Récupération de l’eau CARTON et AHMAD HANAFIAH

Rapport de projet tuteuré :

Récupération de l’eau

| C A R T O N H é l è n e | A H M A D H A N A F I A H S h a h i r u l | 2 0 1 3 / 2 0 1 4

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SOMMAIRE

I. INTRODUCTION 2

II. SOLUTIONS 3

SOLUTION 1: MISE EN PLACE DE DEBITMETRES 3 SOLUTION 2 : REUTILISATION DE L’EAU DE PLUIE 4 SOLUTION 3 : COMMUNICATION AUPRES DES GENS 11

III. CONCLUSION 14

IV. BIBLIOGRAPHIE 15

V. ANNEXE 16

LISTE DE FABRICANTS : POUR LA SOLUTION 2 : « REUTILISATION DE L’EAU DE PLUIE » 16 PHOTOGRAPHIE DU POSTER : POUR LA SOLUTION 3 : « COMMUNICATION AUPRES DES GENS » 17 ETIQUETTES DU DEMI-GRAND : POUR LA SOLUTION 3 : « COMMUNICATION AUPRES DES GENS » 18

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I. INTRODUCTION

L’institut universitaire de technologie (IUT) consomme en moyenne 4 200 m3, par an pour

un coût de 10 000€. Le département chimie est l’un des sites qui consomme le plus, c’est pour cela qu’il est intéressant d’agir sur la consommation d’eau, afin d’agir sur un point vue économique mais surtout sur un point de vue écologique. En effet l’eau utilisée pour nos expériences est rejetée directement à l’égout, alors qu’elle est propre vu qu’on s’en sert juste pour les réfrigérants.

L’objectif de notre projet tutoré est d’essayer de trouver des solutions liées à la consommation de l’eau, afin de réduire celle-ci. Pour cela on a d’abord identifié les sites qui consomment le plus d’eau au semestre 3, afin de trouver des solutions possibles lors du semestre 4. C’est pour cela qu’on s’est intéressé au demi-grand et aux laboratoires de chimie organique pour les mesures effectuées au semestre 3 mais on a essayé de trouver des solutions de façons générales pour le semestre 4.

Les mesures réalisées au semestre 3 nous permis de trouver que l’IUT Chimie consomme environ 2 559,26 m3, avec les travaux pratiques de chimie organique et génie chimie, par an, soit environ 61 % de la consommation de l’IUT ; ce qui est énorme. C’est pour cela qui était important de trouver des solutions efficaces, afin de réduire cette consommation.

C’est ainsi que dans cette deuxième partie du projet on part à la recherche de solutions ef-ficaces, afin de réduire notre consommation d’eau. Cependant nos recherches resteront que de façons théoriques puisque nous n’avons pas le temps et les moyens pour l’instant de les mettre en pratiques.

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II. SOLUTIONS Solution 1: Mise en place de débitmètres

Cette première solution répond au problème remarqué lors de notre étude de cas au semestre 3, sur le TP « l’évaporateur à double effet ». On avait constaté que quel que soit la position de la vanne n ° 32, on avait presque les mêmes débits d’eau de sortie des réfrigérants et par la même occasion les mêmes températures de refroidissement à la sortie de ces réfrigérants. C’est pour cela qu’on a pensé à mettre des débitmètres à la sortie des vannes des réfrigérants afin de réduire la consommation d’eau au demi-grand. D’où cette petite étude de prix ci-dessous :

Débitmètre Prix Spécification Site

Débitmètre LZB-

15s

18,54 EUR

Matériau : Verre, acier inoxydable, plastique

Poids : 119g

Gamme : 100 à

1000 L/H

http://www.sourcingmap.fr/style-tube-gris-l39eau-claire-mesure-debit-debitmetre-p-137184.html

Débitmètre Prix unitaire Quantité Prix total

Débitmètre LZB-15s 18,54€ 10 185,50€

Remarque : On a choisi ce débitmètre, car c’est celui qui reste le plus efficace pour faire passer de l’eau et a plus petit prix. La mise en place de débitmètres permettra de réguler le débit d’eau au niveau des sorties d’eau, ce qui permettra de diminuer notre consommation d’eau. Après cette mise en place on pourra faire des tests afin de mettre en place des débits efficaces lors des TP : à partir d’une étude thermique on pourra voir quel débit imposer pour chaque TP, tout en vérifiant que ce débit garde de bonne condition thermique à la sortie des réfrigérants.

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Solution 2 : Réutilisation de l’eau de pluie

a) Principe :

Cependant cette première solution réduira qu’un tout petit peu cette consommation d’eau

et qu’au demi-grand, c’est pour cela qu’on a pensé à notre deuxième solution : à réutiliser l’eau de pluie. Ainsi l’eau de pluie permettrait d’alimenter les toilettes de l’IUT et l’eau des réfrigérants pour le demi-grand, ce qui permettrait d’économiser la consommation d’eau. Schéma d’installation : pour une habitation.

