Que penser des toilettes sèches ?

Les résidents de l’éco-village sont des personnes qui ont une certaine prise de conscience quant à l’écologie et le respect de l’environnement… Après en avoir discuté avec l’instigateur du projet, il nous est apparu que les toilettes sèches étaient une alternative à ne pas négliger. Les futurs habitants de l’éco-village ont une réelle démarche de développement durable et par conséquent, les toilettes sèches ne leur apparaissent pas comme un retour « à une époque moyenâgeuse ». Le progrès peut aussi être synonyme d’un retour à des pratiques connues depuis plusieurs siècles.
 
 

 

Il nous est donc apparu intéressant d'intégrer, à la partie "Filière non conventionnelle", une présentation de ce système "ancestral" qui s'intégre pourtant parfaitement au principe de prévention né récemment du concept de Développement Durable. Notre argumentation s'articule de la manière suivante :
 

1. Pourquoi choisir les toilettes sèches ?
2. Les toilettes à litière biomaîtrisée (TLB)
3. Toilettes sèches et idées fausses
4. Avantages et inconvénients
5. Traitement des eaux grises

1. Pourquoi choisir les toilettes sèches ?

L’eau la plus pure est celle que l’on ne pollue pas… En France, pour 1,2 L d’excréments par personne et par jour, 50 L d’eau sont utilisés pour les évacuer. Cela représente 30 à 45 % de la consommation d’eau totale des ménages !
Par ailleurs, l’eau est le milieu où la minéralisation de la matière organique est la plus lente (milieu anaérobie : fermentation). De plus, lorsque les organismes pathogènes sont directement immergés, ils retrouvent un milieu qui leur est favorable (eau de température moyenne) et prolifèrent.

Pour limiter nos rejets en eaux usées, nous pouvons commencer par supprimer l’apport des eaux vannes, en installant des toilettes sèches, dans lesquelles l’eau est remplacée par de la sciure de bois. Pour que les matières organiques retournent dans leur cycle naturel (du carbone et de l’azote), et non dans le cycle de l’eau, la solution la plus simple est le compostage des excréments. En les compostant, ceux-ci deviennent stables et valorisables. 

 

Source :  http://www.atoutconstruction.fr/IMG/jpg/Expo_Toilettes_seches_Ch._Elain_p1.jpg

 
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2. Les toilettes à litière biomaîtrisée (TLB)

 2.1. Description et principe de fonctionnement

Une installation de toilettes à compost (appelée également toilettes sèches ou toilettes sans eau) peut se définir comme un système de recueil des déchets du métabolisme humain fonctionnant sans eau et permettant leur traitement par compostage ou déshydratation.

Le contenu des toilettes sèches (sciure et déjections) est régulièrement porté au compost, et c’est par le principe du compostage que les agents pathogènes sont éliminés. Les eaux usées ne contiennent plus que les eaux grises, qu’il reste à traiter convenablement.

Les toilettes sèches dans lesquelles les urines et les fèces sont mélangées sont appelées toilettes à litière biomaîtrisée. Elles comprennent :

  • Deux seaux inox d’environ 15 litres (permettant d’effectuer des rotations) pour recueillir urines et matières fécales ;
  • Un encadrement en bois avec lunette ;
  • De la sciure de bois (l’idéal est un mélange de sciure et de copeaux de bois : la sciure absorbe les odeurs et les copeaux permettent au compost une bonne aération).

Dans une maison, la toilette à litière biomaîtrisée est la moins chère et la plus simple à mettre en œuvre.

L’utilisation des TLB se fait de manière très simple. Une couche de 5 cm de sciure est déposée au fond du sceau au départ puis une tasse de sciure est ajoutée après chaque visite. Les matériaux comme le sable et la cendre sont à proscrire car ils inhibent l’action des micro-organismes.
Cet apport organique (et non minéral) est indispensable car il apporte le carbone nécessaire à un bon compostage, absorbe l’urine et, par la même, absorbe les odeurs. En effet, il empêche les réactions enzymatiques qui transforment l’urine en ions ammoniacaux puis en ions nitrates et nitrites qui provoquent des odeurs et migrent facilement vers les nappes phréatiques. Un détail important : le blocage des réactions enzymatiques n’a lieu qu’en milieu humide, donc en présence d’urine. C’est la raison pour laquelle on ne peut, en aucune manière, séparer l’urine et la matière fécale (cf. partie « Toilettes sèches et idées fausses » ci-dessous).
 

