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Filtres éco-conçus
Introduction sur l’eau de pluie et la filtration :
Notre but tout au long de ce projet va être de filtrer l’eau de pluie de manière éco-conçu. En soit, l’eau de pluie est déjà une manière écologique pour utiliser de l’eau. Celle-ci n’est, certes, pas potable, mais il s’agit d’une ressource renouvelable contrairement à l’eau potable dont l’accès est de plus en plus compliqué, et particulièrement dans certains pays. Donc, avant de nous attaquer à la filtration de l’eau de pluie, nous allons d’abord nous intéresser à la filtration en elle –même, qui doit être écologique.
Cependant nous pensons que l’utilisation de l’eau potable ne pourrait se faire que pour nos besoins alimentaires. En effet, nous n’avons pas nécessairement besoin d’eau potable dans nos toilettes, une eau pure et claire suffirait. Et cette même théorie peut également s’appliquer sur la douche ou même le nettoyage d’une maison ou même de vêtements. Tant que notre alimentation est faite de façon saine avec une eau potable, pour le reste, l’eau n’a pas nécessairement besoin de l’être. Cette démarche nous permettrait d’économiser l’eau potable qui, elle, n‘est pas une ressource renouvelable.
La filtration de façon naturelle :
Notre terre est recouverte à 70% par l’eau, mais cette eau est en grande partie salée et donc impropre à la consommation pour la population. Seule l’eau douce, notamment présente dans les rivières et les lacs peut être consommée par l’Homme. Environ 95 % de l’eau douce est stockée dans les nappes aquifères ou phréatiques. Une nappe phréatique (que l’on appelle aussi nappe aquifère) est assimilée une réserve d’eau qui se trouve sous la surface de la terre, au-dessus d’une poche de terre imperméable. Une grande partie de l’eau que nous consommons est donc issue de ces nappes (entre 25 et 40%). Les nappes phréatiques sont le plus gros réservoir d’eau potable de notre planète, celui-ci est alimenté grâce aux précipitations (pluie, grêle, neige).
L'eau, pour devenir pure en arrivant dans les nappes phréatiques, va alors passer à travers différents filtres, ici il s'agit de différentes couches se trouvant sous la terre. Celles-ci vont alors laisser plus ou moins passer l'eau et enlever toutes les impuretés qu'elle contient. L'eau arrive à la fin dans les nappes phréatiques, qui servent alors de réservoir, dans laquelle nous allons par la suite puiser cette eau pour s'en servir.
On arrive alors on constat que dans la nature, l’eau de pluie est filtrer de façon naturelle et écologique. C’est donc sur ce principe que nous pensons qu’il serait intéressant de travailler.
Plusieurs principes de filtration naturelle
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Système piscines naturelles :
Le système le plus courant pour les piscines naturelles est la
filtration multichambre, jouant sur la mécanique et le biologique.
Ce système a 3 à 4 modules montés en série, chacun ayant sa propre
fonction : captage matières grossières jusqu’à la dégradation
des polluants fins. La pompe fait passer l’eau d’un filtre à l’eau
avant de l’a renvoyé pour un nouveau cycle.
Système avec colonne de décantation : les déchets les plus lourds se déposent sur le fond, les particules légères sont dirigées vers le bassin à filtration, qui vont vers le réseau racinaire pour « être digérées ». Un skimmer agit à la surface de l’eau. Les matières en suspension dans le reste du bassin sont épurées.
L’eau quitte la zone de baignade naturelle, où les matières en suspensions sont évacuées par le flux. Puis il y a une première filtration où l’eau passe dans un filtre à voile (filtre fin) qui permet de retirer les matières en suspension qui se trouvent dans le bassin de baignade (cheveux, huiles solaires, pollen …). L’eau se dirige vers l’espace de régénération. Passe par les couches de gravier et le système racinaire où les bactéries pathogènes sont éliminées grâce aux micro-organismes. Puis l’eau retourne dans le bassin de baignade.
