Je viens de recevoir les gaines de 160 mm pour
mon puits canadien. La tranchée fait 1m60 de profondeur
sur près de 50m.
Et voilà ce que ça donne une fois posée 
Plus tard, je me ferais une sorte de By-pass manuel pour dispenser
l'air sur deux circuits en PVC raccorder sur deux ventilateurs
de 100 m3/h.
Si une couronne TPC de 160mm est à 100 €, les deux
options sont équivalentes en coût.
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Précision
: Les informations qui suivent sont issue du site de Fiabitat
avec leur aimable autorisation. Améliorant sans cesse leurs
techniques, Fiabitat
est amené à faire évoluer ces informations.
pour avoir la mise à jour de ces informations, je vous
conseille vivement de les consulter a la source, sur le site de
Fiabitat.com
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| 1)
PRINCIPE
Si beaucoup se sont rués sur les climatiseurs ou ventilateurs,
parallèlement un système de rafraîchissement
hérité des romains est sorti de l'oubli : on l'appelle
puits canadien quand il sert à préchauffer l'air extérieur
l'hiver, puits provençal quand il sert à climatiser
l'été, ou dans le jargon technique échangeur
d'air géothermique.
Le puit canadien ou puit provençal utilise l'énergie
géothermique. Son principe consiste à faire passer
de l'air par des tuyaux enterrés dans le sol avant d'entrer
dans la maison.
Ce système sert surtout de climatisation naturelle. Il est
basé sur le simple constat que la température à
2 mètres de profondeur est à peu près constante,
environ 17°C en été et 4°C l'hiver.
En Hivers, l'air profite de la chaleur de la terre a 1 à
2 mètres du sol et réchauffe l'air de renouvellement
de la maison.
En été, à l'inverse, l'air insufflé
est plus frais. |
Cliquer sur l'image pour mieux la voir |
| 2)
REALISATION
Faire circuler l'air dans un tuyau
enterré à plus ou moins 2 mètres de profondeur
(plus c'est profond plus on se rapproche d'une température
constante de 10°C) Le flux est facilement maintenu grâce
à un ventilateur. Les tuyaux ne doivent pas être d'un
diamètre trop important afin de faciliter les échanges
thermiques (+/- 15 centimètres de diamètre).
La partie active des tuyaux enterrés
ne sera pas placée sous la maison ni le long des fondations
sous peine d'un "pompage" de la chaleur de la maison...
L'ENTRÉE D'AIR :
La prise d’air pourra être mise à l’abri
des intempéries par un boisseau recouvert d’une brique
telles celles qui recouvrent les poteaux de portail.
Des encoches seront pratiquées dans la partie supérieure
du boisseau pour laisser passer le flux d’air.
Un grillage évitera aux feuilles mortes et rongeurs de pénétrer
dans le tuyau.
Une précaution à prendre
dès le départ est de positionner la prise d'air extérieure
à un endroit non pollué (par les gaz d'échappement,
évacuations et rejets divers).
Éviter de placer la prise d'air proche d'une route ou d'un
lieu de stationnement des véhicules donc. (Le règlement
sanitaire fixe une distance minimale de 8m).
Vérifiez également que le vent dominant ne dirige
pas vers votre entrée d'air certains pollens source de problèmes.
Ex: Une rangée de thuyas disposée pour couper le vent
qui redirige ses pollens allergisants vers l'entrée d'air
et donc dans la maison.
LA CANALISATION :
Tout dépend de votre terrain et des contraintes qu'il génère.
Dans les constructions neuves, utilisez le plus possible les tranchées
d'adduction pour réduire les coûts de terrassement
(il suffit juste de creuser plus profondément), vous pouvez
aussi réduire la longueur (voir paragraphe suivant) en faisant
plusieurs conduites. Comme vous réduirez le débit,
vous pourrez réduire le diamètre et améliorer
le transfert de chaleur.
Il faut éviter les coudes car ils conduisent à une
augmentation des pertes de charges.
Le trajet doit être fonction de l'altimétrie du terrain
pour réduire la quantité de terre à déplacer.
Les meilleures performances sont
obtenues avec un tuyau de grand diamètre (160mm) et enterré
à 1,50 à 2m de profondeur et sur une longueur de 25
à 30m.
