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Pollution de l’air et de l’eau

De la bonne utilisation de l’eau de pluie et autres eaux alternatives : économie de la ressource et valorisation climatique

Arnaud Calaudi, Fabrice Delorme, Marie-Odile Delorme, Nina Fraigne, Denis Fraysse, Rudy Larsonnier, Emmanuelle Ollivier, Aziz Ourachane, Mathieu Paillard, Caroline Paolino, Bertrand Sarrey, Alain Hénaut.

DU Science et politiques publiques. Université Pierre et Marie Curie.

L’eau de pluie est selon les lieux et les saisons, une ressource parfois trop rare qu’il est nécessaire d’économiser, ou trop abondante qu’il faut alors maîtriser. Les pouvoirs publiques ont dans les deux cas un rôle à jouer, qu’il s’agisse de promouvoir des politiques d’économie de la ressource ou de mettre en place des plans d’urbanisme pour la prévention des risques naturels et la valorisation climatique.

Depuis la loi sur l’eau et les milieux aquatiques du 30 décembre 2006, des mesures ont été prises afin d’inciter les particuliers à utiliser des ressources en eau autres que le réseau de distribution d’eau potable,. Ces ressources dites « alternatives » sont principalement, l’eau de pluie, l’eau des puits et les eaux retraitées à la sortie des stations d’épuration. La priorité est donnée à la récupération et l’utilisation de l’eau de pluie et plus particulièrement l’eau tombant sur les toits.

Le Conseil économique, social et environnemental, puis le Conseil d’Etat, se sont successivement interrogés sur le bien-fondé de ces mesures au regard des risques pour la santé et des économies réellement réalisées. On peut aussi se demander jusqu’à quel point ces mesures sont compatibles avec la prévention des risques naturels et la valorisation climatique en milieu urbain.

NB le dossier ne traite pas de l’utilisation de l’eau par les agriculteurs et les industriels.

Les ressources en eaux alternatives

Les principales alternatives à l’eau potable distribuée par le réseau public sont l’eau de pluie qui tombe sur le toit, l’eau du puits et les eaux retraitées à la sortie des stations d’épuration.

L’eau de pluie, une ressource fluctuante

La ressource en eau pluviale varie souvent de plus de 50 % d’une année sur l’autre.

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Evolution du volume annuel des précipitations (en millimètres) à Paris-Montsouris de 1873 à 2000. La moyenne glissante sur quinze points est en gris et la tendance 1901-2000 en traits discontinus.

Elle fluctue aussi beaucoup au fil des saisons. Au cours du XXe siècle, on a observé une diminution des précipitations en été dans la moitié de la France sans pour cela que le volume annuel des précipitations baisse (les précipitations annuelles ont diminué dans quelques endroits, dont les Bouches-du-Rhône).

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Evolution du volume des précipitations entre 1901 et 2000. Carte de gauche : volume annuel ; cartes de droite : volume saisonnier.

La ressource potentiellement exploitable dépend de la surface du toit, de la pluviométrie et de l’efficacité du système de collecte (ex : pertes par évaporation). Elle est par exemple comprise entre 32,5 et 52 mètres cube par an pour une maison de 100 m2 en Ile-de-France (pluviométrie moyenne actuelle de 650 mm une surface de captage de 100 m2 0,5 à 0,8 selon l’efficacité du système de collecte).

Un autre paramètre important est le nombre maximal de jours secs consécutifs en été car il conditionne le
volume d’eau à stocker pour éviter une pénurie. La longueur maximale d’une période de sécheresse est d’environ trois semaines dans la majeure partie du pays.

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Nombre maximal de jours secs consécutifs en été à la fin du XXe siècle.

L’eau du puits, une ressource assez régulière mais soumise aux conflits de voisinage

Les puits assurent une ressource plus régulière que la pluie. Elle reste malgré tout sensible aux fluctuations de la pluviométrie car les particuliers n’ont accès qu’à des nappes phréatiques superficielles.

En revanche, un puits peut tarir à cause d’un forage chez un voisin. Ceci ne donne pas droit à une indemnité. En effet, si le propriétaire du sol a le droit « d’intercepter les veines d’eaux souterraines », il n’exerce ce droit qu’à hauteur de ce qu’il peut capter.

C’est aux pouvoirs publics, sous le contrôle du juge, qu’il incombe d’assurer un égal accès de tous à l’eau.

L’eau des stations d’épuration, une ressource indépendante des fluctuations climatiques

Les stations d’épuration sont les seules ressources alternatives où la quantité d’eau ne dépend pas de la pluie mais du nombre d’habitants. Elles ne sont donc pas sensibles aux périodes de sécheresse, ce qui est un avantage certain dans le cas de l’irrigation.

