UTILISER L’EAU DE PLUIE

Bertrand Gonthiez

Deuxième édition 2010

ÉDITIONS EYROLLES

61, bd Saint-Germain

75240 Paris Cedex 05

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En application de la loi du 11 mars 1957, il est interdit de reproduire intégralement ou partiellement le présent ouvrage, sur quelque support que ce soit, sans l’autorisation de l’Éditeur ou du Centre Français d’exploitation du droit de copie, 20, rue des Grands Augustins, 75006 Paris.

© Groupe Eyrolles, 2008, 2010 pour la présente édition, ISBN : 978-2-212-12679-2

DANS LA MÊME COLLECTION

Léon-Hugo BONTE. – Réaliser et entretenir son mur végétal, G12342, 2008.

Paul DE HAUT. – Habitat sain et sans allergène, G12371, 2008.

Pascal FARCY. – Le compost, G12220, 2007.

Bertrand GONTHIEZ. – Réaliser et entretenir son puits, G12519, 2009.

Bruno HERZOG. – Le puits canadien, G12141, 2008.

Éric et Tina MASSON. – Jardiner écologique, sans pesticide, G12254, 2008.

Frédéric SÉNÉ. – Les pollutions électromagnétiques, G12638, 2009.

Brigitte VU. – Récupérer les eaux de pluie, G11984, 2006.

DANS LA COLLECTION « LES GUIDES DE L’HABITAT DURABLE »

Paul DE HAUT. – Vivre sain au quotidien, G12475, 2008.

Philippe GUILLET. – Le guide des piscines naturelles et...

Sommaire

Avant-propos

Chapitre 1 – L’eau de pluie

Qualité de l’eau de pluie

Composition moyenne de l’eau de pluie stockée

Variabilité de la qualité de l’eau de pluie

L’eau de pluie est-elle potable ?

Pourquoi récupérer et utiliser l’eau de pluie ?

Les usages possibles

L’aspect économique

Les aspects environnementaux

Chapitre 2 – Les cuves de stockage

Les différents types de cuve

Les cuves en béton

Les cuves en polyéthylène

Le dimensionnement de la cuve

L’implantation de la cuve

Les cuves plates

Chapitre 3 – Les équipements

Les matériels

L’anti-remous

Le siphon de trop-plein

La crépine d’aspiration

Le clapet anti-retour

La préfiltration

Les filtres de descentes de gouttière

Les filtres enterrés

Les filtres internes

Le groupe de pompage gestionnaire d’eau de pluie/eau de ville

Coût

Description

Fonctionnement

Le coût d’une installation

La signalisation de sécurité

Les contrôles et l’entretien

Chapitre 4 – Le filtration de l’eau de pluie

Les filtres à sédiments

Les filtres à cartouche

Les filtres à charbon actif

La micro et ultra filtration

L’osmose inverse

La désinfection de l’eau

Le principe

Chapitre 5 – Gérer l’eau pluviale

Contexte

Évacuer les eaux pluviales

Du toit au réseau de collecte

Stocker et réguler

Les bassins d’orage

L’épandage

Vers un rejet zéro

Le puits d’infiltration

Les tranchées drainantes

Les noues

L’association des techniques

D’autres techniques

Chapitre 6 – Aides financières et réglementation

Ce que dit l’Union européenne

La Direction générale de la santé (DGS)

Le Conseil supérieur d’hygiène publique de France (CSHPF)

L’arrivée d’un crédit d’impôt

Notice du crédit d’Impôt

Plafond de dépenses

Équipements obligatoires ouvrant droit au crédit d’impôt

Détails de la réglementation

Les usages autorisés

Chapitre 7 – Installations de qualité

Compétences

Formations

Chapitre 8 – Adresses utiles

Fabricants

Cuves béton

Cuves polyéthylène

Filtration

Pompes

Systèmes complets

Installateurs de matériels

Informations diverses

Études de dimensionnement

Laboratoires d’analyses

Règlementation

Avant-propos

L’eau a longtemps été considérée dans de nombreuses régions du monde comme une ressource naturelle inépuisable, sans véritable valeur. Elle est devenue en l’espace de quelques années, une ressource précieuse où la nécessité de la protéger et de l’utiliser avec discernement est perçue comme l’un des enjeux du xxie siècle.

Partout à travers l’Europe les risques de pénuries apparaissent poussant certains pays à prendre des mesures restrictives très sévères. En France, l’épisode de sécheresse de 2003 a marqué les esprits et est à l’origine de l’évolution du comportement du consommateur. Cette prise de conscience a touché bien d’autres pays, comme l’Allemagne, les Pays-Bas ou la Belgique souvent cités en exemple en matière de développement durable. Ces derniers ont été les premiers à réagir en mettant en place des expériences novatrices dans la gestion durable de l’eau. Une de ces pratiques, bien connue de nos ancêtres, est depuis peu, en plein essor : la récupération de l’eau de pluie.