2.2. La réalisation du compost

A l’extérieur, près de la maison, il faut prévoir un carré à compost installé à même le sol, à l’ombre, avec un robinet d’eau à proximité. 

Les paramètres essentiels dont on doit tenir compte pour réaliser un bon compost sont le rapport C/N (carbone / azote) qui va influencer le bon développement des organismes vivants du compost, l’humidité, l’oxygénation, le pH et la température. Il faut éviter d’exposer le carré à compost au soleil et aux vents dominants, l’humidifier par temps sec et le couvrir en cas de fortes pluie. La matière organique doit être entassée afin que l’oxygène (nécessaire aux champignons humificateurs) puisse y pénétrer. Il ne faut donc ni composter dans un trou, ni couvrir le compost, car cela empêcherait l’oxygénation.

Le processus de compostage se passe en trois phases successives (étapes de maturation du compost) faisant chacune intervenir des processus biologiques dont les acteurs varient selon le stade d’évolution du compost :

Phase mésophile 

Les premiers acteurs du compostage sont des bactéries mésophiles qui ont leur température optimale de croissance entre 30 et 45°C. Ces bactéries vont attaquer rapidement les matières organiques (les sucres simples, acides aminés), en commençant par les éléments les plus fermentescibles comme les déchets de cuisine, les tontes de gazon fraîches et les matières fécales. Il y aura alors une très forte multiplication des microorganismes dont l’activité va provoquer une montée en température progressive, un dégagement important de CO2 et de vapeur d’eau. La température va ainsi monter jusqu’à atteindre 45 °C. C’est alors que les bactéries thermophiles vont progressivement prendre le relais.

Phase thermophile 

Durant cette phase, l’optimum de température des bactéries thermophiles se trouve aux alentours de 60 °C. Elles continuent à attaquer préférentiellement la matière fraîche riche en azote et facilement dégradable. La dégradation des longues chaînes carbonées par ces bactéries va rapidement faire monter la température jusqu’à 70 °C. A cette température, le compost sera hygiénisé, c’est à dire que les germes pathogènes indésirables seront tués par les bactéries thermophiles. Il faut éviter de dépasser les 70 °C au risque de réduire les propriétés fertilisantes du compost, mais ceci arrive rarement dans les tas de petit volume.

Après plusieurs semaines, l’activité bactérienne diminue en même temps que disparaissent les matières tendres dont les bactéries se nourrissent. Le compost entame alors une phase de refroidissement lent.

Refroidissement et maturation 

Lorsque la température baisse, insectes et vers viennent broyer la matière organique (déchiquetage et digestion des particules) et brasser le tas. Interviennent ensuite les champignons humificateurs qui fabriquent l’humus à partir de la cellulose et de la lignine. 

Pendant un an, le contenu des toilettes sèches est déposé sur le carré à compost avec tous les déchets de jardin. Le compost doit être surveillé régulièrement car il ne doit ni être trop sec, ni trop humide. Dans ce dernier cas, de la matière organique sèche végétale comme de la paille peut être ajoutée. La paille permet également d’éliminer plus efficacement les germes pathogènes.
Au bout d’un an, un tas doit être réalisé : une couche de paille est disposée sur le sol puis le contenu du carré à compost est déposé sur cette couche de paille. Les matières les plus fraiches se retrouvent alors au fond. Ce tas est ensuite recouvert d’une couche de paille. Il va évoluer pendant un an sans autre manipulation. 
Le compost ainsi obtenu au bout de 2 ans, convient à tous les usages (potager, espace vert), sans le moindre risque sanitaire.
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3. Toilettes sèches et idées fausses

Les autres systèmes de toilettes sèches

Il existe également des toilettes sèches à dessiccation (déshydratation des urines et/ou des matières fécales par ventilation, brassage mécanique, résistance électrique) ou à séparation de l’urine et des matières fécales.

Ces toilettes sont conçues pour limiter les vidanges :

  • Pour les toilettes à déshydratation : toutes les 6 à 8 semaines pour ceux qui ont un réceptacle intégré, tous les ans pour ceux qui nécessitent un container de compostage sous la cabine des toilettes ;
  • Pour les toilettes à séparation : tous les 2 à 3 mois.

Ces modèles sont adaptés à la ville mais plus coûteux. Ils sont énergétivores et souvent source d’odeurs.