Il y existe pourtant des freins techniques à leur utilisation : 1) il faut un traitement important pour que la qualité de l’eau soit compatible avec l’arrosage d’espaces ouverts au public ; 2) il faut créer un second réseau de distribution pour amener l’eau jusqu’au point d’utilisation car les stations d’épurations sont à la périphérie des agglomérations.

Les différentes utilisations des eaux alternatives

L’analyse des utilisations de l’eau amène à distinguer au moins deux types d’eau :

• L’eau destinée au contact avec les aliments ou au contact prolongé avec le corps humain. Elle est obligatoirement potable.

• L’eau pour les autres usages. Elle n’est pas obligatoirement potable. Elle doit cependant être d’une qualité microbiologique suffisante pour que le public ne risque pas d’être contaminé lorsque l’eau est sous forme de gouttelettes dans l’air (ex : jet d’eau, chasse d’eau, arrosage).

• Le lavage du linge occupe une position intermédiaire. En Allemagne, la législation stipule que chacun doit pouvoir utiliser de l’eau potable à cette fin tout en laissant la possibilité d’utiliser une eau de qualité sanitaire inférieure. En France, le second cas n’est envisageable qu’avec équipement assurant
notamment une désinfection de l’eau.

Les eaux alternatives sont rarement potables

L’eau de pluie n’est pas potable. Elle est souillée par les polluants présents dans l’air (15 à 25 % de la pollution totale) et par ceux qu’elle entraîne lorsqu’elle ruisselle sur le toit (75 à 85 % de la pollution totale). Trois exemples : 1) on trouve des micro-organismes pathogènes provenant des fientes d’oiseaux ; 2) dans 10 % des contrôles on observe une concentration de pesticides supérieure à la valeur admissible ; 3) la pollution par les nitrates est voisine de la valeur maximale autorisée. L’eau de pluie étant corrosive, la pollution chimique est aggravée si l’eau ruisselle sur un revêtement métallique ou du fibrociment. L’utilisation de l’eau de pluie dans les maisons est d’ailleurs interdite lorsque le toit est en fibrociment.

La réponse est moins tranchée pour l’eau de puits. D’une part, elle peut être tout à fait potable. D’autre part, la directive européenne de 1998 sur l’eau potable ne fixe pas de règles pour les points de captage fournissant moins de 10 m3 par jour en moyenne ou approvisionnant moins de 50 personnes. Il reste malgré tout que l’eau de puits est souvent de mauvaise qualité. C’est un phénomène général : dans 30 % des cas, les points de captage d’eau souterraine ayant un très faible débit ont une qualité microbiologique insuffisante (ils représentent 80 % des cas de non-conformité). Ceci est dû aux infiltrations d’eau de ruissellement et à la pollution des nappes phréatiques superficielles.

Non seulement l’eau rejetée par les stations d’épuration n’est pas potable, mais elle pratiquement inutilisable sans traitement complémentaire, notamment parce qu’elle contient une concentration élevée de micro- organismes pathogènes.

La potabilisation des eaux alternatives est strictement réglementée

A part dans le cas des puits fournissant une eau de très bonne qualité, les eaux alternatives ne peuvent pas être rendues potables sans un traitement poussé.

Le niveau de qualité sanitaire requis pour l’eau destinée à la production d’eau potable dépend de l’importance des installations de potabilisations. Il existe un niveau de qualité minimum en dessous duquel il est interdit de produire de l’eau potable, quelle que soit la technique utilisée pour la potabilisation.

Il faut que l’eau utilisée soit d’une qualité microbiologique très supérieure à l’eau de baignade pour qu’une simple filtration suivie d’une désinfection aux UV suffisent. Il faut aussi que les concentrations de certains produits chimiques (ex : nitrates, pesticides) soient très basses car ces polluants ne sont pas éliminés par un traitement aussi simple. L’eau de pluie captée sur les toits ne répond pas à ces exigences.

La loi interdit de produire de l’eau potable à partir de l’eau rejetée par les stations d’épuration.

Les eaux alternatives, quelle qualité pour quels usages ?

Les directives européennes distinguent plusieurs niveaux de qualité selon l’utilisation qui sera faite de l’eau. L’eau de baignade peut servir de référence pour la question traitée ici car elle correspond en général à la qualité qui peut être atteinte pour des eaux provenant de ressources alternatives.

