Slideshow of this Project Press F11 for Full Screen

PROGRAM : A multi-use oceanscraper printed in 3D from the seventh continent's garbage
LOCATION : The 5 Ocean Gyres and Rio de Janeiro, Brazil
DIMENSIONS : 500 meters width, 1000 meters depth, 250 floors (1/4 for permaculture and agro-ecology)
PROGRAM : 10 000 housing (between 25 & 250m²), fab labs, offices, co-working spaces, workshops, scientific basis, sea farms, organic agriculture, community orchards and food gardens, phytopurification lagoons, coral gardens, etc.
BUILDING COST : 1950 euros/m²
STATUS : Research & Development



An Open Letter to the People of the Land

From: Océane, Aquanaut of the South Atlantic
Subject: Aequorea, an "Oceanscraper" Printed in 3D from the Seventh Continent's Garbage Patches

Aequorea of Rio de Janeiro, December 24th, 2065

Hi People of the Land,

My name is Océane. I'm 15 years old. I'm an aquanaut teen. I was born in immersion in 2050 in an underwater farm called "Aequorea" off the coast of Rio de Janeiro. Bio-inspired, the farm draws its name from a bioluminescent, light-emitting jellyfish characterized by its articulated, webbed tentacles. These tentacles enable it to swim and ensure its stability, while producing its own energy.

My grandparents are oceanographers and architects. For the past 50 years, they've been participating in the collaborative construction of Aequorea. It's a genuine underwater village printed in 3D from algoplast, a composite material they invented that mixes algae with garbage from the 7th continent. You know, the 7th continent? That infamous soup of plastics formed at the beginning of the century in the heart of the five main ocean gyres, where the Coriolis effect causes the currents to swirl.

In the 20th Century, on Earth, every human being was producing up to ten times their weight in garbage annually. Two hundred and sixty-nine million tons of plastic waste with a life expectancy of a thousand years were thus produced every single year, and more than 10% of it were ending up in the oceans.

My grandmother explained to me that, geopolitically, the 7th continent didn't belong to any state. It was indeed located in international waters. Through negligence, no one wanted to commit to cleaning those 27 million tons of plastic waste trapped by the sea currents in the heart of their vortex. The oceans, which cover 71% of the surface of our blue planet, had become the dumping ground of humanity, she told me.

Well, my grandparents, together with a community of scientists, decided to extract value from this disgusting soup of petroleum-based waste by recycling it. They formed an NGO to defend an ethical approach to the oceans. Aboard their weird ships inspired from the Klein bottle, they tirelessly sorted and crushed into granules bottles, cans, bags and other types of packaging. They filtered the microparticles suspended at depths of 10 to 30 meters (30 to 100 feet). Inside moon-crescent-shaped floating workshops and fab labs, they mixed this raw material with an emulsion of gelling algae, to extrude it in the form of eco-friendly filaments. Those reels of eco-friendly filaments were then used by 3D architectural printers to reinvent naval construction. As soon as 2015, they began the repurposing of plastic waste dumped by the People of the Land into impervious, durable materials.

When my grandfather tells me about his terrestrial way of life of the time, it seems totally preposterous today. The People of the Land, those supposedly, self-proclaimed Homo Sapiens, took two centuries to understand that they were living on finite territory with limited natural resources. They were consuming the city like a commodity, rather than a common good that should be nurtured in symbiosis with nature. They were suffocating from inhaling urban smogs, the infamous photochemical clouds caused by pollution. Without knowing it, they were ingesting plastic infesting the food chain. And because of overfishing, they had almost emptied the supply of fish in the oceans. In this December month of 2065, it's still hard for me to believe how carelessly the People of the Land mortgaged the fate of future generations.

It is true that, since the COP21 which took place in Paris in 2015, and the COP22 which took place in Marrakech in 2016, tensions had risen between the Western governments and the African countries, the former denying the latter the right to reproduce the fossil-fuel-based energy model that had enriched them so much. Luckily, the Archibiotic boom changed the game. This biomimetic type of architecture -- using advanced renewable energies together with information and communication technologies (NTIC) -- gradually offered energy independence to each state in the world. Oil conflicts -- that obsolete energy -- thus died down quietly.

