Dans un monde sans énergies fossiles, il serait difficile de maintenir le rythme d’une douche chaude par jour. Une technologie séduisante mais pourtant oubliée, la douche à brumisation, pourrait être une solution pour garder ce confort quotidien. Le designer Jonas Görgen a développé un kit pour convertir soi-même sa douche en une version à brumisation.

L'empreinte carbone de la douche quotidienne

La douche n’attire pas beaucoup l’attention dans le contexte de la lutte contre le changement climatique. Cependant, la douche est devenue une technologie fortement émettrice en CO2 et peu économe en énergie à l’instar de l’avion, de la voiture et des systèmes de chauffage, afin de répondre à un besoin élémentaire : se laver.

Chaque jour, la plupart d’entre nous déversons sur leur corps près de 70L d’eau chaude pour “rester propre”. Cette pratique consomme deux ressources fondamentales: l’eau et l’énergie. On pointe souvent du doigt la consommation importance en eau de la douche mais sa consommation en énergie ne doit pas être pour autant mise de coté. La production d’eau chaude est le second poste le plus consommateur d’énergie dans la plupart des foyers, après le chauffage, et cette production alimente principalement nos douches. De plus, le traitement et la distribution de l’eau utilisent également beaucoup d’énergie.

Contrairement à l’énergie utilisée pour le chauffage domestique , qui a diminuée au cours des dernières décennies, l’énergie utilisée pour la production d’eau chaude dans les foyers n’a cessé de croitre. Les principales raisons expliquant cette tendance est que nos douches durent plus longtemps, sont plus fréquentes, et sont équipées par des pommeaux de plus en plus puissants. Par exemple, aux Pays Bas, entre 1992 et 2016, la fréquence moyenne a légèrement augmenté passant de 0,69 à 0,72 douche par jour, la durée moyenne a elle augmenté de 8,2 à 8,9 minutes. Quant au débit d’eau moyen utilisé, il est passé de 7,5 à 8,6 litres par minute.

Dans la majorité des pays occidentaux, il est maintenant d’usage de prendre au moins une douche par jour.

Somme toute, le Néerlandais moyen utilisait 50,2 litres d’eau par jour en 2016 pour se doucher contre 39,5 litres “seulement” en 1992. Et encore, c’est une approximation optimiste car le calcul ne prend pas en compte les douches prises à l’extérieur du domicile, par exemple à la salle de gym. Des études montrent que dans la majorité des pays occidentaux, et particulièrement chez les jeunes, il est d’usage de prendre au moins une douche par jour.

Prenons l’exemple Néerlandais, examinons à présent la consommation d’énergie et les émissions de CO2 générées par une douche chaude quotidienne. Faire chauffer 76,5 litres d’eau (ce qui correspond à 8,6L/minute multiplié par 8,9 minutes) de 18 à 38°C consomme 2,1kWh d’énergie. Selon la source de production de cette énergie (gaz, électricité), selon l’efficacité énergétique du réseau (USA/UE), ou celle de la chaudière, une douche émet de 0,462 à 0,921 kg de Co2. Si l’on compare ces émissions à celles d’une voiture essence relativement efficace (130 gCO2/km), prendre une douche équivaudrait à rouler 3,5 à 7km. Et encore, il faudrait ajouter à cela le coût énergétique nécessaire au traitement et à la distribution de l’eau.

Si l’on compare ces émissions à celles d’une voiture essence relativement efficace (130 gCO2/km), prendre une douche équivaudrait à rouler 3,5 à 7km.

En principe, l’énergie nécessaire pour prendre une douche chaude pourrait être générée par des sources d’énergies renouvelables. Or si 8 milliard de personnes se douchaient quotidiennement, l’énergie totale requise serait de plus de 6 TWh par an. C’est 8 fois l’énergie mondialement produite par les éoliennes en 2017. Ainsi, toutes les éoliennes actuellement implantées ne pourraient fournir l’énergie pour une douche quotidienne “durable” que pour 1 milliard de personnes. De plus, l’utilisation d’énergie renouvelables ne résoudrait pas le problème de consommation d’eau que pose les douches quotidiennes. En clair, les énergies renouvelables permettent de résoudre une part du problème (chauffe-eau solaires, biomasse, éoliennes à production de chaleur) mais il est également essentiel de s’intéresser à la question de la demande en eau dans un monde post-pétrole.

