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La qualité de l’eau de pluie

De nombreuses idées largement répandues à propos de la qualité de l’eau de pluie ne résistent pas à une analyse de laboratoire.

L'acidité de l'eau de pluie

Avant d’arriver dans la citerne, cette eau subit évidemment la pollution atmosphérique. L’effet le plus spectaculaire de cette pollution est l’acidité.

Même sans pollution, en raison de sa teneur en dioxyde de carbone CO2 toujours présent dans l’atmosphère, la pluie est naturellement acide. A cette acidité naturelle s’ajoute l’acidité due à la présence d’oxydes d’azote NOx et du dioxyde de soufre SO2. Ces oxydes sont rejetés lors de la combustion des carburants classiques (pétrole, charbon), surtout à haute température. Ces oxydes dissous dans l’eau deviennent des acides: l’oxyde d’azote formera de l’acide nitreux HNO2 et de l’acide nitrique HNO3, tandis que le dioxyde de soufre produira de l’acide sulfureux H2SO3 qui s’oxydera à l’air en sulfurique H2SO4.

Les pluies acides constituent une nuisance au niveau des forêts de conifères. Elles détériorent aussi les monuments en pierre calcaire. En ce qui concerne la valorisation domestique, l’acidité constitue un avantage.

Les substances acides contenues dans l’eau de pluie réagiront avec les composantes basiques du béton ou le mortier de la citerne et mettent des sels minéraux en solution. Pendant cette opération, l’acidité disparaît: l’eau devient neutre. L’écrasante majorité des sels mis en solution est constituée d’hydrogéno-carbonates de calcium Ca(HCO3)2. Les oxydes d’azote donneront des ions nitrates, le dioxyde de soufre, des sulfates. La contribution de ces ions est faible. Je n’ai jamais mesuré plus de 9 milligrammes par litre de nitrates dans l’eau d’une citerne. La valeur moyenne est de l’ordre de 3 à 5 mg/l. A titre de comparaison, dans une eau légalement potable, il peut y en avoir jusqu’à 50 mg/l. Les hydrogéno-carbonates et les sulfates sont des sels inoffensifs pour la santé du consommateur.

La mise en service d'une nouvelle citerne

Lors de la mise en service d'une nouvelle citerne, le béton ou le mortier des parois contient au départ trop d'éléments alcalinisants qui rendent l'eau de pluie récupérée un peu trop basique. Il arrive souvent que les premières eaux récupérées ont un pH proche de 10! Il ne faut pas s'en inquiéter. Une telle basicité, sans nuire à la santé, confère à l'eau un caractère désagréable pour l'hygiène personnelle. Il est donc préférable d'évacuer les premières eaux de la citerne avec une pompe vide-cave et attendre que la citerne se remplisse de nouveau. 

A un pH inférieur à 10, l'eau récupérée convient à tous les usages, sauf l'alimentation. Il faut parfois attendre 6 mois pour que le pH de l'eau descend en-dessous de 8,5. A partir de cette valeur, on peut mettre en service le système de micro-filtration ou d'osmose inverse pour la production d'eau potable.

Le problème des odeurs de l'eau de citerne

Dans certains cas, l'eau de citerne utilisée dans la maison prend une coloration jaune, généralement accompagnée d'une odeur désagréable. Heureusment, il s'agit d'un problème relativement rare, mais il vaut mieux connaître les sources de celui-ci.

Dans la majorité de cas où l'on a une odeur, l'utilisation de l'eau de pluie n'est pas continue. Le renouvellement de l'eau dans la citerne est un des facteurs de prévention des odeurs. Quant aux sources des odeurs, deux endroits sont critiques à cet égard: les boues qui se déposent au fond de la citerne et le chauffe-eau.

Afin de limiter la quantité des boues, il faut nettoyer les gouttières au moins deux fois par an: après la chute des feuilles et aussi au printemps. Dans les régions où de la poussière flotte dans l'air, un entretien de la citerne toutes les deux à cinq ans est souhaitable. Pour ce faire, on attend la période sèche de l'année, quand le niveau de l'eau est bas dans la citerne de stockage. On évacue l'eau à l'aide d'une pompe vide-cave placée dans le point bas ou mieux dans le puisardde la citerne. Au départ, on laisse une dizaine de cm d'eau dans le fond qui servira pour le nettoyage grossier de la citerne à l'aide d'une brosse dure. On évacue alors l'eau (très) sale avec la pompe vide-cave. Un dernier nettoyage peut se faire avec quelques seaux d'eau propre qu'on peut prélever dans la citerne de décantation. Pour cet usage, l'eau de ville convient également (lorsqu'on en a). Pour le nettoyage, certains utilisent un nettoyeur à haute pression. Quand on dispose aussi d'un compteur d'eau, le nettoyeur peut être alimenté en eau de ville.

