Ce travail de thèse a dans un premier temps permis de mettre en évidence les différentes pratiques de traitement de toiture existantes en France. Après avoir sélectionné la pratique de traitement majoritaire (à savoir le traitement biocide), le protocole d'analyse de la molécule la plus répandue dans les différents produits : le benzalkonium (ou alkyldiméthylbenzylammonium) a été développé. Ce protocole a ensuite été appliqué pour évaluer les niveaux de concentration en biocide dans l'eau de ruissellement de toiture après un traitement. Une double approche a été mise en œuvre : "Suivi sur une durée d'un an des flux de benzalkonium dans les eaux de ruissellement de 12 bancs d'essais exposés en conditions naturelles", évaluation en condition de pluie simulée au laboratoire de différents paramètres (nature du matériau de couverture, dosage du produit et intensité de la pluie) sur les processus d'émission du benzalkonium. Enfin, l'ensemble des données acquises ont permis d'évaluer l'incidence sur la contamination des eaux de ruissellement de toiture après un traitement biocide, à une échelle locale et à l'échelle d'un petit bassin versant résidentiel. Le suivi de la contamination des eaux de ruissellement par bancs d'essais a permis de mettre en évidence une très forte contamination en benzalkonium dans les premiers millimètres de pluie (5 à 27 mg/L), très supérieures aux EC50 disponibles pour les organismes aquatiques (5,9 µg/L) et dépendante de la nature du matériau de toiture utilisé, les tuiles en terre cuite ayant émis moins de biocide que les tuiles en béton. La contamination diminue avec la succession des pluies, mais reste significative plusieurs mois après le traitement. Par ailleurs, l'étude au laboratoire a montré que l'état de surface des tuiles influence beaucoup le lessivage. Ainsi, les tuiles très imperméables en surface ont émis une quantité de benzalkonium proportionnelle à la masse épandue lors du traitement, alors que les tuiles sans traitement de surface ne sont pas sensibles au dosage du produit. A l'échelle locale, des précautions doivent être prise lors d'un traitement de toiture vis-à-vis de la collecte / utilisation des eaux de ruissellement. En effet, les très fortes concentrations en benzalkonium dans les premières pluies suivant le traitement peuvent avoir des impacts sur les végétaux arrosés, sur l'équilibre microbien de la cuve de récupération, voir des effets irritants sur l'homme. Une déconnexion minimale de 3 à 5 mois de la cuve permettrait de limiter les risques. Enfin, sur la base des résultats des bancs d'essais et d'un travail d'enquête sur l'étendue des pratiques de traitement, les concentrations et flux de benzalkonium susceptibles d'être émis dans les eaux pluviales d'un bassin versant résidentiel ont été modélisés. Les résultats mettent en évidence une contamination significative des eaux pluviales, liée essentiellement à la phase particulaire. La masse annuelle de benzalkonium exportée dans les eaux pluviales pourrait être de l'ordre de 0,85 kg / ha imperméabilisé / an / Firstly, this thesis listed the different roof treatment practices in France. Once the major treatment practice selected (biocidal treament), the analytical protocol of the most widely used molecule (benzalkonium or alkyldimethylbenzylammonium) was developed. This protocol has been followed to evaluate the biocide concentration levels in roof runoff after a treatment. A double approach was considered : - Follow up of the benzalkonium flux for one year in runoff using 12 bench tests exposed to natural conditions. - Evaluation of the influence of different parameters (material, product dosage and rain intensity) on benzalkonium emmission processes with simulated rains. Finally, all the data acquired allowed the evaluation of the incidence of biocidal treatments on roof runoff contamination at different scales ( local and residential watershed). The results of the bench tests showed a very high benzalkonium contamination during the millimetres of rain (5 to 27 mg/L), higher than the different EC50s of aquatic organisms ( 5.9 ùg/L). Furthermore, the results showed an influence of the tile material on the release of benzalkonium : clay tiles were less washed off than concrete tiles. The contamination decreased with successive rains, but remained significantly high several months after treatment. Moreover, laboratory studies showed a proportional release of benzalkonium from waterproofed tiles with respect to the biocidal mass spread. On the contrary, tiles without any surface treatment were not sensitive to the product's dosage. On a local scale, precautions have to be taken during treatment with respect to the harvest / reuse of the runoff. Indeed, high benzalkonium concentrations during the first rains may have a potential impact on watered plants, microbial equilibrium in the collection tank and irritating effects on human. A deconnection of the tank for at least three to five months will reduce the risks. Finally, based upon the bench tests results and a survey on roof treatment practices, the benzalkonium concentrations and fluxes were injected in a mathematical model on a watershed scale. The results showed a significant contamination linked to the particles. The annual mass of benzalkonium transferred to the rainwaters could reach 0.85kg / waterproofed ha / year

No description available.

