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NOTICES TECHNIQUES
INSTALLATEUR EN
CHAUFFAGE, CLIMATISATION,
SANITAIRE ET
ÉNERGIES RENOUVELABLES
La récupération des eaux pluviales
AFPA INGENIERIE – ICCSER - Version 1 - 2011
FORMATION ICCSER
Installateur en Chauffage, Climatisation, Sanitaire et Énergies Renouvelables
La récupération des
eaux pluviales
Page 1
SOMMAIRE
Avant propos
2
Qualité de l’eau de pluie
3
Quantité d’eau recueillie
6
Le stockage
7
Le volume de stockage
8
La filtration
9
La règlementation
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Notice technique – La récupération des eaux pluviales
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La récupération des
eaux pluviales
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Avant propos
Il est intéressant de récupérer l’eau pluviale.
Pourquoi ?
- Parce qu’elle est gratuite.
- Parce qu’elle est de bonne qualité.
- Parce que le prix de l’eau de ville augmente.
- Parce que c’est une démarche responsable qui va dans le sens du
développement durable.
- Parce que l’on se soustrait aux restrictions de consommation.
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Notice technique – La récupération des eaux pluviales
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Qualité de l’eau de pluie
L’eau de pluie récoltée dans des citernes, loin des zones urbaines et
industrielles est souvent de qualité supérieure à celle des puits.
Elle est riche en oligo-éléments, un peu acide et généralement exempte
de pesticides, d’herbicides ou de bactéries pathogènes.
La région et l’intensité de la pluie ont une influence importante sur cette
qualité. Celle-ci peut également varier et évoluer dans le temps et selon la
saison.
Aussi, sans traitement, cette eau ne peut pas être considérée de qualité
alimentaire.
La loi nous contraint donc à ne l’utiliser que pour les chasses d’eau, le
lave-linge, le lavage du sol ou de la voiture et l’arrosage du jardin.
Plus de la moitié de la consommation annuelle d’eau d’un ménage n’a
pas besoin d’être de qualité alimentaire,
Les toilettes :
14 m3 par personne et par an avec un réservoir de chasse unique.
8 m3 par personne et par an avec un réservoir équipé d’un bouton
économiseur.
Le lave-linge :
6 m3 par personne et par an.
L’arrosage du jardin :
6 m3 par an pour 100 m² (variable selon les régions)
Exemple d’une maison de 5 personnes avec 300 m² de jardin :
( 8 m3 x 5 ) + ( 6 m3 x 5 ) + ( 6 m3 x 3 ) = 88 m3 !
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Qualité de l’eau de pluie
La quantité d’eau recueillie (en L/an)
=
La surface de captage (en m²)
x
La hauteur des précipitations (en mm/an)
x
Le facteur de pertes (sans unité)
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Quantité d’eau recueillie
La surface de captage :
C’est généralement la surface du toit de la maison.
Les surfaces « au sol » présentent plus de risques de pollution (salage
d’hiver, hydrocarbures, cadavres d’animaux…).
Hauteur des précipitations annuelles
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Quantité d’eau recueillie
Le facteur de perte :
Toute l’eau qui tombe sur le toit n’est pas récupérée dans la citerne, cela
dépend de différentes causes comme le type de couverture,
l’évaporation…
Mais aussi du fait que s’il pleut longtemps, la citerne peut complètement
se remplir et l’eau va alors s’écouler par le trop-plein.
En général, on prend un facteur de perte de 0,7.
Exemple de calcul :
Une maison, située à Bourges, possède une toiture de 150 m².
Quelle quantité d’eau pluviale est-il possible de recueillir annuellement ?
Surface de captage :
Hauteur des précipitations :
Facteur de pertes :
150 m²
722,5 mm
0,7
Quantité d’eau recueillie = 150 x 722,5 x 0,7 = 75 862 L/an = 76 m3/an
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Le stockage
Les différentes possibilités d’implantation du stockage présentent des
avantages et des inconvénients :
,
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Le volume de stockage
Du volume de stockage dépendra l’autonomie du système face à la
fréquence des précipitations.
Pour couvrir une période de sécheresse, la cuve doit avoir un volume
équivalent à la consommation de cette période.
Mais, dans certaines régions, la durée des périodes de sécheresse peut
être telle que le volume de la citerne ainsi calculé sera très grand et ne
pourra jamais être rempli par les pluies qui la précèdent.