Pour que les piscines naturelles fonctionnent correctement il faut :
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Des substances minérales sur les quelles les bactéries se fixent (graviers, billes d’argile, pouzzolane).
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Des bactéries qui transforment les micro-organismes en substance assimilable pour les plantes.
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Plantes épuratrices et d’autres oxygénantes.
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Le mouvement constant de l’eau permet le fonctionnement du système, les cascades et ruisseaux permettent l’oxygénation de l’eau.
Les espèces immergées à longues tiges avec un feuillage flottant (nénuphars …) sont de grandes consommatrices des polluants. Ce sont des plantes épuratrices, elles permettent d’éliminer les substances toxiques de l’eau. Les plantes submergées, permettent la filtration et l’oxygénation de l’eau.
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Les nappes phréatiques :
La nappe phréatique (on l’appelle aussi nappe aquifère) est assimilée une réserve d’eau qui se trouve sous la surface de la terre, au-dessus d’une poche de terre imperméable. Notre terre est recouverte à 70% par l’eau, mais cette eau est en grande partie salée et donc impropre à la consommation pour la population. Seule l’eau douce, notamment présente dans les rivières et les lacs peut être consommée par l’Homme. Environ 95 % de l’eau douce est stockée dans les nappes aquifères. Une grande partie de l’eau que nous consommons est donc issue de ces nappes (entre 25 et 40%). Les nappes phréatiques sont le plus gros réservoir d’eau potable de notre planète, celui-ci est alimenté grâce aux précipitations (pluie, grêle, neige).
L’eau rejoint les nappes phréatiques : Lors de précipitations, une partie de l’eau rejoint les nappes phréatiques en s’infiltrant d’abord dans une zone instaurée. Cette zone est composée du sol, et est occupée par les racines des plantes. L’eau rejoint ensuite la zone saturée, où l’eau occupé tout l’espace. Elle contient l’eau souterraine.
Il s'agit de différentes couches se trouvant sous la terre. Celles-ci vont alors laisser plus ou moins passer l'eau et enlever toutes les impuretés qu'elle contient.
Le sol est un système avec beaucoup de composants : une fraction molaire faite des argiles, des limons, des sables et des ions (phosphate, sulfate, nitrate), des organismes vivants (racines, champignons, invertébrés, et des micro-organismes qui transforment les matières organiques en matière minérale.) et de l’humus (feuilles mortes …).
L’eau traverse des roches poreuses (sables et graviers, sables fin et limons, arènes granitiques, sables argileux, argiles), et des roches fissurées (calcaires et dolomies, craie, grés et conglomérats, schistes, granites).
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Filtration naturelle de l’eau :
Les minéraux de différentes granulométries ont un rôle important sur la qualité de l’eau.
Les pelouses sont le lieu idéal pour la biodégradation des contaminants. Par la densité de sa masse racinaire, le gazon est un filtre naturel qui épure l’eau avant que celle-ci descende vers les couches aquifères souterraines.
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Filtration membranaires :
Passage d’une membrane a l’autre ayant des pores de tailles différentes, n’utilise aucuns produits chimiques. Les membranes sont des filtres extrêmement fins et elles agissent comme des tamis, à travers lesquels l’eau est poussée ou aspirée.
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Filtration par filtre planté :
Dans les rivières, les pollutions sont enlevées par des composants du milieu nature ; pouvoir d’autoépuration. Des micro-organismes associés à des végétaux utilisent et transforment les substances indésirables. Le sol a aussi le rôle de filtre. (Système bassin)
Le système de filtration dépend de l’environnement, de la charge polluante, du mode de vie.
Les plantes :
- Elles servent de support de développement aux micro-organismes et leur apportent l'oxygène issu de la photosynthèse via les racines.
- Elles consomment une partie des matières organiques et de l'azote rendu disponible par les bactéries dites nitrifiantes.
