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

May 26, 2023

Selon l’UNICEF, une agence des Nations Unies chargée de fournir une aide humanitaire et de 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 qui s’y trouvent, il est impératif de préserver l’eau en tant que ressource renouvelable.

C’est un énorme problème, et sa résolution est semée d’embûches. Un facteur qui met à rude épreuve les réserves d’eau douce actuelles et futures de notre planète que les habitudes des consommateurs ont une chance d’inverser? Dans l’espoir de réduire la pénurie d’eau à l’avenir, cependant, 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 embouteillée.

Aujourd’hui, environ 75 % de notre approvisionnement en eau embouteillée provient de sources souterraines, comme des sources et des puits. Mais selon les experts de l’environnement, l’eau de pluie récoltée est une ressource en eau renouvelable durable 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 de l’atmosphère sous forme de pluie ou de neige, puis s’écoule 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 libérée. Enfin, l’eau vaporisée se condense pour former des nuages, et le cycle recommence.

« La capture de l’eau de pluie est l’un des principaux moyens de maintenir un approvisionnement en eau. » —Aaron Packman, PhD, ingénieur en environnement

La collecte de 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 occasion 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 soumises à un stress hydrique et atteindre une conservation de la demande de 30%. L’étude a également souligné que l’eau de pluie était une ressource en eau urbaine potentiellement nette zéro – ce qui signifie que sa récolte contribue aussi près que possible de zéro émission nocive de gaz à effet de serre dans l’atmosphère – dans des conditions de sécheresse pluriannuelle 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 », explique 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 sur leur toit. L’eau de pluie peut être utilisée à la fois autour de la maison et comme irrigation pour les cultures.

Richard’s Rainwater, une entreprise basée au Texas qui a été lancée en 2002, a été 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 gazeuses et plates en bouteille et en conserve, toutes sans plastique. Communément appelée la première entreprise de bouteilles d’eau « du nuage à la bouteille » du pays, Richard’s Rainwater a recueilli près de 20 millions de dollars de financement à ce jour. Bien que le concept de captage de l’eau de pluie comme source d’eau potable soit loin d’être nouveau, l’équipe d’experts environnementaux de cette marque le fait à une échelle beaucoup plus grande. 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 capturant l’eau de pluie excédentaire dans des réservoirs en acier inoxydable, capables de recueillir jusqu’à 600 000 gallons d’eau de pluie à la fois. Dans les régions où la saison des pluies est abondante, les réservoirs sont vidés et remplis plusieurs fois par an.

« Chez Richard’s Rainwater, nous saisissons l’occasion d’utiliser une ressource qui tombe littéralement du ciel », explique 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 bien que le Dr Packman convienne que l’eau de pluie présente un risque de contamination inférieur à celui des eaux souterraines – qui sont exposées 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. Jusqu’à présent, des recherches récentes ont soulevé des inquiétudes quant à la présence de PFAS (substances perfluoroalkyliques et polyfluoroalkyliques, alias « produits chimiques pour toujours » potentiellement toxiques), qui ont été trouvés à des niveaux dangereux dans l’eau de pluie dans le 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 sur la qualité de l’eau 2022 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 recueillie 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 épisode pluvieux, l’air a été totalement nettoyé. C’est pourquoi nous rejetons les 30 premières minutes de collecte de la pluie – nous voulons éviter le faible risque qu’une partie de cette pollution se retrouve dans nos réservoirs », explique 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 en 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 la taille de la France. Afin d’éviter de contribuer aux dommages, Richard’s Rainwater est vendue 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 embouteillée 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, y compris 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 très 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 embouteillée. Pendant ce temps, l’eau embouteillée 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 désagréable ou un arrière-goût. (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.

L’emballage de l’eau de pluie entraîne également moins de gaspillage d’eau. « De 10 à 40% de l’eau est gaspillée en utilisant 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 embouteillée. C’est presque 40 pour cent. Cela signifie que près d’un demi-litre d’eau est gaspillé lors de la mise en bouteille d’un seul litre pour utilisation. [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 embouteillés, du début à la fin. »

Pour résumer, boire de l’eau de pluie présente deux avantages potentiels importants: c’est une source d’eau potable naturellement « plus propre » et nécessite un processus de purification moins coûteux que les eaux souterraines. Mais le Dr Packman dit qu’il y a plus à étudier avant que nous puissions officiellement considérer l’eau de pluie récoltée comme une option plus durable.

« Si vous cherchez des solutions durables, vous voulez un approvisionnement en eau relativement localisé, vous voulez l’utiliser de manière durable et vous ne voulez pas le surcharger pour qu’il continue à se reconstituer au fil du temps. » – Dr Packman

Pour commencer, le Dr Packman se demande s’il est plausible que la capture de l’eau de pluie soit possible à l’échelle mondiale (ou même nationale), d’autant plus qu’une grande partie de la planète ne reçoit pas de précipitations constantes toute l’année. Ceci, 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 dans tout le pays pour faire de la collecte des eaux de pluie un concept national décentralisé capable de générer environ 100 millions de dollars de ventes annuelles », dit-elle.

De plus, M. 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 stockage du réservoir, vous l’empêchez d’aller 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 cas de cela se produiront probablement parallèlement à une extraction d’eau artificielle à plus grande échelle et pas seulement à la capture de l’eau de pluie », explique 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 cherchez des solutions durables, vous voulez un approvisionnement en eau relativement localisé, vous voulez l’utiliser de manière durable et vous ne voulez pas le surcharger 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 », dit le Dr Packman.

Tout cela pour dire que 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 recueillir l’eau de pluie là où elles le peuvent. Et quand il s’agit de notre approvisionnement futur en eau, chaque goutte dans le seau compte.