Comment la collecte des eaux de pluie puise dans l'eau renouvelable

Nov 06, 2023

Selon l'UNICEF, une agence des Nations Unies chargée de fournir une aide humanitaire et au développement aux enfants du monde entier, plus de 4 milliards de personnes, soit près des deux tiers de la population mondiale, connaissent actuellement une grave pénurie d'eau pendant au moins un mois chaque année. Et d'ici 2030, 700 millions de personnes pourraient être déplacées en raison de la pénurie d'eau résultant du changement climatique et d'autres facteurs environnementaux. Alors que la pénurie d'eau menace le bien-être de l'écosystème et la vie de tant d'humains, il est impératif de préserver l'eau en tant que ressource renouvelable.

C'est un énorme problème, et le résoudre est semé d'embûches. Un facteur qui pèse sur les réserves d'eau douce présentes et futures de notre planète que les habitudes de consommation ont une chance d'inverser ? Cependant, dans l'espoir de réduire la pénurie d'eau à l'avenir, certaines marques et experts environnementaux se tournent vers l'eau de pluie comme source d'eau fiable et renouvelable, en particulier pour l'approvisionnement de l'industrie de l'eau en bouteille.

Aujourd'hui, environ 75 % de notre approvisionnement en eau en bouteille provient de sources souterraines, telles que des sources et des puits.Mais selon les experts en environnement, l'eau de pluie récoltée est une ressource en eau renouvelable durable et prometteuse à exploiter.

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Un rappel rapide sur le fonctionnement du cycle de l'eau : dans sa forme la plus simpliste, l'eau liquide descend sur Terre depuis l'atmosphère sous forme de pluie ou de neige, puis coule à travers la terre ou pénètre dans le sol. L'eau est ensuite réabsorbée dans l'atmosphère par évaporation des lacs et des rivières, ou est absorbée par les plantes puis rejetée. Enfin, l'eau vaporisée se condense pour former des nuages, et le cycle recommence.

"Capter l'eau de pluie est l'un des principaux moyens de maintenir un approvisionnement en eau." —Aaron Packman, PhD, ingénieur en environnement

Récolter l'eau de pluie signifie capturer les précipitations avant qu'elles n'atterrissent à la surface de la Terre, et cette source d'eau a longtemps été identifiée comme une technologie alternative viable de l'eau par l'Agence de protection de l'environnement (EPA) et le Programme fédéral de gestion de l'énergie (FEMP), qui stipule que les systèmes de collecte des eaux de pluie sont facilement disponibles et peuvent fournir une opportunité de compenser l'utilisation d'eau douce. Une étude menée en 2020 à Tucson, en Arizona, a également révélé que l'eau de pluie pourrait remplacer les sources d'eau importées dans les villes en situation de stress hydrique et atteindre une conservation de la demande de 30 %. L'étude a également pointé l'eau de pluie comme une possible ressource en eau urbaine nette zéro - ce qui signifie que sa récolte contribue aussi près que possible de zéro émission de gaz à effet de serre nocifs dans l'atmosphère - dans des conditions de sécheresse pluriannuelles avec de grands volumes de stockage.

"La capture de l'eau de pluie est l'un des principaux moyens de maintenir un approvisionnement en eau", déclare Aaron Packman, PhD, professeur de génie civil et environnemental à la Northwestern University et directeur du Northwestern Center for Water Research. "Cela se fait depuis des siècles dans de nombreux endroits du monde, en particulier dans les zones où les gens gardent une citerne au-dessus de leur toit. L'eau de pluie peut être utilisée à la fois autour de la maison et pour l'irrigation des cultures."

Richard's Rainwater, une entreprise basée au Texas qui a été lancée en 2002, est à la tête de la collecte de l'eau de pluie et de son utilisation comme source renouvelable pour sa gamme de produits : des eaux pétillantes et plates en bouteille et en canette, toutes sans plastique. Communément appelée la première entreprise de bouteilles d'eau « cloud-to-bottle » du pays, Richard's Rainwater a levé près de 20 millions de dollars de financement à ce jour. Si le concept de capter l'eau de pluie comme source d'eau potable est loin d'être nouveau, l'équipe d'experts environnementaux de cette marque le fait à une échelle bien plus importante. En fait, en janvier, Richard's Rainwater a ouvert le plus grand site de collecte d'eau de pluie potable au monde à la Nouvelle-Orléans, qui, selon elle, est capable de collecter plus de deux millions de gallons d'eau par an. Il travaille également avec l'installation Lazy Magnolia basée au Mississippi.

