Stocker l'eau de pluie

Une source d'approvisionnement alternative va donc représenter un avantage financier de plus en plus important et seule une citerne de taille suffisante permettra de stocker de l'eau avant les sécheresses estivales.

La cuve de récupération est une sorte de citerne mise à l'abri de la chaleur, du gel et de la lumière (pour éviter le développement d'algues, d'odeurs...). Elle peut être à l'air libre, enterrée ou semi-enterrée. Attention : le niveau de la nappe phréatique ne doit pas être trop haut si vous l'enterrez car une cuve vide sous l'effet de la nappe phréatique risque de soulever la citerne.

Fonctionnement général

La compréhension du fonctionnement général est la première étape avant d'entreprendre quoi que ce soit. Sur les schémas qui suivent on peut apercevoir les principaux équipements nécessaires à la récupération et l'utilisation de l'eau de pluie.


Maison avec système de récupération d'eau pluviale


Écoulement des eaux

L'eau de pluie est drainée par la couverture du toit vers les gouttières, elle descend à travers les gouttières, où elle est pré-filtrée et atterrit dans une cuve. Ensuite, elle y est pompée et passe alors à travers plusieurs filtres, elle circule vers ses lieux d'utilisation (arrosage, lave-linge, toilettes, etc.) voire douche et robinets si les filtres sont très performants.

Cuve enterrée ou non ?

Si vous optez uniquement pour un usage "de jardin", vous pouvez vous contenter d'une cuve de 200 à 500 litres achetée dans une jardinerie et la placer en extérieur, mais l'eau aura à terme une odeur et une coloration verte. Cette cuve correspond à une quantité équivalente à l'arrosage d'un jardin de 50 m². Équipée d'un filtre pour débarrasser l'eau des insectes et des feuilles mortes, elle est directement reliée à la gouttière (c'est le compromis taille/investissement/rentabilité le plus intéressant en ce qui concerne l'usage "de jardin").

Dans le cas qui nous intéresse, à savoir : alimenter une partie ou la totalité de sa maison, la cuve doit être enterrée et cela pour plusieurs raisons :

  • L'eau reste à température constante et à l'abri de la lumière : pas d'odeur et pas de micro-organismes (donc une couleur claire et transparente).
  • Une cuve enterrée est discrète et ne prend pas de place en surface.

 

Ne pas oublier qu'une cuve enterrée générera un coût supplémentaire. Il faudra creuser la fosse, enlever la terre par un engin de chantier. Ensuite il sera nécessaire de préparer méticuleusement la fosse afin de mettre en place la cuve elle-même. Toutefois, ce coût permettra un confort d'utilisation à long terme.

 

Cuve en plastique ou en béton ?

En ce qui concerne le choix de la cuve, il y a deux écoles : le polyéthylène ou le béton. Le choix n'est pas forcément facile en fonctions des usages que l'on désire en faire, du prix, de la nature du sol, d'une construction ou d'une rénovation, etc. Voici donc les avantages et inconvénients des deux principales solutions.

  • Les cuves en polyéthylène

Une cuve plastique que vous installerez au pied de votre descente constitue un équipement minimal et peu onéreux. Le plastique se comporte comme une bouteille d'eau minérale, elle conserve les caractéristiques d'acidité de l'eau d'où risque de corrosion sur le réseau aval. Si elle est enterrée, il faut utiliser une cuve spéciale eau de pluie impérativement car celle-ci est calculée pour résister aux pressions du terrain quand elle est pleine mais aussi quand elle est vide ! En effet, quand on recycle une fosse sceptique, elle est calculée pour des contraintes en étant pleine d'où risque "d'implosion" quand elle est vide.


Cuve plastique à enterrer

Les cuves en polyéthylène sont réalisées en une seule pièce. Elles sont totalement étanches et ne risquent pas de fuite, ni d'infiltration. Les volumes vont de 1 500 litres à 9 000 litres voire plus. Elles ont un poids assez faible de 100 à 600 kg, ce qui facilite leur transport et leur mise en œuvre. Si la mise en place semble plus aisée avec la cuve plastique, il faut savoir que dans le cas où le terrain est humide, il faut alors la poser sur un radier béton et la sangler car la cuve risquerait de se soulever. Dans ce cas, le plastique est moins commode à installer et a un coût plus élevé.