Une eau de qualité voisine de l’eau de baignade peut être utilisée à l’extérieur des bâtiments pour arroser et laver le sol et les véhicules. Elle peut être utilisée à l’intérieur des maisons pour les WC et pour laver le sol. En France, une désinfection complémentaire est nécessaire pour que l’eau puisse être utilisée dans un lave-linge.

Il faut une qualité microbiologique supérieure à celle de l’eau de baignade pour arroser les fruits et légumes consommés crus et les espaces verts ouverts au public (notamment les golfs) lorsque l’eau provient d’une station d’épuration. Cette qualité ne peut être obtenue que par une filtration poussée et une désinfection (cette étape est appelée traitement tertiaire). La réglementation est plus exigeante afin de prévenir les effets d’un éventuel dysfonctionnement du traitement tertiaire.

L’eau potable doit satisfaire à une soixantaine de critères de qualité. Les plus importants dans le cas présent sont ceux qui portent sur la contamination par des micro-organismes car ils ne sont généralement pas vérifiés dans les eaux provenant de ressources alternatives (sauf pour certains puits). Ils sont garants de l’absence de contamination fécale.

L’utilisation des eaux alternatives par les particuliers : une fausse bonne idée ?

Pour les particuliers, les mesures d’incitation à l’utilisation d’eaux alternatives concernent essentiellement la récupération de l’eau de pluie et l’utilisation de l’eau des puits. En France, 56 % des ménages habitent une maison individuelle comme résidence principale. Un peu plus de la moitié d’entre eux habite une commune rurale et ils ont généralement accès à un puits.

L’encadrement législatif et réglementaire de l’utilisation de l’eau de pluie et de l’eau du puits

Le propriétaire d’un terrain est propriétaire de l’eau de pluie et de l’eau du puits à hauteur de ce qu’il peut capter. En revanche, l’utilisation qu’il peut en faire est encadrée par la loi au titre de la protection de la santé et de la gestion de l’assainissement.

La législation part de la constatation que les eaux provenant de ressources alternatives peuvent être polluées. Aussi interdit-elle formellement tout raccordement permanent ou temporaire du réseau d’eau potable et du réseau d’eau alternative. Le respect de cette interdiction est très important car le réseau public de distribution d’eau potable peut être très rapidement contaminé par l’eau alternative. L’expérience montre que la décontamination coûte alors plusieurs centaines de milliers d’euros.

Puisqu’elle n’est pas potable, il est interdit d’utiliser l’eau de pluie pour la boisson, la préparation des aliments, le lavage de la vaisselle et l’hygiène corporelle. Pour mémoire, la moitié des familles possédant un puits l’utilise comme eau potable.

L’eau de pluie est utilisable sans contraintes à l’extérieur de la maison pour des activités telles que l’arrosage ou le lavage des véhicules. Son utilisation à l’intérieur des maisons pour les chasses d’eau de WC et le lavage des sols est encadrée pour éviter tout risque de confusion ou de mélange avec l’eau potable. L’utilisation de l’eau de pluie pour le lavage du linge est envisageable dans certaines conditions, notamment une désinfection de l’eau.

Une fois rejetées à l’égout, les eaux de pluies ou de puits usées sont retraitées au niveau de la station d’épuration. La loi retient deux solutions pour facturer l’assainissement : l’installation d’un compteur sur les ressources alternatives ou l’instauration d’une redevance forfaitaire. Dans le cas où l’eau de pluie est utilisée à l’intérieur de la maison, il faut établir un relevé mensuel de la quantité d’eau rejetée à l’égout.

L’entretien du réseau d’eau de pluie fait l’objet d’une réglementation précise et le propriétaire de l’installation doit tenir à jour un carnet sanitaire où sont notées toutes les interventions.

Le contrôle du bon usage de l’eau de pluie

Le respect de la réglementation repose quasi-exclusivement sur le civisme des propriétaires car les communes n’ont pas les moyens matériels d’exercer un contrôle. Par exemple, le propriétaire est obligé de déclarer à la mairie qu’il installe un système de récupération d’eau pluviale. C’est une démarche volontaire dont il a l’initiative. Pourtant, il peut bénéficier des déductions fiscales correspondantes sans être obligé de présenter le récépissé de déclaration.

Quand le propriétaire joue le jeu, le système est en théorie sans faille :

1) la présence d’un réseau d’eau de pluie à l’intérieur d’un bâtiment et les volumes d’eau rejetée à l’égout doivent être déclarés à la mairie ;

2) le propriétaire de l’installation tient à jour semestriellement un carnet portant sur toutes les opérations d’entretien et sur les volumes d’eau utilisés ; 3) un agent du service public de distribution d’eau potable peut venir contrôler l’installation ; 4) le préfet peut imposer un délai de mise en conformité.