Faced with climate change and the rise of water levels, a new civilization emerged: the People of the Seas. Once their lands and islands were underwater and salinized, a large portion of the 250 million climate refugees got involved with interdependent NGOs like the one my grandparents created. Together, they invented new underwater urbanization processes that were energy self-sufficient, recycled all waste, and fought ocean acidification. Indeed, even if the oceans absorbed 22 million tons of carbon dioxide from the atmosphere every day, mankind with its excesses of CO2 emissions had saturated them, and their pH had destabilized all ecosystems.

The People of the Seas' objective? To explore the abyssal zones in a respectful way, in order to speed innovation and to democratize new renewable energies -- by definition inexhaustible -- massively. This community fought the capitalist frenzy rubbing its hands at the idea of plundering the last petroleum, ore and methane resources through drilling and fracking natural habitats at great depths. To develop new scientific, energy, pharmacological and food resources unsuspected until then: such was their credo in 2015. People of the Seas with their blue economy were thought of as crazy! In times of obsolescence, people much preferred to dream and escape to Mars after having plundered everything on Earth!

For the past 50 years, these inhabitants of the sea managed to revolutionize the way we live together through environmental resilience and intensive energy transition. They won the challenge of recycling 100% of the 7th continent's plastics into a sustainable habitat. Since then, the Aequoreas continue to self-build through eco-friendly, natural calcification, in the same way sea shells do -- by fixing the calcium carbonate contained in water to form an external skeleton. These are genuine blue carbon wells shaped like twisted towers 1000 meters (3280 feet) deep. By using aragonite (which has a high carbon component) as the construction material for its transparent façades, an Aequorea can fix 2,500 tons of additional CO2 per square kilometer (250 acres) annually.

Each Aequorea village can welcome up to 20,000 aquanauts. Their main access is on the water surface, through four marinas covered with a mangrove rooted on a floating dome 500 meters (1640 feet) in diameter. Modular living, co-working spaces, fab labs, recycling plants, science labs, educational hotels, sports fields, aquaponic farms and phyto-purification lagoons stack up layer by layer. The twisting of the towers is ultra-resistant to hydrostatic pressure. Its geometry allows it to fight marine whirlpools and thus reduce motion sickness. Its double shell accommodates the ballasting. Once filled with seawater, the ballasts lower the Aequorea's center of gravity to counteract the Archimedean buoyancy. They guarantee stability in the event of a storm or an earthquake. The double shell's thickness increases from the sea surface downwards, to compensate for the strain caused by the increase in pressure.

Let's jump in the water! I'm going to explain to you everything we the People of the Seas have invented in the heart of the ocean. There's no longer any need for scuba tanks to breathe underwater: put on your gill mask, designed to capture water and extract oxygen molecules; your microbead suit, like a dolphin skin; and your carbon fiber monofins inspired by whale tails!

There's no more need for coal, oil, gas or nuclear energy to get light: we reproduce bioluminescence in the double glazing of our apartments, thanks to symbiotic organisms that contain luciferin which emits light through oxidation. On the ocean floor, a field of water turbines, shaped like volutes and laid out in a star pattern around an abyssal scientific base, turn the sea currents into electric energy. An ocean thermal energy conversion (OTEC) power plant completes the panel of energy supply. Located in the central vertical axis, it uses the difference in temperature between the warm surface water and the cool water pumped deep down to produce continuous electricity.

In order to produce drinking water and fresh water for aquaculture, the OTEC power plant uses the in-depth pressure to counteract the osmotic pressure, and to separate the water from the salt via a semipermeable membrane. Air is renewed either naturally by convection through wind chimneys innervating the four branches of each tower's twist, or by the oxygen station via seawater electrolysis.

