Difference between revisions of "Collecte des eaux de pluie des toits"

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Un système de captage des eaux de pluie pour un petit foyer domestique. Photo: Jalvardhini Pratishthan.

La collecte des eaux de pluie vise à utiliser des structures telles que les maisons ou les écoles afin de récolter l'eau de pluie et la stocker dans des réservoirs souterrains ou en surface pour une utilisation ultérieure. Une façon de récupérer l'eau est de recourir à la collecte des eaux de pluie des toits, quand toute surface de toit adéquate — tuiles, tôles métalliques, plastiques, mais pas de gazon ou de feuilles de palmier — peut être utilisée pour intercepter l'écoulement des eaux de pluie en combinaison avec les gouttières et les tuyaux de descente (faits de bois, bambou, fer galvanisé ou PVC) et fournir une eau potable de haute qualité à un foyer. Un système de collecte des eaux de pluie des toits peut être un réservoir de stockage souterrain de 500 mètres cubes, qui dessert une communauté entière, ou bien juste un seau, situé sous un toit sans gouttière. Les systèmes de collecte des eaux de pluie ont été utilisés depuis l'antiquité, et les exemples abondent dans toutes les grandes civilisations tout au long de l'histoire.

Introduction

Dans de nombreux cas, les eaux souterraines ou les eaux superficielles peuvent être inaccessibles ou impropres à la consommation humaine. Le niveau des eaux souterraines peut être trop profond, les eaux souterraines peuvent être contaminées par des minéraux et des produits chimiques comme l'arsenic ou le sel. Les eaux superficielles peuvent être contaminées par des matières fécales ou des produits chimiques. Dans ces cas, la collecte des eaux de pluie peut être une solution efficace et peu coûteuse.

L’avantage de l'eau de pluie est qu'elle tombe sur votre propre toit et est presque toujours d'excellente qualité. Plusieurs études ont démontré que l'eau provenant des réservoirs de toits bien entretenus et couverts correspond généralement aux normes de qualité de l'eau potable. Elle permet aux maisons ainsi qu’aux bâtiments communautaires, aux écoles et aux cliniques de gérer leur propre approvisionnement en eau potable, leur usage domestique et leurs activités génératrices de revenus.

Elle offre le luxe d’ « obtenir de l'eau sans avoir à marcher », d’alléger le transport de l’eau, en particulier pour les femmes et les enfants. Chaque conteneur de 20 litres d'eau potable pourrait épargner une longue marche d’un kilomètre jusqu’à la source d’eau propre la plus proche. Comme aller chercher de l'eau lorsque les conditions sont froides, humides et glissantes peut s’avérer particulièrement désagréable, cette petite quantité d’eau reste d’autant plus appréciable. En Ouganda et au Sri Lanka, l'eau de pluie est traditionnellement collectée sur les arbres, à l'aide de feuilles de bananier ou de tiges agissant comme des gouttières temporaires. Cette commodité est disponible dans toutes les maisons sur lesquelles la pluie tombe, que ce soit sur le sommet d'une montagne ou sur une île dans une mer salée.

Une autre option consiste à utiliser l'eau provenant de sources différentes. L'eau qui contient du sel ou de l'arsenic peut encore être convenable pour le lavage et les sanitaires. L’eau de pluie de haute qualité, capturée et stockée dans un réservoir peut ensuite servir pour boire et cuisiner.

Conditions appropriées à la collecte des eaux de pluie

La collecte des eaux de pluie nécessite au moins une pluviométrie annuelle de 100 à 200 mm. Beaucoup d'endroits en Amérique latine ont des précipitations d'environ 500 millimètres par an.

Elle est adaptée même lorsque le toit est petit. Par exemple, une maison de 5 x 6 mètres (soit 30 mètres carrés), avec des précipitations annuelles de 500 mm, reçoit une pluie de 15 000 litres sur son toit. Il s'agit d'une quantité suffisante pour une famille formée de 5 membres.