Richard's Rainwater fonctionne en captant l'eau de pluie excédentaire dans des réservoirs en acier inoxydable, capables de collecter jusqu'à 600 000 gallons d'eau de pluie à la fois. Dans les régions où les saisons des pluies sont abondantes, les réservoirs sont vidés et remplis plusieurs fois par an.

"Chez Richard's Rainwater, nous saisissons l'opportunité d'utiliser une ressource qui tombe littéralement du ciel", déclare Serena Dietrich, directrice du développement durable de l'entreprise. "Et lorsque l'eau de pluie est récoltée, elle est dans l'état le plus pur possible."

Et tandis que le Dr Packman convient que l'eau de pluie présente un risque de contamination plus faible que l'eau souterraine, qui est exposée au sol, aux eaux usées, au ruissellement urbain et plus encore, l'eau de pluie n'est pas sans risque. "L'eau qui tombe dans l'atmosphère peut rencontrer des gaz ou des particules, qui peuvent contaminer la pluie. Pensez aux pluies acides", dit-il. À ce stade, des recherches récentes ont soulevé des inquiétudes quant à la présence de PFAS (substances per- et polyfluoroalkyles, alias "produits chimiques éternels" potentiellement toxiques), qui ont été trouvés à des niveaux dangereux dans les eaux de pluie du monde entier. C'est pourquoi des entreprises comme Richard's Rainwater utilisent des systèmes de filtration fiables pour éliminer efficacement les PFAS et autres contaminants potentiellement nocifs de l'eau de pluie récoltée, plutôt que de suggérer à quiconque de boire de la pluie directement du ciel. Et selon le rapport annuel 2022 sur la qualité de l'eau de Richard's Rainwater, des niveaux de PFA supérieurs à la limite de détection prédéterminée n'ont été détectés dans aucun de leurs produits.

Pour s'assurer que l'eau de pluie collectée dans ses installations est dans sa forme la plus propre, l'équipe de Richard's Rainwater se tourne vers quelques autres processus de purification. "Après les 15 premières minutes d'un événement de pluie, l'air a été totalement nettoyé. C'est pourquoi nous rejetons les 30 premières minutes de collecte de pluie - nous voulons éviter le faible risque que cette pollution puisse se retrouver dans nos réservoirs ", dit Dietrich. Ce qui est récolté après les 30 premières minutes de pluie est ensuite purifié et mis en bouteille pour la vente, ajoute-t-elle, notant qu'il s'agit d'une pratique courante pour tout type de collecte d'eau de pluie.

Richard's Rainwater croit également à l'importance d'éliminer les déchets plastiques. Aujourd'hui, les gens utilisent environ 1,2 million de bouteilles en plastique par minute, dont environ 91 % ne sont pas recyclées. Pendant ce temps, le Great Pacific Garbage Patch (GPGP), la plus grande accumulation de plastique océanique au monde située entre Hawaï et la Californie, a atteint 1,6 million de kilomètres carrés : une superficie deux fois plus grande que le Texas ou trois fois plus grande que la France. Afin d'éviter de contribuer aux dommages, Richard's Rainwater est vendu dans des emballages durables, sans BPA et sans plastique, fabriqués uniquement à partir de canettes en verre ou en aluminium recyclables.

Pour s'assurer que toute forme d'eau en bouteille est potable, elle doit subir une série de processus de désinfection. Les eaux souterraines et les eaux de pluie dépendent du traitement de l'eau à l'ozone, qui utilise l'ozone (un gaz réactif incolore et inodore) pour éliminer les contaminants tels que les bactéries, les virus et les métaux par oxydation. Ce moyen rapide, efficace et sans produits chimiques de purifier l'eau a été associé à des résultats positifs pour la santé des consommateurs, notamment le traitement de certains types de procédures dentaires, de plaies et de troubles circulatoires.

Mis à part le traitement de l'eau à l'ozone, la désinfection entre les deux formes d'eau est assez différente. La désinfection de l'eau de pluie implique un prétraitement à la lumière UV pour tuer la plupart des agents pathogènes, puis des filtres conçus pour éliminer uniquement ce qui reste après la première étape. Ensuite, l'eau est ozonée et mise en bouteille. Pendant ce temps, l'eau en bouteille provenant des eaux souterraines est souvent désinfectée en commençant par une source d'eau chlorée comme l'eau du robinet municipale, en éliminant sa teneur en chlore à l'aide de filtres à charbon et en l'ozonant.