Après nettoyage, à l'aide de la pompe vide-cave, on transfert l'eau de la citerne de décantation dans la citerne de stockage. On évite ainsi une rupture dans l'approvisionnement en eau. C'est aussi l'occasion de nettoyer la citerne de décantation.

L'odeur dans la citerne trouve son origine dans les fermentations anaérobies dans les boues. Les bactéries responsables de ces fermentations meurent en présence d'air. Pour les tuer - et faire cesser les odeurs et faire disparaître la couleur jaune de l'eau - on utilise généralement un aérateur d'aquarium dont le disperseur de bullessera placé à un profondeur tel que les bulles puissent encore sortir. En cas de problème, on fait fonctionner l'aérateur 24heures/24 pendant une ou deux semaines. Si l'odeur ne disparaît pas, l'entretien de la citerne s'impose. Dans des grandes citernes (supérieures à 30 m³), un aérateur d'aquarium peut s'avérer insuffisant. Dans ce cas, on y placera un aérateur à plateau vendu par les entreprises qui commercialisent des mini-stations d'épuration. Une solution nettement moins coûteuse consiste à récupérer le compresseur d'un frigo hors d'usage et de l'utiliser pour alimenter un grand disperseur d'air. Ce dernier peut être un entonnoir fermé par une feuille de caouchouc percée d'un grand nombre de petits trous. Le bec de l'entonnoir étant raccordé au compresseur. Le diperseur d'air ainsi bricolé doit évdemment être lesté pour le maintenir au fond de la citerne.

Une autre source d'odeur se trouve dans le chauffe-bain ou boiler. Si la température de l'eau n'y est pas constamment au-dessus de 50 degrés, dans l'échangeur de chaleur, des colonies de bactéries anaérobies peuvent se développer et conférer à l'eau chaude une odeur désagréable et une coloration jaune. Ces bactéries sont absolument inoffensives pour la santé, mais l'odeur de l'eau peut devenir très gênante.

Il faut donc veiller à ce que la température de l'eau soit toujours au-dessus de 50 degrés dans le boiler. Afin d'empêcher le développement des bactéries par un abaissement de la température suite à une sollicitation importante du boiler, une fois par semaine, il faut monter la température de l'eau à 70 degrés pendant 24 heures. 

Un autre problème surgit dans les maisons de vacances ou dans les maisons qui ne sont pas habitées toute l'année. C'est également le cas des ménages disposant d'une trop petite citerne et/ou un toit trop petit pour un approvisionnement constant en eau de pluie.Lorsque le système PLUVALOR ne fonctionne pas pendant plusieurs semaines, voire des mois, lors de la remise en marche, des odeurs peuvent aussi apparaître. Dans ce cas, on prèlève un verre d'eau directement dans la citerne et on l'examine en "sentant" son odeur. Dans la majorité de cas, il n'y a pas d'odeur. Celle-ci, constatée à la remise en marche, provient tout simplement des bactéries anaérobies qui se sont développées dans les canalisations et dans le réservoir de la pompe non utilisés. Le problème est résorbé en laissant couler quelques centaines de litres d'eau en ouvrant tous les robinets de la maison. Si l'odeur persiste, on met en marche l'aérateur d'aquarium. En cas d'absence d'odeur, il faut arrêter l'aérateur afin de ne pas augmenter inutilement le rH² de l'eau. 

Certains raccordent l'aérateur d'aquarium à un interrupteur programmable et aèrent leur citerne tous les jours pendant une demi-heure ou une heure. Il est préférable de faire cette aération au début de la nuit. La montée des bulles met en suspension une partie des boues et provoque le colmatage prématuré des filtres. Après le fonctionnement de l'aérateur, les boues mises en suspension se déposent au fond après quelques heures.

