Biomimetic Learning Center

Zero-Emission, Zero-Waste, Zero-Poverty,

Palawan 2017,

Republic of the Philippines

TYPE : Commission

LOCATION : Palawan, Philippines

CLIENT : Confidential

SURFACE AREA : 27 000 m²


PROGRAM : Scientific Research & Learning Center, Elementary School, Nautical Base, Sports Hall, Rotating Apartments, Hotels

STATUS : Schematic Design Phase

NAUTILUS ECO-RESORT, Philippines 2017

A Biophilic Learning Center Facing the Challenges of Sustainable Development

"Zero-emission, zero-waste, zero-poverty"


The Philippine seas are severely threatened. Over-fishing, mass tourism, massive pollution of plastic waste and toxic products, as well as climate change present real threats to the health of the archipelago and, of course, the survival of its inhabitants.

Corals are dying, mangrove areas are being destroyed, sea-grass beds are suffocated by erosion, and vital populations of fish and other marine species are declining dangerously.

And yet the Philippines, with its 7,641 islands and islets, and its 266,000 square kilometers of coastal, turquoise waters and bays, is one of the true sanctuaries of marine biodiversity in the world, at the top of the famous "Coral Triangle".

These seas harbor at least five species of marine turtles, 28 marine mammals, 168 cartilaginous fish, 648 species of mollusks, 1,755 fish associated with reefs, and 820 species of algae.

What would resilient tourism, capable of revitalizing the symbiosis between humans and the environment, look like? How should we humbly accompany the local population to implement urgent measures to establish marine protected areas, to protect them from severe floods, landslides, and typhoons, to restore waste management, and revitalize their biodiversity? In short, how can we reconcile the human adventure with the whole of life?


Tourism has become the most important industry at the international level. Its potential to contribute to sustainable development is therefore substantial and can be reinvented. Since the early 1980s, ecotourism has been exploring ways to reconcile the socio-economic development of our societies with the protection of the environment.

One step further, the Nautilus Eco-Resort project is a pioneering, eco-tourism complex designed to unite the knowledge of the scientific community with the will of eco-tourists to optimize the revitalization and protection of a degraded ecosystem such as in the Philippines. Based on biomimicry, the architectures of this Eco-Resort are inspired by the shapes, structures, intelligence of materials and feedback loops that exist in living beings and endemic ecosystems.

Ethical and eco-friendly, the Eco-Resort promises to the host populations and travelers to be actively involved with engineers, scientists, and ecologists in the protection of the environment that it wants to discover.

This collaborative concept offers responsible ecotourism based on education and interpretation in a natural environment, where the resources and well-being of local populations are to be preserved and gradually restored in a voluntary approach to "reimburse ecological debt".

By minimizing its ecological footprint, the experience is centered on the preservation of nature and local urban ecology while respecting endemic ecosystems and agro-ecosystems.

While upgrading the natural heritage and culture, this "zero-emission, zero-waste, zero-poverty" project will be 100% built from reused and/or recycled materials from the archipelago.

Self-sufficient in energy and food, it will satisfy its needs thanks to renewable energies and permaculture. A zero-waste policy means that it will systematically upgrade its own waste into resources.

Through a co-creation process, the Eco-Resort will contribute to the well-being of local communities by including them in its planning, development, and operation.

Through crowdfunding, the project will generate funds for the site's conservation with the association of preservation of fauna and flora. It will directly support local economic development in the form of jobs and income. Finally, it will encourage respect for the archipelago's different cultures.

It is above all a project made to exchange and transmit ecological gestures between the natives and the newcomers. It will ask volunteer ecotourists to clean the washed-up plastic waste from beaches, put in place "cradle to cradle" recycling schemes, learn permaculture, protect coral crops, restore reasonable fishing, which will allow nature to regenerate, or strengthen natural protection against flooding.


"Upcycling" means using waste and consumer products to make new objects or materials. In this process of industrial ecology and economical zero-waste logic, everything is transformed: series production collapses from factories, plastic waste recovered at sea, glass bottles, non-edible agricultural waste, or old boats.

The notion of waste is thus banned in favor of the notion of a closed cycle and circular economy.

To ensure that the Nautilus Eco-Resort is built in perfect harmony with the climate, the spirit of the place, and its resources, bio-sourced materials derived from vegetable biomass will be adopted. For example: co-products from agriculture or wood and hemp wool for thermal insulation, microalgae and linseed oil to produce organic tiles, local tropical wood species from eco-responsible forests for pontoons and wood floors.

