Traitement de l’eau en autonomie

Traitement de l’eau en autonomie

Cet article est une retranscription de l’atelier du 06 novembre 2022 qui a été tenu au jardin.

Quels sont les différents pathogènes présents dans l’eau ?

Microorganismes

Virus (poliomyélite, hépatite A et E)
Bactéries (choléra, dysenterie, fièvre typhoïde, e.coli)
Protozoaires (dysenterie, giardia, cryptosporidiose…)

La plupart de ces agents infectieux potentiellement mortels viennent de matières fécales dans l’eau et vont causer des troubles au niveau entérique, hépatique ou rénal avec entre autres diarrhées, fièvres et vomissements.

Agents chimiques

Arsenic (naturellement présent dans eaux souterraines & croûte terrestre)
Fluorure de nitrate, Ammoniac (agriculture)
Résidus de carburants
Plomb (usure des canalisations)
Chlore (potabilisation)

Autres objets que l’on ne souhaite pas boire

Microplastiques
Sables, sédiments, boues
Petits animaux (gerridés, gammares)

Traitement de l’eau en autonomie

Quels sont les différents moyens de rendre une eau potable ?

 

Stérilisation

En faisant bouillir l’eau à 100°C pendant une minute, les organismes présents dans l’eau seront détruits et ne seront plus capables de nous contaminer.

Cependant, la stérilisation n’enlève pas les grosses particules comme le sable et les sédiments, ni les métaux lourds. Les microorganismes morts, bien que désactivés, restent dans l’eau.

Il faut donc filtrer l’eau idéalement après l’avoir fait bouillir.

Traitement chimique

Des comprimés effervescents sont vendus pour tuer les pathogènes présents dans l’eau. Mais là encore, l’eau aura besoin d’être filtrée pour enlever les métaux et particules inorganiques.

Filtration

La filtration consiste à faire passer l’eau dans différents milieux pour retenir mécaniquement les particules. L’efficacité d’un filtre dépend de sa couche la plus petite. Un filtre de 1 micromètre retiendra la plupart des bactéries mais pas les virus, qui ont une taille inférieure.

Certains filtres céramiques ont une porosité de 0,1 microns (10 nanomètres), ce qui bloque aussi les virus.

Cependant, plus un filtre est fin, plus le débit est lent et plus il s’encrasse. La bonne technique est d’avoir une succession de filtres, les premiers sont plus grossiers et se changent facilement et à bas coût, ce qui préserve la durée de vie des derniers, plus chers.

Traitement de l’eau en autonomie Filtre à eau de pluie “Rainmaster”
– Cartouche anti-impuretés lavable, 90 µm
– Cartouche bobinée, alimentaire, 25 µm
– Cartouche charbon actif 2 µm

Osmose

L’osmose est un phénomène (qui intervient entre autres dans les échanges intra cellules). Les osmoseurs sont des machines qui envoient une forte pression sur l’eau pour la pousser à travers une membrane de 2 nanomètres.

Bien que le dispositif soit coûteux et qu’il consomme beaucoup d’eau, il est parmi les plus efficaces et n’utilise pas d’électricité.

Traitement de l’eau en autonomieVersion sous évier

Traitement de l’eau en autonomieVersion fontaine à eau, avec pompe

Le cas du charbon actif

Utilisé depuis des milliers d’années dans plusieurs civilisations (Egypte ancienne, Antiquité grecque, en Inde ou encore chez les Mayas) autant pour la purification de l’air et de l’eau que dans la pharmacopée (par Hippocrate notamment).

Pour fabriquer du charbon actif, on carbonise du bois ou une matière organique végétale : chêne, bouleau, peuplier, hêtre, pin, saule, tilleul mais également bambou, écorce de noix de coco, noyaux d’olives, coques de cacahuète ou autres sources végétales similaires.

Process :
Calcination à haute température. Les éléments pyrolysés se volatisent et laissent des alvéoles vides dans le matériau.
Activation physique (2ème carbonisation + choc thermique) ou chimique (acide phosphorique ou chlorhydrique mais c’est plutôt pour des filtres à air).

Ce procédé rend le charbon capable d’absorption.

L’adsorption, différente de l’absorption, est la capacité du charbon à capturer des molécules très petites (environ 0,5 à 50 micromètres) dans ses pores. Les gaz et les molécules chimiques se fixent à la surface poreuse grâce à la charge électrique légèrement négative du charbon qui attire les ions positifs des polluants.