Le diamètre est déterminé par le débit
d'air qu'il est nécessaire de renouveler dans la maison.
Il convient que l'air ne dépasse pas 2m/s dans le puits car
plus la vitesse est importante et moins l'air se réchauffe/refroidit.
Pour obtenir un réchauffement correct, l'air doit passer
plus de 20s sous terre. Plus la section d'un tuyau est importante
et plus le réchauffement de l'air dans la conduite est inégal
(bon en périphérie, mauvais au centre), aussi, il
convient de ne pas dépasser un diamètre 200mm, et
faire une deuxième conduite pour diminuer le débit.
Type de tuyaux:
PVC: Le moins cher, pas très écologique. Peut 'éventuellement'
dégager des vapeurs nocives dues au mode de fabrication.
Mauvaise conductivité thermique- a déconseiller
Polyéthylène (PE): Le plus écologique, mais
assez chers.
Tuyaux annelés de protection de câbles électriques
(TPC): Très bon marché pour des petits diamètres.
Annelé à l'extérieur mais lisse à l'intérieur.
Ils peuvent être posés en parallèles.
Tuyaux de béton : Utilisé pour des diamètres
supérieurs à 300mm. pas étanche au radon
Nature du sol : L'expérience a montré que les sols
rocheux ont une plus grande efficacité thermique, ce qui
va compenser les difficultés de mise en oeuvre, et ne doit
donc pas faire renoncer. Il faut aussi savoir que le sol au dessus
des puits reste froid plus longtemps au printemps, et que la zone
ne doit pas être utilisée comme jardin de primeur.
La longueur de la conduite
enterrée
C'est la donnée la plus importante. Plus le trajet est important
et plus la température de l'air sera proche de celle de la
terre. Il faut compter "en moyenne" un trajet d'au moins
50m pour obtenir un impact intéressant. Par contre, au-delà
d'une certaine longueur, augmenter la distance ne fait plus que
générer des gains très faibles.
Il peut également être mis les tuyaux en parallèle
pour réduire la distance du puits. Généralement,
cette solution est moins intéressante à linéaire
de tuyau égal, qu'un seul circuit sans coudes prononcés.
La profondeur de la conduite
La profondeur du tuyau donnera la température du sol vers
laquelle l'air du puits va tenter de s'égaliser. Il faut
descendre au-delà de 1.20m minimum, ensuite plus on descend
en profondeur et plus le gain en température sera faible.
Tout du moins, il ne se justifiera plus par rapport à l'investissement
en terrassement. 1.80m pour la profondeur d'une conduite est un
bon compromis.
La régulation, le
ventilateur et l'automatisation du puits
La régulation permet d'envisager un fonctionnement du ventilateur
de puits canadien sur l'année. Il peut ainsi se substituer
aux entrées d'air en menuiseries. Le ventilateur fonctionnera
avec un thermostat placé à l'extérieur de l'habitation
et fera varier à l'aide d'un by-pass l'air du puits et l'air
extérieur en fonction de la pertinence du passage par le
puits (ce n'est pas intéressant entre 10 et 25°C).
Le ventilateur est soit une vmc double flux, soit un ventilateur
centrifuge, les deux ayant été vérifiés
pour pouvoir supporter la perte de charge d'un puits canadien. Pour
des raisons acoustiques, il est préférable que les
ventilateurs soient intégrés à un caisson insonorisé
et positionnés dans des pièces techniques.
Les conduits de ventilation sont surdimensionnés pour donner
la possibilité au puits de fonctionner l'été
à débit important, sont isolés accoustiquement
ou thermiquement, selon la zone de desserte.
3) LES CONDENSATS
L'air qui circule dans la conduite enterrée va en se réchauffant/refroidissant,
condenser sa vapeur d'eau en fines gouttelettes qui vont stagner
dans le puits, le rendant particulièrement malsain, et risquant
à court terme d'empêcher l'air de circuler correctement.
Aussi, des mesures sont à prendre pour éviter ces
phénomènes. L'été, ou le phénomène
est le plus important, l'air peut condenser jusqu'à un litre
d'eau par jour.