Plants, their raw materials, are at the heart of the architectural project, simply because man has an innate need to be constantly connected to Nature. The five principles of biophilic design applied to the Nautilus Eco-Resort project are as follows:

• Strengthen the visual link with nature

• Focus on thermal variability and the renewal of air

• Enjoy dynamic and diffused light

• Multiply biomorphic shapes and patterns

• Optimize the sensory link with bio-sourced materials


The objective clearly defined in the architectural design of this Eco-Resort is to select with care the best of Low-Tech and High-Tech rather than choose one over the other.

Coiled at the foot of the hills in a crescent of fine sand, the Eco-Resort houses natural pools and waterfalls of vertical gardens.

The two main architectural entities - the shell-shaped hotels and the rotating apartment towers - wind up along two golden spirals respecting the Fibonacci sequence, a symbol of balance and harmony.

The height of each building increases with the convolution of the two spiral pontoons from the central island hosting the nautical center and the scientific research laboratories under its large plant roof.

The whole is dense to better preserve the territory and agricultural land. It is accessed mainly by sailboats or electric boats with flat bottom to limit the ecological footprint of road infrastructures.

This sustainable village is built on telescopic piles that produce, on the one hand, ocean thermal energy by exploiting the difference in temperature between the surface and deep waters of the sea, and, on the other hand, tidal energy which exploits the marine currents in kinetic energy by capturing them using hydro-turbines. Frigories for cool air and kilowatts for lighting are thus produced by renewable sources.

The façades and roofs combine plant walls and photovoltaic cells to increase the thermal inertia of the building, optimize natural cooling, and generate electricity.

Producing more energy than it consumes, the Eco-Resort thus achieves a positive energy balance. The added value of energy is thus redistributed in real time via a mini smart-grid to the local community, making them self-sufficient.

Rainwater is used and the gray water is biologically recycled in waste stabilization ponds bordering the gardens, while organic waste is recycled into biomass.

Each architectural entity offers a specific experience:

• Rotating triskeles : To the East, 12 small spiral towers of varying heights invite travelers to live in apartments turning on their axis and following the course of the sun. Distributed in three branches, the 54 modules of three dwelling units fully rotate 360 degrees in one day. The 162 apartments offer exceptional views towards the landscape. The facades are adjusted surfaces integrating ramps to access the panoramic terraces. The central mat incorporates the vertical circulation and is covered with lush vegetation walls. At the top, a triskel roof also integrates solar tubes producing hot water and photovoltaic pergolas.

• Green shells : To the West, 12 small museum-hotels in the form of a sea snails seem to emerge out of the water. On the lower floors, there are exhibition spaces explaining in particular the environmental and socio-cultural challenges of the archipelago. A bio-cement structural

moucharabieh is deployed in a three-dimensional spiral to cover the programmatic functions distributed in alcoves. This bio-cement incorporates microorganisms improving its performance by inducing the precipitation of calcium carbonates in recycled concrete, as does a real shell to form its exoskeleton. These 12-living nautiluses feature a self-stable shell covered with vegetable essences that are to be protected on the island. Their two openings form funnels and are closed by curtain walls, incorporating silicon cells in imposts and green balconies in cascades.

• Petals and corals : Punctuating the two-large golden spiral quays, small pavilions with organic and quasi-maternal shapes invite ecotourists to rest and relax along the water. The "petals" are covered with a vegetated hyperbolic roof while the shape of the "corals" is inspired by an Enneper triple surface, spiraling to erase any boundary between the inside and the outside. From each of their 22 pavilions, scientists have access to the fish and coral reef ponds in order to reintegrate endangered wildlife and plant life.

• Origami mountain : In the center of the lagoon, the scientific research center and the nautical recreation base are located under a CLT (Cross Laminated Timber) framework. This is covered with 360 degrees of undulating ramps unfolding like giant origami. On the roof, there are vegetable gardens and organic orchards supplying, in short circuit, the kitchens of the restaurants of the Eco-Resort. The architecture is furtive and resembles the surrounding hills. This artificial mountain has a sports pool and a seawater leisure pool surrounded by all the scientific laboratories in order to increase exchanges between researchers and ecotourists. It also hosts an elementary school, a children's home and sports halls for local youth.