Pose d'une cuve en polyéthylène de 9 000 l
  • Les cuves en béton

Il existe deux types de cuves en béton, les cuves préfabriquées et celles coulées d'une seule pièce, dite "monobloc". Pour une cuve préfabriquée, il faudra installer au minimum deux cuves : une pour le stockage et une pour la décantation (la partie stockage peut être composée de plusieurs modules préfabriqués afin d'atteindre le volume désiré). Elles seront reliées grâce à une liaison étanche spécialement conçue pour résister aux tassements différentiels entre cuves. Ce dispositif est facile à mettre en place et reste fiable (à titre indicatif le prix d'une cuve préfabriquée de 10 000 litres cylindrique peut varier de 1 000 à 1 500€). Pour des raisons de solidité et de fiabilité dans le temps, il est préférable de choisir une cuve monobloc afin que la décantation et la cuve soit ensemble. On peut aussi opter pour une cuve montée en pierres et enduite de béton à l'intérieur.


Cuves préfabriquées

Le béton se fait attaquer par l'eau de pluie naturellement (et légèrement) acide. En ce qui concerne la valorisation domestique, l'acidité constitue un avantage. Les substances acides contenues dans l'eau de pluie (en raison de la pollution atmosphérique) réagiront avec les composantes basiques du béton ou le mortier (chaux et magnésie) de la citerne et mettent des sels minéraux en solution. Pendant cette opération, l'acidité disparaît : l'eau devient neutre et donc évite la corrosion des appareils sur le réseau d'eau de pluie (tuyauterie, raccord...). L'écrasante majorité des sels mis en solution est constituée d'hydrogéno-carbonates de calcium Ca(HCO3)2. Les oxydes d'azote donneront des ions nitrates (en très faible quantité) et le dioxyde de soufre, des sulfates (inoffensifs pour la santé du consommateur). Pour éviter que le béton se fasse trop "manger", il suffit de choisir une cuve spéciale eau de pluie avec une épaisseur suffisante.

Voici les différentes caractéristiques principales des citernes en béton et en polyéthylène :

Le polyéthylène (PE)
Avantages Inconvénients
  • Légèreté au transport et mise en œuvre simplifiée. Son faible poids lui permet de poser la cuve simplement avec des sangles ou au mieux avec un tractopelle s'il est encore présent après avoir creusé la fosse. À 2 ou 3 personnes, il est aisé de la placer dans la fosse et de procéder à sa mise à niveau.
  • Plusieurs petits réservoirs peuvent être placés en série dans une cave existante.
  • Aujourd'hui les caves en PE sont conçues pour résister à la poussée latérale du sol. Leur structure leur permet une stabilité accrue et une grande solidité.
  • Citernes pré-équipées d'une filtration.
  • L'eau sera légèrement acide et non minéralisée. Elle aura dans certains cas un effet de légère corrosion sur les canalisations , parfois même avantageux pour les canalisations déjà entartrées. Cette dissolution se fait très lentement et il faudra plusieurs décennies avant que les utilisateurs ne se retrouvent jamais avec des tuyaux percés.
  • Selon la nature du sol, la citerne PE devra être sanglée sur une dalle de soutien (risque de soulèvement si terrain humide).
  • Plus chère que la citerne béton.
  • Remise en état du terrain après installation.
 
Le béton
Avantages Inconvénients
  • Il permet de neutraliser l'acidité naturelle de l'eau de pluie. Toutefois, un liquide au pH 6 ne dissout pas le cuivre comme on peut l'imaginer.
  • Équilibrage du pH pour la valorisation de l'eau de pluie pour une éventuelle consommation de l'eau pour douche, lave-vaisselle...
  • Stabilité du fait d'un poids important.
  • Matériau reconnu pour ses caractéristiques techniques et environnementales.
  • Les cuves béton enterrées dont les qualités intrinsèques sont la durabilité et la résistance mécanique garantissent des ouvrages pérennes, efficaces et écologiques.
  • Grâce au couvercle en forme de voûte, les cuves peuvent résister à une hauteur de remblai importante.
  • Supporte le passage de voiture suivant le type de cuve.
  • Possibilité de relier une à plusieurs cuves pour obtenir le volume de stockage souhaité.
  • Des équipements pré-montés en usine garantissant rapidité et simplicité d'installation et d'entretien.
  • La cuve est coulée d'une seule pièce.
  • Les cuves béton peuvent s'acheter pré-montées.
  • La manutention nécessite un accès facile et un engin de levage pour la pose et la mise à niveau.
  • Frais de transport.
  • Une organisation efficace si on veut que la fosse et la pose de la cuve se fasse le même jour afin d'optimiser les journées de location du matériel.
  • Remise en état du terrain après l'installation.
 

La cuve béton se présente donc naturellement comme le matériau le mieux adapté à la récupération de l'eau de pluie pour un usage lié à son utilisation ou consommation car les contraintes sont moindres.