Une pente de 2% dans le sens d'écoulement
de l'air: Celle-ci va permettre à l'eau de circuler dans
le puits jusqu'au point bas, duquel on pourra facilement traiter
tous ces condensats. Il convient donc lors du terrassement de faire
attention à la constance de cette pente et de prévoir
une conduite lisse pour éviter la stagnation d'eau
Nota : S'il n'était pas possible de faire une circulation
dans le sens d'écoulement de l'air, prévoir une pente
minimale de 5%.
Infiltration ou récupération
? |
| Si
la maison possède un sous-sol, la récupération
des condensats ne pose pas de problèmes, puisqu'elle se fait
dans celui-ci, et il est possible de nettoyer ou rejeter les condensats
dans les eaux pluviales parce que l'endroit est accessible.
Ce système permet une étanchéité parfaite
depuis l'entrée de l'air jusqu'au système de ventilation.
Cette solution est à privilégier dans les régions
à fortes concentrations de gaz radon dans le sol (voir chapitre
Radon) ou si votre sol est très humide (sources, nappes souterraines,...).
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| Dans
le cas d'une maison sans sous-sol, le point le plus bas se trouve
avant la maison et il convient donc de réaliser une infiltration
(puits avec absorption dans le sol) qui devra être accompagnée
d'un regard de visite pour l'entretien du puits.
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Une autre solution
pour une maison sans cave et de placer un tuyau plus profond sur
un lit de cailloux pour permettre l'infiltration des condensats
dans le sol.
Détail du siphon
: Le passage de l'air va avoir tendance à assécher
le siphon. Un système simple consiste à placer un
tuyau dans un récipient rempli d'eau. Une contenance suffisante
en fonction du débit va éviter que le siphon ne se
dessèche. L'excédent peut être évacué
dans un écoulement des eaux usées. Attention à
placer un deuxième siphon dans ce cas pour éviter
d'aspirer des mauvaises odeurs.] |
4)
RADON :
Le radon est un gaz radioactif d'origine naturelle. Il provient
de la désintégration de l'uranium et du radium présents
dans la croûte terrestre. Il est présent partout
à la surface de la planète et provient surtout des
sous-sols granitiques et volcaniques ainsi que de certains matériaux
de construction. Le radon peut s'accumuler dans les espaces clos,
et notamment dans les maisons. Les moyens pour diminuer les concentrations
de radon dans les maisons sont simples:
· Aérer et ventiler les maisons, les sous-sols et
les vides sanitaires;
· Améliorer l'étanchéité des
murs et des planchers.
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Dans les
31 départements les plus concernés, les autorités
locales doivent faire procéder à un dépistage
de ce gaz radioactif dans certains lieux ouverts au public pour
des séjours prolongés (en particulier, les établissements
d'enseignement et les établissements sanitaires et sociaux).
Allier, Ariège, Hautes-Alpes, Ardèche, Aveyron, Calvados,
Cantal, Corrèze, Corse du Sud, Haute-Corse, Côtes-d'Armor,
Creuse, Doubs, Finistère, Indre, Loire, Haute-Loire, Lozère,
Haute-Marne, Morbihan, Nièvre, Puy-de-Dôme, Hautes-Pyrénées,
Rhône, Saône-et-Loire, Savoie, Haute-Saône, Deux-Sèvres,
Haute-Vienne, Vosges, Territoire de Belfort
Le Radon peut être insufflé dans la maison à
l'aide du puits canadien si le tuyau, apportant l'air depuis l'extérieur,
n'est pas étanche.
Recommandations: Utilisez plusieurs longueurs de gaine de protection
pour câbles électriques (lisse à l'intérieur)
diam 160 mm ou 110 mm en longueurs de 25m pour éviter les
raccords. Une attention particulière doit être porté
à l'enrobage du tuyau avec de la terre pour éviter
les cavités ou le Radon pourrait se loger.
Par mesure de précaution, effectuez une mesure
de Radon sur plusieurs semaines dans la maison à l'aide d'un
dosimètre qui sera analysé par un labo (20-40 €)
5) LA VENTILATION
:
Pourquoi ventiler ?