For heating and climate control, we no longer use fossil fuels. Rather, we use microalgae grown in aquarium walls, which absorb the carbon dioxide produced by people's breathing. These green-algae-based bioreactors also recycle the liquid or solid organic waste, and produce energy through photosynthesis and biomethanation.

For food, we grow algae, plankton and mollusks rich in minerals, proteins and vitamins. Coral reefs are harvested on balconies, thus becoming nurseries for the aquatic fauna and flora. On the surface, the four large floating conch-like structures house community horticultural greenhouses, organic farming fields, orchards and vegetable gardens. We live from sustainable fishing in our apartments' garden, i.e. the ocean. The word "packaging" has disappeared from our vocabulary: all our food is distributed in bulk, in reusable and biodegradable containers.

We move around by ship or submarine, thanks to the algae fuel or hydrocarbons we produce free of greenhouse gas emissions. We make our biofuels by extracting hydrogen and carbon from seawater through osmotic pressure, then synthesizing them. This process allows us to also pump the carbon dioxide out of the oceans, thus neutralizing the acidification process that had been destroying our ecosystems such as the Great Barrier Reef.

We study the molecules of living organisms to heal ourselves. We've understood the multiplication of cancer cells thanks to the starfish. We've developed the first tri-therapy to fight AIDS thanks to the herring. We invented the new generation of pacemakers by decrypting how the humpback whale's heart works.

We only use bio-based materials to lay out and furnish our apartments. To put them together, we created an eco-friendly glue synthesized by isolating the protein of a mussel capable of clinging to any underwater support in rough conditions. The apartments' partitions are made of chitin that is also synthesized -- a molecule making up the shell of crustaceans such as lobsters. Finally, for floor covering, we took inspiration from the antibacterial denticles of the Galapagos shark's skin, thus eliminating the need for toxic detergents.

Oh, I almost forgot to tell you about the most important change! We went through a real economic Big Bang, because we also created a currency specific to marine urbanism: the Aequo. In 2050, just before I was born, my parents voted in favor of a referendum for a bill to implement the universal revenue. In this vertical village, the economy is horizontal! No more bosses! No more employees! We're now all eco-conscious individual entrepreneurs. We've become actors of a blue, fair, circular and interdependent economy again. Man and nature are back at the heart of all concerns. We didn't save capitalism, but we keep saving the climate!

Never forget this: oceans produce 50% of our planet's oxygen. They are its most active lung! It was really worth cleaning them, and fighting their acidification, thus re-enchanting our living together -- don't you think?

Aquatically yours,

Océane, trainee at Vincent Callebaut Architectures
English translation: Marianne O'Donnell
Copyright : Vincent Callebaut Architectures



Lettre Ouverte aux Terriens

De la part de : Océane, Aquanaute de l’Atlantique Sud
Objet : Aequorea, un « oceanscraper » imprimé en 3D à partir des déchets du 7ème continent

Aequorea de Rio de Janeiro, le 24 Décembre 2065

Salut les Terriens,

Je m’appelle Océane. J’ai 15 ans. Je suis une ado aquanaute. En 2050, je suis née en immersion dans une ferme sous-marine nommée « Aequorea » au large de Rio de Janeiro. Bio-inspirée, elle tire son nom de celui d’une méduse bioluminescente capable d’émettre de la lumière. Elle se caractérise par ses tentacules articulés et palmés. Ceux-ci lui permettent véritablement de nager afin d’assurer sa stabilité et de produire sa propre énergie.

Mes grands-parents sont océanographes et architectes. Depuis 50 ans, ils participent à la construction collaborative d’Aequorea. C’est un véritable village subaquatique imprimé en 3D à partir de l’algoplast, un matériau composite qu’ils ont inventé, mélange d’algues et des déchets du 7ème continent. Vous savez ce 7ème continent ? Cette fameuse soupe de plastiques qui s’est formée au début du siècle au cœur des cinq principales gyres océaniques, là où les courants s‘enroulent sous la force de Coriolis.

