SANITAIRE
Install Magazine 996 – mars 2024

Outil de dimensionnement pour les eaux grises

Étude de Buildwise sur le thème : « Construire en tenant compte de la pénurie d’eau »

Le constat est connu: d’un côté, nous sommes confrontés à des périodes de sécheresse ; et de l’autre, nous évacuons des quantités énormes d’eau potable dans les égouts. Nous devons donc impérativement gérer l’eau de manière plus rationnelle. Une des solutions envisageables est l’utilisation d’eau non potable. Pour bon nombre d’applications, comme le rinçage des WC, le recours à de l’eau potable n’est pas nécessaire. Quand on parle d’eau non potable, on pense généralement à l’eau de pluie, mais il est également possible d’utiliser des eaux usées légèrement polluées, plus connues sous le nom d’eaux grises, à condition toutefois que celles-ci aient été traitées préalablement. Il existe une norme européenne en la matière (EN 16941-2), qui fixe les possibilités et les conditions d’utilisation. Buildwise a d’ailleurs conçu un outil de dimensionnement pratique dans Excel sur base de cette norme.

Plusieurs nuances de gris

Les eaux grises peuvent constituer une alternative intéressante à l’eau de pluie. Un désavantage de cette dernière tient dans le fait qu’il n’y pas de rapport direct entre la consommation d’eau et la surface de toiture disponible pour capter cette eau de pluie. Un exemple extrême en la matière : les hôtels. Ceux-ci disposent de nombreuses salles de bains, mais possèdent de petites surfaces de toiture. Cette réflexion vaut d’ailleurs pour toutes les formes de bâtiments à étages. L’avantage des eaux grises est que la disponibilité de celles-ci est bien liée à la consommation. Pour reprendre l’exemple de l’hôtel : plus il y a de salles de bains, plus il y a d’eaux grises disponibles pour couvrir la consommation de celui-ci.

Toutefois, toutes les eaux usées ne peuvent pas entrer en ligne de compte. Il y a une première distinction à faire entre les eaux grises et les eaux noires. Les eaux noires sont les eaux usées des WC et des urinoirs ; elles comprennent donc une pollution biologique considérable, ce qui les rend impropres à une réutilisation sans épuration profonde. Les eaux grises proviennent d’autres appareils sanitaires. Et ici, en termes de charge polluante, la norme EN 16941-2 fait encore la distinction entre l’eau gris clair et l’eau gris foncé. L’eau gris clair est l’eau des douches, baignoires et lavabos, et elle contient moins de charge polluante ; alors que l’eau gris foncé provient des lave-linge ou de la cuisine, en ce compris l’eau des lave-vaisselle.

Sur base de ces critères, la norme établit une hiérarchie entre les appareils, en fonction de leur aptitude à fournir des eaux grises réutilisables, à savoir :

Douches en baignoires
Lavabos
Lessiveuses
Éviers et lave-vaisselle
Inversement, il existe également une hiérarchie d’utilisation des eaux grises :
Toilettes
Applications en extérieur sans pulvérisation
Lessiveuses
Applications en extérieur avec pulvérisation

Il convient toutefois de noter que les eaux grises sont considérées comme des eaux usées dans la législation flamande, de sorte que toute utilisation de ces eaux en dehors de la maison y est interdite. Il est également interdit en Flandre de mélanger l’eau de pluie avec des eaux usées, et donc d’installer un système à deuxième circuit combiné pour l’eau de pluie et les eaux usées. Il faut que ce soit l’un ou l’autre. Si l’on veut quand même utiliser les deux, il faut alors capter l’eau de pluie et les eaux grises dans des réservoirs distincts.

Traitement

Les eaux grises ne peuvent en effet pas être utilisées telles quelles; une forme de traitement est nécessaire. Le degré d’épuration est quant à lui fonction de considérations pratiques. Il est en principe possible de traiter de l’eau grise au point d’aboutir à une qualité semblable à celle de l’eau potable, mais il s’agit d’un processus assez fastidieux qui ne peut être appliqué qu’exceptionnellement. Un traitement limité constitue donc une option plus réaliste.

Un système de traitement des eaux grises se compose de quatre éléments principaux: la collecte, le traitement, le stockage et la distribution. Une certain forme de stockage sera donc toujours nécessaire, afin de garantir la disponibilité des eaux grises lorsque cela se révèle nécessaire. Il est toutefois déconseillé de stocker les eaux grises trop longtemps ; la norme se base sur une durée max. de 24h. De grands volumes de stockage ne sont donc guère nécessaires ; un réservoir capable de pourvoir à a consommation quotidienne est amplement suffisant.