Il existe plusieurs moyens pour ventiler une maison, la réglementation
fixe des renouvellements d'air obligatoires dans les logements en
fonction du nombre de pièces qui vont "consommer"
de l'air : cuisine, salle de bains, WC. La vapeur d'eau produite
par les usages de la maison, ainsi que l'air consommé par
les habitants doivent être évacués vers l'extérieur.
Ils peuvent l'être de plusieurs manières :
- La ventilation par pièces séparées : Dans
ce principe, toutes les pièces de vie et d'eau ont un moyen
de renouveler leur volume d'air, soit manuellement (ouverture des
fenêtres, extracteurs), soit naturellement par les effets
du vent et du tirage thermique (non étanchéité
des ouvrants, grilles de ventilation). Ce système n'est plus
autorisé sur la construction neuve - il ne permet pas d'assurer
des débits de ventilation minimum d'un point de vue sanitaire
en toute saison, et génère des consommations d'énergie
importantes.
- La ventilation par balayage : L'air neuf pénètre
par des entrées d'air dans les pièces de vie, transite
dans le logement à travers les passages de transit, l'air
vicié est extrait dans les pièces de services par
les bouches d'extraction, et est rejeté à l'extérieur.
Le débit d'air neuf est proche du débit d'air repris,
et est fixé réglementairement. La ventilation peut
être naturelle (tirage thermique) ou mécanique (VMC).
Si la VMC est dite à simple flux -un simple
réseau d'extraction-, des entrées d'air sont positionnées
au dessus des fenêtres, elles sont autoréglables (à
débit constant), ou hygroréglables (dépendant
de l'hygrométrie des pièces).
Si la ventilation est dite à double flux
-un réseau d'extraction et un réseau d'amenée
d'air centralisé-, l'air est prélevé à
l'extérieur par un ventilateur qui va amener l'air dans les
pièces de vie, l'air vicié étant extrait par
un autre ventilateur, à débit similaire. Les ventilations
double flux sont pourvues d'un échangeur de chaleur, système
qui va récupérer les calories de l'air évacué
pour réchauffer l'air rentrant (avec des rendements commençant
à 50% pour le bas de gamme et 90% pour le très haut
de gamme).
Ventiler, une perte d'énergie ?
Dans tous ces systèmes, l'air qui rentre dans les pièces
de vie l'hiver, parfois à débit important, vient directement
de l'extérieur, faisant du même coup sortir l'air que
l'on vient de chauffer. Ainsi, la ventilation représente
selon les logements entre 20 et 30% des déperditions d'une
maison.
Les pertes thermiques provoquées par la ventilation sont
liées à la diffusion du système de chauffage.
* Chauffage par convection (Poêles à bois ou inserts,
convecteurs, radiateurs classiques à eau): avec ce système,
vous chauffez l'air des pièces constamment renouvelé
par la ventilation : vous rejetez l'air que vous venez de chauffer.
Les coûts de chauffage sont très importants, le confort
thermique .
* Chauffage par rayonnement (Plancher chauffant, radiateur basse
température, poêle à inertie, radiateurs et
planchers rayonnants et accumulateurs, feu de cheminée.):
vous chauffez une masse qui ensuite vous chauffera par radiations.
Vous ne chauffez donc pas l'air il est donc à une température
homogène quelque soit sa hauteur. |
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VMC Simple
flux
Ce procédé qui est le système de base installé
dans les maisons parait absurde dès lors que l'on le schématise.
Pour avoir chaud, on va chauffer l'air, et pour maintenir une ambiance
agréable, on le fait sortir dehors. Plus les différences
de températures entre l'intérieur et l'extérieur
sont fortes et plus les consommations d'énergie seront importantes.
Si la VMC est hygro-réglable, les débits sont régulés
en fonction de l'humidité relative des pièces. Les
fabricants estiment le gain thermique de l'ordre de 10 à
35% (Des pertes par ventilation).
Il est possible de connecter sur un ventilateur un puits canadien,
décentralisé par rapport au système de vmc,
généralement, seule une pièce est desservie
directement par l'air du puits, les chambres conservant leurs
entrées d'air directes. Les débits sont réglés
pour que la somme de l'air insufflé corresponde à
l'air repris.