Le charbon agit alors comme une éponge pour les produits indésirables. Les molécules restent piégées dans les pores du charbon actif, qui en aucun cas, ne les supprime.

Traitement de l’eau en autonomie

Adopter le charbon actif de bambou

Plusieurs avantages :
impact écologique réduit (plus facile et rapide à cultiver, absorbe du CO2)
pouvoir d’adsorption plus grand
filtration plus raide MAIS durée de vie moindre (2 mois au lieu de 6)

 

Quelles solutions mettre en place sur un lieu ?

D’abord, toujours adapter ses stratégies à ses conditions réelles. Lors du montage de projet, on va énumérer les différentes solutions envisageables :
Y a-t-il un point d’eau sur place ou à proximité ? si non, un forage est-il possible ?
quelle est la qualité de l’eau disponible ? Éventuellement, faire faire des analyses.
évaluer la quantité d’eau nécessaire, qui change selon que l’on vit sur place ou non, et ce que l’on veut produire.
s’il y a trop de différence, il faudra compléter l’apport en eau et se résoudre à ne pas être autonome (on sera dépend soit du réseau, soit de l’approvisionnement), soit reconsidérer le projet.

L’eau est disponible sur le lieu

Dans le cas où l’on est connecté au réseau d’eau de la commune, le site https://orobnat.sante.gouv.fr/orobnat/rechercherResultatQualite.do donne des informations intéressantes sur la qualité de l’eau. Pour d’autres sources (puits, forage), le département du Var a un service d’analyse de l’eau (Toulon et Draguignan), et il existe des entreprises privées (ex: agrilab4a) qui mettent à disposition un kit pour effectuer un prélèvement à envoyer par la poste pour une analyse (entre 180 et 260€).

Le cas d’une rivière est particulier puisque l’eau circulant à l’air libre est susceptible d’être polluée en amont par des facteurs multiples, donc c’est à prendre en compte.

L’eau n’est pas disponible sur le lieu

En l’absence de points d’eau, on ne pourra compter que sur 2 solutions :
l’eau de pluie, ce qui va être de plus en plus problématique surtout dans notre région, car elle tombe en quantité moindre sur l’année et de manière de plus en plus concentrée, ce qui oblige à avoir un énorme stockage.
Le stockage lui-même est technique car il faut la protéger des variations de températures et de la lumière pour éviter l’apparition de biofilm (couche d’algues et de cyanobactéries).
Certaines techniques de condensation, qui elles même ne marchent qu’en cas de différence de températures suffisantes entre deux milieux (donc des endroits ou des moments de la journée particuliers).

Une considération importante à avoir est que les différentes sources d’approvisionnement en eau sont peut être adaptées à différentes utilisations : ainsi, l’eau de pluie qui est très sûrement exempte de pathogènes et de grosses particules sera plus facile à traiter pour la boire, alors que les eaux de source, étangs ou rivières sont plus contaminées mais correspondent à diverses utilisations. Il est donc intéressant de faire un mix entre ces sources d’approvisionnement. Pour la potabilisation de l’eau de pluie, Barnabé Chaillot à fait une vidéo très complète.

Traitement de l’eau en autonomie
Traitement de l’eau en autonomie

Les tours WarkaWater condensent la rosée du matin pour produire plusieurs litres d’eau potable à partir de l’humidité de l’air.

Gestion de l’eau en permaculture

Lors du design, on va quantifier la quantité d’eau nécessaire sur le lieu et voir de quelles sources on peut se servir.

On fera un comparatif entre la quantité d’eau dont on peut profiter, du coût (matériel, énergétique) à l’utilisation de la ressource, et de la sécurité de l’approvisionnement. Par exemple, si dans certains endroits on pourrait compter seulement sur l’eau de pluie, il vaudrait mieux investir en priorité sur un bon système de captation et potabilisation de l’eau de pluie plutôt que dans un forage. Mais dans le Sud et avec le dérèglement climatique, la pluie étant une ressource en danger et les nappes s’amenuisant, on va essayer de multiplier les façons d’obtenir la ressource en eau (en permaculture, plusieurs éléments assurent une même fonction pour garantir la résilience).