Des douches de plus en plus consommatrice en eau

Depuis le début des années 1990, les pommeaux de douche à faible débit offrent une solution permettant de prendre une douche plus économe en eau et en énergie. Ces pommeaux de douche consomment entre quatre et neuf litres d’eau par minute, soit environ deux fois moins qu’une douche normale (dix à quinze litres par minute). Près de la moitié des ménages néerlandais avaient un pommeau de douche à faible débit installé en 2016, pourtant, le débit d’une douche moyenne depuis les années 1990 a bien augmenté et non diminué.

Cela s’explique par le fait que d’autres Néerlandais ont installé des panneau de douches à effet de pluie, dont le débit d’eau est d’environ 25 litres par minute - le double de celui d’un pommeau de douche normale, et trois fois plus que celui d’un pommeau de douche à faible débit. Une douche à effet de pluie nécessite 8,9 minutes, 222 litres d’eau et 6,3 kWh (kilowatt-heure) d’énergie pour chauffer l’eau. L’empreinte carbone correspond à un déplacement en voiture de 14,3 à 21,3 km.

La vie avant la douche

Cela peut choquer certains jeunes lecteurs, cinquante ans en arrière, la plupart des occidentaux ne se douchaient pas du tout. Les douches murales, installées au-dessus de la baignoire, ne se sont déployées que dans les années 1970, et les cabines de douche ne sont devenues un équipement régulier dans les nouvelles maisons que depuis les années 1980 et 1990. Avant l’arrivée de la douche, les gens prenaient un (ou quelques) bain(s) par semaine, et entre-temps, ils se lavaient au lavabo à l’aide d’un gant de toilette.

La consommation hebdomadaire d’eau et d’énergie d’une douche quotidienne dépasse rapidement la consommation d’eau et d’énergie d’un bain, de deux ou même de trois bains par semaine

La douche est souvent présentée comme une option plus durable que le bain, car on considère que ce dernier utilise plus d’eau. Cependant, la consommation hebdomadaire d’eau et d’énergie d’une douche quotidienne dépasse rapidement la consommation d’eau et d’énergie d’un bain, de deux ou même de trois bains par semaine. La toilette au gant de toilette reste le moyen le plus efficace en eau et en énergie : environ deux litres d’eau suffisent pour se laver, et l’eau peut même être froide étant donné que tout le corps n’est pas mouillé en même temps.

Les associations environnementales, les agences de l’eau et les municipalités encouragent les gens à prendre des douches plus courtes, à utiliser des pommeaux de douche à faible débit et à installer des chauffe-eau économes en énergie. Pourtant il existe d’autres facteurs influençant la consommation d’énergie et/ou d’eau que ces institutions n’osent pas remettre en question : la fréquence des douches, la température de l’eau (” prendre une douche froide “), ou l’acte même de prendre une douche - il n’est jamais suggéré qu’une toilette au gant de toilette suffirait. Il est clair que la douche chaude quotidienne n’est plus considéré comme un luxe, mais comme un besoin fondamental.

Pourquoi prenons-nous des douches ?

En général la douche ne lave pas seulement le corps. Une douche qui se concentre entièrement sur le nettoyage du corps - une douche dite “Navy” - prend très peu de temps, d’énergie et d’eau. Une douche Navy consiste en une douche de 30 secondes pour se mouiller, à se savonner pendant que l’eau est coupée, et se fini par une autre douche de 30 secondes pour se rincer.

En supposant un débit d’eau moyen, une douche Navy (chaude) ne consomme que 8,3 litres d’eau et 0,2 kilowatt-heure d’énergie, ce qui reste toujours moins efficace en eau et en énergie qu’une toilette quotidienne au gant de toilette. Ceci étant dit, une douche chaude de neuf minutes par jour ne peut en aucun cas être considéré comme un besoins vital : c’est un luxe. Depuis les années 1990, la douche quotidienne est présentée dans la publicité comme un moyen de détente, de soulagement du stress et de plaisir sensuel.

La douche à brumisation

L’utilisation de la douche comme un plaisir semble être incompatible avec une réduction drastique de sa consommation d’eau et d’énergie. Cependant, il existe une technologie qui pourrait bien permettre de résoudre ce problème : la douche à brumisation. Une douche à brumisation pulvérise l’eau en très fines gouttelettes (moins de 10 microns), ce qui réduit considérablement le débit d’eau. Richard Buckminster Fuller a inventé un premier modèle en 1936 dans le cadre de sa salle de bains Dymaxion (il l’a appelé le “fog gun”). L’idée a été reprise dans les années 1970, avec plusieurs experimentation pour le lavage des mains et pour la douche.

