Dispositif propre à l'hôpital

 

Dispositif propre à l'hôpital pour la

récupération des eaux pluviales

 

On s'intéresse à la récupération des eaux pluviales sur le site de l'hôpital fictif du chemin de Fenouillet à Toulouse. Cette région connaît des périodes sèches pouvant aller jusqu'à 23 jours. L'hôpital étudié possède un toit plat. Le dispositif général est donc modifié.

 

MODIFICATIONS APPORTEES

Terrasse

Pour pouvoir installer sur le toit de l'hôpital le mécanisme d'ascenseur et les ventilations des sanitaires et permettre une maintenance aisée, le toit du bâtiment est plat. C'est pourquoi les eaux pluviales ne sont pas récupérées via des gouttières mais grâce à des siphons (voir figures 1, 2 et 3). Etant donnée l'absence de gouttières, il n'est plus nécessaire d'installer les crapaudines.

 

Figure 1 : Schéma d'une portion de la terrasse de l'hôpital, avec le dispositif de récupération des eaux pluviales (zoom)

 

La terrasse de l'hôpital est composée d'une chape en mortier, d'un isolant et d'une étanchéité de type goudron. Des graviers sont également intégrés afin de ne pas abîmer les couches inférieures lors des venues des techniciens (pour la maintenance de l'ascenseur notamment). Les pentes sur la figure 1 sont exagérées ; les graviers ne peuvent donc pas rouler vers les siphons. Néanmoins, si quelques graviers venaient à tomber dans le siphon, ils seraient retenus et ne pourraient pas passer dans la conduite.

Comme nous le verrons par la suite, des panneaux photovoltaïques seront placés sur la terrasse afin de satisfaire les exigences du binôme 1 sur la consommation énergétique. Dans ce cas, l'eau ruisselle sur les panneaux inclinés puis sur les formes de pente et arrive dans les siphons de la sorte.

 

            

Figure 2 (à gauche) : Photographie d'un siphon (source : raccords.com)            

Figure 3 (à droite) : Schéma d'un siphon

 

Le siphon étudié est un objet carré de 20 cm par 20 cm (voir figure 2). Il permet de récupérer les eaux pluviales qui sont tombées sur une surface de 50 m² environ. Dans notre cas, la terrasse a une surface de 1120 m². Les siphons seront disposés le long des poutres sur la terrasse et au-dessus des gaines techniques afin de faciliter la récupération des eaux pluviales. Il y aura donc 2 x 5 siphons au-dessus des gaines dédiées aux toilettes des patients. De plus, il y aura 2 x 6 siphons le long des poutres. Finalement, on posera 22 siphons sur la terrasse, qui pourront parfaitement récolter toutes les eaux de pluie.

 

Figure 4 : Plan de la terrasse

 

Les gaines techniques récoltent chacune les eaux de deux siphons. Ainsi, les canalisations situées dans ces gaines techniques (quelles soient au niveau des salles de bain ou que ce soit la gaine technique principale) auront un diamètre intérieur de 80 mm. Les siphons qui sont le long des poutres déverseront leurs eaux selon le schéma de la figure 4, en traits rouges. Les diamètres intérieurs de ces conduites seront de 50 mm.

Des formes de pente de quelques centimètres par mètre sont présentes afin de faciliter le ruissellement de l'eau vers les siphons.

Le siphon retient les quelques premières eaux et ne laisse passer dans les conduites que les eaux suivantes moins chargées. Les eaux retenues pourront s'évaporer si un autre épisode pluvieux n'arrive pas rapidement.

Enfin, l'eau est acheminée vers la gaine technique la plus proche. On compte en tout onze gaines techniques pour l'ensemble du bâtiment. Ces gaines traversent de haut en bas l'édifice et contiennent l'ensemble des canalisations de l'hôpital (eau pluviale d'alimentation et de récupération, eau potable, eau chaude sanitaire...).

 

 

Cuve d'eau pluviale et réservoir d'eau potable

La cuve de stockage des eaux pluviales ainsi que le réservoir d'eau potable sont placés en sous-sol. Ainsi, l'alimentation en eau pluviale est plus simple grâce aux gaines techniques situées à proximité. De plus, l'isolation du gel et de la lumière est respectée.