Cette technique dérivée de la rétention de l’eau pluviale trouve son intérêt dans de nombreuses utilisations. Le développement urbain toujours croissant a largement contribué à la modification du paysage. La conséquence principale de ce phénomène est l’augmentation des risques d’inondation accentuée par l’imperméabilisation des sols. Face à cette autre préoccupation qui s’ajoute à celle du récent changement climatique, une nouvelle conception de la gestion des eaux pluviales commence à émerger en favorisant l’infiltration de l’eau dans le sol.

Force est de constater que les récupérateurs d’eau de pluie se multiplient dans nos jardins ; évolution encouragée par l’augmentation du prix de l’eau et des longues périodes de sécheresse. Beaucoup de collectivités privilégient ces initiatives proposées par le plan national de gestion de la rareté de l’eau. On assiste ainsi à la multiplication de projets d’équipement en matière de revalorisation de l’eau de pluie, qu’il s’agisse de maisons individuelles ou d’habitations collectives. Grâce à l’avancée des technologies et du développement de la démarche HQE (Haute qualité environnementale), bon nombre de projets de construction ou de rénovation font même intervenir l’eau de pluie dans les usages domestiques tels que les toilettes ou la machine à laver.

Bien que cette pratique soit courante dans certains pays, repenser la gestion de l’eau à l’échelle de l’habitat en développant la récupération de l’eau de pluie pose un certain nombre d’interrogations, notamment de la part des institutions sanitaires. L’utilisation d’une eau non potable pour des besoins domestiques n’est pas sans risque et il convient de respecter certaines précautions dans la conception et l’entretien de l’installation.

Afin de faire le point sur cette pratique, ancienne dans son concept mais innovante dans ses possibilités d’utilisation, nous proposons d’étudier tout au long de cet ouvrage les aspects à la fois techniques et qualitatifs d’un système de récupération d’eau de pluie dédié à l’habitat. Nous verrons que cette alternative est tout à fait complémentaire de la gestion de l’eau pluviale à la parcelle ou même à l’échelle d’une commune. En abordant également le thème des risques sanitaires, nous ferons le bilan sur les réflexions actuelles qui conduisent le législateur à autoriser l’introduction de l’eau de pluie pour certains usages domestiques.

L’eau de pluie

QUALITÉ DE L’EAU DE PLUIE

La formation de la pluie résulte de la condensation de l’eau contenue dans l’air, qui contient des gaz provenant du milieu naturel, de l’activité industrielle, de la combustion des produits fossiles riches en soufre et de la circulation automobile. Ces gaz circulent dans l’atmosphère, se dissolvent dans la vapeur d’eau et se tranforment en acides (notamment sulfurique et nitrique) : l’oxyde d’azote formera de l’acide nitreux HNO₂ et de l’acide nitrique HNO₃, tandis que le dioxyde de soufre produit de l’acide sulfureux H₂SO₃ qui s’oxyde dans l’air en acide sulfurique H₂SO₄. C’est ainsi que la pluie acquiert naturellement son caractère légèrement acide.

ORIGINE DE L’ACIDITÉ DE L’EAU DE PLUIE

> Le dioxyde de soufre (SO₂) est émis principalement par la combustion énergétique et industrielle, les oxydes d’azote (NOx) sont issus du transport routier et dans une moindre mesure de la production électrique et industrielle. L’ammoniac a,...

Fig. 1.1 – Cycle de l’eau

Composition moyenne de l’eau de pluie stockée

L’eau de pluie est composée pour l’essentiel de sulfate, de sodium, de calcium, d’ammonium, et contient même des nitrates à l’état de traces. La concentration des composés de l’eau de pluie varie en fonction de la géographie mais également en fonction des caractéristiques environnementales du lieu concerné.

Bien qu’il existe en France un réseau de mesure de la qualité des eaux de pluie, il n’y a pour ainsi dire aucune étude concernant la qualité de l’eau de pluie stockée dans les cuves. Au regard des nouvelles tendances d’équipement pour l’habitat, il serait pourtant intéressant de connaître les facteurs faisant varier la qualité de l’eau de pluie stockée dans les cuves enterrées servant à alimenter les bâtiments en fonction de l’environnement (zone urbaine ou zone rurale), ou de la géographie. Et ceci suivant différents cas : cuves en béton préfabriquées ou maçonnées, cuves en polyéthylène, cuves circulaires ou parallélépipédiques, temps de stockage, profondeurs d’enfouissement, nature de la toiture et de la gouttière concernées, etc.

Les seules analyses de qualité connues sont celles qui ont été réalisées dans les laboratoires de l’université de Liège en Belgique (Fondation universitaire luxembourgeoise à Arlon) sous la direction du professeur Paul Vander Borght (voir tableau ci-dessous).