Le puits canadien est utilisé de façon ponctuelle,
uniquement en hiver ou en été. Soit l'on "by-pass"
l'air du puits pour prélever l'air en direct, soit le ventilateur
est éteint, et des entrées d'air dans la pièce
d'insufflation sont mises en fonctionnement.
A retenir :
Une installation sur VMC simple flux donne un effet variable au
cours de l'année. L'hiver, on préchauffe, l'été
on rafraîchit, mais en demi saison, il faut que le puits
canadien soit arrêté sinon il refroidit la maison,
augmentant la note de chauffage.
Le COP (coefficient de performance) du puits est de l'ordre de
10 à 15.
Ventiler l'été à partir d'un ventilateur
dimensionné pour cette utilisation est une solution intéressante.
Les débits peuvent être augmentés afin de
correspondre à un renouvellement du volume d'air de la
pièce inférieur à une demi heure.
VMC Double flux
Récupérer la chaleur de l'air extrait pour réchauffer
l'air entrant permet d'assurer de bons renouvellements d'air,
sans se préoccuper des déperditions engendrées
par l'action de ventiler. Cette solution est d'autant plus pertinente
que la maison est étanche à l'air et que ses occupants
ont un mode de vie correspondant (l'ouverture des portes et des
fenêtres gène le fonctionnement du procédé).
Le puits connecté à une ventilation double flux
est une solution qui peut être pertinente comme n'apporter
qu'un plus négligeable. Généralement, il
sert à éviter à l'échangeur de chaleur
de givrer sans utiliser de batterie de préchauffage. Comme
il rehausse la température en amont, il diminue la performance
de l'échangeur. Mais en été, il permet de
rafraîchir l'air de la maison. Les solutions sont moins
bien notées l'été : l'échangeur de
la vmc doit être court-circuité, et la possibilité
d'augmentation des débits d'insufflation reste faible.
Il est un point à vérifier lors
du choix de la VMC, c'est le débit maximum en fonction
de la perte de charge du réseau, qui déterminera
la capacité de la VMC à prendre l'air du puits canadien
à pleine vitesse, et de le répartir en mode rafraîchissement
correctement dans les pièces (type de bouches).
Toutes les VMC double flux ne sont pas à
même de fonctionner avec un puits canadien.
Le COP (coefficient de performance l'hiver) du puits est de l'ordre
de 1 à 3.
A retenir :
Une installation sur VMC double flux permet un fonctionnement
sur l'année et une installation complètement automatique.
Conclusion :
Un puits canadien est un moyen de rafraîchir l'air très
intéressant, mais comme tous les systèmes, il se
doit d'être mis en oeuvre dans de bonnes conditions. N'oubliez
pas également que tous ces systèmes s'entretiennent,
pour donner la même qualité d'air dans le temps et
garantir un fonctionnement durable.
6) COÛT
D'UN PUITS CANADIEN :
On voit circuler sur Internet beaucoup d'exemples de puits canadiens
dont le coût d'investissement est inférieur à
1000 €. Il est important de voir au delà de ces prix
ce que comprend l'installation. Le présent article montre
que sous la dénomination puits provençal ou puits
canadien, on retrouve une installation de ventilation complexe,
qui peut être auto-construite avec des matériaux bon
marché mais pas forcément garants d'une bonne tenue
dans le temps.
Il est des équipements dont l'usager ne peut se passer :
- Un tuyau enterré dans le sol avec une pente suffisante
- Une récupération des condensats
- Un ventilateur adéquat pour souffler l'air dans la maison
Il est des équipements qui permettent à l'installation
de pouvoir durer dans le temps et limitent les risques sanitaires
:
- Une entrée d'air avec grille et pré-filtre
- Deux points de visite pour entretien de l'installation
- Un tuyau sans émissions de polluants, dont les joints sont
durables, et qui est enrobé dans du sable
Il est des équipements qui améliorent le confort de
l'installation :
- Un ventilateur silencieux, et des gaines isolées, des silencieux
ou atténuateurs de débit
- Un filtre en bout de circuit, pour assurer une qualité
d'air optimum
- Un by-pass automatique avec thermostat et entrée d'air
direct, pour fonctionnement régulé optimum
Et enfin, le choix entre un ventilateur ou une installation double
flux avec échangeur génère des surcoûts
d'investissement. |
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