D'autres sources d'odeurs

Toits indapatés

Il y a d'autres sources d'odeurs aussi qui ne proviennent pas des boues ou du boiler. Certains revêtements en matières plastiques commes les toits "polytuiles", "derbygum" ou faits en goudron (roofing, shingels, etc.) confères à l'eau une odeur de plastique, de caoutchouc ou de goudron. Après quelques années, les toits en roofing ou shingels finissent par se stabiliser et ne donnent plus d'odeurs, sauf éventuellement avec les pluies qui tombent sur un toit surcauffé par le soleil. Les odeurs provenant des matériaux du toit, ne peuvent pas être maîtrisées par une aération de la citerne.

Cadavres d'animaux dans la citerne

Une odeur de cadavre (tout à fait différente de celle des fermentations anaérobies) dans la citerne indique la présence d'animaux morts noyés dans l'eau. Un oiseau mort peut, par exemple, se trouver dans la gouttière. Les rongeurs (souris, mulots, rats), mais aussi les grenouilles ou des crapeaux ont aussi une fâcheuse tendanétang de finissagece à venir se noyer dans la citerne. Il faut donc veiller à ce que ces animaux ne puissent jamais s'y introduire. On placera une grille dans la gouttière, pour couvrir l'ouverture du tuyau de descente. Il faut aussi une grille sur le trop-plein de la citerne. Les portes d'accès à la citerne (trappe) doivent également être à même d'empêcher l'introduction des animaux.

En cas de présence d'animaux morts dans la citerne, l'eau doit être jetée et la citerne nettoyée à fond. Eu égard aux effets de l'eau de Javel sur les bactéries naturelles d'une citerne, il est préférable de n'utiliser ce désinfectant qu'en cas d'extrême contamination. Afin d'éliminer le chlore, après désinfection, il faut rincer abondament les parois et le fond de la citerne avec de l'eau propre et évacuer celle-ci.

Plusieurs usagers m'ont déjà signalé ce type d'accident qu'il n'ont vu que des mois après l'introduction de l'animal qui s'est noyé. Heureusement, le système de micro-filtration ou d'osmose inverse délivre une eau absolument saine, même au départ d'une citerne gravement contaminée. Le danger éventuel vient des douches et des bains par absorption accidentelle d'eau non rendue potable. Il s'agit cependant d'un danger tout à fait théorique. Dans la pratique, le développement des bactéries pathogènes est progressif et laisse le temps à l'organisme des usagers à développer une immunité vis-à-vis de ces bactéries. Ce n'est, malheureusement pas le cas des visiteurs qui, de ce fait, courent un risque certes faible, mais non nul.

 Algues dans la citerne

On lit parfois dans la littérature qu'il faut éviter la présence d'algues dans les citernes à eau de pluie. D'autres affirment, qu'au contraire, la présence des algues est un facteur de stabilité biologique, susceptible de purifier l'eau. A notre avis, il y a un fond de vérité dans les deux options, mais pour une application spécifique, il vaut mieux de bien fixer les objectifs poursuivis.

Une citerne à eau de pluie pour usage domestique n'est autre que la reconstitution artificielle d'une cavité rocheuse souterraine dans laquelle l'eau stockée se conserve bien. Pour la bonne conservation, la température doit rester constante (ce qui est le cas dans une citerne enterrée), l'eau doit être neutre ou légèrement basique (citerne en béton, en pierres calcaires ou en maçonnerie), contenir une petite quantité (environ 50 mg/l) de sels minéraux dissous (qui provient évidemment de la neutralisation de l'acidité par les parois de la citerne). Sans remplir ces conditions, l'eau de pluie risque d'y devenir putride et sentir mauvais. C'est le cas dans les citernes en plastique ou en métal.

En laissant entrer la lumière du jour dans une telle citerne, grâce à la présence de sels minéraux et aussi de la matière organique (venant du toit de captage), des algues s'y développent sur les parois, mais aussi dans l'eau. En l'absence d'aération forcée de l'eau (par exemple à l'aide d'un disperseur de bulles d'aérateur d'aquarium) ces algues finissent par fermenter en anaérobiose (en l'absence d'air) conférant à l'eau une odeur de pourriture. Dans des citernes fortement éclairées les algues finissent par rendre l'eau verdâtre ou jaunâtre et colmatent rapidement les filtres. Dans les citernes, il vaut donc mieux de ne pas laisser entrer la lumière dujour.