Nous devons aussi et surtout mettre en place des stratégies d’économie d’eau, c’est-à -dire que la ressource doit circuler entre les différentes zones du terrain là où elle est nécessaire, et être recyclée le plus possible.

Les arbres sont un facteur clé de la stabilité hydrique des paysages, il faut les planter massivement partout car ils contribuent à générer le cycle de l’eau.

Généralités

Capter l’eau au point le plus haut pour profiter du dénivelé (énergie potentielle)
Stocker au frais dans des matériaux adaptés (les cuves de béton sont efficaces dans la durée). Le stockage final peut être un étang, si on met des arbres autour il y aura moins d’évaporation.
Faire circuler l’eau là où c’est nécessaire, du haut vers le bas.
L’ombre, le paillage et la densité de plantation permettent d’économiser l’eau.
On peut nettoyer l’eau avec les plantes.

Séparer les fonctions

L’eau n’a pas besoin d’être au même niveau de propreté à tous nos postes d’utilisation.

Arroser : en règle générale, on peut arroser les arbres et la plupart des plantes avec une eau “sale”, car les différents polluants vont être digérés par le sol et ses bactéries.
Les nitrates, ammonitrates, vont devenir de l’azote, les microorganismes pathogènes vont mourir, etc. Par contre, on veut éviter la pollution aux métaux lourds, qui eux resteraient dans le sol, et on évite d’arroser directement les légumes-feuilles avec cette eau.

Certaines plantes apprécient spécialement les eaux chargées de ce type de polluants, et d’autres ont la capacité de piéger les métaux lourds (on parle d’hyper-accumulatrices). En phyto-remédiation, plusieurs plantes sont déjà communément utilisées :

  • Moutarde : nickel et plomb
  • Peuplier : cadmium et zinc
  • Tournesols : radioéléments
  • Saule : hydrocarbures et pesticides

Se laver, faire la vaisselle : pour le corps, on veut juste s’assurer que l’eau ne contienne pas de parasites, qui pourraient venir d’une mare ou d’une rivière, peu probablement d’un forage et pas du tout de l’eau de pluie. Un simple filtre suffira. Pour l’eau de vaisselle, elle doit être quasiment potable, mais elle peut être recyclée grâce à une phytoépuration par exemple.

Boire : C’est l’utilisation qui nécessite le plus de précautions et la meilleure qualité.

Fabrication de filtres

Filtre à charbon noir pour usages simple

En superposant des couches de matières granuleuses de plus en plus fines, on obtient un filtre qui va piéger les grosses particules et nous donner une eau claire. Par contre, ce filtre ne retiendra pas les microorganismes pathogènes, il faudra faire bouillir l’eau au préalable pour les utilisations alimentaires (boisson et vaisselle).

Pour ce faire, prendre un récipient, une bouteille en plastique marche très bien grâce à la forme “en entonnoir” une fois inversée. De bas en haut, on va superposer différentes couches.

Traitement de l’eau en autonomie
Traitement de l’eau en autonomie

Fabrication d’un filtre en bois

Certaines essences d’arbres comme le pin sont particulièrement indiquées pour faire des filtres, car les canaux qui parcourent leur bois (le xylème) qui permettent de transporter l’eau sont d’une taille microscopique et filtrent très bien l’eau, même si le débit est faible.

La taille de 0,2 microns correspond à celle des pailles filtrantes et permettrait d’éliminer 99,99% des bactéries dans l’eau selon le MIT, mais pas les virus qui ont une taille inférieure.

Fabrication d’un filtre Berkey

L’entreprise Berkey vend des filtres à charbon actif (charbon de coco et ions d’argent) et garantit la qualité de l’eau filtrée grâce aux techniques utilisées. Cependant, si le procédé est difficile à reproduire chez soi, il est facile d’adapter le filtre dans des récipients récupérés, pour économiser sur le prix total du dispositif.

Pour cela il suffit de percer le contenant supérieur. Il faut aussi penser que le contenant inférieur doit être étanche et isolé des variations de température, si l’eau n’est pas consommée de suite.

 

Voilà pour cette présentation non exhaustive des enjeux que nous avons sur notre terrain, le but n’étant pas de couvrir toutes les situations et de présenter la totalité des solutions ! Cependant si vous avez des remarques à apporter, n’hésitez pas à commenter !

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