Boire l’eau de pluie : récupération, stockage et potabilisation

Toute l’eau qui coule des robinets de la maison vient du ciel. La pluie tombe sur la toiture, s’écoule dans une cuve enterrée, puis traverse une série de filtres et une lampe ultraviolette avant d’arriver à la cuisine, à la douche ou aux toilettes. Le réseau communal ne sert que d’appoint, pour remplir la cuve si elle venait à se vider. Cet article explique combien d’eau notre toit peut récolter, combien nous en consommons, et pourquoi l’eau traitée peut être bue sans risque.

Élément	Choix
Surface de récolte	Toiture de la maison Ouest, ≈ 101 m² en projection horizontale
Pluie moyenne	≈ 850 mm par an (MeteoSuisse, Payerne, 1991–2020)
Eau récoltée	≈ 69 m³ par an en moyenne, soit ≈ 190 L par jour
Stockage	Cuve cylindrique en béton de 10 m³, enterrée
Mise sous pression	Pompe DAB e.sybox mini³
Filtration	Préfiltre 50 µm, filtre 5 µm, charbon actif
Désinfection	Lampe UV-C de 55 W avec limiteur de débit et alarme
Appareils économes	Douche Gjosa, toilettes Eco Flush à séparation d’urine
Appoint	Réseau communal, uniquement pour remplir la cuve

Vue d’ensemble

L’installation suit le chemin de l’eau. La pluie est d’abord récoltée sur la toiture, puis stockée dans une cuve en béton où elle se repose. Une pompe la met ensuite sous pression et l’envoie à travers trois filtres de plus en plus fins, puis devant une lampe ultraviolette qui la désinfecte. Toute la maison est alimentée avec cette eau, y compris le chauffe-eau.

Combien d’eau tombe sur notre toit ?

La surface de récolte

Pour calculer l’eau récoltée, on ne prend pas la surface réelle des pans de toit, mais leur projection horizontale : c’est la surface que « voit » la pluie en tombant. Notre toiture mesure 14,25 m de long sur 7,12 m de large, avant-toits compris, soit ≈ 101 m². Les deux pans sont raccordés à la cuve : le pan sud, couvert de tôles d’acier et des panneaux photovoltaïques en verre, et le pan nord, couvert de tuiles.

La pluie dans la région

La station MeteoSuisse la plus proche disposant de longues séries de mesures est celle de Payerne. Ses mesures journalières sont disponibles en données ouvertes depuis 1964.

Période	Pluie à Payerne
Moyenne annuelle 1991–2020 (normale climatologique)	852 mm
Année la plus sèche depuis 2000 (2011)	581 mm
Année la plus pluvieuse depuis 2000 (2001)	1132 mm

Un millimètre de pluie correspond à un litre d’eau par mètre carré. Sur 101 m², une année moyenne apporte donc 101 × 852 ≈ 86 m³ d’eau. Une partie n’arrive pourtant jamais dans la cuve : l’eau qui s’évapore sur un toit chaud après une petite averse, celle qui mouille simplement les tuiles, celle qui déborde des gouttières lors des gros orages ou qui est écartée par le filtre d’entrée. On applique donc un coefficient de récupération de 80 %, une valeur courante pour une toiture en tôle et en tuiles.

Année	Pluie	Eau récoltée (80 %)	Par jour
Moyenne	852 mm	≈ 69 m³	≈ 190 L
Sèche (2011)	581 mm	≈ 47 m³	≈ 130 L
Pluvieuse (2001)	1132 mm	≈ 92 m³	≈ 250 L

La pluie est assez bien répartie sur l’année. Les mois de janvier à mars sont les plus secs, février surtout, mais même là notre toit récolte en moyenne 3,5 à 4,3 m³ par mois.

Combien d’eau consommons-nous ?

Un ménage suisse consomme en moyenne environ 140 litres par personne et par jour. La douche et les toilettes en représentent une grande part : une douche classique débite 10 à 15 litres par minute, et une chasse d’eau ordinaire utilise 6 litres ou plus à chaque fois.

Nous avons choisi des appareils qui réduisent fortement ces deux postes :

• La douche Gjosa fractionne le jet en fines gouttelettes accélérées. On garde la sensation d’une vraie douche avec environ 4 litres par minute, soit trois fois moins qu’une douche classique.
• Les toilettes Eco Flush (Wostman) séparent l’urine et les matières fécales. La cuvette avant, pour l’urine, est rincée avec environ 0,3 litre ; la grande chasse, pour les selles, utilise environ 2,5 à 3 litres. Comme la plupart des passages aux toilettes concernent l’urine, la consommation moyenne tombe autour d’un litre par chasse.
• Le lave-vaisselle Miele utilise environ 6 à 9 litres par cycle, moins qu’une vaisselle faite à la main.