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Schéma du principe de fonctionnement :

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Remarque : On pourrait réaliser cette installation du côté du bâtiment du demi-grand, puisqu’il y a suffisamment de place ou entre les bâtiments des laboratoires et celui des cours. Ainsi on pourrait alimenter le demi-grand et les bâtiments des TP. Principe : L’utilisation d’eau de pluie s’effectue dans des conditions bien précises dans les

bâtiments : il faut de bonnes conditions d’installation, d’entretien et de surveillance des

équipements pour la récupération et l’utilisation. C’est pour cela qu’il y a certaines règles à

respecter :

Remarque : quelques précisions supplémentaires sur ce principe avec des images de certains détails pour :

- l’installation de grilles anti-moustiques et d’une crapaudine en haut de chaque descente

de chaque descente de gouttière acheminant l’eau vers le stockage.

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Photo de grilles anti-moustiques : Photo crapaudine :

- le dispositif pour filtrer les feuilles provenant du toit et d’une crépine sur le boyau d’aspira- tion à laquelle est maintenu entre deux eaux, à l’aide d’un flotteur, pour éviter le prélèvement des sédiments accumulés au fond du réservoir (voir schéma ci-dessous qui fait référence au point 4 du principe de la récupération eau).

Remarque : sur quelque point auquel on doit se pencher :

- il est interdit de raccorder le réseau d’eau de pluie récupérée au réseau d’eau destinée à la consommation humaine (les deux réseaux doivent être bien distinguables et une disconnexion physique entre les deux réseaux (type surverse), afin d’éviter toute rétro contamination, dans le cas où l’eau potable est utilisée en appoint du système de récupération d’eau). Photo de réseau type surverse :

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- l’installation d’un compteur d’eau relié à la cuve de récupération d’eau de pluie obligatoire. - Un accès facile aux réservoirs, une étanchéité vérifiable en tout temps, un accès sécurisé

aux réservoirs, une filtration inférieure ou égale à 1 mm placée en amont de la cuve et une plaque de signalisation posée à proximité de tout robinet de soutirage d’eau de pluie (la plaque comporte la mention « eau non potable » et un pictogramme explicite). Photo d’un pictogramme et de la plaque :

- Pendant l’été, il y a risque de prolifération de bactéries dans l’eau contenue dans la cuve :

on aura alors la présence d’algues qui bouchera et encrassera les tuyaux de canalisation, c’est

pour cela qu’il faut aussi prévoir un système de traitement des eaux en aval de notre système de

récupération d’eau de pluie (afin d’enlever le plus d’impuretés). La solution pour traiter cette eau

serait d’inclure un traitement UV afin d’éliminer les microorganismes et un filtre très fin pour les

particules fines (ces dernières peuvent être traitées à l’aide d’un filtre au charbon actif ou par os-

mose inversée.

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b) Economie :

Cette partie permet de voir la quantité d’eau qu’on pourra économiser mais aussi comparer

cette économie par rapport à des projets concrets de récupération d’eau chez l’habitant. Pour cela on a besoin de calculer la quantité d’eau récupérable au demi-grand, à partir de l’équation ci-dessous et la connaissance quelques petits paramètres :

Or ici on a un toit plat au demi-grand, c’est pour cela qu’on prendra un coefficient de perte

de 0,60. De plus on estime, d’après les relevés des précipitations annuelles de Besançon, une pré-cipitation de 1 186,9 mm et on a une superficie de 396 m2 (soit 18m*22m).

Par le calcul, on a obtient une quantité de 282 007,44 L/an (soit 282 m3/an) d’eau de pluie récupérable. Tableau : Relevé de la précipitation annuel à Besançon

Exemple de prix économisé sur la facture :

Remarque : On a estimé, lors du semestre 4, une consommation d’environ 2 559,26 m3, avec les travaux pratiques de chimie organique et génie chimie, par an, à l’IUT Chimie. Donc si on prend comme hypothèse que notre système de récupération d’eau de pluie représente environ 1/3 de la facture d’eau, on aura une économie d’environ 853 m3 par an. De plus le prix moyen du mètre cube d’eau à Besançon est de 2,42€/m3, on aura alors une économie de 2 064,26 €/an.

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Remarque : Après avoir calculé la quantité d’eau de pluie récupérable, on peut calculer le volume de la cuve à acheter :

Le volume de la cuve serait ici d’environ 16 m3 (V = 282 007,44*3/52 = 16 269,66 L). Exemple : Avec une maison classique :

Remarque : Le coût d’un système de récupération d’eau de pluie avec cuve enterrée est de l’ordre de 4 000 à 6 000 €TTC pour une installation complète (pose et main-d’œuvre incluses), chez l’habitant. C’est pour cela que si on veut réaliser ce projet on aura besoin d’aides et de subven-tions. Bilan : Cette solution de récupération d’eau est très avantageuse puis que d’après nos estimations, on pourrait récupérer 282 m3/an d’eau de pluie et réaliser une économie de 2 064,26 €/an. On constate également que pour une installation complète chez l’habitant cela lui revient entre 4 000 à 6 000 €TTC pour une cuve d’environ 6 m3 : notre installation reviendrait alors vers les 13 333 €TTC (prix = 16 m3*5 000€ /6 m3 = 13 333 €). Certes c’est un grand investissement mais il serait rentabilisé d’ici 6 ans et demi (temps = 13 333€*1 an/2064,44€ =6,46 ans), c’est pour cela qui se-rait intéressant de mettre au point ce projet et trouver des subventions.

