Bilan

 

Bilan

 

La problématique de l'eau étant cruciale à l'heure actuelle, les bâtiments d'utilité publique se doivent de mettre en place des solutions concrètes visant à réduire leur consommation excessive en eau. C'est dans ce cadre que s'est inscrit notre travail de Bureau d'Etudes Industrielles. Même si la législation française ne permet toujours pas de récupérer les eaux pluviales afin d'alimenter les sanitaires des bâtiments publics tels que les hôpitaux ou les écoles, nous avons choisi de se conformer à la réglementation allemande. La récupération des eaux pluviales est donc le fil directeur de cette analyse environnementale et son étude s'est découpée selon deux grands axes : une première partie plutôt technique de mise en place des éléments du système et du réseau, et une seconde partie de simulation numérique sur le logiciel EPANET.

L'objectif principal de cette étude est de tester la viabilité du système que nous avons dimensionné. En effet, il s'agit de simuler sur une année complète, contenant un premier mois de remplissage de la cuve sans demande, le fonctionnement du système. Ainsi, les jours où la cuve est vide et où le recours à l'eau potable est obligatoire sont mis en lumière. En outre, des améliorations sont également présentées.

Les résultats que nous avons obtenus sont complets et concluants. Dans un premier temps, nous avons fixé les règles du jeu, c'est-à-dire le bâtiment hospitalier ciblé ainsi que la demande en eau pour les sanitaires que nous devions satisfaire. Des recherches ont permis de bâtir un plan représentatif d'un bâtiment hospitalier actuel moyen de trois étages, muni de trois services distincts comportant 20 chambres chacun, ainsi que d'un rez-de-chaussée d'accueil et servant également d'administration. Par suite, le calcul de la consommation en eau moyenne nous a contraint à choisir dès le début de l'étude le système de chasse d'eau. En effet, une forte économie étant réalisée avec des chasses double-poussoirs 6 - 9 L pour les petites et grosses commissions, nous avons envisagé leur mise en place dans l'ensemble des sanitaires de l'hôpital. Par ailleurs, nous recommandons l'affichage de documents explicatifs à destination des patients au-dessus des toilettes afin de ne pas gaspiller l'eau.

Dans un deuxième temps, la mise en place du système de façon théorique en envisageant plusieurs alternatives souligne l'importance d'un dispositif spécifique. En effet, la cuve souple de rétention des eaux pluviales de 50 m3 sera placée en sous-sol du bâtiment hospitalier de trois étages, et non enterrée. Plusieurs gaines techniques seront disposées dans l'hôpital en vue de desservir au mieux les sanitaires ainsi que de faciliter la récupération des eaux pluviales sur la terrasse grâce à des siphons. Enfin, un ballon de 500 L sera placé dans un local prévu à cet effet sur la terrasse. Par conséquent, la pompe se déclenchera seulement 5 fois par jour environ pour remplir le ballon et non à chaque fois qu'un usager tire la chasse. Le traitement à établir prévoit filtrations, traitement aux ultra-violets et chloration afin de se placer au plus près des exigences sanitaires d'un hôpital. Aucun risque bactériologique n'est alors envisageable. Le coût estimé de l'ensemble de ce dispositif, hors maintenance et produits tels que le chlore ou le charbon actif, est d'environ 16 000 €.

Enfin, les résultats de nos simulations offrent des conclusions intéressantes : le dispositif que nous avons dimensionné est tout à fait viable. Nos simulations concernent une année bissextile et proposent une mise en service d'un mois où la cuve se remplit sans demande. Ce mois reste plausible dans le sens où l'hôpital ne démarre pas ses activités dès la fin de la construction du BTP. Dans le cas préconisé par le binôme 1, avec 1005 m² de panneaux solaires sur la terrasse, une économie de 600 € par an, en comptant les coûts de l'assainissement des eaux rejetées dans les égouts, est réalisée. Le retour sur investissement est de 26 ans : le système mis en place n'est donc pas rentable. De plus, la période de sécheresse importante se situe de mi-juin à mi-octobre. D'autres cas ont été étudiés, comme notamment la construction d'un bâtiment de 2 étages au lieu de 3 ou encore un taux d'occupation des lits de 80 % au lieu de 100 %. Les économies réalisées sont alors de 1020 € et 800 € respectivement par an. Ces alternatives sont donc intéressantes mais toujours pas rentables. Le taux d'occupation notamment doit être pris en compte pour calculer un retour sur investissement plus proche de la réalité puisqu'un hôpital n'est pas toujours complet. Enfin, une simulation supplémentaire sous EPANET montre qu'il faudrait une surface de 2020 m² de panneaux solaires pour pouvoir alimenter tous les jours de l'année les sanitaires avec de l'eau pluviale. Dans ce cas, le retour sur investissement serait d'une dizaine d'années seulement. Cette solution nous semble alors être la plus appropriée dans le cadre de notre étude sur la réduction de la consommation en eau de l'hôpital. En outre, le bilan financier serait neutre, il n'y aurait ni perte ni gain. Le maître d'oeuvre devrait donc envisager de mettre à contribution cette surface afin de construire un hôpital encore plus respectueux de l'environnement. Cependant, les eaux de parking, comme nous avions pensé lors de l'avant-projet, ne sont pas utilisables avec les traitements décrits dans cette étude. Elles sont donc à proscrire car trop chargées.

De plus, la dimension environnementale de la récupération des eaux pluviales n'est plus à prouver. En effet, l'utilisation de ces eaux permet de ne pas décharger de façon excessive les nappes phréatiques ainsi que de ne pas surcharger les réseaux d'eaux usées en cas de fortes pluies. Les avantages évidents de cette récupération ainsi que la poussée des pays de l'Union Européenne comme l'Allemagne qui préconise l'utilisation des eaux pluviales dans les bâtiments d'utilité publique devrait permettre d'ici quelques années la légalisation de tels ouvrages.

 

 

D'un point de vue plus personnel, ce travail de longue haleine qui clôt nos années d'étude à l'ENSEEIHT nous a permis de développer un large panel de connaissances et d'aller toujours plus loin dans les enseignements dispensés par l'école. En effet, nous avons dû accroître nos compétences dans les domaines variés du BTP, de l'hydraulique, des traitements ou encore de la simulation numérique. Nous avons particulièrement apprécié la dualité de notre travail avec une étude théorique puis une simulation qui a confirmé nos dimensionnements. Le bémol que nous souhaitons dégager concerne la simulation avec le logiciel EPANET dont la principale faiblesse est l'absence d'exportation des données numériques. Nous avons donc dû recopier jour par jour les 366 résultats de hauteur d'eau dans la cuve sur un tableur, et ce pour chaque simulation, afin de permettre la création de graphes de comparaison. A ce titre, des simulations sur plusieurs années semblaient trop contraignantes. Néanmoins, le BEI restera une expérience proche de la réalité du travail et hautement bénéfique en terme de compétences, de connaissances, de travail en groupe et en binôme mais aussi d'autonomie.

 

 


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