GRAINTECH - Système énergie-zéro de collecte et d'utilisation de l'eau de pluie par gravité

La conservation de l'eau est un aspect essentiel de la conception de bâtiments durables, en particulier dans les zones urbaines où la consommation d'eau potable reste élevée. Cette étude examine la mise en œuvre d'un système de récupération d'eau de pluie à énergie zéro sur le toit de HEPIA à Genève, conçu pour fournir de l'eau pour les chasses d'eau des toilettes et l'irrigation. Bien que la collecte des eaux de pluie soit une pratique établie, son application dans les bâtiments - à Genève et ailleurs - reste limitée. Cette étude met en évidence les économies potentielles et la faisabilité de tels systèmes, dans le but d'encourager une adoption plus large.

Le projet a été lancé en collaboration avec l’Office Cantonal des Bâtiments (OCBA) de Genève pour réduire la consommation d'eau potable à l'HEPIA, où la chasse d'eau des toilettes représente à elle seule 3 160 m³ par an (25 % de la demande annuelle en eau de l'école), alors que les besoins futurs en irrigation sont estimés à 892 m³ par an. L'approche a consisté à analyser la demande en eau, les contraintes structurelles, les exigences en matière de qualité de l'eau et les précipitations.

Les résultats obtenus sur la base de l'année pluviométrique de référence pour Genève (MétéoSuisse ; valeurs moyennes sur 30 ans pour chaque jour calendaire) montrent que le toit le plus élevé d'HEPIA, d'une superficie de 1,493 m², pourrait recueillir 1,257 m³ d'eau de pluie par an, ce qui permettrait d'économiser 10 % d'eau potable, soit un tiers de l'eau nécessaire pour les chasses d'eau, et de réduire les coûts d'environ 5,300 francs suisses par an. Une capacité de stockage de 10 à 15 m³ permettrait d'obtenir jusqu'à cinq jours consécutifs d'autonomie, couvrant ainsi tous les besoins sanitaires pendant 131 jours par an (36 % du temps).

Cependant, les résultats de simulations dynamiques basés sur des années réelles (données non moyennées) indiquent que si les économies annuelles restent constantes, les paramètres du système (capacité de stockage, autonomie et couverture potentielle des besoins d'irrigation et autres) peuvent varier de manière significative. Ces variations soulignent la nécessité de simulations dynamiques multi-variables pour optimiser le stockage et les autres paramètres du système. En outre, bien que le système fonctionne uniquement par gravité, ne nécessitant aucune énergie pour la remise en pression de l'eau de pluie collectée, le maintien de la qualité de l'eau — destinée aux WC — nécessite une désinfection. Des options peu énergivores et rentables telles que le traitement par UV, la chloration ou l'injection de peroxyde d'hydrogène sont envisagées.

En démontrant la faisabilité et les économies potentielles de la collecte de l'eau de pluie, cette étude fournit un modèle reproductible pour la gestion durable de l'eau dans les contextes urbains et vise à inspirer une adoption plus large à Genève et au-delà.