Dimensionner sa cuve

Avant d’effectuer l’installation d’un dispositif de récupération et de valorisation d’eau de pluie, vous devez déterminer la capacité de votre future cuve.

Pour déterminer cette capacité, vous allez déterminez au préalable la quantité d’eau de pluie que votre toiture peut capter (l’Offre) sur une période de 12 mois en fonction des données météorologiques de votre région, du type et de la forme de votre toiture et d’un coefficient de perte spécifique à ces derniers.

Une fois l’Offre quantifiée, vous devez calculer vos besoins en eau de pluie (la Demande) en fonction de votre consommation d’eau de ville.

La Demande calculée, vous déterminez la capacité de la cuve par rapport à celle-ci et à un nombre de semaines d’autonomie sans pluie.

1 - Déterminons l'Offre

Offre (m³) = Surface de captage (m²) x Hauteur des précipitations (mm) x Coefficient de perte

Surface de captage autrement dit la surface de votre toiture.
En général, il s’agit du toit des maisons et plus précisément des toitures inaccessibles, car avec les autres surfaces, il y a un risque de pollution (sablage d’hivers, hydrocarbure, cadavres d’animaux…).

La surface de captage est la projection horizontale de votre toiture au sol.

Hauteur des précipitations
Des valeurs moyennes mensuelles et annuelles par région et/ou localité sont données par Météo France. Dans le département du Nord, la hauteur des précipitations atteint 800 mm/an en moyenne. Sur la période de septembre 2018 à septembre 2019, les chiffres montrent une très forte baisse des hauteurs : 603 mm. Ce qui explique pourquoi l’Arrêté de sécheresse dans notre département a été reconduit jusqu’au mois de novembre.

Coefficient de perte
Il découle de différentes causes comme le type et la forme de votre toiture (tuiles, ardoises, toit en pente, toit ondulé, toit plat), l’évaporation mais aussi par le fait que toute l’eau ne sera pas recueillie entièrement par la cuve (s’il pleut trop longtemps et que votre cuve arrive au niveau maximal de sa capacité, le surplus d’eau sera évacué par le trop plein).

En moyenne, il est défini comme suit :
Avec un toit en matière dure (tuile, ardoise...) en pente : 0.9
Avec un toit ondulé en pente : 0.8
Avec un toit plat (aussi appelé toit terrasse) : 0.7

Plus le coefficient de perte est faible plus les pertes sont importantes.

Nous pouvons donc écrire que :

L’Offre = 135 x 800 x 0.7 = 75600 m³ soit 75.6 m³

Le calcul de l’Offre permet de mettre en évidence si votre toiture est capacitaire ou non par rapport à vos besoins (Demande).

2- Déterminons la Demande

Pour cela, relevez les index de consommation d’eau de ville sur vos deux dernières factures semestrielles d’eau fournies par votre distributeur et additionnez les.

La réglementation est définie par l’Arrêté du 21 aout 2008 relatif à la récupération de l’eau de pluie et à son usage à l’intérieur et à l’extérieur des bâtiments.

Dans le cadre de cet arrêté, les seuls usages autorisés sont :
• Usages extérieurs (arrosage, lavage des véhicules, etc.);
• Alimentation des chasses d’eau de WC et lavage des sols;
• À titre expérimental, lavage du linge, sous réserve d’un traitement adapté de l’eau de pluie.

Les usages interdits de l'eau de pluie sont notamment : la boisson, la préparation des aliments,le lavage de la vaisselle et l'hygiène corporelle.

L’eau de pluie peut donc remplacer l’eau de ville aux postes suivants :
Les toilettes à hauteur de 20 %
Le lave-linge 13 %
Les robinets extérieurs pour l’arrosage des potagers et des pelouses, le nettoyage des sols, des murs et des véhicules 12 %

Soit au minimum 45% de votre consommation d’eau de ville.

Nous pouvons donc écrire que :

La Demande = 45% de la consommation d’eau de ville = 145000 x 45% = 65250 litres soit 65.25 m³

Ainsi, notre couple avec ses deux enfants ayant une consommation d’eau de ville de 145 m³/an pourra économiser 65 m³ d’eau potable.

Dans notre exemple, l’Offre est supérieure à la Demande. Une certaine quantité d’eau de pluie sera donc évacuée par le trop-plein de la cuve durant les cycles de pluie.

A l’inverse, si l’Offre est inférieure à la Demande, il sera nécessaire d’injecter régulièrement de l’eau de ville dans la citerne afin de maintenir un niveau minimum dans celle-ci.

Nota : le coefficient O/D est important dans le choix de vos matériels constituant votre future installation.

Les différents gestionnaires d’eau de pluie APW permettent de faire face à tous les cas de figure.

3- Déterminons la capacité de la cuve

L’approche la plus courante est de déterminer le volume de la cuve selon une autonomie déterminée (en général de 3 semaines) par rapport à un besoin annuel en eau de pluie. Ce calcul avec cette autonomie n’est pas assez précis et très loin du besoin.

Pour preuve :

La Demande de notre famille est de 65000 litres par an d’eau de pluie, soit une consommation moyenne arrondie à 5417 litres par mois. Si l’on effectue le calcul suivant :

Ce qui correspond à : (65 x 3) / 52= 3.75 m³ ... soit une cuve de 4000 l

Avec ce calcul, il est impossible de suivre la Demande mensuelle. De plus si le rapport O/D (O < D) est inférieur à 1, la cuve ne pourra pas optimiser le captage de la toiture. En effet une capacité de stockage trop faible ne permet pas de profiter au maximum de l’eau provenant de la toiture lors d’épisodes de pluie soutenus ou répétitifs, en l’évacuant directement vers le puits de perte.

Mes retours d’expérience, démontrent qu’une autonomie comprise entre six et huit semaines correspond plus à la réalité.

Si l’on reprend le calcul : (65 x 6) / 52 = 7.5 m³ ... soit une cuve de 7500 litres.

Avec une cuve de cette capacité, la Demande mensuelle est assurée, l’excédent d’eau de pluie rejeté au trop plein maitrisé (permettant des débordements réguliers afin d’évacuer les impuretés en suspension) et le volume d’eau de ville injecté lors de période de manque d’eau, relativement faible.

Ainsi pour notre exemple, le volume serait de 7200 litres pour une cuve en béton ou 7100 litres pour une cuve plate en PEHD

La capacité de la cuve déterminée, il ne reste plus qu’à notre famille de choisir entre une cuve en béton armée ou une cuve en Polyéthylène Haute Densité (PEHD).

Mais comment faire son choix ?