilisée pour réchauffer les espaces de vie et d’agriculture et sera également convertie en électricité pour les autres besoins énergétiques de l’Harvester. L’eau saumâtre résultant de ce mélange est restituée à l’océan de façon progressive afin de ne pas créer de poches d’eau faiblement salée qui pourraient constituer un danger pour la vie marine.

La toiture du pont supérieur de l’Harvester sera également utilisée pour récolter l’énergie solaire, stockée quand produite en surplus sous forme de dihydrogène dans des iso-containers, technologie récemment développée par la société McPhy Energy.

Les laboratoires de l’Harvester permettront aux chercheurs d’accéder à une série de ressources naturelles, qui mèneront à des découvertes, aux développements et à la mise en place de stratégies pour une nouvelle génération d’énergies renouvelables. L’Arctic Harvester sera un centre d’excellence pour le développement d’énergies renouvelables en mer.

Arctic Harvester_plan niveau 0

Arctic Harvester_coupe longitudinale

Système de traitement des icebergs : le jardin des glaces

 

Les icebergs entrent dans le jardin de glaces par l’arrière de l’Harvester grâce à un puissant système de tapis roulant qui permet également de drainer les résidus d’eau salée.  Le jardin de glaces est un cercle fermé au niveau de la mer. Une jupe ouverte et de forme conique descend à une profondeur de 150 mètres et demeure accessible à la vie aquatique pour qu’elle puisse atteindre les nutriments des icebergs situés à l’intérieur du jardin. La séparation entre l’eau douce et l’eau salée de l’océan se fait par différence de densités : l’eau douce plus légère demeurera dans la partie supérieure du cône.

L’eau douce des icebergs est récoltée proche de la surface à l’intérieur du jardin de glaces, et est acheminée là où elle est requise : dans les systèmes d’irrigation des espaces agricoles, centrale de traitement pour eau potable, et en dernier lieu dans la centrale à énergie osmotique. Les eaux usées sont également traitées à bord de l’Harvester.

En plus d’être la source et le réservoir des ressources primordiales de l’Harvester – l’eau douce et riche en nutriment , accumulée de la fonte des icebergs – le jardin de glaces est également le centre économique et social du village de l’Arctic Harvester. Des serres flottantes, gérées de manière coopérative, sont les propriétés des habitants pour la récolte et la consommation de fruits et de légumes. Elles sont également des espaces de relaxation et de rétablissement, à l’écart de l’agitation du village. Le réservoir circulaire est également une zone de pêche protégée pour la pêche traditionnelle au kayak, accompagné d’une possibilité de culture de poissons à plus grande échelle.

Arctic Harvester_coupe transversale

Agriculture

 

L’Harvester sera une base mobile pour la production agricole groenlandaise, et proposera une véritable alternative aux besoins d’importation maraichère des habitants d’un pays majoritairement enfoui sous la glace. La mise en réseau de plusieurs Harvesters rendrait les récoltes considérables, grâce à la création de nouvelles surfaces pour l’agriculture, à la disponibilité immédiate d’eau enrichie en nutriments issue des icebergs, et à l’efficacité de l’agriculture hydroponique. A tel point que le déficit agricole du Groenland serait pallié voire inversé, et le surplus exporté aux pays nordiques voisins.

Grâce à sa mobilité, l’Harvester pourra desservir la majorité des villes situées sur les côtes peuplées de l’ouest par le biais de navires de ravitaillement. Il aura également les moyens de ravitailler de plus larges bateaux de cargaison et des vaisseaux scientifiques dans la région.

Hydroponie

 

L’hydroponie est une culture hors-sol, et les récoltes ne souffrent par conséquent aucunement  de la mauvaise qualité de la terre, ou de sols malades ou érodés. Les cultures sont installées dans des substrats dans lesquels ruisselle de l’eau riche en nutriment, qui peut être recyclée en fin de parcours lorsqu’elle  est appauvrie. L’eau étant distribuée en fin filet, les nutriments sont très facilement absorbés par les racines et les pertes sont ainsi évitées. Les rendements sont très élevés car les plantes utilisent leur énergie uniquement pour croître, et non pour chercher leur nourriture. Elles profitent également de l’absence de concurrence des mauvaises herbes qui les priveraient d’eau et de nourriture. En outre, les maladies sont très rares car la terre, où se développent les bactéries, est absente.

Seule une faible main d’œuvre est requise: le labourage, la culture, la fumigation et l’arrosage ne sont pas nécessaires pour l’agriculture hydroponique et peuvent être automatisés pour diminuer d’avantage l’intensivité du travail. Cette technique est simple d’usage et d’accès et n’exige aucune formation particulière pour la maîtriser.

arctic harvester visuel intérieur 1

arctic harvester visuel intérieur 2

Arctic Harvester_image6

Conclusion 

Arctic Harvester met à profit les ressources de l’Océan à tous les niveaux : source d’eau douce, espace social, fondement d’un système agricole et énergétique, il fusionne avec son environnement dans une démarche d’enrichissement mutuel.

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