Le système de collecte de l’eau de pluie (1) : le captage, le prélavage, les tuyaux

Un système de récolte de l’eau de pluie à la fine pointe de la technologie ayant pour objet de fournir de l’eau potable inclue six composantes primaires : une surface de captage, un système de prélavage, un conduit vers l’entreposage, une citerne, un système de distribution et un système de traitement de l’eau. Un système moins ambitieux utilisera les mêmes composantes fonctionnelles, mais en version plus simple et surtout moins coûteuse.

1. La surface de captage

La surface la plus usuelle pour capter de l’eau de pluie est le toit, lequel, peu importe sa configuration, est parfaitement propice à cette tâche secondaire. Il y a cependant quelques mises en garde concernant les risques sanitaires liés à la collecte de l’eau du toit :

1. Certains types de matériaux utilisés pour couvrir une toiture peuvent émettre des produits toxiques par lixiviation ou lessivage. Certains revêtements métalliques peuvent se révéler néfaste pour l’environnement lors du retour des eaux de toitures car lorsqu’ils entrent en contact avec les pluies acides, ils vont progressivement contaminer l’eau de pluie en métaux lourds. À cet égard, un toit en acier galvanisé est considéré sécuritaire mais il est possible que du plomb soit utilisé dans les rondelles de fixation autour des clous, lequel peut alors se retrouver dans l’eau. De même, les bardeaux de bois traité pourraient émettre des produits toxiques. Si l’eau est utilisée à des fins alimentaires, il vaudrait mieux s’assurer qu’elle est exempte de tout produit malsain.
2. Certains types de surfaces favorisent la colonisation bactériologique qui pourrait contaminer l’eau qui ruisselle du toit. Les matériaux les plus à risque sont les tuiles d’asphalte, le béton, les tuiles d’argile et les bardeaux de bois, lesquels offrent un milieu propice à la croissance de moisissures, de bactéries, de mousse et d’algues. Comme il n’y a rien de parfait, il faut choisir l’option « la moins pire » : par exemple un toit métallique et peint (pour diminuer le lessivage de métaux lourds) ferait l’affaire. En fait, parmi les revêtements de toiture utilisés au Québec, aucun ne garantit réellement une eau non contaminée.
3. Certains types de matériaux retiennent mieux les polluants que d’autres et se rincent plus difficilement. Les particules, les excréments d’oiseaux et autres contaminants s’accrochent plus facilement aux matériaux poreux ou rugueux, de même qu’aux toitures de faible inclinaison.

Par ailleurs, un toit poreux et peu incliné retiendra davantage de l’eau qui devrait être récoltée. Idéalement, un toit de captation devrait être complètement exposé aux intempéries et ne pas être surplombé par des branches d’arbre, dont les feuilles pourraient causer divers problèmes, en plus d’héberger des oiseaux et des insectes dont les excréments seraient une source abondante de contamination.

Pour fins de calcul, la superficie de la surface de captage est essentiellement l’empreinte au sol de la maison : pour un toit plat, la surface du toit est justement égale à l’empreinte au sol alors que pour un toit incliné, la surface du toit est largement supérieure, d’où l’importance de ne considérer que la projection du toit sur le sol.

2. Le système de prélavage

Afin de prévenir la contamination de l’eau emmagasinée due aux impuretés et contaminants qui se sont agglomérés sur la surface de captage entre deux précipitations, il est d’usage de laisser fuir les premiers ruissellements pour rincer l’aire de collecte (le toit). Un système très simple et fiable consiste à récolter les quelques 40 à 80 litres (10 à 20 gallons) dans un tuyau distinct qui, une fois rempli, permet au surplus de passer dans la canalisation en direction du réservoir.

Un système de prélavage simple et efficace qu’on peut réaliser facilement. © D.B. Écohabitation

Ce système, qui peut aisément être réalisé de manière artisanale, est illustré dans la figure ci-dessous. Le tuyau de PVC doit être dimensionné de sorte qu’il retienne le volume d’eau adéquat avant de déborder vers le réservoir. Cependant, un inconvénient relié à l’utilisation de ce dispositif est qu’il permet à l’eau contaminée par le prélavage de se mélanger avec l’eau acheminée vers la citerne à la jonction entre le tube vertical et le conduit vers le réservoir. À noter également que le tuyau de rétention (PVC) doit être vidé entre chaque période de précipitation. Normalement, un simple orifice au point le plus bas du tuyau de rétention permettra d’accomplir cette tâche, sans pour autant nuire à son bon fonctionnement, et laissera couler un filet d’eau en continu pour qu’il se vidange sans intervention humaine.

Il est cependant possible d’équiper son système d’un flotteur qui empêche le mélange entre l’eau en provenance du toit et l’eau déjà engloutie dans le tuyau de rétention lorsque ce dernier est bien rempli. La figure suivante illustre le tout.

Il existe sur le marché des dispositifs de prélavage plus sophistiqués mais leur recours est généralement déconseillé par les experts pour leur manque de fiabilité. Il serait intéressant de songer à munir les gouttières d’un tamis afin de prévenir le cumul de feuilles qui bloqueraient éventuellement les conduits. Accessoirement, le filtrage des feuilles peut se faire en aval, avec un système comme celui illustré à droite.

3. Transport vers le stockage

L’acheminement de l’eau de la gouttière à la citerne peut se faire à l’aide de canalisation en aluminium, en acier galvanisé, en PVC ou en cuivre. Assurez-vous qu’aucune soudure de plomb n’est utilisée pour la connexion des composantes.

La canalisation vers la citerne devrait normalement permettre de traiter 32 mm (1¼  pouces) de pluie sur une période de 10 minutes. Pour calculer le débit en question, il suffit de prendre la surface de captage du toit en m² (soit un calcul spécifique qui peut être effectuée par un connaisseur en géométrie de la multiplier par l’épaisseur d’eau (0,032 m) et de diviser par l’intervalle de temps (10 minutes). En bref, si la surface de captage est dénotée S, le tuyau devra permettre un débit Q = 0,0533 x S  en L/s.  Ainsi, pour une surface de captage de 100 m² (i.e. une empreinte au sol de 100 m²), la canalisation devra pouvoir traiter 5,33 L/s (85 GPM). Pour ce débit, un tuyau de 65 à 100 mm (2½ à 4 pouces) de PVC ou de polyéthylène devrait être adéquat.

Il importe de filtrer les feuilles à l’embouchure de la gouttière afin d’éviter d’obstruer la voie d’écoulement, en plus d’empêcher la contamination de l’eau par la décomposition des feuilles dans la citerne.

N’oubliez surtout pas que toute la tuyauterie doit être vidangée avant la période froide pour éviter des bris inopportuns et onéreux.

L'ensemble de nos articles sur la récupération de l'eau de pluie: 

1. Quantité et qualité de l’eau pluviale à récupérer
2. Le système de collecte de l’eau de pluie (1) : le captage, le prélavage, les tuyaux
3. Le système de récupération d’eau de pluie (2) : la citerne
4. Le système de récupération d’eau de pluie (3) : la distribution
5. Le système de récupération d’eau de pluie (4) : le traitement
6. Récupérer l’eau, c’est bien, mais l’économiser, c’est indispensable !