Analyse de cycle de vie d un système de récupération des eaux de pluie pour une réutilisation dans l habitat Claire VIALLE, Guillaume BUSSET, Caroline SABLAYROLLES, Marie-Christine HUAU, Mireille MONTREJAUD-VIGNOLES Journées Techniques Eaux et Déchets 14 juin 2012
Acteurs Fournisseur Thèse CIFRE Etude du comportement hydraulique physico-chimique et microbiologique d un système de récupération d eaux de toiture et évaluation de l empreinte environnementale
Contexte Ressource RECUPERATION Surface de collecte Stockage Usages extérieurs gravitaire Usages intérieurs pompage Arrêté du 21 août 2008 REUTILISATION Réutilisation des eaux de pluie dans l habitat Contexte récent Réutiliser les eaux de pluie collectées en zone desservie par un réseau d adduction en eau potable Eau «domestique» pour des usages ne nécessitant pas à priori une eau de qualité potable
Contexte Ressource RECUPERATION Surface de collecte Stockage Usages extérieurs Usages intérieurs Réutilisation des eaux de pluie dans l habitat gravitaire pompage Arrêté du 21 août 2008 REUTILISATION Contexte classique Pays en développement: solution d attente vers la mise en place d infrastructures Pays développés: ressource alternative en cas de pénurie d eau
Objectif Evaluation des impacts environnementaux de la récupération d eau de pluie en aval des toitures pour une réutilisation dans l habitat en zone déjà desservie en eau potable Etude des impacts par processus afin d identifier les paramètres sensibles Etude d un éventuel effet d échelle en comparant une maison individuelle et un bâtiment collectif Etude de la pertinence de la substitution de l eau potable par de l eau de pluie à l échelle de la maison individuelle
Méthode Analyse de cycle de vie de type attributionnelle Logiciel SimaPro version 7 Source: ISO 14040-14044 Fonction et unité fonctionnelle Alimentation des chasses d eau 30 L d eau pour l évacuation des excrétas
Présentation des études de cas Site Site 1 Echelle Maison individuelle Localisation Zone rurale Type de toiture En pente avec tuiles Surface de la toiture 204 m 2 Volume de la cuve 5 m 3 Usages intérieurs 2 chasses d eau Occupation 4 personnes Installation décembre 2008 Site 2 Bâtiment collectif Zone périurbaine Terrasse bitumée 1 655 m 2 30 m 3 8 chasses d eau ~ 60 personnes septembre 2009
Présentation des études de cas collecte prétraitement stockage pompage traitement installation conforme à l arrêté du 21 août 2008 réservoir d appoint filtration eau potable toiture gouttière dégrilleur crapaudine trop-plein distribution usagesdésinfection pompe Cuve en PEHD trop-plein
Arbre des processus «eau de pluie» Type de données Origine Fiabilité Volume d eau de pluie Terrain Très bonne Volume d eau potable Terrain Très bonne Consommation électrique Terrain Très bonne Quantité de diesel Sotralentz Habitat Bonne Quantité de matériaux Sotralentz Habitat Bonne Transport Sotralentz Habitat Bonne Base de données Ecoinvent 2.0 Indicateurs [Weidema and Wesnaes,1996] Fiabilité des données incertitude Corrélations temporelles incertitude Corrélations géographiques incertitude Incertitude de base [Jolliet et al., 2010] Chaque donnée est assortie d un écart-type Flux intermédiaire Flux entrants/sortants Processus unitaire
Arbre des processus «eau potable» Type de données Origine Fiabilité Volume d eau de surface Expert Bon Consommation électrique Expert Bon Quantité de matériaux Expert Bon Transport Expert Bon
Méthode Analyse de cycle de vie de type attributionnelle Logiciel SimaPro version 7 Méthode d évaluation des impacts Impact 2002+ [Jolliet et al., 2003] 14 catégories d impacts intermédiaires 4 catégories de dommages Recipe 2008 [Goedkoop et al., 2008 ] 18 catégories d impacts intermédiaires 3 catégories de dommages Source: ISO 14040-14044
Etude des impacts par processus afin d identifier les paramètres sensibles
Impact 2002+ maison individuelle avec désinfection 100 90 80 70 PEHD PEHD, diesel nickel infrastructures % relatif 60 50 40 30 fonctionnement 20 10 0
Impact 2002+ maison individuelle fonctionnement avec désinfection % relatif 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 pompage filtration secondaire désinfection Principale source d impact: consommation énergétique [Crettaz et al, 1999; Anand and Apul, 2011]
Etude d un éventuel effet d échelle en comparant une maison individuelle et un bâtiment collectif
Impact 2002+ infrastructures + fonctionnement maison individuelle bâtiment collectif 100 90 80 AVEC désinfection SANS désinfection % relatif 70 60 50 40 30 20 10 0 Santé humaine Qualité des écosystèmes Changement climatique Ressources
Analyse d incertitudes: Monte Carlo - 1000 itérations Extraction de minerais Energie primaire non-renouvelable Changement climatique Eutrophisation terrestre Acidification aquatique Occupation des sols Acidification/eutrophisation terrestre Ecotoxicité terrestre Ecotoxicité aquatique Formation de photo-oxydants Destruction de la couche d'ozone Radiations ionisantes Effets respiratoires Effets non-cancérigènes Effets cancérigènes maison individuelle sans désinfection favorable 0 100 bâtiment collectif sans désinfection favorable
Etude de la pertinence de la substitution de l eau potable par de l eau de pluie à l échelle de la maison individuelle
100 90 80 Impact 2002+ : Maison individuelle fonctionnement eau de pluie + eau potable eau potable Pourcentage relatif 70 60 50 40 30 20 SANS désinfection AVEC désinfection 10 0 Santé humaine Qualité des écosystèmes Changement climatique Ressources 19 [Vialle et al. 2012. Soumis]
Analyse d incertitudes: Monte Carlo - 1000 itérations Extraction de minerais Energie primaire non-renouvelable Changement climatique Eutrophisation terrestre Acidification aquatique Occupation des sols Acidification/eutrophisation terrestre Ecotoxicité terrestre Ecotoxicité aquatique Formation de photo-oxydants Destruction de la couche d'ozone Radiations ionisantes Effets respiratoires Effets non-cancérigènes Effets cancérigènes eau de pluie + eau potable favorable 0 100 eau potable favorable 20
Conclusion Données issues d étude de cas L installation du système de récupération-réutilisation est une source d impact Effets cancérigènes Formation de photo-oxydants Acidification aquatique Lors du fonctionnement, la consommation énergétique est la principale source d impact Existence d un effet d échelle DESINFECTION AVEC SANS échelle à préférer collectif privatif Désinfection non exigée mais recommandée La substitution de l eau potable par des eaux de pluie pour l évacuation des excrétas ne se justifie pas d un point de vue environnemental en zone desservie en eau potable
Merci de votre attention