La forme de la cuve ne dépend que du particulier et de l'entretien de celle-ci, donc qu'elle soit ronde ou carrée cela n'a pas d‘importance.

Pour des raisons de sécurité, il est préférable de ne pas réaliser la fosse avant de commander la cuve. En effet, suivant la saison, les délais de livraison peuvent être de plusieurs semaines. Dans l'attente de la cuve, la fosse risquerait de se remplir d'eau ou de se combler. Une personne non avertie pourrait tomber dans le trou. Avant la livraison de la cuve, il faut veiller à l'accessibilité de l'emplacement où va se trouver la fosse. Pour le côté pratique, pensez à installer cette cuve dans un endroit facilement accessible et pouvant accueillir un peu de verdure pour cacher éventuellement le côté peu esthétique de l'équipement.

Une cuve de quelle capacité ?

Cela dépend de plusieurs paramètres : du volume mensuel ou annuel des précipitations et du volume d'eau requis ou consommé.

Le volume mensuel des précipitations peut être connu pour chaque ville de France en consultant le site de Météo France.

La capacité de la cuve (C) est fonction du volume d'eau de pluie récupérable (V) par an, les besoins annuels en eau de pluie (B) et du choix du nombre de jours de réserve (N), soit :

C = (V + B)/2 x (N/365)

Par exemple : Les besoins d'une famille de 3 personnes avec un petit jardin sont d'environ 50 m3/an. Avec un toit de 100 m² on pourraient récupérer 100 x 600 litres/an, soit 60 m3/an. On vise une autonomie de 60 jours (usage complet), pour avoir une certaine sécurité.

Capacité de la cuve = (60 + 50)/2 x (60/365) = 55 x 0,16 = environ 9 m3

La règle de base est de prévoir une citerne plutôt trop grande que trop petite... !

"Idéalement, pour pouvoir récupérer la quasi totalité des précipitations, il faut prévoir une capacité de stockage de 120 à 140 litres par mètre carré de surface au sol de la maison."

Pour vous donner une idée du prix de fourniture et de la pose d'une citerne en béton, un volume de stockage de 3 m3 coûte en moyenne 700 €, tandis que pour un volume de 6 m3 le coût est de 2 500 €. Cependant, ces prix ne sont qu'à titre d'information car des écarts important peuvent être constatés.

Comment construire la cuve de stockage ?

Lorsque l'on entreprend de construire sa propre cuve de stockage, l'important n'est pas uniquement de stocker l'eau. En effet, pour stocker cette eau de pluie dans les meilleures conditions, un équipement minimum est nécessaire. Passons en revue ces différents équipements.

Lorsqu'on peut craindre la chute des feuilles sur le toit, du sable ou des petites bêtes, il faut impérativement une filtration entre les gouttières et la cuve. Elle peut être dans un regard entre les gouttières et la cuve ou, comme le propose maintenant les fabricants de cuves, directement intégrée à celle-ci. Afin d'empêcher l'entraînement d'oiseaux morts dans la citerne, placez une grille escamotable dans la gouttière au-dessus de chaque descente. Attention, ces grilles demandent une vérification fréquente : tous les deux mois et plus souvent même en automne. Elles peuvent facilement se colmater et provoquer le débordement des gouttières. On peut également trouver des filtres de sédiments d'une porosité de 100 µm à placer sous chaque descente de gouttière. Ces filtres doivent régulièrement être nettoyés.

Une solution pratique et économique peut aussi se trouver dans l'installation de Crapaudine extensible, à placer directement en haut de vos différentes descentes de gouttières. On en trouve au tarif moyen de 6 € en fonction du diamètre des descentes.

Dans la mesure où votre eau de récupération ne sert pas à des fins de consommations directe (cuisine, douche, lavabos), l'eau doit être propre, mais pas obligatoirement potable. Un simple système de filtres en amont de la cuve de stockage suffit. Notons que les meilleurs sont les filtres à sable, mais nécessitent plus d'entretien. 10 µm suffisent. Ces filtres préfabriqués en béton sont vendus dans le commerce.

Par sécurité, on peut rajouter un filtre à la sortie de la pompe si l'on veut être sûr de ne pas boucher les canalisations et la pompe. Ce filtre sera aussi utile pour diminuer les fréquences de changement/nettoyage des autres filtres en aval de l'installation qui sont plus coûteux.

L'idéal est de diviser la citerne en béton en deux compartiments : le premier (10 à 20 % du volume de la plus grande) étant un bassin de décantation pour la clarification de l'eau dont le surplus alimente la plus grande pour le stockage. Il permet un premier "filtrage" de l'eau de pluie grâce à la sédimentation des poussières. L'eau de pluie du second bassin étant moins chargée de poussières, le filtre en aval nécessitera alors un nettoyage moins fréquent. Le nettoyage sera plus aisé avec l'adjonction de puisards au fond de chaque compartiment. Certaines cuves sont divisées et conçues comme cela à la fabrication.

