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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 Surface de collecte Stockage Usages extérieurs gravitaire Usages intérieurs pompage Arrêté du 21 août 2008 RECUPERATION 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 Surface de collecte Stockage Usages extérieurs gravitaire Usages intérieurs pompage Arrêté du 21 août 2008 RECUPERATION REUTILISATION Réutilisation des eaux de pluie dans l’habitat 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 Source: ISO 14040 - 14044 Logiciel SimaPro version 7 Fonction et unité fonctionnelle Alimentation des chasses d’eau 30 L d’eau pour l’évacuation des excrétas Présentation des études de cas Site Echelle Localisation Type de toiture Surface de la toiture Volume de la cuve Usages intérieurs Occupation Installation Site 1 Maison individuelle Zone rurale En pente avec tuiles 204 m2 5 m3 2 chasses d’eau 4 personnes décembre 2008 Site 2 Bâtiment collectif Zone périurbaine Terrasse bitumée 1 655 m2 30 m3 8 chasses d’eau ~ 60 personnes septembre 2009 Présentation des études de cas collecte toiture prétraitement stockage pompage traitement installation conforme à l’arrêté du 21 août 2008 eau potable réservoir d’appoint filtration gouttière crapaudine dégrilleur 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 PEHD 100 Impact 2002+ 90 maison individuelle 80 avec désinfection 70 % relatif 60 infrastructures 50 40 30 20 fonctionnement 10 0 PEHD, diesel nickel Impact 2002+ 100 90 80 maison individuelle avec désinfection % relatif fonctionnement 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 70 AVEC désinfection % relatif SANS désinfection 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 0 maison individuelle sans désinfection favorable 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 Impact 2002+ : Maison individuelle fonctionnement 100 eau de pluie + eau potable eau potable 90 60 50 40 30 20 AVEC désinfection 70 SANS désinfection Pourcentage relatif 80 10 0 Santé humaine 19 Qualité des écosystèmes Changement climatique [Vialle et al. 2012. Soumis] 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 0 eau de pluie + eau potable favorable 20 100 eau potable favorable 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