De la même façon, les agents du service de l’eau peuvent contrôler les installations permettant d’utiliser l’eau du puits à l’intérieur d’un bâtiment.

Les usages possibles des eaux alternatives chez les particuliers

On admet généralement que les eaux alternatives peuvent répondre à 45 % des besoins en eau d’un ménage.

Ce chiffre n’est qu’un ordre de grandeur. En effet la consommation d’eau est très variable en fonction de la localisation géographique (environ 43 m3 par habitant et par an dans le Nord de la France, 48 m3 dans l’Ouest, 65 m3 en Ile-de-France et 72 m3 sur le pourtour méditerranéen), du type d’habitat (environ 80 m3 par logement et par an dans les logements collectifs HLM et 160 m3 pour un pavillon individuel) et des habitudes familiales. Par convention, les statistiques officielles retiennent le chiffre de 120 m3 par logement et par an pour une résidence
principale.

Les eaux alternatives peuvent être utilisées pour :

1. L’arrosage. Dans le cas des pavillons individuels, on considère généralement que l’arrosage d’une pelouse de 100 m2 consomme 5 m3. On compte aussi 5 m3 pour le lavage des véhicules.

2. Les WC. Les WC à un seul bouton et réservoir de dix litres consomment 40 m3 par an pour un ménage de quatre personnes. La consommation tombe à 25 m3 pour des WC à deux boutons et réservoir de trois et six litres.

3. Le lave-linge. C’est usage reste marginal car il nécessite un équipement de prétraitement agréé par le ministère de la santé pour désinfecter l’eau. Il consomme 10 m3 par an.

Des expériences menées en Ile-de-France montrent qu’une cuve de 2,5 m3 suffit à couvrir les besoins en eau des WC tout au long de l’année pour un ménage de quatre personnes. En revanche, 60 % de l’eau de pluie récoltée est évacuée par le trop-plein et rejetée dans les égouts. De toute façon, sauf à concevoir des citernes totalement disproportionnées aux besoins, il est inévitable qu’elles débordent lorsqu’il pleut beaucoup.

Le coût des installations permettant d’utiliser l’eau de pluie chez un particulier

L’installation la plus simple est une cuve d’un mètre cube ou moins posée sur le sol et utilisée pour l’arrosage ou le lavage des véhicules. Elle coûte une centaine d’euros, soit l’équivalent de 25 m3 d’eau potable. Elle permet d’arroser une pelouse de 100 m2 (5 m3 par an) et l’excédent d’eau peut être utilisé pour le lavage de la voiture. Le temps de retour sur investissement est inférieur à cinq ans.

Un stockage d’un mètre cube est insuffisant si l’eau de pluie est aussi utilisée à l’intérieur du bâtiment pour les WC. L’expérience montre qu’il faut dans ce cas une cuve enterrée d’au moins 2,5 m3. Les coûts se répartissent alors entre l’équipement (prix des travaux de terrassement, de la cuve et des équipements annexes), le fonctionnement (ex : électricité pour le pompage de l’eau) et de la maintenance (ex : élimination des déchets susceptibles de pourrir ou de boucher le circuit de distribution, renouvellement des filtres et des joints).

Dans le cas d’un pavillon pour une famille de quatre personnes, l’équipement coûte de 4 000 à 5 000 euros pour une cuve béton de 10 m3 avec filtre et groupe de pompage et de 1 000 à 2 000 euros pour le terrassement et les raccordements. C’est l’équivalent de 1 500 m3 d’eau potable et les frais de fonctionnement équivalent à 10 m3 d’eau potable par an. Le coût du double réseau d’eau diffère beaucoup suivant que l’installation a lieu au moment de la construction ou qu’elle est réalisée dans un bâtiment existant. Il n’est pas pris en compte ici.

L’eau de pluie fournissant environ 35 m3 par an (25 m3 pour les WC deux boutons à réservoir de trois et six litres, 5 m3 pour l’arrosage et 5 m3 pour le nettoyage de la voiture), l’économie sur la facture d’eau est de 80 euros par an (la diminution de 35 m3 de la consommation d’eau potable est contrebalancée partiellement par une consommation d’électricité d’un coût équivalent à une augmentation de 10 m3 de la consommation d’eau potable).

Dans ces conditions, le temps de retour sur investissement dépasse 50 ans. Le calcul ne tient pas compte d’une éventuelle taxe d’assainissement sur les eaux alternatives ni de la maintenance. On ne connaît pas actuellement les coûts supplémentaires induits par les opérations de contrôle et de maintenance imposées par le décret d’août 2008 sur la récupération des eaux de pluie.