Il existe différentes techniques de traitement. Il convient avant tout d’éliminer les particules de saleté. Cela peut passer par un processus de décantation et flottation, éventuellement complété par un filtre grossier. Les particules plus petites peuvent être éliminées à l’aide de filtres fins mécaniques. Les polluants peuvent être rendus inoffensifs à l’aide d’un traitement chimique et/ou biologique. On peut enfin ajouter une étape de décontamination à la lumière UV. Dans la pratique, on utilise généralement une combinaison d’une ou plusieurs techniques.

Qualité des eaux grises: résultats de l’étude

Quel est maintenant le résultat d’un tel traitement des eaux grises? Buildwise a mené une étude à ce propos dans le cadre du projet ‘Waterbewust Bouwen’. Trois systèmes ont été comparés.

L’Hydraloop est un appareil de traitement de l’eau compact pour eaux grises, qui combine différents types de traitement. Il y a quatre types de filtration mécanique, après quoi l’eau est dirigée vers un bioréacteur dans lequel les matières organiques sont décomposées. L’eau subit enfin une désinfection par UV.

Le deuxième système est le Total Value Wall, soit une façade végétalisée. Les plantes sont placées dans des sacs qui sont suspendus contre la façade. Les eaux grises s’infiltrent à travers ces sacs, et sont purifiées grâce à l’action filtrante du substrat et à l’activité bactérienne des racines des plantes. De plus, les plantes elles-mêmes absorbent les nutriments contenus dans l’eau.

Le troisième système est le filtre hélophyte. Il fonctionne selon le même principe que la façade végétalisée, sauf que dans ce cas-ci, les plantes se trouvent dans un bac au sol et non dans des sacs suspendus.

Les chercheurs de Buildwise ont prélevé une série d’échantillons d’eau de ces installations d’épuration. Ces échantillons ont ensuite été comparés sur base d’un certain nombre de paramètres avec de l’eau grise brute, afin de contrôler l’efficacité du traitement. Ils ont également été comparés avec de l’eau de pluie, afin d’évaluer dans quelle mesure les eaux grises pouvaient représenter une alternative. Les paramètres étaient l’acidité, les matières en suspension, la couleur, la demande organique en oxygène et la qualité microbiologique.

Premier constat: les eaux grises traitées affichaient de meilleurs résultats à tous niveaux que les eaux non traitées. Les différentes méthodes d’épuration ont donc bel et bien eu l’effet souhaité. Pour ceux qui en doutent encore, les analyses démontrent également clairement qu’utiliser des eaux grises non traitées n’est pas une bonne idée. La qualité des eaux grises traitées est grosso modo comparable à celle de l’eau de pluie. Il n’est toutefois pas aisé d’établir des généralités, dans la mesure où les résultats divergent selon les différents paramètres. Ainsi, l’eau de pluie affiche des valeurs plus extrêmes que les eaux grises traitées en matière d’acidité. En revanche, les eaux grises obtiennent en moyenne de moins bons résultats que l’eau de pluie en termes de couleur. Ce sont donc les conditions spécifiques qui déterminent si les eaux grises sont appropriées ou si elles ont éventuellement besoin d’un traitement supplémentaire. Mais, d’un point de vue de la qualité de l’eau, on peut toutefois établir que les eaux grises traitées peuvent sans aucun doute servir pour toutes les applications dans lesquelles l’eau de pluie est actuellement utilisée. Comme on l’a mentionné, la Flandre impose cependant certaines restrictions supplémentaires.

Un outil de dimensionnement

Comment dès lors concevoir une installation efficace de traitement des eaux grises ? Afin de faciliter la tâche du professionnel, Buildwise a repris les données de dimensionnement de la norme EN 16942-2 dans une feuille de calcul Excel, de manière à pouvoir disposer en un éclair des chiffres clés d’une installation. Dans la mesure où les eaux grises ne doivent -de préférence- pas être stockées trop longtemps, un dimensionnement correct est important, mais il faut tout de même veiller à ce que le remplissage d’appoint soit réduit à sa plus simple expression. L’installation doit donc de son côté être ajustée le plus précisément possible par rapport à la consommation. Les experts de Buildwise précisent toutefois qu’ils ont repris les données de la norme pour cet outil de calcul. Et c’est donc au concepteur de vérifier si les résultats sont adaptés à son cas particulier.

La conclusion générale de cette étude est la suivante : il est tout à fait pertinent et faisable d’utiliser des eaux grises traitées pour plusieurs applications de nettoyage. Partout où l’on fait appel à de l’eau de pluie, on peut également envisager le recours à des eaux grises. Cela permet aux bâtiments de devenir plus circulaires, tout en étant mieux armés contre de potentielles pénuries d’eau en période de sécheresse.

Par Alex Baumans