La NASA a mis au point une douche à brumisation composé d’une buse au bout d’un tuyau mobile, le débit d’eau est contrôlé par une commande manuel au niveau de la buse. La consommation moyenne d’eau pour une douche de neuf minutes a été mesurée à 2,2 litres, ce qui correspond à un débit d’eau de seulement 0,24 litre par minute. Le groupe Canadien Canadian Minimum Cost Housing Group a mis au point et testé plusieurs douches à brumisation et a mesuré un débit de 0,33 litre d’eau par minute. . Dans les deux cas, des tests par échantillonnage de bactéries sur la peau ont montré que les douches par brumisation nettoient le corps aussi bien qu’une douche “classique” de même durée - en consommant 30 à 40 fois moins d’eau.

Jonas Gören a développé un kit permettant de transformer très facilement presque n’importe quelle douche en une douche à brumisation.

Jonas Görgen, un jeune designer diplômé de l’Académie de design d’Eindhoven en 2019, passionné par l’histoire de douche à brumisation a décidé d’en construire une lui-même. Par rapport aux anciennes douches à brumisation, Görgen a amélioré le concept de deux façons. Tout d’abord, il a développé un kit permettant de transformer très facilement presque n’importe quelle douche en une douche à brumisation. Deuxièmement, contrairement aux expériences précédentes, sa douche à brumisation n’utilise pas une, mais entre trois et six buses. Cela transforme une douche à brumisation fonctionnelle mais très basique (n’utilisant qu’une seule buse), en une expérience agréable, aussi agréable et vivifiante qu’une douche “classique”.

Le kit que Jonas a envoyé à Low-tech Magazine contient six buses, des connecteurs et des séparateurs, des tubes flexibles en plastique (” à ne pas hésiter à couper à n’importe quelle longueur “), et des morceaux de fil de cuivre (” pour fixer les buses dans les bonnes positions “). J’ai installé une douche à cinq jets en moins de vingt minutes, et bien que le résultat ne remporte pas un prix pour son design (Jonas a construit une bien plus belle douche à brumisation pour son projet de fin d’études), le résultat est enthousiasmant pour une douche à bricoler sois-même.

Pour cinq buses, j’ai mesuré un débit d’eau de deux litres par minute, soit cinq fois moins que pour son pommeau de douche maintenant obsolète

Dans la configuration que j’ai installée, quatre buses sont fixes (une dirigée vers la tête, une vers le dos et deux vers les hanches), tandis qu’une dernière est mobile et peut être manupulé comme un tuyau de douche classique, comme dans les expériences de la NASA. L’utilisation de plus d’une buse augmente le débit d’eau, mais les économies d’eau demeurent importantes.

Pour cinq buses, j’ai mesuré un débit d’eau de deux litres par minute, soit cinq fois moins que pour son pommeau de douche maintenant obsolète (dix litres par minute) et 12,5 fois moins que pour une douche à effet de pluie. Il est inhabituel de pouvoir faire autant d’économies avec si peu d’efforts. Je rejoins ce que dit Jonas à propos de sa douche : “il n’y a aucun compromis à faire sur le confort, contrairement à ce qui a souvent été suggéré dans les papiers de recherche des années 1970” . La différence est clairement due au fait que les anciennes douches à brumisation n’utilisaient qu’une seule buse.

Les économies d'énergie d'une douche à brumisation

Les économies d’énergie d’une douche à brumisation sont plus faibles que les économies d’eau. Cela s’explique par le fait qu’une douche à brumisation nécessite une température d’eau plus élevée. L’augmentation de la surface de l’eau projetée diminue la consommation d’eau, mais entraîne également une dissipation plus rapide de la chaleur dans l’air. Même si l’eau provenant du robinet est à température maximale (en général 60°C), lorsqu’elle est pulvérisée par une buse, celle-ci perd d’autant plus vite sa température que vous êtes positionné loin de l’ouverture. L’astuce consiste à trouvers un positionnement des buses permettant de trouver un compromis entre la suface d’eau pulvérisé et la distance entre le corps et les buses.