NB le prix du mètre cube d’eau potable varie selon les communes. Il était en moyenne de 3,10 euros en France en 2009. Nous avons retenu pour les calculs ci-dessus 4,00 euros.

La maîtrise du gaspillage de l’eau

Une autre façon de diminuer la consommation d’eau potable est d’utiliser des équipements économes en eau. Cette solution présente plusieurs avantages. Elle permet des économies sur des postes où il n’y a pas d’alternative à l’eau potable. Elle ne nécessite pas d’investissements élevés. Elle est accessible aux personnes vivant dans des immeubles (44 % des Français ont leur résidence principale dans l’habitat collectif).

Les économies engendrées par une meilleure maîtrise de la consommation d’eau chez les particuliers

Le principal poste de consommation d’eau dans un ménage est la salle de bain, il est suivi par les WC, le lave- linge et le lave-vaisselle.

Le tableau ci-dessous porte sur la consommation d’une famille de quatre personnes vivant dans une maison individuelle avec une pelouse de 100 m2. Il permet de comparer la consommation sans équipement particulier à la consommation avec un équipement permettant de réaliser des économies d’eau.

Équipement standard Équipement économe en eau
WC - trois à quatre fois par personne et par jourRéservoir de 10, 40 m3 par an soit 160 € lRéservoir 3 et 6 L deux boutons, 25 m3 par an soit 100 €
Lave-linge, quatre lavages par semaineModèle ancien : 100 l par lavage, 20 m3 par an soit 80 €Modèle récent économique : 50 l par lavage, 10 m3 par an soit 40 €
Baignoire, douche et lavabo, toilette quotidienne de quatre personnesDouche : 45 l par douche
Bain : 150 l par bain Lavabo : 5 l par jour et par personne, Quatre douches : 75 m3 par an, soit 300 € , Quatre bains : 230 m3 par an soit 920 €
Douche économe* : 35 l par douche, Lavabo avec robinet mousseur : 2,5 l par jour et par personne 55 m3 par an soit 220 €
Lave-vaisselle : vaisselle une fois par jourModèle ancien 40 l par jour, 15 m3 par an soit 60 €Modèle récent économique : 20 l par jour, 7,5 m3 par an soit 30 €
Jardin 100 m2 de pelouse 20 litres par m2 50 fois par anArrosage à l’eau potable
5 m3 par an soit 20 €
Stockage d’eau de pluie permettant de récupérer 5 m3 par an
TOTAL155 m3 par an soit 620 € (310 m3 par an soit 1 240 € dans l’option bain quotidien)97,5 m3 par an soit 390 €, Environ 40 % d’économie par an

Consommation d’eau d’une famille de quatre personnes vivant dans une maison individuelle avec une pelouse de 100 m2.

* La « douche économe » consiste à installer une douchette qui augmente la pression et qui diminue le débit et à ne faire couler l’eau que 5 minutes.

Les actions les plus efficaces concernent l’hygiène corporelle. Elles permettent d’économiser 20 m3 par an pour un faible investissement (environ 35 euros pour une douchette à pression plus élevée). Une modification de l’installation des WC permet d’économiser 15 m3 par an, mais au prix d’un investissement plus élevé (environ 400 euros au lieu de 250 euros pour un réservoir standard). Le temps de retour sur investissement est de un à deux ans si le choix est fait à la construction et de cinq à dix ans si le réservoir à deux boutons remplace une installation existante.

Les 15 à 20 m3 par an gagnés sur le lave-linge et le lave-vaisselle sont obtenus automatiquement lors du renouvellement des appareils tombés en panne.

Une diminution de la consommation est possible aussi dans l’habitat collectif. Elle est d’environ 35 % car elle n’inclue pas l’arrosage des pelouses.

NB le prix du mètre cube d’eau potable varie selon les communes. Il était en moyenne de 3,10 euros en France en 2009. Nous avons retenu 4,00 euros pour les calculs ci-dessus.

Les économies engendrées par une meilleure maîtrise de la consommation d’eau dans les établissements recevant du public

Les principaux postes de consommation d’eau dans les établissements recevant du public sont les lavabos et les WC (sauf cas particulier tels que les piscines). La consommation d’eau par personne des lavabos est plus élevée que chez les particuliers. Elle diminue fortement lorsque les robinets ordinaires sont remplacés par des robinets à fermeture automatique (la baisse de consommation peut atteindre 75 % et la dépense est amortie en quelques mois). En revanche, la consommation d’eau par personne pour les WC est en moyenne sur l’année deux fois plus faible que dans l’habitat.

