Expériences pratiques en matière de récupération de la chaleur et de l'eau

Un projet de recherche et de démonstration mené dans un quartier résidentiel en Allemagne montre que les flux d'eaux usées peuvent être exploités de manière rentable. Cela permet non seulement d'économiser de l'eau potable, mais aussi, grâce à la récupération de chaleur, d'économiser de l'énergie et d'atténuer les risques liés aux épisodes de fortes pluies. Le Fraunhofer ISI a présenté les résultats de ce projet pilote dans un rapport final.

À l'avenir, les réseaux d'eau urbains devront garantir la sécurité d'approvisionnement en période de pénurie d'eau tout en faisant preuve de résilience face à de fortes précipitations. Le projet i.Wet («concept intégré de transition eau-énergie ») de l'institut Fraunhofer ISI souhaite contribuer à relever ces défis. L’idée de base d’i.WET consiste, d’une part, à collecter séparément les eaux de pluie et les eaux grises légèrement polluées pour les réutiliser et, d’autre part, à utiliser les citernes dans lesquelles les eaux de pluie sont stockées temporairement comme réserves en cas de fortes pluies. Enfin, la chaleur contenue dans les eaux usées est récupérée et peut être utilisée pour préchauffer l’eau potable ou pour le chauffage des bâtiments résidentiels.

Afin de tester ce concept dans la pratique, il a été mis en œuvre sous forme de projet pilote dans un nouveau quartier résidentiel de Lünen (Rhénanie-du-Nord-Westphalie). Les composants correspondants ont été intégrés dès le départ dans la conception et la construction de sept immeubles collectifs, y compris leurs aménagements extérieurs. Les premiers bâtiments ont été occupés en 2022. L'institut Fraunhofer ISI a assuré le suivi scientifique du projet et présente désormais les résultats de ses analyses dans un rapport final.

i.WET permet d’économiser de l’eau potable et de l’énergie

Selon le rapport, les simulations réalisées montrent qu’en cas de mise en œuvre complète, environ 30 à 40 % de l’eau potable nécessaire dans le logement pourraient être remplacés par des eaux grises et des eaux de pluie traitées. Dans l’une des maisons, les eaux grises provenant de la douche sont filtrées, désinfectées et soumises à un traitement pour servir d’eau industrielle destinée à la chasse d’eau des toilettes. Selon les chercheurs, ce traitement permet d’économiser 80 à 90 % de la quantité d’eau potable nécessaire à la chasse d’eau.

Dans une autre maison, les eaux grises de douche, à une température d’environ 25 à 30 °C, sont collectées et acheminées vers une pompe à chaleur. Celle-ci alimente le réseau de chauffage et d’eau chaude du bâtiment, exploitant ainsi un potentiel thermique jusqu’alors inutilisé. Selon un communiqué de presse, cette pompe à chaleur couvre actuellement environ 6 % des besoins annuels en chaleur du bâtiment. Avec un fonctionnement optimisé et une extension à l’ensemble des bâtiments du quartier, les besoins en énergie primaire pour la production d’eau chaude pourraient baisser de 20 à 50 %.

Dans l'ensemble, le projet de démonstration confirme le potentiel en matière d'efficacité et de protection du climat escompté par les chercheurs, selon le communiqué accompagnant le rapport final. À l'extérieur, environ 6 400 mètres carrés d'espaces verts peuvent être arrosés avec l'eau traitée provenant des citernes. Les analyses d'échantillons d'eau prélevés au point de sortie de l'allée i.WET montrent que le système filtre les polluants et les nutriments présents dans l'eau qui s'écoule de la route, des toits et des citernes vers l'installation.

Réduction des coûts et mise en œuvre progressive

Ce concept présente également des avantages économiques: les dépenses liées à l’eau potable diminuent, tout comme les redevances sur les eaux usées. Selon les chercheurs, une analyse comparative dynamique des coûts montre que, sur des cycles de vie de 60 à 120 ans, les allées i.WET peuvent être au moins neutres en termes de coûts et souvent moins chères que les solutions conventionnelles de séparation des réseaux d’assainissement. Enfin, la mise en œuvre des différents éléments peut s’effectuer progressivement et s’adapter ainsi aux longs cycles de rénovation des réseaux d’eau existants dans les villes.