Les économies d’énergie d’une douche à brumisation sont plus faibles que les économies d’eau.

J’ai trouvé qu’une température de l’eau d’environ 50 degrés Celsius était suffisante pour le confort thermique, mais une douche en hiver peut nécessiter une température de l’eau plus élevée, supposons alors une valeur de 60 degrés pour calculer la consommation d’énergie de la douche à brumisation à 5 buses. Pour un débit de deux litres par minute, une douche de 8,9 minutes consomme 17,8 litres d’eau. Le chauffage de ce volume d’eau de 18 degrés à 60 degrés nécessite 1,04 kWh. C’est la moitié de la consommation d’énergie d’une douche moyenne aux Pays-Bas (2,1 kWh) et six fois moins que celle d’une douche à effet de pluie (6,3 kWh).

La consommation d’énergie d’une douche à brumisation pourrait encore être réduite en prenant une douche dans une cabine fermée, ce qui augmenterait le confort thermique et abaisserait la température de l’eau nécessaire. Une autre astuce permettant d’augmenter le confort thermique en hiver est d’augmenter un petit peu l’ouverture des buses pour que la surface de l’eau pulvérisé diminue. Cela augmente la consommation d’eau, mais diminue les pertes de chaleur. à chacun de trouver un compromis entre économies d’énergie et économie d’eau, en fonction des conditions spécifiques locales.

Un argument souvent avancé contre les pommeaux de douche économes en eau est que les gens compensent les faibles débits d’eau en prenant des douches plus longues. Un argument similaire pourrait être avancé contre les douches à brumisation, car celle-ci augmente le temps nécessaire pour se rincer. Cependant, une douche à brumisation de 8,9 minutes offre beaucoup de temps pour se débarrasser du savon et du shampooing. Les sujets des expériences de la NASA ont tous réussi à se laver et à se rincer en 9 minutes à l’aide d’une seule buse sur un tuyau flexible. Le lavage des cheveux longs est certes plus problématique, mais dans ce cas aussi le problème peut être résolu en ouvrant un peu plus les buses, augmentant ainsi le débit d’eau.

Combien de buses pouvons-nous nous permettre d'acheter ?

La douche à brumisation à cinq jets offre des économies d’eau et d’énergie significatives par rapport à une douche “classique”, et ce, sans sacrifice de confort. Cependant, est-ce suffisamment durable ? Si huit milliards de personnes utilisaient une douche à brumisation à cinq buses, toutes les éoliennes du monde ne pourraient fournir qu’une douche chaude quotidienne à deux milliards de personnes. De plus, la consommation d’énergie est toujours cinq fois plus élevée et la consommation d’eau deux fois plus élevée que pour une douche Navy d’une minute - qui est entièrement axée sur l’efficacité et non sur le confort . Voyons donc ce qui se passe lorsque nous diminuons le nombre de buses, en supposant toujours la même fréquence et la même durée moyennes des douches.

Trois buses - avec un débit d’environ un litre d’eau par minute - est le minimum pour assurer le confort d’une douche chaude.

D’après mes propres tests, je considère que trois buses - avec un débit d’environ un litre d’eau par minute - est le minimum pour assurer le confort d’une douche chaude. Cela ramène la consommation d’eau d’une douche à brumisation de 8,9 minutes à 8,9 litres, ce qui correspond à la consommation d’eau d’une douche Navy d’une minute. La consommation d’énergie serait réduite à 0,52 kWh, soit toujours plus deux à trois fois plus élevée que la consommation d’énergie d’une douche Navy. Quatre milliards de personnes pourait ainsi disposer d’une douche chaude quotidienne alimentée uniquement par le vent, ce qui signifie que si nous réduisions de moitié la durée de la douche (de 8,9 à 4,5 minutes) ou si nous la prenions moins souvent (une fois tous les deux jours), la population mondiale pourrait être nettoyée avec confort uniquement par l’énergie éolienne.

Si nous renoncions à un certain confort et que nous nous nettoyons simplement avec le moins d’énergie et d’eau possible, nous pourrions prendre une douche à brumisation avec une seule buse, comme dans les expériences des années 70. Avec une seule buse, Kris a mesuré un débit d’eau de 0,3 litre par minute, ce qui signifie qu’une douche à brumisation de 8,9 minutes ne nécessite que 2,67 litres d’eau et 0,156 kilowatt-heure d’énergie. L’utilisation des ressources d’une douche brumisation correspond ainsi à celle d’une toilette au gant de toilette, et est nettement inférieure à celle d’une douche Navy d’une minute. Toutes les éoliennes du monde pourraient ainsi permettre à environ 15 milliards de personnes de prendre une douche chaude à brumisation de 8,9 minutes par jour.