L’utilisation d’eau non-potable (ex : eau de pluie) est fortement encadrée à l’intérieur des établissements recevant du public. Elle est strictement interdite dans les locaux accueillant des personnes fragiles (ex : enfants, malades, personnes âgées) ou dans lesquels on fabrique des produits destinés notamment à ces personnes.

Les fuites d’eau dans le réseau public de distribution

Les fuites du réseau public de distribution représentent 21 % de la consommation d’eau potable en France. La perte est très variable suivant les réseaux (5 % à Paris, 50 % dans les petites communes rurales). Cela représente
1,4 milliard de mètres cube d’eau potable par an (soit 5,6 milliards d’euros à 4 euros le mètre cube).

La lutte contre les fuites se heurte au coût des travaux et au gigantisme du réseau de distribution (environ
800 000 km de tuyaux en France). Les pouvoirs publics investissent entre 1 et 1,5 milliard d’euros par an pour des travaux ne portant à chaque fois que sur 1 % du réseau. Dans de nombreuses communes, le réseau de distribution a été modernisé à l’occasion de la suppression des conduites en plomb. Le coût des travaux a été estimé à 4,5 milliards d’euros pour la collectivité et 7,6 milliards d’euros pour les particuliers.

Paradoxalement, les fuites du réseau de distribution d’eau potable ont une utilité : elles pallient l’imperméabilisation des surfaces et évitent l’assèchement des sols urbains. En l’absence de fuite, les sols qui contiennent de l’argile se tassent, ce qui provoque des fissures dans les bâtiments, voire des désordres plus graves. En France, les phénomènes de ce type sont en train de devenir la première cause de déclarations de catastrophes naturelles.

Les eaux alternatives et la maîtrise des aléas climatiques

Les pouvoirs publics ne sont pas seulement responsables de l’approvisionnement en eau potable, ils doivent aussi prévenir les risques dus à la pollution et aux aléas climatiques (ex : inondations, sécheresses). Vu l’importance des dégâts matériels et, dans le pire des cas, des pertes humaines, la prévention des risques est prioritaire sur l’économie d’eau potable. Les solutions pertinentes ne sont pas nécessairement compatibles avec l’intérêt du particulier.

La gestion et le traitement des eaux pluviales et des eaux usées : un service public local

Les communes sont chargées de la collecte, du transport, du stockage et du traitement des eaux pluviales et des eaux usées. Les eaux usées sont collectées par les égouts et traitées dans des stations d’épuration. Les eaux pluviales peuvent être collectées avec les eaux usées (réseau unitaire) ou faire l’objet d’une collecte séparée (réseau séparatif). Le réseau unitaire, plus ancien, est surtout présent dans les petites communes (moins de 400 habitants) ou à l’inverse dans les centres villes anciens des communes de plus de 50 000 habitants.

Le réseau unitaire présente l’inconvénient d’envoyer des volumes très fluctuants à la station d’épuration alors qu’il faut un débit régulier pour que celle-ci fonctionne correctement. Le système séparatif est constitué d’un double réseau, l’un dédié aux eaux usées et l’autre aux eaux pluviales. Le traitement des eaux usées en est facilité. En revanche, les eaux pluviales échappant de ce fait à l’épuration, il faut leur prévoir un traitement spécifique. La séparation est loin d’être absolue dans le système séparatif à cause du grand nombre d’erreurs de branchements (il y a jusqu’à 40 % d’inversions dans les villes nouvelles de la région parisienne).

Les communes sont obligées de délimiter sur leur territoire les zones où des mesures doivent être prises pour limiter l’imperméabilisation des sols et lutter contre les inondations. Elles doivent aussi délimiter les zones où des aménagements sont nécessaires pour protéger les milieux récepteurs (fleuves et nappes phréatiques). Les pouvoirs publics peuvent imposer un ruissellement maximum sans pour autant fixer les moyens à mettre en œuvre (ex : trois litres d’eau par seconde et par hectare dans les constructions nouvelles à Berlin, deux litres d’eau par seconde et par hectare en Ile-de-France). En Belgique en revanche, la réglementation porte sur les moyens : elle impose la création de citernes pour éviter une surcharge des égouts (dimensions minimales de 33 litres par m² de surface de toitures).

La gestion des eaux pluviales est un service public qui peut être financé par une taxe payée par les propriétaires d’immeubles raccordés au réseau public de collecte des eaux pluviales. Le traitement des eaux usées est facturé en même temps que la consommation d’eau potable. Il représente à peu près la moitié de la facture pour un particulier (hors taxes et redevances).