Voici une estimation de notre consommation avec ces appareils :

Usage	Hypothèse	Par personne et par jour
Douche	Gjosa, 5 minutes à 4 L/min	≈ 20 L
Toilettes	Eco Flush, 4 petites chasses et 1 grande	≈ 4 L
Lavabo	Mains, dents, visage	≈ 6 L
Cuisine et boisson	Cuisson, vaisselle à la main, boire	≈ 5 L
Total par personne		≈ 35 L

S’y ajoutent les appareils partagés par tout le foyer : environ 8 litres par jour pour le lave-vaisselle (un cycle par jour) et environ 20 litres par jour pour le lave-linge (trois lessives de 45 litres par semaine). Cela donne :

Foyer	Consommation estimée
2 personnes	≈ 100 L par jour (≈ 50 L par personne)
3 personnes	≈ 130 L par jour
4 personnes	≈ 170 L par jour

Ces chiffres restent des estimations. Les compteurs installés sur le circuit nous permettront de les vérifier en conditions réelles.

La cuve de 10 m³ suffit-elle ?

Comparer la pluie annuelle à la consommation annuelle ne suffit pas. Il peut pleuvoir beaucoup en automne et presque rien pendant six semaines au printemps : c’est la cuve qui fait le tampon entre les deux. Pour savoir si elle est assez grande, nous avons simulé la cuve jour par jour de 2000 à 2025, avec la pluie réellement mesurée chaque jour à Payerne. Chaque jour, la pluie remplit la cuve (le surplus part au trop-plein), puis le foyer y puise sa consommation.

Résultats moyens sur ces 26 ans :

Consommation du foyer	Part couverte par la pluie	Jours par an où la cuve est vide (moyenne)	Appoint par le réseau (moyenne)
100 L par jour	100 %	0	0
120 L par jour	100 %	0	0
150 L par jour	98 %	8	≈ 1 m³ par an
180 L par jour	92 %	36	≈ 5,6 m³ par an
280 L par jour (2 personnes à la moyenne suisse)	67 %	140	≈ 34 m³ par an

Jusqu’à environ 120 litres par jour, la cuve de 10 m³ n’aurait jamais été vide un seul jour en 26 ans. C’est toutefois la limite : à 120 litres par jour, il ne serait resté qu’environ 200 litres au plus bas, en mai 2011. Au-delà, il faut de temps en temps faire appel au réseau, surtout lors des années sèches. Sans les appareils économes, deux personnes consommant comme la moyenne suisse dépendraient du réseau un tiers du temps.

2011 : le printemps sans pluie

L’année 2011 est la plus sèche de la série depuis 2000, avec un printemps presque sans pluie de février à début mai. C’est le test le plus dur pour la cuve. Pour comparer les foyers à partir du même point, le graphique part d’une cuve pleine au 1er janvier :

Autre manière de voir les choses : une cuve pleine contient 100 jours de consommation à 100 litres par jour. Or la plus longue période sans pluie notable (moins de 1 mm par jour) mesurée à Payerne depuis 2000 a duré 46 jours, de fin novembre 2016 au début janvier 2017.

Et en cas de pénurie ?

Prenons un foyer de trois personnes qui consomme habituellement 150 litres par jour : les ≈ 130 litres estimés plus haut, plus une quinzaine de litres pour le ménage et les plantes. Lors des années sèches, sa cuve se viderait de temps en temps. Mais rien n’oblige à consommer toujours autant : quand la cuve baisse, on peut faire attention quelque temps. Notre règle est simple : dès que la cuve descend sous 5 m³, nous passons à 100 litres par jour, jusqu’à ce qu’elle remonte.

Il ne s’agit pas de vivre en mode survie. Les appareils économes ont déjà retiré le gaspillage, il reste donc surtout des gestes de confort à réduire :

Usage	Habituel	En mode économie	Comment
Douches	≈ 60 L	≈ 40 L	Douches plus courtes, environ 3 minutes
Toilettes	≈ 12 L	≈ 12 L	Rien à changer, l’Eco Flush est déjà très sobre
Lavabo	≈ 18 L	≈ 12 L	Robinet fermé pendant le brossage des dents, gobelet
Cuisine et boisson	≈ 15 L	≈ 15 L	Rien à changer
Lave-vaisselle	≈ 8 L	≈ 5 L	Seulement quand il est plein
Lave-linge	≈ 20 L	≈ 10 L	Lessives regroupées, une ou deux par semaine
Divers (ménage, plantes)	≈ 15 L	≈ 6 L	Ménage à la bassine, arrosage suspendu
Total	≈ 150 L	≈ 100 L	Un tiers de moins