Selon Dietrich, la purification de l'eau de pluie n'implique pas de chlore, qui, selon elle, peut laisser une odeur ou un arrière-goût désagréable. (Certains chercheurs ont même identifié des sous-produits toxiques et cancérigènes qui peuvent être produits lorsque du chlore est ajouté à l'eau potable ordinaire.) Cependant, il est important de noter que l'Environmental Protection Agency (EPA) ne classe pas le chlore comme nocif dans les quantités utilisées. pour désinfecter les sources d'eau potable.

Le conditionnement de l'eau de pluie permet également de réduire le gaspillage d'eau. "De 10 à 40 % de l'eau est gaspillée par d'autres méthodes d'embouteillage", explique Dietrich. "Le point à souligner est que le ratio d'utilisation de l'eau - en moyenne - pour nos concurrents est de 1,39 litre pour un litre d'eau en bouteille. C'est près de 40 %. Cela signifie que près d'un demi-litre d'eau est gaspillé dans le processus d'embouteillage d'un seul litre à utiliser. [Lors du traitement de l'eau de pluie], nous avons un minimum d'étapes, donc il y a un minimum de déchets. Plus de 95 % de l'eau de pluie captée est mise dans nos produits en bouteille, du début à la fin.

Pour résumer, l'eau de pluie potable présente deux avantages potentiels importants : c'est une source d'eau potable naturellement "plus propre" et nécessite un processus de purification moins coûteux que l'eau souterraine. Mais le Dr Packman dit qu'il y a plus à étudier avant que nous soyons en mesure de considérer officiellement l'eau de pluie récoltée comme une option plus durable.

"Si vous envisagez des solutions durables, vous voulez un approvisionnement en eau relativement localisé, vous voulez l'utiliser de manière durable et vous ne voulez pas le surexploiter pour qu'il continue à se reconstituer au fil du temps." —Dr. Colporteur

Pour commencer, le Dr Packman se demande à quel point il est plausible que la capture de l'eau de pluie soit possible à l'échelle mondiale (ou même à l'échelle nationale), d'autant plus qu'une grande partie de la planète ne reçoit pas de précipitations constantes toute l'année. Cela, dit-il, pourrait très bien limiter l'accessibilité, la disponibilité et même la durabilité de la capture sur la route. Dietrich est d'accord, notant que l'expansion sera nécessaire pour fournir de l'eau de pluie à grande échelle. "Selon les calculs de Richard's Rainwater, il faudrait environ 15 à 20 sites de collecte répartis à travers le pays pour faire de la collecte des eaux de pluie un concept national décentralisé capable d'environ 100 millions de dollars de ventes annuelles", dit-elle.

De plus, le Dr Packman s'inquiète de l'impact que l'approvisionnement en eau de pluie pourrait avoir sur d'autres écosystèmes. "Si vous détournez de grandes quantités d'eau de pluie vers le réservoir de stockage, vous l'empêchez de descendre en aval. Cela soulève naturellement beaucoup de questions", dit-il. Cela dit, il note que ce ne sera probablement pas le cas en ce qui concerne l'opération de Richard's Rainwater. "Les exemples de ce qui se passe vont probablement être parallèles à une extraction d'eau artificielle à beaucoup plus grande échelle et pas seulement à la capture d'eau de pluie", déclare le Dr Packman.

Du point de vue du Dr Packman, dans un monde parfait, la source d'eau la plus durable coche trois cases principales : "Si vous envisagez des solutions durables, vous voulez un approvisionnement en eau relativement localisé, vous voulez l'utiliser de manière durable, et vous ne Je ne veux pas le mettre à découvert pour qu'il continue à se reconstituer au fil du temps." La source devrait également disposer de méthodes de traitement et de distribution efficaces, ajoute-t-il, ce qui n'est pas toujours le cas. "Il y a tellement de conditions locales différentes à prendre en compte", déclare le Dr Packman.

Tout compte fait, boire de l'eau de pluie n'est pas la seule solution à la crise de l'eau partout, mais des initiatives comme Richard's Rainwater font des vagues dans la bonne direction pour collecter l'eau de pluie là où elles le peuvent. Et lorsqu'il s'agit de notre futur approvisionnement en eau, chaque dernière goutte dans le seau compte.