La gestion et le traitement des eaux pluviales et des eaux usées : le classique traitement « en bout du tuyau »

Les traitements classiques partent du principe que les eaux pluviales et les eaux usées sont des déchets qu’il faut éliminer le plus rapidement possible.

La première étape a été de construire un réseau d’égouts permettant d’évacuer rapidement les eaux pluviales et les eaux usées et de les rejeter loin de la ville. Elles sont ensuite traitées « en bout de tuyau ».

Au début des années 1980, ce système avait atteint ses limites à cause de l’urbanisation de la périphérie des villes. Il a été complété par des bassins de retenue. Leur rôle est double : 1) limiter les débits de pointe ; 2) réaliser un assainissement sommaire pour protéger les milieux récepteurs. Bien que ce ne soit pas leur vocation première, les bassins de retenue peuvent trouver une place dans le paysage urbain (ex : plans d’eau, zones humides, espaces verts).

Une autre amélioration de l’approche « en bout du tuyau » a été d’augmenter la qualité des eaux rejetées par les stations d’épuration.

Un traitement tertiaire des eaux usées à la sortie des stations d’épuration répond à deux besoins : 1) protéger l’environnement en rejetant une eau suffisamment épurée ; 2) fournir une ressource alternative pour pallier aux difficultés d’approvisionnement dans les cas où on peut utiliser de l’eau non potable. Dans le second cas, la qualité sanitaire minimum de l’eau est fixée par l’arrêté du 2 août 2010. L’arrêté précise notamment le niveau à atteindre pour l’arrosage des espaces verts et l’irrigation des cultures.

En France, le traitement tertiaire sert principalement à préserver la qualité des eaux de baignade. L’arrosage des espaces verts et des golfs reste marginal alors qu’il se développe en Italie et en Espagne. Une des raisons invoquée est l’importance de l’investissement au regard de besoins en eau qui restent modestes dans notre pays. Une autre est l’absence d’une réglementation adaptée, l’arrêté d’août 2010 ne résolvant que partiellement ce problème.

La gestion et le traitement des eaux pluviales : le traitement innovant « dès que la goutte d’eau tombe »

Les surfaces imperméabilisées ont pris une telle importance dans les zones urbaines qu’il a fallu limiter les ruissellements en traitant l’eau de pluie sur place au lieu de la rejeter dans les égouts (on parle de gestion « à la parcelle » et « dès que la goutte d’eau tombe »). Il existe plusieurs techniques qui sont généralement utilisées simultanément. Elles visent toutes à valoriser les eaux pluviales.

La première famille de techniques est le stockage de la pluie à l’endroit où elle tombe combiné à un dispositif permettant de disposer de nouveau des capacités de stockage maximales lors de la prochaine pluie. Il faut noter que cette façon de faire est diamétralement opposée à celle d’un particulier. En effet, ce dernier souhaite avoir toujours un maximum d’eau dans sa citerne en prévision des jours secs. Dans ces conditions, la citerne déborde au moment des fortes pluies et le trop-plein est rejeté à l’égout.

L’eau peut être stockée dans des citernes qui sont vidées rapidement après la pluie ou dans des bassins en plein air. Un dimensionnement suffisant des bassins permet d’éviter qu’ils soient à sec pendant les périodes de sécheresse et qu’ils débordent lors des fortes pluies. Le toit végétalisé s’apparente à cette logique de stockage et
élimination. Il stocke l’eau (un sol de 10 cm retient plus de 35 mm d’eau) et diminue le ruissellement de 45 à 60 % grâce à l’évapotranspiration. Là encore, l’objectif est diamétralement opposé à celui d’un particulier qui souhaite récupérer le plus possible d’eau de pluie.

Une autre solution est de favoriser l’infiltration dans le sol (ex : espaces verts, revêtements poreux pour les chaussées). La chaussée peut jouer un rôle non négligeable puisqu’elle représente plus de 10 % de la surface d’une ville. Les deux utilisations principales de l’infiltration de l’eau de pluie sont : 1) limiter l’assèchement des sols urbains et les tassements de terrains qui en résultent ; 2) alimenter la nappe phréatique pour lutter contre les risques de pollution des eaux souterraines (ex : envahissement des nappes phréatiques des communes du littoral par l’eau de mer).

L’utilisation de l’eau de pluie dans les bâtiments à la place de l’eau potable ne consomme qu’une faible partie de l’eau à éliminer. Il en est de même de l’irrigation des espaces verts car les surfaces sont généralement petites en ville.

