Un puits canadien (aussi connu sous le nom d’échangeur air‑sol géothermique, de puits provençal ou de puits climatique) utilise la géothermie pour réchauffer et rafraîchir la maison. L’air ventilé par la VMC circule préalablement dans un conduit enterré assez profondément dans le sol où il est préchauffé ou rafraîchi grâce à l’inertie thermique de celui-ci. Son efficacité dépend en grande partie des conditions climatiques et du terrain.
Principes de fonctionnement du puits canadien
Le puits canadien fait appelle à l’inertie thermique du sol pour préchauffer et rafraîchir la maison. C’est un échangeur géothermique qui permet de capter les calories contenues dans la terre pour les transmettre à l’air ventilé dans la maison. Il est souvent associé à une VMC qui fait mécaniquement circuler l’air dans le tube enterré pour ensuite le ventiler (ou l’extraire) des différentes pièces de la construction.
Fonctionnement du puits canadien selon la saison
L’été, le puits canadien peut (en moyenne) rafraîchir l’air de 5°C et en hiver il peut le préchauffer de 7°C. Le puits canadien donne le meilleur de lui-même dans les régions où le climat est très contrasté et marqué. Son rendement dépend de plusieurs facteurs :
- nature du sol et de l’environnement. De fortes précipitations en été, la proximité d’une source ou d’une rivière souterraine impacte son rendement,
- taille du tube. Plus le tube est large, plus le débit y sera important et plus la surface d’échange sera conséquente (le puits canadien sera donc plus efficace avec un long tube de grand diamètre),
- profondeur à laquelle le tube est enterré. Plus on s’enfonce dans le sol, plus l’inertie y est forte et la température constante (la profondeur d’enfouissement est néanmoins limitée par les coûts nécessaires au terrassement et par la nature du terrain. Il faut donc trouver un compromis (2m étant une bonne mesure).
Le puits canadien est un complément intéressant pour le chauffage ou pour le rafraîchissement pour réduire la consommation énergétique. C’est une forme de ventilation naturelle (même si l'appoint d'une ventilation reste nécessaire).
Comprendre l’inertie thermique du sol
L’inertie thermique d’un matériau est sa capacité à conserver plus ou moins durablement sa température, ce qui est le cas du sol, dont la température varie peu au fil des saisons (de 10 à 15°C environ). Cela signifie qu’en été le sol est plus frais que l’air extérieur et qu’en hiver il est plus chaud.
Cette propriété du sol se manifeste dès 0,60 m de profondeur en plaine, mais le tube du puits canadien est généralement enterré à 1,5 ou 2 m de profondeur pour le protéger du gel (même si à cette profondeur la température varie selon les saisons).
Éléments du puits canadien
Un puits canadien est composé de différents éléments pour assurer ses fonctions de ventilation et de réchauffement/rafraîchissement:
- une prise d’air qui est installée sous la forme d’une borne dans le jardin (son rôle est d’aspirer l’air extérieur),
- un tube (ou conduit, le plus souvent en plastique) qui est enterré dans le sol (entre 1,5 et 2 m de profondeur, c’est là que l’échange thermique se produit entre le sol et l’air),
- un ventilateur motorisé qui pousse l’air dans la maison en le faisant circuler à travers un réseau de conduits (absent si le dispositif est raccordé à une VMC),
- des bouches d’aération situées à l’extrémité de chaque conduit intérieur et par lesquelles l’air est ventilé dans les pièces,
- un conduit et une bouche d’extraction (située sur le toit) qui permettent d’extraire l’air vicié de la maison.
Il comprend éventuellement, un "by-pass" (ou "tuyau de dérivation" en français) relié à une prise d’air qui donne directement sur l’extérieur afin de pouvoir réguler automatiquement la source de l’air, ceci afin de contrôler la température intérieure. Il permet de ventiler dans la maison de l’air en provenance du puits canadien ou directement de l’extérieur, selon la température à l’intérieur et hors de la maison. Son objectif est de garantir le confort thermique.
Si le puits canadien est couplé à une VMC double flux (une VMC qui dispose de son propre échangeur thermique et qui peut, elle aussi, contribuer à chauffer et à rafraîchir la maison) l’installation d’un by-pass est fortement conseillée.
Installation d’un puits canadien
L’installation d’un puits canadien permet de bénéficier de ses avantages :
- air sain (grâce au filtre) et renouvelé en permanence,
- solution écologique et économique (on peut réaliser jusqu’à 20% d’économie sur sa facture énergétique et il est peu gourmand en énergie),
- investissement rentable (sa durée de vie est d'au moins 15 ans).
Avant d’envisager l’installation d’un puits canadien, il faut prendre en compte différents éléments.
- Adaptabilité du terrain. Pour installer un puits canadien, il faut disposer d’une surface de terrain suffisamment importante et dégagée pour que le terrassement puisse se faire sans engendrer des coûts contre-productifs pour la rentabilité financière de l’ouvrage. Le tube enterré doit pouvoir être déployé sur 50 m linéaires;
- Rénovation ou construction. En raison de la complexité des travaux de terrassement et du réseau intérieur de la VMC (surtout si c’est une VMC double flux), on privilégie l’installation d’un puits canadien au moment de la construction;
- Budget. Le budget nécessaire pour les travaux d’installation doit être proportionnel au bénéfice et aux économies qui pourront être réalisée suite à l’installation du puits canadien. Une étude thermique doit donc être conduite préalablement à l'adoption du système.
- Entretien. Un puits canadien demande un entretien régulier et plus ou moins aisé, puisqu’il faut absolument que les gaines enterrées ne contiennent pas de rongeurs ou de feuilles en décomposition (la qualité de l’air intérieur en pâtirait), ou de l'eau de condensation.
- Conception et dimensionnement. Ils doivent être réalisés avec minutie et rigueur, au risque sinon de voir se développer des problèmes d’humidité, de qualité de l’air et de dégradation des canalisations.
[
]