This study examined the current state of storm- and rainwater recycling for non-potable purposes in Scandinavia as well as the local conditions and challenges that influence the sustainability of storm- and rainwater recycling. Particularly, this study aimed to show how well existing storm- and rainwater recycling systems have performed, relative to the level of ambition held by the project owner and try to gauge their sustainability relative to traditional drinking water production systems. To achieve this, a literature study, a series of interviews with project owners and a multi-criteria analysis were conducted.  The evaluated storm- and rainwater recycling systems performed well at both larger and smaller scales, although this was not uniform. Generally, more simple systems with minimal treatment performed better. The relative lack of experience with the systems, regulatory uncertainties as well as the cold climate were all challenges that the storm- and rainwater recycling systems faced.  Broadly, the owners of the systems reported high levels of contentment with the systems and the quality of the water, but motivations for installing the systems varied between regions. Difficulties encountered generally pertained to issues that arose from the design, such as the storage being underdimensioned, or the turbidity of the water in open storage being too high, complicating treatment.  There appears to be potential for applying storm- and rainwater recycling at scale in Scandinavia. In theory, such technologies deployed at scale could help ease the demand for drinking water in all Scandinavian nations. Overall, storm- and rainwater recycling may not be a panacea for the water-related challenges brought on by climate change and industrial activity, but they can be part of a solution and alleviate some issues like water shortages. / Detta examensarbete undersökte det aktuella tillståndet av dag- och regnvattenåtervinning för användningsområden där drickbart vatten inte behövs i Skandinavien, samt de lokala förhållanden och utmaningar som påverkar hållbarheten av dag- och regnvattenåtervinning. Studien hade särskilt fokus på hur existerande dag- och regnvattensystem har presterat, relativt till den ambitionsnivå som fanns hos systemägarna, samt att försöka att utvärdera hållbarheten av dessa relativt den traditionella skandinaviska dricksvattenproduktionen. För att åstadkomma detta så genomfördes en litteraturstudie, flertalet intervjuer samt en multikriterieanalys.  De utvärderade dag- och regnvattenåtervinningssystemen presterade väl på både stor och liten skala, men samtliga gjorde inte det. Generellt så var det de enklare systemen med minimal behandling som presterade bättre. Den relativa bristen på erfarenhet med dessa system, osäkerheter angående lagar och förordningar, samt det kalla klimatet var utmaningar som mötte dag- och regnvattenåtervinningssystemen.  Generellt så rapporterade ägarna av systemen en hög nivå av tillfredsställelse med hur dessa har fungerat i praktiken samt kvaliteten på vattnet, dock så varierade motiveringarna bakom installationerna mellan olika regioner. Svårigheter som uppstod berodde ofta på problem som uppkom från designen av systemet, exempelvis underdimensionering av lagringskapacitet eller för hög grumlighet i vattnet som försvårade behandling.  Det verkar finnas potential för att använda dag- och regnvattenåtervinning på stor skala i Skandinavien, och storskalig applikation av dag- och regnvattenåtervinning skulle kunna bidra till att minska dricksvattenanvändningen i samtliga skandinaviska länder. Överlag så är kanske inte dag- och regnvattenåtervinnig en mirakellösning till vattenrelaterade utmaningar orsakat av klimatförändringar och industriell aktivitet. Dock så kan dag- och regnvattenåtervinning ändå vara en del av lösningen och lindra problem så som vattenbrist. / Drizzle-projektet