- Elles retardent le colmatage de surface
- Elles assurent une bonne intégration paysagère de la station sur votre terrain
Les micro-organismes :
Les bactéries s’installent de façon naturelle dans le filtre. Elles consomment les matières organiques, et déclenche des cycles biochimique comme celui de l’azote (rejet nitrate)
Différentes granulométries.
Le « Naturalizer Kirameki », un exemple de filtre avec un système de filtrage à travers différentes couches :
Le concept du filtre Naturalizer Kirameki a été développé en 1980 au Japon par la société « Crystalwater » qui s'est notamment inspirée de découvertes majeures sur les propriétés de différentes roches volcanique de l'archipel.
Le Naturalizer a fait l'objet d'études scientifiques et médicales au Japon puis aux Etats Unis, ainsi le ministère de la Santé japonais en est venu à la conclusion que la consommation régulière d'eau filtrée par le filtre Naturalizer réduisait les effets nocifs possibles de l'eau du robinet et procurait une eau dont les propriétés sont bénéfiques pour la santé tant en usage interne qu'externe. En bref l’eau filtrée par le Naturalizer est une eau qui est meilleure pour nous, tant en terme de santé qu’en terme d’écologie car elle nous éviterait de gaspiller de l’eau potable.
L'intérêt principal de ce filtre réside dans son système de rétronettoyage qui permet de s'affranchir de l'achat de cartouches de remplacement, et Biovie (la société qui a introduit ce filtre en Europe) a décidé de s'approvisionner directement chez le fabricant japonais pour proposer ce modèle toujours fidèle au principe de nettoyage hebdomadaire.
Le principe du filtre à eau Naturalizer est la circulation de l'eau à travers différentes couches, reproduisant ainsi le parcours naturel de l'eau dans la nature.
En bref, le Naturalizer s’inspire de la filtration, réalisée dans la nature, à travers les différentes couches. A chaque différente couche du sous-sol est associé dans le filtre un matériel. De plus, chacun des matériaux à l’intérieur du Naturalizer est naturelle.
Dans la nature, l’eau avant d’arriver jusqu’aux nappes phréatiques va passer à travers le sol, puis le granite, la magnétite et la roche. Dans le filtre pour effectuer le même filtrage l’eau va passer par :
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Le sable volcanique :
Ce sable d'origine volcanique a été repoli pour augmenter sa surface de contact et sa porosité. Sa fonction principale est de constituer une barrière aux minuscules matières solides en suspension, comme les particules de rouille ou les sédiments par exemple. Il prévient également les contaminations par des parasites et bactéries E.coli, Cryptosporides, ou Giardia jusqu'à une taille de 0,5 microns.
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Le charbon actif :
Ce charbon actif a été élaboré à partir de fibres de noix de coco de la meilleure qualité. Ce charbon permet de réduire un très large spectre de contaminants chimiques à un niveau non détectable. Le charbon retient notamment le chlore, les chloramines, les trihalomethanes (THMs), les pesticides, les composés organiques volatiles (VOCs), les matières organiques, ainsi que les matières filtrées en synergie avec le sable volcanique.
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La magnétite :
La magnétite est une roche naturellement magnétique. Dans le filtre, elle est prise en sandwich entre deux aimants en céramique puissants. Ce système breveté génère un champ magnétique intense (de l'ordre de 4000 Gauss) qui nettoie la structure énergétique de l'eau, éliminant les signatures électromagnétiques des contaminants filtrés par les deux couches supérieures. L'eau est alors restructurée sous forme de micro-clusters, sa tension superficielle diminue, ce qui permet d'améliorer sensiblement sa biodisponibilité pour les cellules du corps et ainsi ses capacités d'hydratation. Cet effet permet aussi à l'eau d'emporter davantage de substances en solution en évitant leur précipitation (notamment le calcaire).