Pour éviter des fermentations indésirables dans la citerne (problème d'odeurs), il faut y placer un aérateur d'aquarium. L'aération empêche la dégradation anaérobie de la matière organique.

La citerne devra être munie d'une ouverture suffisamment grande pour permettre d'y pénétrer et d'en faire l'entretien (trou d'homme/chambre de visite).

Placer de préférence la citerne à côté de la maison, à 3 mètres des fondations ou dans une cave en veillant à la stabilité de l'édifice.

Au cas où des infiltrations sont à craindre dans la citerne à partir des eaux souterraines, on placera un enduit en goudron ou autre matériau étanche sur les parois extérieures de la citerne. Les parois intérieures seront revêtues d'une couche d'enduit en mortier ciment ou chaux. Éviter les enduits synthétiques étanches qui ne peuvent pas neutraliser l'acidité de l'eau.

Prévoyez aussi un système de trop-plein, qui videra le surplus d'eau collectée afin de ne pas endommager le système de collecte. Ce trop-plein sera équipé d'un clapet anti-retour à boule, qui empêchera la remontée d'éléments indésirables (rongeurs, insectes...) et des odeurs dans votre cuve, ce qui évitera ainsi toute pollution. Ce matériel est aussi appelé siphon disconnecteur (clapet anti-retour 100 mm environs 200 €)

 

Le puisage de l'eau devra se faire par un tuyau résistant pour résister à la fluctuation du niveau de la citerne. Ce tuyau devra être muni d'une crépine flottante a son extrémité afin d'aspirer l'eau à environ une dizaine de centimètres sous la surface et d'éviter ainsi que les impuretés stagnantes au fond du réservoir et flottantes ne soient entraînées vers la pompe.

 

Un tube anti-turbulence permettra à l'eau captée de rejoindre le fond de la cuve sans remettre en suspension les très fines particules qui ont pu s'y déposer.

 

 

On peut apercevoir, sur le schéma ci-dessus, que le pré-filtrage est inséré à la citerne. Ce pré-filtrage pourra être de type autonettoyant afin de ne pas se préoccuper de son entretien. Le principe y est relativement simple, l'eau traverse un tuyau muni d'un filtre en partie basse (fil d'eau) qui laisse passer l'eau et arrête les matières. Celles-ci sont évacuées naturellement par le flux d'eau généré lors des orages.

 

La mise en service d'une nouvelle citerne

Si l'eau qui tombe sur le toit est acide et contient très peu de sels minéraux, celle contenue dans une citerne en béton ou en maçonnerie est neutre ou légèrement basique (pH compris entre 7,5 et 8,5) et faiblement minéralisée. La minéralisation moyenne est de l'ordre de 80 milligrammes par litre. La qualité physico-chimique de l'eau de pluie stockée dans une citerne en béton est donc proche de l'idéal.

Lors de la mise en service d'une nouvelle citerne, le béton ou le mortier des parois contient au départ trop d'éléments alcalinisants qui rendent l'eau de pluie récupérée un peu trop basique. Il arrive souvent que les premières eaux récupérées ont un pH proche de 10 ! Une telle basicité, sans nuire à la santé, confère à l'eau un caractère désagréable pour l'hygiène personnelle. Il est donc préférable d'évacuer les premières eaux de la citerne avec une pompe vide-cave et attendre que la citerne se remplisse de nouveau.

À un pH inférieur à 10, l'eau récupérée convient à tous les usages, sauf l'alimentation. Il faut parfois attendre 6 à 8 mois pour que le pH de l'eau descende en-dessous de 8,5. À partir de cette valeur, on peut mettre en service le système de microfiltration ou d'osmose inverse pour la production d'eau potable.

Les tuyauteries

Comme il faut aussi que le lave-linge et le WC fonctionnent par le réseau d'eau potable (au cas où votre autonomie ne serait pas totale), deux solutions s'offrent à vous :

  • Détourner l'eau potable vers la cuve avec un système de vanne automatique qui déclenche l'alimentation en eau potable, si la cuve a un niveau trop bas. Pour que cela ne coûte pas trop cher, il faut faire une dérivation après le compteur d'eau, mais avant la zone d'alimentation de la cuisine, salle de bains, lave-vaisselle. Le lave-linge ne doit donc pas être installé dans ces pièces-là.
    Dans l'optique d'un système de valorisation intégrale de l'eau de pluie, il n'est pas nécessaire de dédoubler les canalisations. En cas de sécheresse prolongée, on réalimentera la citerne en eau de distribution au moyen d'un tuyau flexible.
  • Sinon, on raccorde la deuxième arrivée d'eau des WC au réseau d'eau. Plus difficile pour les lave-linge, qui ne présentent qu'une arrivée d'eau.