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Solution 3 : Communication auprès des gens But : Cette troisième solution consiste à réaliser une prévention auprès des étudiants. Cette solu-tion est importante, puisque les étudiants sont les premiers à consommer l’eau en tant qu’étudiants mais aussi en tant que futurs chimistes, c’est pourquoi si on veut diminuer notre con-sommation d’eau il est important de leur montrer qu’il faut limiter le gaspillage de l’eau. Moyen : Cette prévention s’est déroulée en deux temps : tout d’abord lors des portes ouvertes de l’IUT de Besançon, puis à l’aide de petites fiches au demi-grand sur la consommation d’eau pour chaque TP. Première étape : Avant les portes ouvertes on a réalisé un poster de format A0, pour montrer aux gens notre travail sur notre projet tutoré : notre poster se composait en deux parties, la première partie montre la partie mesure (comment on a mesuré nos débits et la consommation d’eau con-sommée au demi-grand et aux laboratoires de chimie organique) ; la seconde partie dévoile les solutions envisagées. Lors des portes ouvertes on a pu interagir avec les visiteurs sur notre projet : cela nous permis de voir directement avec les gens et de leur montrer que les chimistes pensent aussi à l’environnement. Photographie du poster réalisé :

Deuxième étape : Elle consiste à montrer aux étudiants sur chaque TP au demi-grand la quantité d’eau qu’ils consomment sur chaque TP en fonction du temps qu’ils manipulent : pour cela on a réalisé des étiquettes pour chaque TP qu’on placera aux endroits qui correspond ; par exemple on en a mis un au-dessus de chaque lavabo au demi-grand, afin de faire réaliser aux étudiants qu’ils doivent diminuer le débit d’eau pour la vaisselle : on aura ainsi une diminution de la quantité d’eau consommé.

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Photographies d’étiquettes réalisées : Tp d’osmose inverse:

Tp de rectification propanol/méthanol:

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Tp Solvay: Vaisselle :

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III. CONCLUSION

Nos solutions pour diminuer la consommation d’eau se décomposent en trois solutions : dont la mise en place de débitmètre et la réutilisation d’eau sont des solutions à l’état de projet (solution hypothétique) contrairement à notre dernière solution sur la communication auprès des gens qui a été réalisé en deux étapes : lors des portes ouvertes et lorsque chaque étudiant va en tp de génie chimique. Même si ces dernières et premières solutions restent simples, elles en demeu-rent pas moins importantes. On avait constaté à la fin du semestre 3 que l’IUT Chimie consomme environ 2 559,26 m3, avec les travaux pratiques de chimie organique et génie chimie, par an, soit environ 61 % de la con-sommation de l’IUT et c’est énorme. C’est pour cela qu’on a pensé à notre deuxième solution qui est une solution assez radicale et onéreuse mais efficace et rentable à long terme, puisqu’on réa-lise une économie de 2 064,26 €/an, au bout de 6 ans et demi, en récupérant 282 m3/an d’eau de pluie. Mais pour voir notre solution mise en place il faut encore trouver de l’aide et des subven-tions et la validation de notre projet auprès de l’administration et l’accord de la mairie.

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IV. BIBLIOGRAPHIE Sites : http://www.sourcingmap.fr/style-tube-gris-l39eau-claire-mesure-debit-debitmetre-p-137184.html Ce site nous donne un lien direct pour acheter le débitmètre choisi ainsi que des informations concernant celui-ci. http://www.ekopolis.fr/search/luceneapi_node/RECUPERATION%20DE%20L%27EAU%20DE%20PLUIE?type[ressource]=ressource http://www.ekopolis.fr/ressources/fiche-pratique-la-recuperation-de-leau-de-pluie C’est deux sites ci-dessus nous ont permis de récolter des informations concernant la deuxième solution : « La récupération de l’eau » et son impact économique. http://www.ecohabitation.com/guide/fiches/systeme-recuperation-eau-pluie-4-traitement Ce site nous explique du début jusqu’à la fin la récupération et le traitement des eaux de pluie et de façon plus schématique et explicit.

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V. ANNEXE

Liste de fabricants : pour la solution 2 : « Réutilisation de l’eau de pluie »

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Photographie du poster : pour la solution 3 : « Communication auprès des gens »

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Etiquettes du demi-grand : pour la solution 3 : « Communication auprès des gens »

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