Par ailleurs, lors de la construction du bâtiment, une dalle en béton sera coulée en sous-sol afin de permettre par la suite d'y déposer des cuves souples. Ces cuves se présentent initialement comme des bâches pliées. Une fois dépliées et raccordées à la conduite qui les alimente, elles se remplissent d'eau pluviale. Malgré leur simplicité d'utilisation et de mise en place, elles présentent les mêmes avantages que les cuves en plastique dur, notamment avec la présence d'un trop-plein qui redirige les eaux excédentaires vers le réseau d'eaux usées. Une vidéo qui retrace leur installation est visible ci-dessous.

 

Vidéo 1 : Mise en place d'une cuve souple sur une dalle en béton (source : Labaronne - Citaf)

 

Ballon d'eau pressurisé

Afin de réduire le temps de fonctionnement des pompes, il est judicieux de placer un ballon d'eau pressurisé à 5 bars sur la terrasse du bâtiment de façon à alimenter les chasses d'eau par gravité et ainsi réduire la consommation énergétique. Ce ballon est équipé d'une sonde permettant de détecter son niveau de remplissage. De plus, une légère chloration de l'eau contenue dans le ballon sera effectuée afin d'éviter tout risque de prolifération bactérienne. Il est important de prendre en compte le temps nécessaire au traitement de l'eau pour évaluer le niveau minimum pour lequel le système de pompage se mettra en marche pour remplir le ballon pressurisé.

La ballon aura une capacité de 500 L. En effet, si l'on considère que toutes les chasses d'eau du bâtiment sont tirées en même temps, avec 25 % de chasses d'eau de 9 L et 75 % de 6 L, on obtient un volume nécessaire de 486 L. Ainsi, un ballon de 500 L pourra satisfaire sans aucun problème les exigences des patients et du personnel. Une fiche technique du ballon choisi est disponible ici.

De plus, le ballon pressurisé permet à la charge d'être suffisante afin d'alimenter correctement par gravité les sanitaires des étages supérieurs.

Par ailleurs, le ballon pressurisé est installé dans un local technique pour être à l'abri du froid et de la lumière. Ce local est situé sur la terrasse du toit à côté du local de maintenance des ascenseurs et au-dessus des 3 WC des étages.

Un collecteur (nourrice) pour distribuer les eaux en sortie du ballon sera placé en sous-face de la dalle du local, c'est-à-dire en haut du plancher. Il permettra de distribuer horizontalement les eaux pluviales vers toutes les gaines techniques des salles de bains, avec une légère pente. Ces conduites auront un diamètre intérieur de 14 mm et seront placées en sous-face de la dalle.

 

 

INSTALLATION COMPLETE

La figure 4 ci-dessous montre le schéma descriptif de l'installation complète. Le réservoir d'eau potable n'est pas visible sur le schéma ; il est situé au sous-sol derrière la cuve d'eaux pluviales. L'ensemble des tuyauteries est en cuivre. Même si ce matériau reste cher, ses qualités anti-bactériennes sont indispensables dans le domaine de la santé.

Figure 5 : Coupe transversale de l'ensemble du bâtiment (cliquer sur l'image pour l'agrandir)

 

Le plancher est en béton armé. Le plénum représente l'espace d'air situé entre le plancher et le faux-plafond et contient les tuyauteries. Les diamètres des conduites qui alimentent les toilettes sont divers. Le diamètre intérieur depuis la cuve jusqu'au ballon est de 50 mm et se fait par la gaine technique principale. Dans les colonnes depuis le ballon jusqu'aux toilettes, on note des diamètres intérieurs de 14 mm (desserte de 6 WC) ou de 26 mm (desserte de 12 WC). Enfin, les petites conduites qui amènent l'eau du tuyau horizontal au seul WC possèdent un diamètre intérieur de 10 mm.

De plus, un joint de dilatation traverse de part en part le bâtiment. Il permet notamment d'atténuer les effets négatifs des mouvements naturels du bâtiment. Les gaines techniques seront disposées de part et d'autre de ce joint de dilatation. Sur la figure 5, seule une gaine a été représentée ; il en existe cependant onze comme le montre la figure 4.

La suite de l'installation ressemble fortement au dispositif général précédent, en ce qui concerne le traitement envisagé.

 


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