 La situation est complètement différente dans un étang décoratif du jardin, comme par exemple dans un étang de finissage d'un système d'épuration sélective des eaux savonneuses. Ici, la lumière du jour joue un rôle capital dans la clarification des eaux usées. Sous l'effet de la lumière, les bactéries, mais aussi les molécules de savons et des détergents s'agglutinent pour former des particules (micelles) qui se déposent au fond de l'eau. Dans les boues de fond, d'autres bactéries prennent en charge cette matière pour la décomposer et la transformer en eau et en dioxyde de carbone. Dans les étangs plus profonds, il peut même se former un peu de méthane. Dans les systèmes d'épuration par les plantes aussi, le lumière est absolument indispensable, mais jamais dans une citerne à eau de pluie.

Eau de pluie pour arroser le jardin

Lorsqu'on construit un réservoir afin de stocker l'eau de pluie uniquement pour arroser le jardin, la situation est différente. Ce réservoir peut être un bassin en plastique, en béton ou en un autre matériau. Il sera relativement peu profond (max. 120 cm) et tout à fait ouvert. A la limite, on peut même y installer quelques plantes aquatiques. Pour l'eau d'arrosage, il vaut mieux une température un peu plus élevée que celle des citernes enterrées. Le soleil chauffera donc l'eau à la température, qui règne dans les forêts tropicaux, que les plantes apprécieront le soir. Pour alimenter un tel réservoir, l'eau récoltée sur le toit des serres convient parfaitement. L'eau stockée dans de tels réservoirs ne convient pas à un usage domestique.

Un biofilm épais, contenant des algues se développera sur les parois, assurant à l'eau une qualité constante. Attention, l'introduction de l'eau de ville de source, de puits ou de rivières aura comme conséquence le développement explosif des alges, même filamenteuses. Dans ces conditions l'eau risque de devenir putride, mais elle reste toujours bonne pour l'irrigation.

La teneur en sels minéraux de l'eau dans la citerne

Si l’eau qui tombe sur le toit est acide et contient très peu de sels minéraux, celle contenue dans une citerne en béton ou en maçonnerie est neutre, ou légèrement basique (pH compris entre 7,5 et 8,5) et faiblement minéralisée. La minéralisation moyenne est de l’ordre de 50 à 80 milligrammes par litre.

A titre de comparaison,l’eau minérale «Spa Reine» (une des meilleures eaux minérales vendues en Belgique) en contient 35 mg/l, l’eau minérale «Mont Roucous» (considérée par les spécialistes en alimentation saine comme une des meilleures) en contient 16 mg/l.

Directement après la mise en service d'une nouvelle citerne, le pH de l'eau, sa dureté, ainsi que sa teneur en sels minéraux peuvent être anormalement élevés. Dans de nouvelles citernes, on a déjà mesuré un pH = 10 et une teuneur en sels minéraux de plus de 500 mg/l. Ce phénomène est heureusement temporaire. Les premières eaux d'une nouvelle citerne ne peuvent en aucun cas servir pour la boisson et l'alimentation. Pour les autres usages, il n'y a pas de problème. Lorsqu'on veut rendre potable l'eau de pluie, le système de micro-filtration ou de l'osmose inverse ne doit être mis en marche qu'au moment où le pH de l'eau de la citerne descend en-dessous de 8,5. Même sans faire des mesures de pH, après 3 à 6 mois d'usage normal on peut mettre en service le système de production d'eau potable.

Le tableau suivant résume les résultats de 18 mesures effectuées sur des échantillons prélevés dans 7 installations.

Paramètres Unités Valeur
Min.		 Valeur
Max.		 Valeur Moyenne Normes pour l’eau potable
Acidité basicité: pH - 6,31 8,01 7,23 6,5 - 9,5
Conductivité µS/cm 36 190 90 < 2100
Nitrates   NO32- mgN/l 0,2 4,7 1,5 < 11,3
Ammonium  NH4+ mgN/l 0,010 0,059 0,022 < 0,5
Chlorures  Cl- mg/l 1,0 16,7 6,5 < 350
Sulfates  SO42- mg/l <8 <8 <8 < 250
Calcium mg/l 4,3 15,3 10,1 < 270
Magnésium mg/l 0,14 0,52 0,21 < 50
Zinc µg/l 50 1731 466 < 5000
Fer µg/l <50 <50 <50 < 200
Cadmium µg/l <10 <10 <10 < 50
Plomb µg/l <50 <50 <50 < 50

La qualité physico-chimique de l’eau de pluie stockée dans une citerne en béton est proche de l’idéal.