...

Les cuves de stockage

Le nombre de projets en matière de récupération et de revalorisation de l’eau de pluie est croissant et les réalisations toutes différentes les unes des autres. L’installation d’un récupérateur d’eau de pluie doit répondre à certaines exigences pour que l’exploitation de l’eau se fasse dans de bonnes conditions. Que ce soit dans le cadre d’une rénovation ou d’une nouvelle construction, il est important de suivre un certain nombre de règles, afin que l’installation soit de qualité. Un diagnostic préalable du site est pour cela conseillé. Il apportera des réponses précises sur l’intérêt économique et écologique d’une installation de récupération et de réutilisation d’eau de pluie. Il permettra également de préciser les éléments techniques composant la future installation et les obligations du propriétaire pour l’entretien.

LES DIFFÉRENTS TYPES DE CUVE

L’eau de pluie doit être stockée dans une cuve enterrée à l’abri de la lumière et protégée des températures estivales qui favorisent le développement d’algues et de bactéries.

Pour des raisons de solidité et de fiabilité dans le temps, il est préférable de choisir une cuve dite « monobloc », c’est-à-dire constituée d’une seule coque.

Il en existe dans différents types de matériaux. Les plus courantes sont en polyéthylène ou en béton. Celles en polyester ou en acier conçues pour le stockage et l’utilisation régulière de l’eau de pluie sont également utilisées mais restent moins employées pour l’habitat bien que leur volume puisse atteindre plusieurs dizaines de mètres cubes.

Fig. 2.1 – Déchargement d’une cuve en béton

LE CAS DES FOSSES SEPTIQUES

Les fosses septiques en béton sont généralement constituées de deux coques montées l’une sur l’autre ; elles sont faites pour fonctionner remplies d’eau. En cas de cuve vide, la pression latérale...

Les Équipements

LES MATÉRIELS

Cette partie décrit les équipements nécessaires pour équiper la cuve de stockage mais également pour filtrer et exploiter l’eau dans la maison. Il conviendra de laisser le professionnel faire ce choix en fonction des caractéristiques du terrain et de l’habitation. Un diagnostic préalable permettra de répondre à toutes les questions d’ordre technique et de définir la logistique à employer pour procéder à l’installation des équipements.

Fig. 3.1 – Matériels de récupération d’eau de pluie pour l’habitat

Suivant le projet, un dimensionnement précis de la filtration, de la pompe ou des canalisations pourra être effectué par le professionnel.

L’anti-remous

L’eau de pluie contient de fines particules en suspension. L’eau pénètre dans la cuve avec une certaine énergie qui met en mouvement les fins sédiments déposés au fond de la cuve. Un dispositif dit « anti-remous » permet donc de remplir la cuve de manière moins turbulente tout en favorisant une eau limpide.

Fig. 3.2 – Dispositif anti-remous

Afin de garantir une bonne solidité du dispositif et d’éviter le contact de la colle avec l’eau de la cuve, les fabricants proposent des dispositifs en polyéthylène réalisés en une seule pièce. Ils sont généralement constitués d’un orifice d’entrée et d’un orifice d’évacuation.

Le siphon de trop-plein

Chaque cuve récupérant l’eau de pluie comporte une sortie d’évacuation qui doit être équipée d’un siphon de trop-plein.

Ce dernier a pour but d’empêcher la remontée des mauvaises odeurs provenant du réseau communal. Le siphon sert également à évacuer les particules flottantes telles que les pollens. Cette évacuation peut être optimisée en plaçant un siphon à larges ouvertures.

Fig. 3.3 – Siphon de trop-plein

Le siphon devra être réalisé en une seule pièce pour favoriser sa solidité. Cette précaution évitera une éventuelle intervention de réparation qui pourrait risquer d’endommager le joint d’étanchéité de l’orifice de sortie de la cuve.

De même, le siphon de trop-plein devra comporter un dispositif empêchant certains animaux (rats, souris) d’entrer dans la cuve depuis les égouts car ceux-ci pourraient souiller l’eau de la cuve et la rendre impropre à l’exploitation.

La crépine d’aspiration

Le pompage de l’eau de pluie dans la cuve doit être réalisé à travers une crépine d’aspiration munie d’un clapet anti-retour. Elle pourra également être équipée d’un flotteur et d’un tuyau souple (32 mm...

La filtration de l’eau de pluie

L’eau de pluie contient un certain nombre d’éléments indésirables tels que des bactéries ou des virus, mais aussi des polluants provenant de l’atmosphère qui présentent un risque sanitaire pour l’utilisateur. Pour réduire les risques sanitaires liés à l’utilisation de l’eau de pluie brute, on fait appel à des méthodes de filtration ou de traitement adaptées qui sont pour certaines utilisées en milieu industriel.