Il est possible d’avoir une démarche inverse : partir d’une taille de citerne
correspondant à un budget donné et calculer ensuite l’autonomie pour
s’assurer que le projet est réaliste.
L’expérience montre qu’une autonomie de trois semaines répond à la
plupart des situations du territoire français.
Un pressostat « manque d’eau » lorsque le surpresseur est raccordé
directement au réseau de distribution.
Exemples de calcul :
- Les besoins annuels sont de 100 m3, on souhaite une autonomie de 3
semaines, quel doit être le volume minimum de la citerne ?
( 100 x 3 ) / 52 = 5,77 m3
- La citerne fait 4 m3, les besoins annuels sont de 80 m3, de combien de
semaines d’autonomie dispose-t-on ?
( 4 x 52 ) / 80 = 2,6 semaines
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La filtration
Pour éviter le colmatage des canalisations et l’endommagement des
matériels, une filtration efficace est indispensable.
- Une première filtration à l’aide
de collecteurs filtrants installés
sur les descentes de gouttières
qui stoppera les feuilles mortes,
brindilles, lichen…
Une seconde filtration plus fine
à l’entrée de la citerne (citerne
pré
équipée
de
filtres
autonettoyants)
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La filtration
Pour éviter le colmatage des canalisations et l’endommagement des
matériels, une filtration efficace est indispensable.
Une
troisième
filtration
éventuelle, après le surpresseur,
filtre à charbon actif pour
neutraliser
les
mauvaises
odeurs, filtre entre 10 et 25
microns pour retenir presque
toutes
les
impuretés
et
traitement UVC.
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La règlementation
La récupération de l’eau de pluie est réglementée par le code civil.
L’article 641 prévoit que « tout propriétaire a le droit d’user et de disposer
des eaux pluviales qui tombent sur son fonds . Il peut les recueillir pour
son propre usage, les vendre ou les concéder à un voisin ».
D’après la loi et suite aux pressions et face à la multiplication de ces
demandes de réutilisation d’eau de pluie, les instances responsables de
l’hygiène et de la santé ont été amenées à se prononcer. Dans un avis du
5 septembre 2006, le Conseil Supérieur d’Hygiène Publique de France
(CSHPF) a estimé que l’eau de pluie collectée en aval de toitures
inaccessibles peut être utilisée pour des usages non alimentaires et non
liés à l'hygiène corporelle.
Les modalités d’utilisation de l’eau de pluie sont explicités dans l’arrêté du
21 août 2008. La récupération eau de pluie est maintenant plus encadrée
avec cet arrêté et limite l'utilisation à l’intérieur des bâtiments et des
maisons au WC et, à titre expérimental, au lave-linge.
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La règlementation
L’eau de pluie reste interdite pour les usages nécessitant une eau
« destinée à la consommation humaine »
Pour des raisons d'hygiène et de précaution, la réutilisation reste interdite
dans les établissements de santé et les établissements, sociaux et médicosociaux, d’hébergement de personnes âgées ; les cabinets médicaux, les
cabinets dentaires, les laboratoires d’analyses de biologie médicale et les
établissements de transfusion sanguine ; les crèches, les écoles
maternelles et élémentaires.
Dans une habitation, pour des raisons de sécurité sanitaire, l'eau de pluie
et l'eau de ville (fournie par les services de la ville) doivent circuler dans
deux réseaux de plomberie différents, et donc disposer avant les toilettes
ou la machine à laver d'un système de disconnexion réglementaire pour
éviter toute pénétration d'eau de pluie dans le réseau d'eau de ville.
A proximité immédiate de chaque point de soutirage doit être implantée
une plaque de signalisation qui comporte la mention " eau non potable "
et un pictogramme explicite.
Obligation de déclaration
Les eaux récupérées et utilisées à l’intérieur du bâtiment qui sont
renvoyées vers les égouts sont soumises à la taxe d’assainissement.
Le propriétaire fait une déclaration d’usage en mairie, telle que prévue à
l’article R 2224-19-4 du code général des collectivités territoriales.
Afin de prévenir les risques de contamination du réseau d’eau public, il
est prévu la possibilité pour les agents du service d’eau, en cas
d’utilisation d’une ressource en eau différente de celle provenant du
réseau public de distribution, d’accéder aux propriétés privées pour
procéder au contrôle des installations intérieures de distribution d’eau
potable et des ouvrages de prélèvement, puits et forages, ce contrôle
étant à la charge de l’abonné.