Du sel marin dans l'eau de pluie

Certains usagers, habitant près de la côte de l'Atlantique ou de la Mer du Nord, ont signalé la présence de sel marin dans l'eau de leur citerne. Heureusement, cette concentration est faible, mais peut gêner la consommation en tant qu'eau potable. 

Les vents, parfois violents venant du large peuvent, en effet, drainer une sorte d'aérosol d'eau salée susceptibe de se retrouver dans la citerne. Heureusement, ces vents salés sont saisonniers et dans l'ensemble, ils apportent relativement peu de sel.

L'eau ainsi récupérée peut donc, sans problèmes, convenir à tous les usages domestiques directement non alimentaires. Pour la production d'eau potable, on donnera donc la préférence à un système à osmose inverse à la place de la micro-filtration sur céramique. Lire à ce sujet le chapitre intitulé "Rendre potable l'eau de pluie". Moyennant cette précaution, le système PLUVALOR reste valable dans ces région cotières aussi.

Les sels minéraux et l'eau de boisson

A propos de la qualité d’une eau alimentaire, suivant une idée reçue, nous aurions besoin des sels minéraux contenus dans l’eau que nous buvons. Sur cette base, certains déconseillent la consommation de l’eau de pluie qui, en raison de sa faible teneur en sels minéraux, provoquerait une «déminéralisation» de l’organisme.

Cette idée, qui est loin d'être une évidence scientifique, est largement exploitée par les entreprises qui commercialisent des eaux en bouteilles. Dans les publicités, on parle « d’équilibre minéral» en précisant les quantités de tel ou tel sel minéral (calcium, magnésium, potassium, sodium, etc.) dont nous aurions besoin par jour. On place en regard de cette information – par ailleurs juste – la teneur en ces éléments de l’eau qui fait l’objet de la publicité. On laisse au consommateur le calcul de la règle de trois pour déterminer la quantité d’eau à consommer quotidiennement pour couvrir ses besoins en minéraux. A ce niveau, nous sommes en présence d’un mensonge par omission.

En fait, la fixation des sels minéraux par l’organisme est un processus complexe, extrêmement difficile à mesurer expérimentalement à cause des flux d’échanges. D’une manière globale, on peut dire qu’en période d’alimentation normale – donc hors jeûne hydrique – les sels minéraux contenus dans notre boisson ne participent pas à l'édification des tissus de l’organisme (ou d'une manière tout à fait marginale). Par contre, les ions provenant de la dissociation électrolytique des sels dissous dans l'eau peuvent participer dans des processus biologiques sans être "assimilé". Il y a un équilibre dynamique qui s'établit par les apports de sels par l'alimentation et les pertes par l'urine et la transpiration. D'une manière général, pour être assimilables, ces minéraux (ions) doivent être enveloppés (chelatés) par des molécules organiques. Ces ions chelatés ne se trouvent que dans notre alimentation, pas dans l'eau de boisson. Un bouillon de légumes, des fruits, des produits laitiers et de la viande constituent la source des sels minéraux assimilables.

Si l’on pouvait assimiler le calcium ou le magnésium contenus dans une eau dure (contenant beaucoup de calcaire), cela serait la fin des maladies comme l’ostéoporose, la coxarthrose ou les carences magnésiennes. De même la consommation d'eau ferrugineuse devrait mettre fin à l'anémie. La pratique médical ne semble pas confirmer ces affirmations.

La fixation des sels minéraux contenus dans l’eau de boisson n’a réellement lieu que pendant un jeûne hydrique prolongé dépassant une semaine. C’est la raison pour laquelle pendant ces jeûnes, il vaut mieux éviter de boire l’eau de pluie ou une eau faiblement minéralisée.

A partir de l’eau contenue dans la citerne à eau de pluie, on obtient de l’eau alimentaire par une série de traitements et de filtrations. Voir à ce sujet les pages consacrées à la filtration de l’eau de pluie.

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