Avec cette règle, la simulation de 2000 à 2025 donne :

• La cuve n’aurait jamais été vide, sans aucun appoint par le réseau. Au plus bas, à la mi-mai 2011, il serait resté environ 500 litres : la marge est mince lors des pires années.
• Le mode économie dure en moyenne deux mois par an, mais rarement d’un seul bloc : la moitié des épisodes durent moins de huit jours, le temps que la pluie suivante fasse remonter la cuve. Lors des années sèches (2010, 2011, 2017, 2022), il dure quatre à six mois au total, et jusqu’à quatre mois et demi d’affilée, de fin janvier à début juin 2022. Seules trois années sur vingt-six n’en ont pas eu besoin.
• Il tombe surtout en fin d’hiver et au printemps, de février à avril, et beaucoup plus rarement en été. Janvier, février et mars sont les mois les moins pluvieux de l’année, et la cuve n’a souvent pas encore remonté en avril. En été, au contraire, les orages la remplissent vite.

Pour appliquer cette règle, il faut connaître le niveau de la cuve : un indicateur de niveau est donc indispensable. Et le réseau communal reste là en dernier recours.

Si la cuve se vide malgré tout, une arrivée du réseau communal permet de la remplir. Elle est physiquement déconnectée de l’eau de la cuve : le tuyau s’arrête au-dessus du niveau du trop-plein, et l’eau du réseau tombe librement dans la cuve. Même si la pression du réseau chutait, l’eau de pluie ne pourrait jamais être aspirée vers le réseau public. La norme européenne EN 1717 demande une chute libre d’au moins 20 mm, ou deux fois le diamètre intérieur du tuyau si c’est plus. Les robinets de la maison ne sont jamais branchés directement sur le réseau : ils reçoivent toujours de l’eau qui est passée par la cuve et par toute la chaîne de traitement.

Le traitement, étape par étape

1. La toiture et le filtre d’entrée

L’eau de pluie se forme par condensation de la vapeur d’eau dans les nuages : au départ, c’est presque de l’eau distillée. Elle se charge ensuite de ce qu’elle rencontre en tombant et sur le toit : poussières, pollens, sable du Sahara, feuilles, mousses et surtout fientes d’oiseaux, la principale source de bactéries.

Un filtre en entrée de cuve retient les feuilles et les débris grossiers avant qu’ils n’arrivent dans l’eau stockée.

2. La cuve en béton : le repos de l’eau

La cuve est un cylindre en béton de 2,55 m de diamètre et 2,40 m de haut, enterré. Elle fait bien plus que stocker l’eau :

• Obscurité : sans lumière, aucune algue ne peut pousser.
• Fraîcheur : sous terre, l’eau reste fraîche toute l’année, loin des 37 °C auxquels se développent les bactéries d’origine intestinale. Elles ne s’y multiplient pratiquement pas.
• Décantation : dans l’eau immobile, le sable et les particules lourdes tombent au fond, tandis que les pollens et les particules légères flottent en surface. L’eau la plus claire se trouve entre les deux.
• Neutralisation : l’eau de pluie est légèrement acide (pH ≈ 5,6), car elle dissout le gaz carbonique de l’air. Au contact du béton, elle dissout un peu de calcaire : son pH remonte vers la neutralité et elle se charge légèrement en calcium. Une cuve neuve fait d’abord l’inverse : pendant les premières semaines, voire les premiers mois, le béton frais peut faire monter le pH au-delà de 9. C’est pourquoi on mesure le pH avant de boire l’eau d’une cuve neuve.
• Vie microbienne utile : un fin film de bactéries inoffensives se forme sur les parois. Il consomme la matière organique dissoute dans l’eau.

Pour que ces bactéries utiles restent actives, l’eau doit contenir de l’oxygène. Sans oxygène, d’autres bactéries prennent le dessus et produisent des odeurs d’œuf pourri. Nous mettons donc en place un bullage : un diffuseur posé à 20–30 cm du fond envoie de l’air dans la cuve pendant 20 minutes toutes les 6 heures.

3. Le préfiltre 50 µm et la pompe

Juste avant la pompe, un préfiltre de 50 micromètres (0,05 mm) arrête les grains de sable et les particules qui pourraient abîmer la pompe.

La pompe DAB e.sybox mini³ met l’eau sous pression. Elle démarre dès qu’un robinet s’ouvre et ajuste sa vitesse pour garder une pression constante, que l’on remplisse un verre ou que la douche et le lave-linge tournent en même temps. Le robinet extérieur, pour l’arrosage, est branché juste après la pompe : il n’a pas besoin du reste du traitement.