IMPORTANT ! Dans tous les cas, il faut faire en sorte que l'eau de la citerne ne puisse jamais arriver dans le réseau de distribution d'eau de ville. La loi impose que les tuyauteries d'eau de pluie et d'eau de distribution soient distinctes et désignées.

Recommandations pour la pose de cuve en béton

La hauteur de terre admissible sur le couvercle en béton de la cuve ne peut dépasser une cinquantaine de centimètres. En cas de hauteur de remblai supérieur, de charge roulante ou de charge statique, il est indispensable de prévoir une dalle de répartition en béton armé.

La cuve doit être manutentionnée par l'intermédiaire des anneaux métalliques prévus à cet effet et à l'aide d'un palonnier ou d'un système de chaînes adaptées. Les nombres de points de levage du palonnier ou du système de chaînes doit correspondre au nombre d'anneaux que comporte la cuve, ceci afin que la force de levage se répartisse uniformément entre chaque anneau.

Concernant les terrassements :

  • Les fouilles seront suffisamment dimensionnées afin de permettre un espace de travail aisé autour de la cuve et faciliter le remblaiement.
  • La profondeur de la fouille devra tenir compte du lit de sable ou du radier béton, de la hauteur de la cuve à installer et du recouvrement de terre.
  • Afin de limiter les tensions ou éventuellement la formation de fissures dans le béton du fond de la cuve, il est nécessaire de réaliser, sous cette dernière, une assise stable, portante et horizontale.
  • En cas de sol ferme, une couche suffisante de sable formant un creux (de quelques centimètres) dans le lit de pose servira d'assise stable.
  • En cas de sol meuble, marécageux, instable, prévoir un radier en béton plus une couche de quelques centimètres de sable afin d'éliminer les points durs éventuels.

Il est nécessaire de remblayer jusqu'au niveau des raccordements à l'aide de terre exempte de roches ou de sable. Il faut compacter soigneusement, par palier de 30 à 50 cm. Un remblai mal compacté peut entraîner la fissuration de la cuve. Si le compactage s'avère difficile, utilisez du sable stabilisé. Pour des raisons de résistance statique, une cuve non remblayée ou très mal remblayée et remplie d'eau pourrait se fissurer ou éclater brutalement. Il est donc fortement déconseillé de remplir la cuve d'eau tant qu'elle n'a pas été remblayée tout autour jusqu'au niveau du couvercle. L'étanchéité de la plupart des cuves est garantie sous le niveau du couvercle.

Entretien

Les citernes extérieures doivent être vidées en hiver en raison du gel, mais les citernes d'intérieur ou enterrées peuvent être utilisées toute l'année. Le revêtement en ciment a une durée de vie de plusieurs dizaines d'années, la réhabilitation de la citerne n'est donc pas courante.

La citerne sera vidangée et nettoyée chaque année ou au moins tous les 3 ou 4 ans. Profitez des moments où votre cuve sera presque vide. Surtout, ne pas désinfecter, c'est inutile et dangereux pour la qualité de l'eau. Les gouttières seront nettoyées régulièrement afin de parer à l'accumulation de feuilles ou de boue. Les filtres devront être lavés très régulièrement. Pour faciliter l'entretien, le fond de la citerne sera en pente légère vers un point bas où il est hautement souhaitable d'installer un puisard pouvant contenir une pompe vide-cave. Cette précaution allège considérablement le travail de nettoyage de la citerne.

Remarque

L'utilisation de l'eau de pluie à l'intérieur de l'habitat suppose qu'à ce système de stockage-filtrage soit associé un double réseau d'eau intérieur : l'un pour l'eau potable, l'autre pour l'eau de pluie. Pour éviter toute interconnexion entre les deux réseaux, il est recommandé d'appliquer la norme européenne NF EN 1717 qui dresse une liste générale des ensembles de protection existants et précise ceux nécessitant des travaux de normalisation supplémentaires afin de prévenir la pollution de l'eau dans les réseaux intérieurs. L'application de cette norme permet d'identifier les deux réseaux, sans risque de repiquage d'un réseau à l'autre. À cela, s'ajoute d'autres nécessaires précautions : information de non potabilité au point d'usage, impossibilité à manipuler un robinet technique sans clé spécifique.