Résilience face aux changements dans l'environnement

Sécheresse

Effets de la sécheresse : Stockage de l'eau épuisé.
Causes sous-jacentes : Manque de pluie ; revêtements qui fuient en raison d’une mauvaise construction ; stockage insuffisant pour la demande – les réservoirs permettant de stocker les volumes d’eau nécessaires pour survivre à des périodes de sécheresse prolongées, sont trop coûteux.
Accroître la résilience du système d’ intervention pour l’approvisionnement en eau, l’assainissement et l’hygiène (en anglais, Water, Sanitation and Hygiene, abrégés WASH) : Promouvoir des structures de réservoir plus petites pour qu’elles soient plus faciles à construire et à couvrir, tout en étant plus abordables pour les familles ; réduire les infiltrations causées par une mauvaise construction et implantation ; suivre les directives de bétonnage prévues (consultez les effets de la sécheresse sur le ciment, ci-dessous) ; fabriquer des réservoirs à l’aide de matériaux moins chers de qualité inférieure et réparer plus souvent ; concevoir la sortie du réservoir pour qu'il n'y ait aucun stockage inutilisé ; s'assurer que la surface de captage est efficace (ex. : gouttières) ; améliorer l'accès au micro-financement ; soutenir la capacité du gouvernement ou du secteur privé à pouvoir prévoir (avec paiement) un régime d’approvisionnement en eau utilisant des citernes.

Effets de la sécheresse sur les citernes de ciment

Effets de la sécheresse : Les revêtements en béton mal conçus et fissurés (ex. : dans les réservoirs, les barrages, les voies navigables, les puits et autres structures).
Causes sous-jacentes : Moins d'eau utilisée pour le séchage ou prise du ciment ; eau impure utilisée pour mélanger le ciment.
Afin d’augmenter la résilience du système WASH : S’assurer que le mélange, les ratios et la pureté des ingrédients soient adéquats ; minimiser la teneur en eau dans le mélange ; s’assurer que le durcissement du ciment soit suffisant.

Plus d'informations sur la gestion de la sécheresse : Resilient WASH systems in drought-prone areas.
Préparation du ciment pendant la sécheresse : Concrete production and drought.===Construction, opérations & entretien===

Rooftop catchment. Drawing: WHO.

Captage des eaux de pluies et réservoirs de stockage

Le débit d'eau peut être intercepté de différentes manières. Différents types de collecte sont utilisés, tels que le captage d’eau des toitures, le captage d’eau tombant sur des surfaces pavées, le captage de surface et la collecte des eaux de crue dans le lit des rivières. L’option de stockage la moins chère consiste à utiliser le sol comme zone de stockage, une technique appelée la réalimentation des nappes phréatiques. Cela se produit en laissant l'eau de pluie s'infiltrer dans le sol. La réalimentation va entraîner une augmentation du niveau de la nappe phréatique depuis laquelle l’eau pourra être pompée lorsque cela sera nécessaire.
 Suivant les conditions du sol, l'eau infiltrée augmentera le niveau de la nappe phréatique dans une région, ou s’étendra sur une zone plus large.

Si vous utilisez des réservoirs de stockage, les structures faites en brique-ciment ou en ferrociment sont les meilleures options ainsi que les moins coûteuses. Ces structures peuvent être également fabriquées localement. Lorsqu'un réservoir d'eau est sous terre, celui-ci est appelé « citerne ». Parmi les différents types de stockage se trouvent le réservoir souterrain, le réservoir en ferrociment, le réservoir doublé de plastique, etc. La taille du réservoir est un compromis entre le coût, le volume d'eau utilisé, la longueur de la saison sèche, etc. Il est conseillé de construire d’abord un petit réservoir avant d'en construire un grand. Par ailleurs, les réservoirs de stockage peuvent être remplis en utilisant des pompes. Plusieurs systèmes de pompe tels qu’une pompe à corde ou une pompe pour puits profonds, peuvent être utilisés pour puiser l’eau des réservoirs souterrains. Ces systèmes permettent de faire remonter à la surface de l’eau située jusqu'à 30 mètres de profondeur.

Garder l'eau propre

L'eau de pluie des toitures est généralement de bonne qualité et ne nécessite pas de traitement avant consommation. Cependant, si la maison dispose d'une cheminée, il est possible que l'eau ait été contaminée par la fumée. Les cheminées hautes sont donc préférées. L'eau est recueillie par les gouttières en PVC, bambou, etc. et est stockée. Pour assurer la qualité de l’eau, il est important d’avoir un bon couvercle empêchant la lumière et les insectes de s’infiltrer, et d'un système de filtration pour éliminer toutes les impuretés. Un couvercle en béton protège le réservoir contre la pollution. Des poissons de petite taille peuvent être conservés dans le réservoir pour ne pas avoir d’insectes.