4. Le filtre 5 µm

Ce filtre retient les particules fines, jusqu’à 5 micromètres, soit environ un dixième de l’épaisseur d’un cheveu. Il rend l’eau parfaitement limpide, ce qui est indispensable pour l’étape UV : une bactérie cachée derrière une particule serait à l’ombre des rayons. Il retient aussi une partie des parasites les plus gros, comme les kystes de Giardia (8 à 14 µm).

5. Le charbon actif

Le charbon actif est un charbon végétal traité pour être criblé de pores microscopiques : un seul gramme offre une surface interne de plusieurs centaines de mètres carrés. Les molécules organiques dissoutes s’y collent : c’est l’adsorption. Le charbon retire ainsi les goûts, les odeurs, la couleur et une partie des polluants chimiques comme certains pesticides ou hydrocarbures.

En retirant la matière organique, il rend aussi l’eau plus transparente aux ultraviolets. En revanche, des bactéries peuvent se développer dans le charbon lui-même. C’est pourquoi il est placé avant la lampe UV, jamais après.

6. La lampe UV-C : la désinfection

La dernière étape est une station Eureka équipée d’une lampe ultraviolette de 55 W. L’eau circule autour de la lampe, protégée par une gaine en quartz. La lampe émet des rayons UV-C à 254 nanomètres, une longueur d’onde que l’ADN et l’ARN des micro-organismes absorbent très fortement. Les rayons abîment ce matériel génétique : bactéries, virus et parasites ne peuvent plus se reproduire. Incapables de se multiplier, ils ne peuvent plus provoquer de maladie.

L’efficacité dépend de la dose reçue par l’eau, c’est-à-dire de l’intensité de la lampe multipliée par le temps d’exposition. Pour l’eau potable, la référence est de 40 mJ/cm². À cette dose, plus de 99,99 % des bactéries pathogènes sont inactivées, comme E. coli, les salmonelles, Campylobacter ou les légionelles. Les parasites Giardia et Cryptosporidium, qui résistent au chlore, sont au contraire très sensibles aux UV. La plupart des virus sont aussi inactivés à cette dose. Les adénovirus font exception : à 40 mJ/cm², ils ne sont réduits que d’environ 90 %. Ce sont toutefois des virus humains, qui n’ont guère de raison de se trouver sur un toit (voir plus bas).

Pour garantir cette dose, l’installation comporte deux protections :

• Un limiteur de débit de 2,28 m³/h, inférieur au débit maximal de la station (2,66 m³/h). Même si tous les robinets sont ouverts, l’eau passe assez lentement devant la lampe.
• Une cellule de contrôle qui surveille la lampe et déclenche un voyant et une alarme sonore en cas de panne.

Les UV n’ajoutent rien à l’eau : ni produit chimique, ni goût. La lampe fonctionne en continu et consomme environ 1,3 kWh par jour, une énergie fournie en grande partie par notre installation photovoltaïque.

Pourquoi peut-on boire cette eau ?

Plusieurs barrières plutôt qu’une seule

Aucune étape n’est parfaite à elle seule. La sécurité vient de leur succession : chaque barrière réduit un risque, et la suivante rattrape ce que la précédente a laissé passer. C’est le même principe que dans les usines de traitement d’eau potable des communes.

Risque	Origine	Barrières
Feuilles, débris, insectes	Toiture	Filtre d’entrée, décantation
Sable, pollens, poussières	Atmosphère	Décantation, filtres 50 µm et 5 µm
Bactéries (E. coli, salmonelles…)	Fientes d’oiseaux	Cuve froide et sombre, UV-C
Parasites (Giardia, Cryptosporidium)	Animaux	Filtre 5 µm (en partie), UV-C
Virus	Rares dans l’eau de toiture	UV-C (en partie pour les adénovirus)
Goûts, odeurs, matière organique	Feuilles, cuve	Bullage, charbon actif
Acidité	Gaz carbonique de l’air	Béton de la cuve
Polluants chimiques (PFAS…), métaux	Atmosphère, matériaux du toit	Choix des matériaux, charbon actif (en partie), analyses

Les virus qui rendent malades les humains viennent surtout d’excréments humains, qui n’ont aucune raison de se trouver sur un toit. Le risque microbien d’une eau de toiture vient donc avant tout des bactéries et des parasites apportés par les animaux, précisément ceux que les UV traitent le mieux.