Inversement, la consommation d’eau et - surtout - d’énergie d’une douche à brumisation augmente rapidement à mesure que l’on ajoute des buses. Avec vingt buses, la consommation d’eau est toujours inférieure à la consommation d’un douche moyenne (6-7 litres contre 8,3 litres par minute), mais la consommation d’énergie est déjà plus élevée : 3,1 kWh contre 2,1 kWh. Les douches à brumisation ne sont pas nécessairement des produits à faible consommation d’énergie. Cela dépend de la façon dont nous les utilisons.

Hors réseau

Un problème se pose avec les douches à brumisation fonctionnant avec seulement une ou trois buses du fait que les chaudières modernes ne sont pas déclenchées par un débit inférieur à 1 litre d’eau par minute. Cela signifie que seul un brouillard froid sort du tuyau. Ce n’est pas un problème fondamental - il est techniquement possible de fabriquer des chauffe-eau qui chauffent de petites quantités d’eau - et cela nous amène à nous interesser à un autre avantage potentiel de la douche à brumisation : son effet sur la salle de bain.

La douche moderne n’est pas un appareil autonome. Celui-ci est raccordé à plusieurs réseaux: le réseau d’eau potable, le réseau d’égouts, le réseau électrique ou de gaz. Par contre, une douche à brumisation pourrait plus facilement fonctionner sans ces réseaux, ce qui réduirait encore davantage la consommation de ressources.

Les chaudières modernes ne sont pas déclenchées par un débit inférieur à 1 litre d’eau par minute. Cela signifie que seul un brouillard froid sort du tuyau.

Tout d’abord, le passage à des douches à brumisation permettrait d’utiliser des chaudières beaucoup plus petites et moins puissantes, qui pourraient être alimentées par des systèmes solaires ou éoliens locaux plus petits et moins coûteux que ceux nécessaires aux chaudières conventionnelles. Pour une petite douche à brumisation, on pourrait même se demander s’il est nécessaire d’installer un chauffe-eau. La quantité d’eau est si petite (2,67 litres) qu’elle pourrait être chauffée par un petit feu - comme autrefois.

Deuxièmement, en raison de sa forte consommation d’eau, une douche conventionnelle doit être raccordée au réseau d’égout. La douche à brumisation évacuant beaucoup moins d’eau, celle-ci pourrait être installé en dehors du réseau d’égout, l’eau pourrait être réutilisé et traité sur place, par exemple pour tirer la chasse d’eau, arroser les plantes ou nettoyer le trottoir, en supposant que le savon utilisé soit biodégradable et peu toxique pour l’environnement. Troisièmement, un approvisionnement d’eau courrante dans la salle de bain ne serait plus strictement nécessaire : un petit récipient pourrait être rempli ailleurs et transporté jusqu’à la salle de bain.

Les expériences canadiennes menées dans les années 70 ont mené à l’invention d’une douche portative. L’eau est stockée dans un réservoir de lavage de vitres de voiture relié à une pompe à vélo pour pressuriser l’eau. Les 2,5 litres d’eau sont alors pressurisés grâce à une vingtaine de coups de pompe à vélo. Bref, si nous passons à la douche à brumisation, les infrastructures qui ont rendu possible la douche moderne pourrait être réduites et simplifiées, à tel point que la salle de bains pourrait sortir des réseau d’eau et d’énergie même dans un contexte urbain, ce qui permetrait de réduire encore davantage la consommation d’eau et d’énergie . La même approche pourrait également être expérimentée pour le lavage des mains ainsi que pour la vaisselle.

La douche de Jonas Görgen n’est pas encore à vendre, mais vous pouvez lui faire savoir votre intérêt pour le projet.

Veuillez noter que toute douche expose au risque de contracter une legionellose, maladie respiratoire causée par des bactéries, les légionelles. Les gouttes d’eau générées par une douche à brumisation restent plus longtemps en suspension dans l’air, ce qui acroit le risque d’inhalation. Par conséquent, il est important de prendre des précautions élémentaires.