Au XXe siècle, sur Terre, chaque être humain produisait annuellement jusqu’à 10 fois son poids moyen en déchets. Deux cent soixante neuf millions de tonnes de détritus plastiques d’une durée de vie de mille ans étaient ainsi produites chaque année. Plus de dix pour cent se retrouvaient dans les océans.

Géopolitiquement, ma grand-mère m’a expliqué que le 7ème continent n’appartenait à aucun état. En effet, il était situé dans les eaux internationales. Par négligence personne ne voulait s’engager à nettoyer ces 27 millions de tonnes de déchets plastiques emprisonnés par les courants marins au cœur de leur vortex. Les océans, qui rappelons-le recouvrent à 71% la surface de notre planète bleue, étaient devenus la poubelle de l’humanité me dit-elle.

Et bien cette soupe dégueulasse de détritus pétro-sourcés, mes grands-parents avec une communauté de scientifiques ont décidé de la valoriser par le recyclage. Ils se sont regroupés en ONG pour défendre une approche éthique des océans. A bord de drôles de bateaux inspirés de la bouteille de Klein, ils ont inlassablement trié et broyé en granulés les bouteilles, les bidons, les sacs, et autres emballages. Ils ont filtré les microparticules en suspension sur une profondeur de 10 à 30 mètres. Au cœur d’ateliers flottants en forme de croissants de lune, ils ont mélangé cette matière première à une émulsion d’algues gélifiantes afin de pouvoir l’extruder sous forme de filaments écologiques. Ces bobines de filaments écologiques ont ainsi été utilisées par les imprimantes architecturales 3D pour réinventer la construction navale. Dès 2015, ils ont donc amorcé la transformation des déchets plastiques rejetés par les Terriens en matériaux étanches et durables !

Quand mon grand-père me raconte son mode de vie terrestre de l’époque, cela me semble complètement aberrant aujourd’hui. Les terriens, ces fameux Homo Sapiens autoproclamés, ont mis deux siècles pour comprendre qu’ils vivaient sur un territoire fini aux ressources naturelles limitées. Ils consommaient la ville comme une marchandise et non comme un bien commun à cultiver en symbiose avec la nature. Ils s’étouffaient en respirant les smogs urbains, ces fameux nuages photochimiques de pollution. Ils ingéraient inconsciemment dans leur estomac le plastique qui avait même fini par infester leur chaîne alimentaire. Ils avaient failli, par la surpêche me dit-il, vider les stocks de poissons des océans. En ce mois de décembre 2065, j’ai encore du mal à croire avec quelle insouciance ces terriens avaient réussi à hypothéquer le sort des générations futures.

Il faut bien avouer que depuis la COP 21 en 2015 à Paris et la COP 22 en 2016 à Marrakech, les tensions étaient montées d’un cran entre les gouvernements occidentaux et les pays africains. Les premiers refusant aux seconds de reproduire le modèle énergétique basé sur les combustibles fossiles qui les avaient eux-mêmes tant enrichis. Heureusement le boom des Archibiotics a changé la donne. Ces architectures biomimétiques - embarquant les énergies renouvelables de pointe associées aux technologies de l’information et de la communication (les TICS) - ont progressivement offert l’indépendance énergétique à chaque état du globe. La guerre du pétrole, cette énergie obsolète, s’est ainsi doucement apaisée.

Face au changement climatique et à la montée des eaux, une nouvelle civilisation a émergé : les Meriens. Leurs terres et leurs îles une fois englouties et salinisées, une grande partie des 250 millions de réfugiés climatiques se sont engagés dans des ONG solidaires comme celle créée par mes grands-parents. Tous ensembles, ils ont inventé un nouveau processus d’urbanisation en milieu subaquatique, autosuffisant en énergie, recyclant tous ses déchets et luttant contre l’acidification des océans. Car oui même si les océans absorbent 22 millions de tonnes de gaz carbonique chaque jour provenant de l’atmosphère, l’Homme par ses excès d’émissions de CO2 les a saturés en acide carbonique et leur pH a ainsi déséquilibré les écosystèmes !