In a world that is shrinking, the Nautilus Eco-Resort project wants to extend the field of action of a triple-zero eco-tourism: zero-emission, zero-waste, zero poverty. Discover the world without distorting it. Revitalize ecosystems instead of impoverishing and polluting them. Actively participate in the restoration of cultural heritage. Exchange without arrogance and enrich yourself with the local communities by sharing eco-responsible behaviors. In the years to come, the relationship that we decide to maintain with nature will determine the sustainability of the Homo-Sapiens that we are. With this mindset, the Nautilus Eco-Resort is resolutely committed to the concept of environmental resilience, militating for a new social system that is concerned about human and planetary health!

Copyright : Vincent Callebaut Architectures, Paris


NAUTILUS ECO-RESORT, Philippines 2017

Un centre d’apprentissage biophilique face aux défis du développement durable

« zéro-émission, zéro-déchet, zéro-pauvreté »


Les mers des Philippines sont rudement menacées. La surpêche, le tourisme de masse, la pollution massive aux déchets plastiques et aux produits toxiques, ainsi que le changement climatique sont de véritables menaces pour la santé de l’archipel et, bien sûr, la survie de ses habitants.

Les coraux sont en train de mourir, les zones de mangroves sont en train d'être détruites, les herbiers marins sont étouffés par l'érosion et les populations vitales de poissons et d'autres espèces marines diminuent dangereusement.

Et pourtant, les Philippines avec ses 7 641 îles et îlots paradisiaques et ses 266 000 km² d'eaux côtières et de baies aux eaux turquoise constituent l’un des véritables sanctuaires de la biodiversité marine dans le monde au sommet du fameux « Triangle de Corail ».

En effet, ces mers abritent au moins cinq espèces de tortues marines, 28 mammifères marins, 168 poissons cartilagineux, 648 espèces de mollusques, 1 755 poissons associés aux récifs et 820 espèces d'algues

A quoi ressemblerait un tourisme résilient capable de revitaliser la symbiose entre les Hommes et l’environnement ? Comment accompagner avec humilité les populations locales à mettre en pratique des mesures urgentes pour instaurer des aires marines protégées de la pêche, pour les protéger des fortes inondations, des glissements de terrains et des typhons, pour rétablir la gestion des déchets et pour revitaliser leur biodiversité ? En bref, comment réconcilier l’aventure humaine avec l’ensemble du vivant ?


Le tourisme est devenu la plus importante industrie au niveau international. Son potentiel à contribuer au développement durable est donc substantiel et il peut être réinventé. Depuis le début des années 80, l’écotourisme explore les pistes pour concilier le développement socioéconomique de nos sociétés et la protection de l'environnement.

Un pas plus loin, le projet Nautilus Eco-Resort est un concept de complexe écotouristique pionnier visant à unir le savoir de la communauté scientifique à la volonté d’agir des éco-touristes pour optimiser la revitalisation et la protection d’un écosystème dégradé tel qu’on peut en trouver aux Philippines. Basé sur le biomimétisme, les architectures de cet Eco-Resort sont inspirées, des formes, des structures, de l’intelligence des matériaux et des boucles de rétroactions qui existent chez les êtres vivants et les écosystèmes endémiques.

Ethique et éco-citoyen, l’Eco-Resort propose aux populations hôtes et aux voyageurs de s’impliquer activement auprès d’ingénieurs, de scientifiques et d’écologistes dans la sauvegarde de l’environnement qu’il veut faire découvrir.

Ce concept collaboratif propose donc un écotourisme responsable basé sur l’éducation et l’interprétation dans un environnement naturel où les ressources et le bien-être des populations locales sont à préserver et à restaurer progressivement dans une approche volontaire de "remboursement de la dette écologique".

En minimisant son empreinte écologique, l’expérience est centrée sur la préservation de la nature et de l’écologie urbaine locale dans le respect des écosystèmes et des agrosystèmes endémiques.

Tout en revalorisant le patrimoine naturel et culturel, ce projet « zéro-émission, zéro-déchet, zéro-pauvreté » sera construit à 100% à partir de matériaux réutilisés et/ou recyclés provenant de l’archipel.

Autosuffisant en énergie et en denrée alimentaire, il palliera à ses besoins grâce aux énergies renouvelables et à la permaculture. Vers une politique zéro-déchet, il revalorisera systématiquement ses propres déchets en ressources.