En cas de risque de contamination de l’eau provenant du réseau public,
le service enjoint à l’abonné de mettre en œuvre les mesures de
protection nécessaires. Si les mesures n’ont pas été mises en œuvre, le
service peut procéder à la fermeture du branchement.
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La règlementation
Points de contrôles pour attestation de conformité :
- Nature du toit.
- Filtration en amont du réservoir.
- Réservoir de stockage de l’eau de pluie (matériau, étanchéité, protection
de l’aération contre les intrusions d’insectes, arrivée d’eau cri point bas,
accès sécurisé et aptitude au nettoyage).
- Trop-plein du réservoir (capacité d’évacuation suffisante et grille antimoustique).
- Si trop-plein raccordé au réseau d’eaux usées : clapet anti-retour.
- Absence de connexion avec le réseau d’eau potable.
- Notamment, en cas d’alimentation d’appoint en eau : disconnexion par
surverse totale.
- Signalisation du réseau intérieur d’eau de pluie.
- Signalisation des points d’usage d’eau de pluie.
- Robinets de soutirage (verrouillables).
- Usages de l’eau de pluie : absence d’usages intérieurs autres que
l’évacuation des excrétas (WC) et le lavage des sols (absence de piquage
sur le réseau d’eau de pluie).
Cas d’un bâtiment raccordé au réseau d’eaux usées : présence d’un
système d’évaluation du volume d’eau de pluie utilisé dans le bâtiment.
Les instructions nécessaires au fonctionnement du système ont été
données ; toutes les documentations techniques requises et toutes les
notices de service et d’entretien existantes suivant la liste ont été remises.
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Détermination d’un surpresseur
Exemple de détermination du débit de pompe :
Maison individuelle, habitée par 5 personnes, pelouse avec zone
d’arrosage maximale de 500 m² et jardin de 200 m².
Personnes : 5 x 200 = 1 000 L
Pelouse :
500 x 8 = 4 000 L
Jardin :
200 x 6 = 1 200 L
TOTAL
= 6 200 L
Débit instantané de la pompe : 6 200 / 3 = 2 066 L/h = 2,07 m3/h
Détermination de la pression
Le rôle de la pression est triple :
- elle permet de vaincre le dénivelé éventuel,
- elle assure le bon fonctionnement des appareils,
- elle permet à l’eau de circuler dans les canalisations.
Il faudra donc prendre en compte ces trois éléments, à savoir :
- le dénivelé,
- la pression utile à l’utilisation,
- les pertes de charges des canalisations.
La somme de ces trois éléments nous donnera la HMT de la pompe.
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Détermination d’un surpresseur
Détermination de la pression : les pertes de charge
Le frottement de l’eau dans les tuyauteries consomme une partie de la
pression fournie par le surpresseur, plus le tuyau est petit, plus la vitesse de
circulation est grande et plus les pertes de charge augmentent.
Pour calculer la perte de charge, il faut connaitre :
-
le débit,
-
le diamètre et la longueur totale de la canalisation,
et utiliser le tableau suivant, où les pertes de charge sont données en
cm/m.
Si les pertes de charge dépassent 5 m (0,5 bar) ou si la perte de charge
linéaire se trouve dans la partie grisée du tableau, il faut augmenter le
diamètre de la canalisation.
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Détermination d’un surpresseur
Détermination de la pression : les pertes de charge
Ex 1 : un débit de 2 m3/h dans un tube PE de 32 et de 135 m de long :
9 cm/m x 135 m = 1 215 cm = 12,5 m tuyau trop petit !
Ex 1 : un débit de 2 m3/h dans un tube PE de 32 et de 135 m de long :
Avec un PE de 40 cela donne : 2 cm/m x 135 m = 270 cm = 2,70 m
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Détermination d’un surpresseur
Détermination de la pression : les pertes de charge
Ex 2 : un débit de 3,5 m3/h dans un tube PE de 50 et de 150 m de long :
( 2,2 + 3,5 ) / 2 = 2,85 cm/m
2,85 cm/m x 150 m = 427 cm = 4,3 m
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Détermination d’un surpresseur
Détermination de la pression : Calcul de la HMT
Pompe en surface aspirant dans un puits ou
un réservoir enterré
Dénivelé :
Aspiration : 2 m
Refoulement : 5 m
Total : 7 m
Pression utile souhaitée :
3 bar soit 30 m
Pertes de charge : 5 m
HMT = 7 + 30 + 5 = 42 m
Pompe immergée dans un puits ou un
forage
Dénivelé : 15 m
Pression utile souhaitée :
2 bar soit 20 m
Pertes de charge : 4 m
HMT = 15 + 20 + 4 = 39 m
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Détermination d’un surpresseur
Détermination de la pompe
Connaissant le débit et la HMT, on peut déterminer le
surpresseur.