Première erreur dans ces installations : séparation de la matière fécale et de l’urine

Celle-ci est réalisée avant tout pour des raisons de commodité technique : la volonté d’espacer la vidange des effluents. L’urine, facile à stocker dans un réservoir séparé, constitue 90% de la masse de nos déjections. Les fèces desséchées occupent peu de place. Dès le moment où l’urine est évacuée de la toilette par simple écoulement, l’enlèvement du peu de matière solide qui reste peut attendre plusieurs mois. Grâce à cette astuce, l’usage de la toilette sèche s’apparente à celui d’un W-C. L’usager de passage ne voit pratiquement pas la différence. 

Cependant, le prix à payer pour ce confort est plutôt élevé aussi bien au niveau technique et financier qu’au niveau environnemental :

  • Au niveau technique, la séparation de l'urine fait automatiquement émerger le problème des odeurs. En effet, comme nous l’avons vu, l’inhibition des réactions à l’origine des odeurs ne peut se faire qu’en présence d’urine (mélangée à la matière fécale et à la litière). L’élimination de ces odeurs nécessite des solutions complexes et coûteuses. 

  • D’un point de vue environnemental, le compostage interne dans un réservoir situé sous la toilette est impossible à réaliser car les conditions aérobies nécessaires pour un bon compostage ne sont pas réunies. Le véritable compostage se fait sur le sol même, en symbiose avec la faune qui y vit.

  • Enfin, au niveau économique, de telles installations sont chères à l’achat, occupent beaucoup de place et le système de tuyauterie et de ventilation forcée nécessaire pour éviter les odeurs coûte cher à l’utilisation (consomme environ 100 à 200 € d’électricité par an).

Deuxième idée fausse : assimiler les fèces desséchées à de l’humus

Il ne faut pas confondre « compost » et fèces desséchées, qui ne sont pas du tout les mêmes produits. Dès qu’on a séparé les urines, le compostage des matières solides devient problématique. Lorsqu’on mélange ces matières avec de la tourbe, il n’y a, au mieux, qu’une sorte de maturation par dessèchement, mais nullement de la formation d’humus.

Troisième idée fausse : croire que l’urine stockée peut être utilisée dans le jardin, sans nuisances.

L’urine est recueillie dans un réservoir. Grâce à l’action de l’uréase, enzyme capable d'hydrolyser l'urée en ammoniac (NH3) et en dioxyde de carbone, et du fait du caractère acide de la solution, l’azote organique se transforme assez rapidement en ion ammonium (NH4+). Il faut savoir que l'ammoniac est un élément toxique pour les organismes et qu'il est à l'origine de l'odeur caractéristique de l'urine. Compte tenu du fait qu’environ 80 % de l’azote organique contenu dans nos déjections se trouve dans l’urine, on comprend l’importance de son devenir pour le milieu récepteur.
Sous forme ammoniacale, l’azote suit dans la nature le chemin de l’oxydation. Il se forme ainsi des ions nitrites (NO2-) particulièrement toxiques qui s’oxydent en nitrates (NO3-). L’urine stockée dans le réservoir de la toilette devient un concentré d’ammonium contenant des ions nitrites et nitrate, qui peuvent engendrer une pollution des nappes phréatiques si elles sont utilisées dans le jardin.
Sous forme ammoniacale, l’azote s’infiltre encore plus facilement et rapidement dans la nappe phréatique que sous forme nitrique et constitue une pollution particulièrement pernicieuse. Les ions ammonium présents dans le liquide épandu en surface s’oxydent en nitrates. Ceux-ci ont incontestablement un pouvoir fertilisant et agissent comme un engrais chimique, mais d’une manière nuisible, car ils contiennent, en outre, des ions nitreux (NO2-) très toxiques. 

Affirmer donc que les urines stockées et dilués peuvent être utilisés sans nuisances dans le jardin est une position qui ne peut être justifiée que par l’ignorance complète des processus physico-chimiques qui ont lieu dans l’urine stockée et ceux qui régissent la vie du sol. 

Par ailleurs, les constructeurs des toilettes sèches recommandent d’utiliser l’urine stockée en la diluant 8 fois pour l’irrigation des plantes, ce qui va à l’encontre de l’économie d’eau avancée comme avantage des toilettes sèches.  

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4. Avantages et inconvénients

Le système de toilette sèche (TLB seulement) est actuellement le plus simple, le plus économique et le plus écologique qui soit (tableau 2).

 

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5. Traitement des eaux grises

Ne resteront à traiter que les eaux grises. Elles pourront l’être grâce à une des deux techniques exposées précédemment en adaptant la surface de traitement compte tenu du volume plus faible des effluents à traiter. La charge polluante sera beaucoup moins importante et le traitement n’en sera que simplifié.


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