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RÉSUMÉ
Dans un contexte international de problème d'accessibilité à l'eau, le développement de solutions de recyclage des eaux usées s'est accru. Ces eaux recyclées, appelées eaux grises, remplacent l'eau potable dans des applications où la qualité de l'eau n'est pas hautement nécessaire (comme l'irrigation agricole, les nappes souterraines, l'arrosage de jardin, la protection incendie, etc). Dans cet article, les eaux grises sont abordées à grande échelle, et ce, dans le but de démontrer l'intérêt de ce projet. Les flux et la composition des eaux grises brutes sont étudiés, ainsi que la législation en vigueur en France et en Europe, puis les différents procédés de traitements disponibles à ce recyclage et leur coût.
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Within the international context of water accessibility issues, there has been an increase in the development of waste water recycling. This recycled water, also known as grey water, replaces drinking water in applications where water quality is not highly essential (such as in agricultural irrigation, groundwater, garden watering, firefighting, etc.). This article provides an extensive presentation of grey water in order to demonstrate the interest of this project. TIt successively studies the flux and composition of raw grey water, the legislation in force in France and in Europe as well as the various available recycling processes and their cost.
Auteur(s)
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Fanny HOURLIER : Docteur en génie des procédés, Centre scientifique et technique du bâtiment, Nantes
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Catherine FAUR : Professeur, université de Montpellier 2
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Claire GÉRENTE : Maître-assistante, École des mines de Nantes
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Abdel LAKEL : Docteur, Centre scientifique et technique du bâtiment, Nantes
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Anthony MASSÉ : Maître de conférences, université de Nantes
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Pascal JAOUEN : Professeur, université de Nantes
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Pierre LE CLOIREC : Professeur, directeur de l'École nationale supérieure de chimie de Rennes
INTRODUCTION
La ressource mondiale en eau, bien que globalement abondante, est très inégalement répartie sur la planète. Alors que le volume total d'eau douce terrestre est estimé à 41 600 milliards de mètre cubes, moins de 1 % est disponible pour l'homme . Actuellement, les zones arides et désertiques, ainsi que certaines régions tempérées mais très densément peuplées, subissent un épuisement progressif de leurs réserves. On assiste, de plus, à une forte augmentation des besoins en eau, due à l'utilisation massive de l'irrigation, à l'accroissement conjugué de la population mondiale et de la consommation de chaque individu. Ainsi, la pression globale exercée sur la ressource disponible s'accroît. Cette dernière était, en 1970, de 14 000 m3 par personne et par an, contre 8 000 m3 en 2008 .
Ce contexte de problèmes récurrents d'accessibilité à l'eau a conduit, entre autres, au développement de solutions de recyclage des eaux usées. Elles permettent de réduire les prélèvements effectués sur la ressource pour subvenir aux besoins des populations. En effet, les eaux recyclées sont substituées à l'eau potable dans des applications pour lesquelles une moindre qualité est suffisante. Les eaux recyclées peuvent être utilisées dans des domaines aussi variés que l'irrigation agricole, la recharge de nappes souterraines, l'arrosage de jardins ou la protection incendie. Les pays ayant déjà une large expérience du recyclage des eaux grises à différentes échelles sont sans conteste les États-Unis et l'Australie, où les eaux recyclées sont principalement utilisées dans l'agriculture, et le Japon, où la réutilisation des eaux usées épurées est obligatoire dans certaines régions, dans les immeubles dont la surface habitable est supérieure à 30 000 m2. Dans une moindre mesure, l'Allemagne et le Royaume-Uni développent actuellement des projets à l'échelle de petits quartiers résidentiels.
Le présent article tente d'aborder le domaine des eaux grises dans sa globalité. Il convient ici de ne pas se limiter au périmètre géographique de la France, mais bien d'inscrire cette démarche à l'ensemble des régions du monde ayant un déficit quantitatif et qualitatif de ressource en eau. Ainsi, seront abordés :
-
les flux et la composition des eaux grises brutes ;
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la législation en vigueur en France, en Europe et dans les autres pays ;
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les traitements pour un recyclage ;
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le coût de tels traitements.
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Législation relative au recyclage des eaux usées
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1. Flux et composition des eaux grises
Les eaux grises (EG) sont définies comme étant les eaux résiduaires domestiques (ERD) à l'exclusion des eaux contenant l'urine et les matières fécales, qui sont elles appelées « eaux noires » (EN). Ainsi, il convient d'intégrer dans cette définition les eaux provenant principalement des baignoires, des douches et des effluents de machines à laver le linge.