Ce que le traitement ne fait pas

Les UV désinfectent, mais ne retirent aucune substance chimique. Contre les polluants dissous, les protections sont le choix de matériaux de toiture inertes et le charbon actif, qui n’en retient qu’une partie. L’eau de pluie a cependant un avantage sur l’eau souterraine : elle ne traverse pas les sols, et ne se charge donc pas en nitrates ni en résidus agricoles infiltrés.

Elle n’est pas pure pour autant : en tombant, elle capte ce que contient l’air, en particulier des PFAS, les « polluants éternels ». Une étude de l’université de Stockholm a montré en 2022 que la pluie en contient partout dans le monde, parfois au-delà des limites les plus strictes fixées pour l’eau potable. La Suisse prépare d’ailleurs des valeurs maximales plus basses, alignées sur celles de l’Union européenne (0,1 µg/l pour la somme de 20 PFAS). Le charbon actif en retient une partie, surtout les molécules à chaîne longue, mais pas toutes : seule une analyse permet de savoir ce qu’il en est.

Les UV n’ont pas non plus d’effet rémanent. Contrairement au chlore, ils ne protègent pas l’eau après son passage. C’est pourquoi la lampe est placée en dernier, juste avant la distribution, et pourquoi l’entretien régulier est indispensable. Pour la même raison, le chauffe-eau doit être réglé assez chaud, à 60 °C, comme dans toute maison, pour empêcher les légionelles de s’y développer.

L’eau de pluie est aussi très peu minéralisée. Ce n’est pas un problème pour la santé, car l’essentiel du calcium et du magnésium dont nous avons besoin vient de l’alimentation. Et c’est un avantage pour la maison : pas de calcaire dans le chauffe-eau, la douche ou le lave-linge.

Vérifier par des analyses

La théorie ne suffit pas : seule une analyse en laboratoire prouve que l’eau est potable. En Suisse, les exigences sont fixées par l’ordonnance sur l’eau potable et l’eau des installations de baignade et de douche (OPBD). Pour les critères microbiologiques, l’eau potable ne doit contenir aucune bactérie E. coli ni aucun entérocoque dans 100 ml ; ces bactéries signalent une contamination fécale. Le nombre de germes aérobies mésophiles, un indicateur général de la qualité, ne doit pas dépasser 300 par ml dans le réseau de distribution.

Nous faisons analyser l’eau au robinet par un laboratoire, pour les critères microbiologiques comme chimiques (pH, dureté, turbidité, métaux, PFAS), et nous publierons les résultats sur cette page.

Entretien

Une installation de potabilisation ne fonctionne que si elle est entretenue. Voici notre programme, avec des fréquences indicatives à ajuster selon l’expérience :

Élément	Entretien	Fréquence indicative
Gouttières et filtre d’entrée	Retirer feuilles et débris	Printemps et automne
Préfiltre 50 µm	Rincer ou remplacer	Tous les 3 à 6 mois
Filtre 5 µm	Remplacer la cartouche	Tous les 3 à 6 mois
Charbon actif	Remplacer le charbon du conteneur	Tous les 6 à 12 mois
Lampe UV-C	Remplacer la lampe	Chaque année
Gaine en quartz	Nettoyer	À chaque changement de lampe
Compresseur du bullage	Purger le réservoir	Chaque semaine
Cuve	Contrôler les sédiments, nettoyer si besoin	Tous les 5 à 10 ans
Qualité de l’eau	Analyse en laboratoire	Chaque année

Une lampe UV perd de sa puissance avec le temps, même si elle continue à éclairer : c’est pourquoi on la change à date fixe, sans attendre qu’elle tombe en panne. Une cartouche de filtre colmatée se repère à la baisse de pression aux robinets.

En résumé

Étape	Rôle
Toiture de 101 m²	Récolter ≈ 69 m³ par an en moyenne
Filtre d’entrée	Arrêter feuilles et débris
Cuve en béton de 10 m³	Stocker, décanter, garder l’eau au frais et à l’abri de la lumière
Bullage	Garder l’eau oxygénée et sans odeur
Préfiltre 50 µm	Protéger la pompe
Pompe e.sybox mini³	Mettre l’eau sous pression
Filtre 5 µm	Rendre l’eau limpide
Charbon actif	Retirer goûts, odeurs et matière organique
Lampe UV-C 55 W	Désinfecter
Réseau communal	Remplir la cuve en cas de sécheresse prolongée

Avec des appareils économes, notre toit fournit largement l’eau dont nous avons besoin : à 100 litres par jour, la cuve de 10 m³ aurait toujours gardé près de 3 m³ de réserve depuis 2000, et jusqu’à environ 120 litres par jour elle ne se serait jamais vidée. Le traitement en plusieurs barrières rend cette eau potable, et des analyses régulières permettent de le vérifier.