Att samla in regnvatten för att använda till olika syften har under de senaste åren blivit allt vanligare i flera länder. Denna metod är fördelaktig ur flera miljömässiga och samhällsekonomiska aspekter då den bidrar till minskad dricksvattenförbrukning och förbättrad dagvattenhantering. I Sverige är tekniken relativt obeprövad men flera stora byggnader där det ska implementeras är nu under byggnation. En av dessa är Celsiushuset i Uppsala där regnvatten ska samlas in på taket för att användas till toalettspolning. I dagsläget finns bristfällig kunskap om sådana system inom sektorn för samhällsbyggnad. Syftet med examensarbetet var dels att undersöka effektiviteten (andelen av toalettspolningen som sker med regnvatten) hos Celsiushusets system och utifrån det föreslå en lämplig magasinstorlek, och dels att rekommendera vattenreningsmetoder för att inte mikrobiell tillväxt eller algtillväxt ska uppstå eller att regnvattnet ska bli missfärgat eller orsaka luktproblematik.  Effektiviteten undersöktes, tillsammans med relaterade parametrar såsom nederbörd, avrinning och insamlad nederbördsmängd, genom att utföra dagliga simuleringar för tre olika femårsperioder. Tidsperioderna motsvarade en nederbördsfattig period, en genomsnittsperiod och en nederbördsrik period mellan åren 1961-2017 och simuleringarna utgick från dygnsvärden för nederbörd och temperatur. Även förenklade kostnadsberäkningar utfördes för att undersöka kostnadens variation med varierande magasinstorlek. Reningsmetoderna rekommenderades utifrån en litteraturstudie samt beräkningar av takavrinningens föroreningsbelastning som utfördes med StormTac. För den planerade magasinstorleken på 50 m3 är systemets effektivitet störst under sommaren och hösten (60-100 % ett genomsnittsår) och lägst under årets första månader (30-40 % ett genomsnittsår). Den sammantagna effektiviteten för den planerade storleken är för den nederbördsfattiga perioden 40 %, för genomsnittsperioden 51 % och för den nederbördsrika perioden 56 %. En magasinstorlek på mellan 50 m3 och 75 m3 är lämplig för att uppnå relativt hög genomsnittlig effektivitet och årlig insamlad nederbördsmängd, utan att medföra alltför höga kostnader. Magasinet bör inte vara mindre än 50 m3 och en volym närmare 75 m3 vore fördelaktigt för den insamlade nederbördsmängden. Reningsmetoderna som rekommenderas för systemet är takbrunnar med kupolsil, avskiljning av det första flödet, sedimentering i sandfångsbrunnar och i magasinet samt ett snabbt sandfilter och UV-behandling. / In recent years, there has been an increased usage of rainwater harvesting globally. The technology reduces drinking water consumption and improves stormwater management. In Sweden, the implementation of rainwater harvesting is still at an early stage but several systems are now under construction. One of them is in Celsiushuset in Uppsala where rainwater will be used for toilet flushing. One aim of the project was to calculate the efficiency (the ratio between the volume of used rainwater and the water demand for toilet flushing) of the system. Based on the efficiency and economic calculations, an appropiate storage tank size was to be identified. An additional aim was to recommend water treatment methods that would prevent color or odour in water in the toilets and also prevent microbe and algae growth. The efficiency, along with other parameters, was examined with simulations for three periods between 1961-2017 with different precipitation amounts. Also, a simplified calculation of the systems' costs depending on tank size was carried out. The recommendation of treatment methods was made based on a literature review combined with a calculation of the roof runoff quality, which was performed in StormTac. For a tank size of 50 m3, the highest efficiency of the system is obtained during summer and autumn and varies between 60 % and 100 %. The mean efficiency for the different periods has a higher value with increased precipitation amount and the efficiency is 40 %, 51 % and 56 %, respectively. An appropiate size of the rainwater storage tank would be between 50 m3 and 75 m3. The recommended treatment methods include strainers on the roof, a first flush diverter, sedimentation, a rapid sand filter and UV treatment.