Il faut noter cependant que dans certaines publications, les eaux de cuisine sont intégrées dans les eaux grises.
Le choix d'un type de procédé de recyclage des eaux grises, ainsi que son dimensionnement, sont fonction de trois facteurs principaux :
-
les flux et la composition de l'effluent à traiter ;
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le périmètre d'application du procédé : dans le cas d'un recyclage in situ, cette zone peut être celle de l'habitation individuelle ou collective, voire du quartier ;
-
l'application à laquelle est destinée l'eau recyclée, et donc la qualité d'eau recyclée exigée.
Dans l'approche proposée, l'échelle d'application du procédé est définie au niveau d'une habitation individuelle ou d'un petit collectif, en vue d'une réutilisation des eaux grises principalement dans les sanitaires ou des usages de jardins. Il est donc primordial de connaître les quantités et les caractéristiques des effluents à traiter. Ce paragraphe vise donc à déterminer les volumes moyens d'eaux grises produits par personne et par jour, et à établir une caractérisation moyenne des eaux grises, et ce malgré la très grande variabilité de ce type effluent.
1.1 Volumes d'eaux usées domestiques
La quantité totale d'eaux usées domestiques produites chaque jour par personne varie très fortement en fonction de l'emplacement géographique, des modes de consommation, de la saison, etc. La figure 1 schématise les volumes d'eau domestique utilisés quotidiennement par personne et par type d'application dans sept pays. On note la variabilité suivant les pays. Par exemple, les applications secondaires (lave-vaisselle, arrosage des jardins, remplissage des piscines) représentent le principal poste de consommation dans certains pays (États-Unis, Australie). Dans les autres pays pris en compte, les postes les plus importants sont les chasses d'eau (20 à 43 %) et les salles de bain (28 à 43 %).
Le calcul de la consommation...
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Flux et composition des eaux grises
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - AQUASTAT - * - Système d'information de l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture accédé le 02/05/2010 http://www.fao.org/nr/water/aquastat/data/query/index.html.
-
(2) - CNRS : Centre National de la Recherche Scientifique - L'eau douce : une ressource précieuse - . Dossiers scientifiques du CNRS : accédé en ligne le 02/05/2010 http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/doseau.
-
(3) - US-EPA (US Environment Protection Agency) - Water on tap : what you need to know. - Consulté le 08/03/2010, Office of Water, EPA 816-K-09-002 (2009) http://www.epa.gov/safewater.
-
(4) - SURENDRAN (S.), WHEATLEY (A.D.) - Greywater reclamation for non-potable reuse. - J. Chart. Inst. Water Environ. Manag., 12, p. 406-413 (1998).
-
(5) - HAIDER (W.), RASID (H.) - Eliciting public preferences for municipal supply options. - Environ. Impact Assess. Rev., 22, p. 337-360 (2002).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Caractérisation des boues – Détermination de la teneur en matière sèche et de la teneur en eau - NF EN 12880 - 2000
-
Traitement des eaux usées – Vocabulaire - NF EN 1085 - 2007
-
Qualité de l'eau – Dosage des matières en suspension par filtration sur filtre en fibres de verre - ISO 11923 - 1997
-
Eau, qualité, essai des eaux, demande chimique en oxygène - ISO 6060 - 1989
-
Qualité de l'eau – Détermination de la turbidité - ISO 7027 - 1999
-
Qualité de l'eau. Dosage des agents de surface. Partie 1 : dosage des agents de surface anioniques par mesurage de l'indice au bleu de méthylène (indice SABM) - ISO 7875-1 - 1996
-
Qualité de l'eau. Détermination de la conductivité électrique - ISO 7888 - 1985
-
...
1.1 OMS (Organisation mondiale de la santé)
WHO Guidelines for drinking-water quality http://www.who.int/water_sanitation_health, 3e édition, 2006
HAUT DE PAGE
Loi 2006-1772, loi sur l'eau et les milieux aquatiques – Journal officiel de la République française du 31 décembre 2006, rectificatif JORF du 20 janvier 2007 et loi 2010-788 du 12 juillet 2010.
Arrêté du 21 août 2008 relatif à la récupération des eaux de pluie et à leur usage à l'intérieur et à l'extérieur des bâtiments, Journal officiel de la République française du 29 août 2008.
Code de la santé publique, titre II : sécurité sanitaire des eaux et des aliments, chapitre Ier : eaux potables, section 1 : eaux destinées à la consommation humaine à l'exclusion des eaux minérales naturelles, articles R-1321-1 et suivants, article R-1321-54 et suivants.
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