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La roche volcanique « Tachyo » :
Cette roche d'origine volcanique produit en présence de l'eau une réaction d'oxydoréduction qui supprime les micro-organismes, empêche le développement de bactéries, champignons, algues dans l'eau filtrée ainsi que dans le filtre lui-même.
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La roche volcanique « Bahukan » :
Cette roche d'origine volcanique contribue à la diminution de la tension superficielle de l'eau, va stabiliser l'eau vers une valeur légèrement alcaline grâce à son effet tampon, augmente la quantité d'oxygène dissous dans l'eau. Elle permet aussi l'adsorption et à la dégradation de substances indésirables et participe à la création d'une eau ayant les propriétés d'une eau de source de montagne avec l'adjonction de minéraux en faibles quantités (silice, potassium, magnésium, calcium). Cette roche possède aussi des propriétés antibactériennes et antifongiques qui permettent, en synergie avec la production de minéraux trace, l'obtention d'une eau de grande qualité.
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Le minéral « Kiyo » ou Céramique :
Ce nouveau type de céramique élaborée à partir de silice et additionnée de roche Tenko Seki. Ce minéral possède la propriété d'émettre des infrarouges lointains dans la bande de fréquence de 4 à 14 micron. Le contact entre l'eau et ce minéral conduit à la formation d'ions hydrogène négatifs à durée de vie courte agissant comme antioxydants dans le corps lorsqu'ils sont absorbés. La roche Tenko Seiki est également constituée de nombreux minéraux trace qui sont relâchés dans l'eau.
Etablissements ayant installé le filtre à eau Naturalizer au Japon (modèle collectivités)
Ci dessous, une liste non exhaustive d'établissements ayant installé ce système :
Hopitaux et cliniques:
- Senpo Tokyo Takanawa Hospital, 3-10-11 Tkanawa, Shinagawa-ku, Tokyo
- Hotta Clinic, Fushimi-ku, Kyoto-si, Kyoto
- Funabashi Central Hospital, 6-13-10 Kaijinn, Funabashi-shi, Chiba
- Okamoto Obsterics & Gynecology Hospital, Okayama-shi, Okayama
- Nakama Orthopedics Clinic, 2-7-13 Kamihonsaki, Urawa-ku, Saitama
- Shundo Dental Clinic, 6-10-3 Maikodai, Tarumi-ku, Kobe-shi, Hyogo
- Senoo Heat and Circulatory System Hospital, 7-8-38 Nishihara, Asaminami-ku, Hiroshima
- Kameda Polyclinic, Makuhari-shi, Ciba
- At Home of President - Red Cross Hospital, 4-1-22 Hiroo, Minatoku, Tokyo
- Laboratoire, Tokyo University School of Medicine, 7-3-1 Hongo,Bunkyho-ku, Tokyo
Etablissements à vocation industrielle:
- Japan Royaljelly Pharmaceutical Co., Ltd. 1-26-2 Nishi-shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo
- SHIONO Chemical Co.,Ltd. 2-108 Yaesu, Yaesu Bldg. Cho-ku, Tokyo
- TOYOTA HOME AICHIb Co.,Ltd. Meito-ku, Nagoya-shi, Aichi
- NEC Head Office Buiding, 5-7-1?Shiba, Minato-ku,Tokyo
- NEC Technical Center, 1753 Shimonymabe, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa
- NEC Tsukuba Institute, 34 Miyukigaoka, Tuksuba-shi, Ibaraki
- NEC FuchuService Center , 1-10 Nisshin-cho, Fuchu-shi, Tokyo
Autres établissements:
- Okinawa Rest center, 1688 Sashiki-cho, Shimajiri, Okinawa
- The Westin Hotel Awaji, 2 Yumebutai, Awaji-shi, Hyogo
- The Westin Hotel Osaka, 1-1-20 Oyodonaka, Kita-ku, Osaka
- The Westin Hotel Tokyo, 1-4-1 Mita, Meguro-ku, Tokyo