AVERTISSEMENT

> Il est important de souligner que l’eau de pluie, quelles que soient les méthodes de filtration ou de traitement, ne peut être considérée comme une eau potable. L’utilisation de cette eau ne doit en aucun cas être destinée à des usages corporels. Cet avertissement étant clairement mentionné par les instances sanitaires, l’utilisateur engage donc sa propre responsabilité quant à la mauvaise utilisation de l’eau de pluie et à ses éventuelles conséquences sur la santé.

Chaque méthode de filtration admet des avantages et des inconvénients en termes de débit, d’entretien et de coût. Le choix entre les différents dispositifs de traitement ou de filtration devra donc se faire en fonction de la qualité de l’eau que l’on souhaite obtenir mais également en fonction du confort d’utilisation.

Il...

Gérer l’eau pluviale

CONTEXTE

La maîtrise des eaux pluviales est une problématique faisant émerger des préoccupations concernant la planification et l’aménagement du territoire. Limiter les risques d’inondation, préserver les ressources et les milieux naturels, diminuer les risques sanitaires sont les enjeux majeurs de la gestion urbaine de l’eau.

L’objectif des réseaux d’assainissement est double : sanitaire et environnemental.

L’objectif sanitaire est le plus ancien ; il consiste à évacuer les eaux d’égout, porteuses de germes, sans qu’elles ne se déversent sur chaussée lors des fortes pluies. L’objectif environnemental, introduit par la loi sur l’eau de 1992, est d’éviter que les petites pluies ne surchargent les réseaux, et de limiter ainsi les volumes d’eaux d’égout déversés dans les cours d’eau.

Le développement urbain se traduit par l’imperméabilisation de surfaces jusque-là perméables, qu’il s’agisse de lotissements ou de zones commerciales. Cela a pour conséquence l’écoulement rapide des eaux pluviales dans les réseaux de collecte qui rapidement saturés augmentent la fréquence des inondations en zone urbaine.

Parallèlement, les eaux pluviales s’infiltrant difficilement dans le sol peinent à regagner la nappe phréatique dont le niveau baisse inexorablement. Ce phénomène devient inquiétant quand on pense qu’il faut parfois plusieurs dizaines d’années pour que l’eau parvienne jusqu’à la nappe phréatique.

Fig. 5.1 – Évacuation des eaux de ruissellement

Confronté à ce problème préoccupant, une autre conception de la maîtrise des eaux pluviales s’est imposée et des solutions alternatives ont été recherchées pour favoriser leur infiltration et améliorer le fonctionnement des réseaux par temps de pluie, plus particulièrement lors de fortes précipitations.

Il s’agit de maîtrise des eaux pluviales par la mise en œuvre de mesures dites « alternatives » : réduction des surfaces imperméabilisées, infiltration des eaux à la parcelle, stockage et restitution différée d’un débit contrôlé. Dans certains cas, les eaux pluviales des toitures sont infiltrées directement dans les terrains, par divers dispositifs tels que puits perdus, drains, fossé ou noues. Ailleurs, là où le sol est imperméable, les eaux pluviales des parcelles sont stockées dans une cuve et restituées au réseau à débit régulé.

Nous aborderons dans cette partie les différents dispositifs complémentaires des réseaux qui ont pour rôle de rendre aux sols leur fonction d’absorption au sein du cycle de l’eau. La tendance actuelle étant de gérer l’eau pluviale...

Fig. 5.17 – Structure réservoir avec revêtement poreux

Fig. 5.18 – Mise en place de modules d’épandage

Les structures réservoirs sont utilisées dans le cas des voiries et parkings. Elles permettent de stocker les eaux pluviales dans le corps de la chaussée constituée de pierres calcaires. Le corps de la chaussée est composé de galets. L’eau y est amenée par infiltration à travers le revêtement « poreux » de la chaussée. Elle est ensuite évacuée par le biais d’un drain vers les collecteurs d’égouts.

Il est possible de remplacer le corps de la chaussée par des structures alvéolaires carrossables qui sont plus faciles à poser. Bien qu’elles soient plus coûteuses, elles permettent d’offrir un volume de stockage important.

Autre technique : les toitures stockantes. Elles sont conçues dans le but de ralentir le plus tôt possible le ruissellement grâce à un stockage temporaire de l’eau sur les toitures. Le volume de stockage est établi avec un parapet en pourtour de toiture. Des graviers ou la végétalisation de la toiture permettent ainsi de réguler la vidange du stockage.

L’ensemble des techniques présentées sont amenées à se développer. Avant de choisir une technique d’infiltration, il conviendra d’effectuer un diagnostic approfondi du site en étudiant l’ensemble des contraintes, mais également en dégageant les bienfaits de chaque dispositif envisagé.