Un dispositif d’évacuation des premières eaux de pluie ou un tuyau d’évacuation détachable peut être installé permettant aux 20 premiers litres de ruissellement d’une tempête de ne pas infiltrer les réservoirs de stockage. Ce dispositif est utile afin d’éliminer la contamination du ruissellement par la poussière, les feuilles, les insectes et les excréments d’oiseaux. Pour empêcher l'utilisation d'eaux usées, le ruissellement passe par un petit filtre de gravier, sable et charbon de bois, avant d'entrer dans le réservoir de stockage, ou un filtre est placé entre la structure du bassin et le réservoir de stockage. Lorsqu'il n'y a aucun dispositif d’évacuation des premières eaux de pluies, l'utilisateur ou le gardien doit dévier les 20 premiers litres au début de chaque pluie torrentielle.

Le système de filtration EMAS

Deux maisons sont reliées à une unité de récupération des eaux de pluie, puis à un embout fourni dans le réservoir. Photo: Insieme Si Puo' in Africa

Le système EMAS pour la collecte des eaux de pluie utilise diverses technologies EMAS ainsi que des outils simples pour convertir l'eau de pluie en eau potable utilisable. Si l'eau de pluie du toit est utilisée, elle est collectée par une gouttière ordinaire. Pour filtrer l'eau, au fond de la gouttière, un pichet ou un réservoir en ferrociment est placé, avec un tuyau d'évacuation. Un sac en tissu synthétique est attaché sur le bord du récipient à l'aide d'un anneau ou câble métallique, qui s'insère sur le pourtour. Le sac doit être nettoyé tous les 3 mois.

Quand la collecte d’eau a commencé, et pour éviter d’amasser trop d'ordures, une quantité d'eau est tout d’abord déviée, ainsi que la plupart des déchets. Désormais, l'eau peut être directement envoyée à une citerne EMAS. Il est recommandé d’avoir plusieurs réservoirs disponibles pour le stockage, selon la taille du toit. Raccorder une citerne à la fois au tuyau d'évacuation. Par la suite, l'eau peut être pompée et distribuée à l'aide d'une pompe EMAS ordinaire. La pompe peut également être raccordée aux robinets et aux réservoirs autour de la maison.

Entretien

Le système doit aussi être vérifié et nettoyé après chaque période sèche de plus d'un mois. Les surfaces extérieures des citernes métalliques doivent être peintes une fois par an. Les fuites doivent être réparées tout au long de l'année, surtout si elles proviennent des réservoirs et des robinets, car elles présentent des risques de santé. La chloration de l'eau peut s’avérer nécessaire.

Le retrait des débris et de la végétation surplombante des gouttières et du toit est important pour empêcher la gouttière de se boucher. L’entretien du réservoir consiste à faire une inspection physique et à réparer les fissures avec du ciment. Plusieurs études ont démontré que l'eau provenant des réservoirs de toits bien entretenus et couverts correspond généralement aux normes de qualité de l'eau potable.

Des tests de qualité de l'eau sont recommandés pendant la première année, ainsi que des tests complémentaires lorsque la qualité de l'eau est mise en doute. Le test « HACH » est un test de l’eau à faible coût, à environ 1 dollar américain par test. Si une contamination est suspectée ou lorsque la qualité de l’eau doit être garantie, l'eau peut être traitée de différentes manières.

Toits en commun

Le fonctionnement et l’entretien (F&E) des toits en commun représentent plus de défis. Par exemple, les systèmes de collecte des eaux de pluie des toitures installés dans les écoles risquent d’engendrer des pertes en eau lorsque les robinets sont laissés ouverts. Des cadenas sont souvent nécessaires pour garantir un contrôle attentif sur l'approvisionnement en eau. Idéalement, une personne devrait être chargée de superviser le nettoyage régulier et la réparation occasionnelle du système, le contrôle de la consommation d'eau, etc. Une option possible consiste à vendre l'eau, ce qui assure des revenus pour le F&E et pour organiser l’utilisation de l’eau. Lorsque les foyers ont installé un système communautaire (par exemple, quand plusieurs toits sont connectés à un seul réservoir), les utilisateurs peuvent vouloir établir un comité de l'eau afin de gérer les activités de F&E. Ces activités peuvent comprendre un prélèvement de taxes, et un contrôle du travail du gardien ainsi que de l’utilisation de l’eau dans chaque famille. Des intervenants extérieurs peuvent jouer un rôle dans les domaines de F&E suivants :
— la surveillance de l'état du système et de la qualité de l'eau ;
— l’accès aux facilités de crédit pour l'achat ou le remplacement d'un système ;
— la formation des utilisateurs et gardiens pour la gestion et le F&E ;
— la formation des artisans locaux pour effectuer des réparations plus importantes.

