Nous nous retrouvons souvent avec des espaces trop froids et un environnement très chargé. Or, la température du sol, à une profondeur d’environ 2 mètres, est pratiquement constante tout au long de l’année. Nous pouvons profiter de cette capacité de conservation de la température pour préchauffer ou pré refroidir l’air que nous voulons introduire à l’intérieur de la construction. Dans cet article, nous allons parler du puits canadien, son installation et ces avantages.

Définition

Le puits canadien est une technique qui nous permet de profiter de la chaleur du sous-sol. On l’appelle puits canadien puisque son utilisation a commencé précisément au Canada. Dans l’architecture des maisons passives ou bioclimatiques, c’est l’un des systèmes les plus simples que l’on puisse trouver.

S’agissant du même système, nous l’appelons puits canadien lorsque l’installation est principalement destinée à préchauffer l’air en hiver, tandis que nous l’appelons puits provençal dans le cas où nous l’utiliserions pour rafraîchir l’air en été

Le puits canadien utilise la température souterraine, stable et gratuite toute l’année, pour charger en calories ou en frigories, l’air frais nécessaire à la ventilation de la maison. Forcé par une soufflerie, le flux d’air aspiré de l’extérieur passe par un réseau tubulaire enterrer faisant office d’échangeur de chaleur.

En hiver, l’environnement extérieur est froid et l’air qui circule dans le tuyau enterré (échangeur de chaleur air-sol) est réchauffé avant d’entrer à l’intérieur du bâtiment. Alors que, en été, l’air extérieur est chaud et grâce à l’inertie géothermique, nous pouvons abaisser la température de la ventilation naturelle avant de l’introduire dans l’espace intérieur. Dans ce cas, ils seraient appelés puits provençaux.

Installation du puits canadien

L’origine des puits canadiens, tels que nous les connaissons aujourd’hui, provient de canaux en pierre enterrés sur le flanc d’une colline. Évidemment, ces canaux avaient un rendement bien inférieur à celui des systèmes actuels.

Afin de ne pas transporter une humidité excessive dans l’espace habitable et d’éviter la formation de moisissures, tous les éléments du puits canadien doivent constituer un réseau aéraulique continu et parfaitement étanche.

De quoi avez-vous besoin ?

Pour l’installation d’un puits canadien, il vous faut :

• Un réseau de tuyaux reliés à l’habitation, placés dans le sous-sol à une profondeur comprise entre 1,5 m et 5 mètres et couvrant un certain nombre de mètres sous terre. Une longueur de tube plus importante génère un transfert thermique air-sol plus important. En fonction des caractéristiques spécifiques du lieu et du sol, les valeurs les plus utilisées se situent entre 10 et 100 mètres de longueur tandis que le diamètre du tube varie entre 20 et 30 cm.
• Un point de collecte externe de l’air. La cheminée est située en choisissant une zone où l’air reste en mouvement et doit disposer d’une grille qui empêche l’accès au système par des insectes ou animaux qui peuvent contaminer l’air.
• Les filtres, nécessaires pour purifier l’air et empêcher l’entrée de la poussière et de la saleté dans les conduits.
• Le point d’évacuation. L’eau condensée dans les canalisations, en raison de l’inclinaison, est dirigée vers le point d’évacuation où elle est où elle est éliminée du système.
• Un système pour la circulation de l’air. Le système a besoin d’un élément qui entraîne l’air et le fait circuler dans les tuyaux enterrés.

En fonction de la conception de l’ouvrage, il est possible d’opter pour des éléments actifs (mécaniques) ou passifs (cheminée solaire).

Les critères requis pour les canalisations des puits canadiens

Élément clé du puits canadien, les canalisations nécessitent des conditions pour ne pas nuire à la qualité de l’air.

D’abord, le choix des matériaux est primordial pour assurer la sécurité de l’air respiré par les occupants du bâtiment. Tous les tubes et équipements doivent porter le label “Food grade” et doivent pouvoir résister à la pression exercée par la profondeur d’enfouissement. Les tubes PVC ou PTC sont à éviter, car ils libèrent des solvants et des particules toxiques. Préférez l’utilisation de matériaux inertes et souples, tels que le polyéthylène.

Ensuite, l’efficacité du puits canadien est conditionnée par la longueur, le matériau et le diamètre des échangeurs, par la vitesse de circulation de l’air dans ces tuyaux, ainsi que par la nature et le taux d’humidité du sous-sol. Le meilleur compromis investissement/rendement est pour l’enfouissement des tubes, à une profondeur comprise entre 1,50 m et 5,00 m.

Au fur et à mesure que l’air progresse dans l’échangeur, l’échange thermique est réduit. Ces variations relativement stables dans les premiers mètres, s’amplifient ensuite rapidement. On observe ainsi un gain moyen de seulement 10 % en passant de 35 à 50 mètres de tuyaux.

Le diamètre des tuyaux doit permettre le meilleur écoulement du flux de ventilation, tout en limitant les pertes de charge par frottement. Il influence également la consommation énergétique des ventilateurs, donc le COP de l’installation.

Les Avantages du puits canadien

Nombreux sont les avantages du puits canadien entre autres :

• Il n’a aucun impact sur l’environnement et présente un bilan CO² très excédentaire. Le puits canadien est donc écologique et respectueux à l’environnement. Le puits canadien est un moyen naturel de chauffer et de rafraîchir votre maison sans nuire à l’environnement, en utilisant simplement l’air extérieur.
• Il garantit la salubrité du logement. Ainsi préchauffe l’intérieur de votre maison en hiver et le rafraîchir en été. Le système s’adapte facilement à vos besoins, sans que vous ayez à intervenir.
• Il est naturellement réversible. Sa mise en place nécessite la température du sol.
• Il réduit le coût d’exploitation par un apport moyen de 3 kWh pour une consommation énergétique négligeable (COP entre 20 et 25).
• Il améliore le confort thermique (peu de strates verticales) et phonique (pas d’entrée d’air sur les portes et fenêtres).
• Le coût de maintenance d’un puits canadien est faible par rapport au coût de la climatisation classique.

Malgré la simplicité de son principe de fonctionnement et de ses composants, la conception et l’installation d’un puits canadien en bon état de marche nécessitent l’intervention de professionnels et de maçons qualifiés. Basé sur les résultats d’une étude de la conductivité thermique spécifique du sol, l’installation d’un puits canadien définit les paramètres de la longueur, du diamètre et du nombre de tuyaux. De même pour la profondeur à laquelle les tuyaux doivent être enterrés, l’endroit approprié pour installer le collecteur d’air à l’extérieur et le mécanisme du système de ventilation.