A travers un processus de co-création, l’Eco-Resort contribuera au bien-être des communautés locales en les incluant dans sa planification, son développement et son exploitation.

Par crowdfunding, le projet générera des fonds pour la conservation du site auprès d’association de préservation de la faune et de la flore. Il supportera directement le développement économique local sous forme d’emplois et de revenus. Enfin, il favorisa le respect des différentes cultures de l’archipel.

C’est avant tout un projet d’échange et de transmission de gestes écologiques entre les autochtones et les allochtones. Il proposera aux écotouristes bénévoles de nettoyer les plages des déchets plastiques échoués, de mettre en place les dispositifs de recyclage « cradle to cradle », de s’initier à la permaculture, de protéger les cultures de coraux, de rétablir une pêche raisonnée permettant à la nature de se régénérer, ou encore de renforcer les protections naturelles contre les inondations.


Utiliser des déchets et des produits usagers pour fabriquer de nouveaux objets ou matériaux : tel est le concept « Upcycling » appliqué à ce projet. Dans cette démarche d’écologie industrielle et de logique économe « zéro-déchet », tout est transformé : chutes de production en série provenant des usines, déchets plastiques récupérés en mer, bouteilles en verre, déchets agricoles non-comestibles, ou encore carénage de vieux bateaux.

La notion de déchet est donc bannie au profit de la notion de cycle-fermé et d’économie circulaire.

Afin que le Nautilus Eco-Resort soit construit en parfaite harmonie avec le climat, l’esprit du lieu et de ses ressources, des matériaux biosourcés issus de la biomasse d’origine végétale seront adoptés comme par exemple : les co-produits de l’agriculture ou la laine de bois et de chanvre pour l’isolation thermique, les micro-algues et l’huile de lin pour la fabrication de carrelage organique, les essences de bois tropicaux locaux issus de forêts écoresponsables pour les pontons et les parquets.

Le végétal est au coeur du projet architectural, sa matière première, tout simplement car l’Homme a un besoin inné d’être constamment connecté à la Nature. Les cinq principes de conception biophilique appliqués au projet Natilus Eco-Resort sont ainsi les suivants :

• Renforcer le lien visuel avec la nature

• Miser sur la variabilité thermique et le renouvellement de l’air

• Profiter de la lumière dynamique et diffuse

• Multiplier les formes et motifs biomorphiques

• Optimiser le lien sensoriel avec des matériaux biosourcés


L’objectif clairement défini dans la conception architecturale de cet Eco-Resort est de sélectionner avec soins le meilleur du Low-Tech et du High-Tech plutôt que de les opposer.

Lové au pied des collines dans un croissant de sable fin, l’Eco-Resort abrite piscines naturels et cascades de jardins verticaux.

Les deux entités architecturales principales – les hôtels en forme de coquillage et les tours d’appartements tournants - viennent s’enrouler le long de deux spirales d’or respectant la suite de Fibonacci, symbole d’équilibre et d’harmonie.

La hauteur de chaque bâtiment augmente au fur et à mesure de la circonvolution des deux pontons spiralés depuis l’îlot central accueillant sous sa grande toiture végétale le centre nautique et les laboratoires de recherche scientifique.

Le tout est dense pour mieux économiser le territoire et préserver les terres agricoles. On y accède principalement par voiliers ou par bateaux électriques à fond plat pour limiter l’empreinte écologique des infrastructures routières.

Ce village durable est construit sur des pilotis télescopiques qui produisent d’une part de l’énergie maréthermique en exploitant la différence de température entre les eaux de surface et les eaux profondes de la mer, et d’autre part de l’énergie marémotrice qui exploite les courants marins en énergie cinétique en les captant grâce à des hydroliennes. Frigories pour se rafraîchir et kilowatts pour s’éclairer sont ainsi produits par des sources renouvelables.

Les façades et les toitures allient quant à elles murs végétaux et cellules photovoltaïques pour augmenter l’inertie thermique du bâti, optimiser le rafraîchissement naturel et générer également de l’électricité.

Produisant plus d’énergie qu’il n’en consomme, l’Eco-Resort atteint ainsi un bilan énergétique positif. La plus-value d’énergie est ainsi redistribuée en temps réel via une mini smart-grid à la communauté autochtone la rendant ainsi autosuffisante.