Chart: WHO. ¹

Problèmes potentiels

• La corrosion des toitures métalliques, des gouttières, etc.
• Le dispositif d’évacuation des premières eaux de pluies ne fonctionne pas dû à la négligence de l’entretien.
• Les robinets du réservoir fuient et les pompes manuelles présentent des problèmes.
• La contamination des réservoirs non-couverts, en particulier où l'eau est extraite avec une corde et un seau.
• Les citernes non protégées peuvent devenir un lieu de reproduction pour les moustiques, ce qui peut augmenter le risque de maladies à transmission vectorielle.
• À certaines périodes de l’année, le système ne peut pas répondre aux besoins en eau potable. Il est alors nécessaire de trouver d'autres sources ou de retourner temporairement à des sources traditionnelles.
• L’investissement financier nécessaire n'est pas abordable - les foyers ou les communautés n’ont pas les moyens de construire un réservoir approprié et une toiture adéquate.

Coûts

Comparaison des coûts

• Réservoir en briques et en ciment de 6 m3 : 3 sacs de ciment, 300 briques, 3 kg de fil de fer = 40 dollars américains.
• Réservoir en briques et en ciment de 1 m3 : 1 sac de ciment, 100 briques, 1 kg de fil de fer = 20 dollars américains.
• Réservoir doublé de plastique de 5 m3 : 50 dollars américains.
• Réservoir en ferrociment souterrain de 60 m3 : 1 900 dollars américains.

Plus le volume du réservoir de stockage est important, plus la demande matérielle et les coûts de la construction par m3 du volume du réservoir sont faibles.

En Afrique australe, un système coûte 320 dollars. Il se compose de 11 m de gouttière de fer galvanisé, un réservoir de fer galvanisé de 1,3 m3, un tuyau de descente, un robinet et des filtres. Ce coût ne comprend pas les frais de transport. Lorsque les toits ne sont pas adaptés à la récupération de l'eau, le coût de l'amélioration du toit et des gouttières devra être ajouté au coût d'un réservoir. Ces coûts varient de 4 dollars par m2 (Kenya, subventionné) à 12 dollars par m2. ¹

Expériences sur le terrain

• La collecte des eaux de pluie est une technologie qui est extrêmement flexible et adaptable à une grande variété de paramètres. Elle est utilisée dans les sociétés les plus riches et les plus pauvres de la planète et dans les régions les plus humides et les plus sèches du monde.
• À Ocara, au Brésil, les réservoirs d'eau de pluie ont été construits avec des blocs de béton.
• Une option plus économique est le réservoir en briques et en ciment, utilisé par exemple au Nicaragua et au Ghana.

Projets Akvo RSR

Les projets suivants font usage de la collecte des eaux de pluie des toits.

RSR Project 790 Programme WASH en milieu rural du Bangladesh	RSR Project 440 Sensibilisation sur la collecte des eaux de pluie	RSR Project 2618 L’eau de pluie pour l’initiative « Green Schools »	RSR Project 107 La collecte des eaux de pluie en Guinée-Bissau

Manuels, vidéos et liens

Manuels

• Télécharger le livre "Roofwater Harvesting: A Handbook for Practitioners"(en anglais) publié par l’IRC.
• Brochure Smart Water Harvesting Solutions
• Smart 3R Solutions

Vidéos

Liens externes

• L’organisation RAIN
• Rainwater Harvesting information on Practical Action
• Indian website on rainwater harvesting
• Wikipedia sur la collecte des eaux de pluie
• Rainwater Harvesting info on the DTU unit of University of Warwick
• Rainwater Partnership
• Catch Water Where It Falls - Toolkit on Urban Rainwater Harvesting
• Akvo solution of the week 5

Références

1. ↑ ^{1.0 1.1} Brikke, François, and Bredero, Maarten. Linking technology choice with operation and maintenance in the context of community water supply and sanitation: A reference document for planners and project staff. World Health Organization and IRC Water and Sanitation Centre. Geneva, Switzerland 2003.

Remerciements

• Brikke, François, et Bredero, Maarten. Linking technology choice with operation and maintenance in the context of community water supply and sanitation: A reference document for planners and project staff or (alternative link). World Health Organization and IRC Water and Sanitation Centre. Geneva, Switzerland 2003.
• CARE Nederland, Desk Study Resilient WASH systems in drought-prone areas. Octobre 2010.