Le but de ces Meriens ? Explorer respectueusement les abysses pour accélérer l’innovation et démocratiser massivement de nouvelles énergies renouvelables par définition inépuisables. Cette communauté a combattu la frénésie capitaliste qui se frottait les mains à l’idée de piller les dernières sources de pétrole, de minerai et de méthane via le dégazage de certains biotopes en haute profondeur. Développer de nouvelles ressources scientifiques, énergétiques, pharmacologiques et alimentaires encore insoupçonnées, tel était leur credo en 2015. Ces Meriens avec leur économie bleue, on les prenait tous pour des fous ! A l’heure de l’obsolescence, on préférait bien sûr rêver de s’échapper sur Mars après avoir tout saccagé sur Terre !

Depuis 50 ans, ces habitants de la mer ont réussi à révolutionner le vivre ensemble à travers la résilience environnementale et une transition énergétique intensive. Ils ont remporté le challenge de recycler à 100% le 7ème continent de plastiques en habitat pérenne. Depuis, les Aequorea continuent à se bio-construire par calcification naturelle comme le font par exemple les coquillages en fixant le carbonate de calcium contenu dans l’eau pour fabriquer leur squelette externe. Ce sont de véritables puits de carbone bleus qui prennent la forme de tours torsadées de 1000 mètres de profondeur. En utilisant l’aragonite (à très forte teneur en carbone) comme matériau de construction pour ses façades transparentes, une Aequorea peut fixer annuellement 2500 tonnes de CO2 supplémentaires sur 1 Km².

Chaque village Aequorea accueille jusqu’à 20 000 aquanautes. On y accède principalement en surface par les quatre marinas recouvertes d’une mangrove s’enracinant sur un dôme flottant de 500 mètres de diamètre. Habitats modulaires, plateaux de co-working, fablabs, recycleries, laboratoires scientifiques, hôtels pédagogiques, terrains de sport, fermes aquaponiques et lagunes de phyto-épuration viennent s’étager de strates en strates. La torsade est ultrarésistante à la pression hydrostatique. Sa géométrie lui permet en plus de lutter contre les tourbillons marins et ainsi de neutraliser le mal de mer. Sa double coque accueille les ballasts de lestage. Une fois remplis d’eau de mer, ces ballasts baissent le centre de gravité d’Aequorea afin de lutter contre la poussée d’Archimède. Ils assurent sa stabilisation en cas de tempête ou de séisme. La double-coque est de plus en plus épaisse de la surface vers le fond afin de compenser les efforts dûs à l’accroissement de la pression qui s’exerce sur elle.

Sautons à l’eau ! Je vais vous expliquer tout ce que nous les Meriens nous avons inventé au cœur de l’océan. Plus besoin de bombonnes pour respirer sous l’eau. Enfilez votre masque à branchies qui capte l’eau pour en extraire les molécules d’oxygène, votre combinaison micro-perlée telle la peau d’un dauphin, et vos monopalmes en fibre de carbone inspirées par la queue des baleines.

Pour nous éclairer, plus besoin du charbon, du gaz ou du nucléaire, nous reproduisons la bioluminescence dans le double vitrage de nos appartements grâce à des organismes symbiotiques contenant de la luciférine émettant de la lumière en s’oxydant. Sur le plancher marin, des champs d’hydroliennes en forme de volutes disposées en étoile autour de la base scientifique abyssale transforment les courants marins en énergie électrique. Une centrale océanothermique complète le bouquet énergétique. Située dans l’axe vertical central, elle utilise le différentiel thermique entre les eaux chaudes de surface et les eaux froides pompées en profondeur pour produire de l’électricité en continu.