La valorisation climatique des eaux pluviales

L’eau de pluie peut également être utilisée pour améliorer le microclimat urbain en exploitant l’abaissement de température provoqué par l’évaporation et l’évapotranspiration. Cette valorisation climatique combine le plus souvent un intérêt collectif (action au niveau de la rue, du quartier ou de la ville) et un intérêt individuel (réduction de la température intérieure des immeubles).

Les techniques de base sont l’aménagement de plans d’eau et l’installation de toitures végétalisées. Dans le second cas, il s’agit le plus souvent de couvrir un toit en terrasse d’une pelouse rase demandant peu d’entretien (ex : sedum). Aux heures chaudes, on observe une chute de température de plusieurs degrés à proximité des pièces d’eau et sur les toits végétalisés.

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Températures observées en fonction de la nature du toit (Cultural Center UFA-Fabrik à Berlin). Surface Black roof : revêtement en bitume ; Surface Green roof : toiture végétalisé ; Sealing Green roof : membrane imperméable sous la couche de gazon.

Le quartier de Potsdamer Platz à Berlin illustre bien cette approche. Il a une surface au sol de 68 000 m2 et une surface construite de 555 000 m2 dont un tiers de bureaux. Une partie de l’eau de pluie est éliminée par évapotranspiration grâce à des toitures végétalisées. Le reste, 23 000 m3 par an, est réparti en trois : 11 100 m3 s’évaporent dans des bassins ornementaux, 10 800 m3 sont utilisés pour les WC après filtrage et désinfection et 1 100 m3 servent à l’arrosage des pelouses. Cet exemple a cependant ses limites : c’est un dispositif complexe qui nécessite un personnel technique nombreux et qualifié.

La valorisation climatique de l’eau de pluie est couramment utilisée dans plusieurs pays européens. Par exemple, 40 % des villes allemandes subventionnent l’installation de toitures végétalisées. La ville de Baden, en Suisse, va jusqu’à prélever une taxe pour les bâtiments sans toiture végétalisée et sans infiltration d’eau pluviale. La valorisation climatique reste marginale en France. Parmi les raisons, on peut citer l’inertie des pouvoirs publics et des entreprises et une fiscalité défavorable.

Récupérer et utiliser les eaux alternatives : intérêt collectif vs intérêt particulier

Les pouvoirs publics sont confrontés à la nécessité de repenser la place de l’eau dans la ville pour répondre à l’engorgement des réseaux d’assainissement. La façon d’aborder le problème a beaucoup changé au cours des trente dernières années. On est passé de la gestion technique du ruissellement et de l’assainissement à l’amélioration du microclimat urbain. La maîtrise de la consommation d’eau potable dans les bâtiments publics ne vient qu’en second. Elle repose principalement sur l’installation d’équipements économes en eau.

Les ménages qui utilisent l’eau de pluie ou l’eau du puits mettent majoritairement deux motivations en avant :

1) réduire la facture d’eau (« l’eau de pluie est gratuite ») ;

2) ne pas subir de restrictions d’eau en cas de
sécheresse. On observe aussi depuis quelques années une motivation écologique : « préserver la ressource en eau potable ».

Il appartient à chacun d’évaluer les économies qu’il réalise réellement. Cependant, il faut être conscient que ces choix présentent un risque de dérégulation économique du système de gestion de l’eau.

L’utilisation d’eaux alternatives par les ménages ne change pas le débit de pointe du réseau public de distribution puisqu’ils ont recourt à l’eau potable pendant les périodes de sécheresse prolongée. En revanche, le réseau est surdimensionné la majeure partie de l’année. A Berlin, où la baisse de la consommation a été de -16,5 % en dix ans, il faut faire couler l’eau potable à pure perte pour éviter les problèmes sanitaires dus à la stagnation de l’eau dans les tuyaux.

De plus, la logique des ménages pose un problème d’égalité face au principe pollueur-payeur si on ne facture pas l’assainissement des eaux alternatives rejetées à l’égout. En effet, actuellement le traitement des eaux usées est facturé en même temps que la consommation d’eau potable. Il représente à peu près la moitié de la facture pour un particulier (hors taxes et redevances).

Enfin, la baisse de la consommation provoque inévitablement une augmentation du prix du mètre cube d’eau potable car plus de 80 % des charges des opérateurs sont constituées de frais fixes (ceux-ci sont alors répartis sur un volume moindre). On aboutit à une augmentation des inégalités sociales au détriment des ménages vivant en habitat collectif.

Références

Références

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mercredi 19 mars 2014, par HUCHERY Mélissa