Ex : débit 2 m3/h et HMT 25 m
.
On choisira le surpresseur immédiatement au dessus des
caractéristiques souhaitées.
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Procédure de réglage d’un surpresseur
Trois grandeurs sont à déterminer, à régler et à contrôler :

-la pression de déclenchement du surpresseur,

la pression d’enclenchement du surpresseur,

la pression de prégonflage de l’air dans le réservoir.
La première grandeur à connaitre pour déterminer les pressions de
marche, d’arrêt et d’air est la pression à débit nul.
Fermer toutes les vannes de l’installation et forcer quelques instants la
marche du surpresseur pour lire au manomètre la pression à débit nul.
Exemple : pression à débit nul = 4 bar
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Procédure de réglage d’un surpresseur
Nous pouvons alors déterminer la pression d’air du réservoir
(pression de prégonflage de l’air).
Pair = 0,9 x Pmarche
Exemple : Pair = 0,9 x 2,1 = 1,9 bar
Une fois les trois valeurs déterminées, il est conseillé de
contrôler et d’ajuster, en premier lieu, la pression d’air du
réservoir (hors pression côté « eau ») avant d’effectuer les
réglages du pressostat.
Le contrôle de la pression d’air et des réglages du pressostat
doit être fait au minimum une fois par an (l’idéal est un contrôle
par trimestre).
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Procédure de réglage d’un surpresseur
Détermination du volume de réservoir à vessie en fonction des
pressions de réglage d’enclenchement et de déclenchement.
Ex : Parrêt : 3,6 bar Pmarche : 2,1 bar Q : 2 m3/h
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V = 60 L
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Exercices d’étude de cas
Exercice 1 :
Déterminer le débit instantané du surpresseur équipant une
maison individuelle de 4 personnes avec un jardin de 200 m² et
une pelouse de 200 m².
Corrigé :
Consommation journalière :
Personnes :
Jardin :
Pelouse :
4 x 200 L = 800 L
200 x 6 L = 1 200 L
200 x 8 L = 1 600 L
_________________
TOTAL :
3 600 L
Débit instantané :
3 600 L / 3 = 1 200 L/h = 1,2 m3/h
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Exercices d’étude de cas
Exercice 2 :
Déterminer la HMT du surpresseur de l’installation suivante.
Corrigé :
Dénivelé : 6 + 3 = 9 m
Putile : 2 bar = 20 m
Perte de charge : 2,2 cm/m
Perte de charge :
2,2 x 70 m = 154 cm = 1,54 m
HMT = 9 + 20 + 1,54 = 30,54 m
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Exercices d’étude de cas
Exercice 3 :
La mesure de pression à débit nul donne 4,4 bar.
Déterminer :
 La pression de mise à l’arrêt
 La pression de remise en marche
 La pression d’air du réservoir
Corrigé :
PMA = 4,4 – 0,4 = 4 bar
PRA = 4 – 1,5 = 2,5 bar
PAR = 0,9 x 2,5 = 32,25 bar
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Exercices d’étude de cas
Exercice 4 :
En reprenant les données de l’exercice 2 et les résultats de
l’exercice 3, déterminer le volume du réservoir à vessie à
installer.
Corrigé :
Pmarche : 2,5 bar
Parrêt : 4 bar
Q = 3 m3/h
Volume réservoir : 100 L
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Variation électronique de vitesse
80 % du temps, le surpresseur n’a pas besoin de fonctionner à
sa vitesse nominale.
La variation électronique de vitesse VEV permet d’adapter en
permanence la vitesse de rotation aux besoins.
Ceci permet une importante économie de consommation
électrique (en réduisant la vitesse par 2, on divise la
consommation par 8 !).
Ceci permet de diminuer très sensiblement la taille du réservoir.
Ceci permet des mises en
marche et à l’arrêt plus souples
en évitant les coups de bélier.
La garniture mécanique, les
roulements sont moins
sollicités.
Ceci permet également une
réduction du niveau sonore.
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Choix des câbles pour les pompes
220 V Mono
400 V Tri
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