Pour produire de l’eau potable et de l’eau douce pour l’aquaculture, la centrale océanothermique utilise la pression exercée en profondeur pour vaincre la pression osmotique et séparer l’eau et le sel via une membrane semi-perméable. Le renouvellement de l’air se fait soit naturellement par convection à travers les cheminées à vent innervant les quatre branches de la torsade, soit par la station à oxygène par électrolyse de l'eau de mer.

Pour nous chauffer ou nous climatiser, nous utilisons non plus des énergies fossiles mais bien des micro-algues cultivées dans des murs aquariums qui absorbent le gaz carbonique rejeté par la respiration des habitants. Ces bioréacteurs d’algues vertes recyclent aussi tous nos déchets organiques, solides ou liquides, et produisent de l’énergie par photosynthèse et bio-méthanisation.

Pour nous nourrir, nous cultivons des algues, du plancton et des mollusques riches en sels minéraux, protéines et vitamines. Des récifs coralliens sont jardinés sur les balcons et deviennent la véritable nurserie de la faune et de la flore aquatique. En surface, les quatre grandes conques flottantes abritent des serres horticoles, des champs d’agricultures biologiques, des vergers et des potagers communautaires. Nous vivons d’une pêche raisonnée dans le jardin de nos appartements qu’est l’océan. Aussi, le mot « emballage » a disparu de notre vocabulaire. Tous nos aliments sont distribués en vrac dans des récipients réutilisables et biodégradables.

Pour nous déplacer, nous naviguons en bateau ou en sous-marin grâce à de l’algocarburant ou à des hydrocarbures produits à souhait sans émettre de gaz à effet de serre. Nous produisons nos biocarburants en extrayant de l’hydrogène et du carbone de l’eau de mer par pressions osmotique avant de les synthétiser. Ce processus nous permet en plus de pomper le dioxyde de carbone des océans et de neutraliser ainsi le processus d’acidification qui détruisait jusque-là nos écosystèmes telle que la grande barrière de corail.

Pour nous soigner, nous étudions les molécules des organismes vivants. Nous avons compris la prolifération des cellules cancéreuses grâce à l’étoile des mers. Nous avons développé la trithérapie pour lutter contre le sida grâce au hareng. Nous avons inventé la nouvelle génération de pacemakers en décryptant le fonctionnement du cœur de la baleine à bosse.

Pour agencer nos appartements et nous meubler, nous utilisons uniquement des matériaux bio-sourcés. Pour les assembler, on a créé de la colle écologique synthétisée après avoir réussi à isoler la protéine d’une moule capable de s’accrocher à n’importe quel support sous l’eau dans des conditions turbulentes. Les cloisons des appartements sont faites en chitine synthétisée également, cette molécule qui constitue la carapace des crustacés comme le homard. Enfin pour recouvrir les sols, nous nous sommes inspirés des denticules antibactériens de la peau des requins des Galápagos permettant ainsi de stopper l’utilisation de détergents toxiques.

Ah j’allais oublier de vous parler du changement le plus important ! On a vécu un véritable big-bang économique car on a aussi inventé une monnaie spécifique à l’urbanisme en mer : l’Aequo. En 2050, juste avant ma naissance, mes parents ont voté en faveur du référendum pour le projet de loi mettant en place le revenu universel. Dans ce village vertical, l’économie est horizontale ! Plus de patrons ! Plus de salariés ! Nous sommes désormais tous des autoentrepreneurs écoresponsables. Nous sommes redevenus les acteurs d’une économie bleue, équitable, circulaire et solidaire. L’homme et la nature sont repositionnés au centre des préoccupations. Nous n’avons pas sauvé le capitalisme mais nous sommes toujours en train de sauver le climat !

N’oubliez jamais. Les Océans produisent 50% de l’oxygène de notre planète. Ils en sont le poumon le plus actif ! Ça valait vraiment la peine de les nettoyer et de lutter contre leur acidification pour mieux ré-enchanter notre « vivre ensemble » ! Vous ne trouvez pas ?

Aquatiquement vôtre,

Océane, stagiaire chez Vincent Callebaut Architectures
Crédits : Vincent Callebaut Architectures