reuse-REUT qualité de l'eau contamination
Études
Ressources en eau et milieux aquatiques
TSM 1-2 2013 - Page(s) 30-39

Récupération des eaux de pluie en aval des toitures pour une réutilisation dans l’habitat collectif et privatif- Étude holistique reposant sur le suivi de deux sites

Roof runoff harvesting for inside individual houses and buildings’ use. Holistic study based on the monitoring of two sites

Résumé

L’objectif de ces travaux est de contribuer à augmenter la connaissance sur la réutilisation des eaux de ruissellement de toiture, sur les plans technique, opérationnel, sanitaire, économique et environnemental. Deux cas ont été étudiés, l’un en contexte privatif, l’autre en contexte collectif et public : une maison individuelle située en zone rurale et équipée d’une toiture en tuiles et un bâtiment collectif situé en zone périurbaine avec une toiture-terrasse bitumée. Dans les deux cas, les eaux de pluie collectées sont stockées et réutilisées dans l’habitat pour l’alimentation des chasses d’eau. Un suivi hydraulique a permis de déterminer les volumes d’eau potable substitués et les taux de couverture de besoins en eau. Un modèle du comportement hydraulique a été développé puis utilisé pour discuter le dimensionnement des cuves. Un suivi analytique complet d’une année a permis l’étude de la qualité des eaux ruisselées collectées. Les eaux stockées sont nettement non potables et révèlent une contamination microbiologique très variable. Des pathogènes ont été quantifiés à plusieurs reprises. Un traitement des résultats par analyses en composantes principales a permis de mettre en évidence trois composantes nécessaires pour caractériser la qualité des eaux ruisselées collectées : la composition ionique, la charge organique et la contamination fécale. La qualité de l’eau distribuée ne peut pas être garantie au cours de l’année, d’où la recommendation d’une désinfection de l’eau avant distribution. Une évaluation des impacts environnementaux par la méthode d’analyse de cycle de vie a été réalisée pour comparer les deux échelles étudiées. Dans les deux cas, les processus générant le plus d’impacts sont liés aux consommations électriques de l’éventuelle désinfection aux ultra-violets et des pompes. En présence d’une désinfection, l’échelle du bâtiment collectif présente des impacts plus faibles.

Abstract

The aim of this work is to contribute to a better knowledge on roof runoff reuse, from technical, operational, sanitary water quality, economic an environmental points of view. A first case study was performed on a private house located in a rural area with a tiled sloping roof and a second one on a research building located in a suburban zone with a bituminous flat roof. The collected rainwater was used for toilet flushing mainly. A one-year hydraulic follow-up helped to determine the volumes of drinking water replaced by collected rainwater as well as the water saving efficiency for both sites. A model of the hydraulic behavior of the systems was developed and then used to discuss the tanks’ sizing. An analytical monitoring allowed the study of roof runoff quality. A principal component analysis highlighted ionic composition, organic load and faecal contamination indicators as the three main components that best describe the quality of stored roof run-off. Stored rainwater is clearly non drinkable and reveals a very variable microbiological contamination. Pathogenic agents were quantified on several occasions. Distributed water quality cannot thus be guaranteed over the year and a disinfection before distribution is recommended. A life cycle assessment was carried out to compare the two case studies. In both cases, the more impacting processes are related to electricity consumptions of possible ultra-violet disinfection and the pumps. When implemented, a disinfection process has a lower impact for a large-scale building than for an individual house.

Mots clés : eaux de ruissellement, taux de satisfaction des besoins en eau, analyse en composantes principales, analyse de cycle de vie
Keywords : roof runoff collection, water saving efficiency, principal component analysis, life cycle assessment
https://doi.org/10.1051/tsm/201301030

1,2,6 Université de Toulouse – INP-ENSIACET – Laboratoire de chimie agro-industrielle (LCA) – 31030 Toulouse – France
1,2,6 INRA – UMR 1010 CAI – 31030 Toulouse – France
3 Veolia Water North America – Technical Direction Group – 200 E Randolph St, Suite 7900 – Chicago IL 60601 – États-Unis
4 Veolia Eau – 36-38, avenue Kleber – 75016 Paris – France
5 Veolia Eau – Direction technique – Immeuble Giovanni Battista B – 1, rue Giovanni-Battista Pirelli – 94410 Saint-Maurice – France

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Article paru dans TSM 1-2 2013
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