Les eaux de pluie sont récupérées et les eaux grises sont biologiquement recyclées dans des lagunes de phyto-épuration bordant les jardins tandis que les déchets organiques sont recyclés en biomasse.

Chaque entité architecturale propose enfin une expérience spécifique :

• Les triskèles rotatifs : À l’est, 12 petites tours spiralées de hauteur variable invitent les voyageurs à vivre dans des appartements tournants sur leur axe et suivant la course du soleil. Répartis en trois branches, les 54 modules de trois unités d’habitation effectuent une rotation complète de 360 degrés en une journée. Les 162 appartements bénéficient ainsi de vues exceptionnelles pour contempler la nature. Les façades sont des surfaces réglées intégrant des rampes d’accès aux terrasses panoramiques. Le mat central intègre les circulations verticales et est recouvert de murs végétaux luxuriants. Au sommet, une toiture en triskèle également intègre des tubes solaires produisant de l’eau chaude et des pergolas photovoltaïques.

• Les coquillages végétalisés : A l’ouest, 12 petits hôtels-musées en forme d’escargot de mer semblent tout droit émergés des flots. Ils abritent aux étages bas des espaces d’exposition expliquant notamment les défis environnementaux et socio-culturels de l’archipel. Un moucharabieh structurel en bio-ciment se déploie en spirale tridimensionnelle pour y lover les fonctions programmatiques réparties en loges. Ce bio-ciment intègre des micro-organismes améliorant ses performances en induisant la précipitation des carbonates de calcium dans du béton recyclé comme le fait un vrai coquillage pour former son exosquelette. Ces 12 nautiles habités présente au final une coque auto-stable recouverte des essences végétales à protéger sur l’île. Leurs deux ouvertures forment des entonnoirs et sont fermées par des murs rideaux intégrant des cellules de silicium en imposte et des balcons végétalisés en cascade.

• Les pétales et les coraux : Ponctuant les deux grands quais en spirale d’or, des petits pavillons aux formes organiques et quasi-maternelles invitent les écotouristes à se restaurer et à se relaxer le long de l’eau. Les « pétales » sont recouverts d’une toiture hyperbolique végétalisée tandis que les « coraux » présentent une géométrie inspirée d’une surface d’Enneper à triple révolution effaçant toute limite entre l’intérieur et l’extérieur. Depuis chacun de ses 22 pavillons, les scientifiques accèdent aux bassins de pisciculture et de culture des coraux visant la réintégration de la faune et de la flore marine menacée en milieu naturel.

• La montagne en origami : Au centre de la lagune, le centre de recherche scientifique et la base de loisirs nautiques sont implantés sous une charpente en CLT (Cross Laminated Timber). Celle-ci est recouverte à 360 degrés de rampes ondulantes se dépliant tel un origami géant. Sur cette toiture se déploie de véritables potagers et vergers biologiques alimentant en circuit court les cuisines des restaurants de l’Eco-Resort. L’architecture se fait furtive et se confond avec les collines avoisinantes. Cette montagne artificielle dispose d’une piscine sportive et d’une piscine de loisirs à l’eau de mer entourée de tous les laboratoires scientifiques afin de multiplier les échanges entre les chercheurs et les écotouristes. Elle accueille aussi une école élémentaire, un foyer pour enfants et des salles de sports mises à disposition de la jeunesse locale.

Dans un monde qui se rétrécit, le projet Nautilus Eco-Resort veut agrandir durablement le champ d’action d’un éco-tourisme triple-zéro : « zéro-émission, zéro-déchet, zéro pauvreté ». Découvrir le monde sans le dénaturer. Revitaliser les écosystèmes au lieu de les appauvrir et de les polluer. Participer activement à la restauration du patrimoine culturel. Echanger sans arrogance et s’enrichir auprès des communautés locales en se transmettant mutuellement les comportements éco-responsables.

Dans les années à venir, le rapport que nous déciderons d’entretenir avec la nature conditionnera la pérennité des Homo-Sapiens que nous sommes. Dans cette optique, le Nautilus Eco-Resort est résolument un concept engagé de résilience environnementale militant pour un nouveau système social qui se préoccupe de la santé humaine et de la planète !

Copyright : Vincent Callebaut Architectures, Paris


PHONE : 0033.
Vincent Callebaut Architectures
2, rue de la Roquette
75011 Paris


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