Énergie renouvelablePuits canadien / Provençal

Un puits canadien ou provençal, autrement appelé échangeur air-sol, est un dispositif qui permet de rafraichir en été et/ou de réchauffer en hiver l'intérieur d'un bâtiment. Le principe de fonctionnement est simple : par un phénomène appelé échange thermique, l'air qui passe dans un conduit enterré prend la température du sol et sert alors de fluide de la même façon qu'un système de type caloporteur.

Comment installer un puits canadien

Le système de conduit utilise les différences de température présentes dans le sol. De ce fait, le conduit doit être installé à une profondeur suffisante (environ 1,50m) afin de pouvoir être pleinement efficace. En effet, à cette profondeur il reste insensible au gel et peu enclin aux variations de températures, que ce soit en été ou en hiver. Ce système permet donc d'obtenir de l'air frais en été et de l'air plus chaud en hiver, c'est pour ainsi dire une climatisation naturelle et écologique.

La circulation de l'air dans le conduit peut s'effectuer de différentes façons, soit passivement par un phénomène appelé surpression, soit mécaniquement à l'aide d'une ventilation déjà présente ou dédiée au système.

Les avantages du puits canadien / provençal

Le puits canadien, qui insuffle de l'air chaud au sein de la maison, et le puits provençal, qui y insuffle de l'air frais, procurent de nombreux avantages. En voici quelques-uns :

Un système économique et écologique

Il permet de diminuer votre empreinte carbone ainsi que vos émissions de gaz à effet de serre (GES), en conformité avec le Grenelle de l'environnement.

L'installation doit être réalisée par un professionnel qui maitrise parfaitement cette technique, dans le cas contraire votre puits canadien risque d'être inefficace.

Un confort thermique assuré

L'installation d'un puits canadien apporte du confort aux occupants, non seulement d'un point de vue thermique, mais également en matière de qualité de l'air ambiant.

En hiver, le puits canadien insuffle de l'air chaud au sein du foyer, ce qui permet d'y maintenir un confort thermique assez agréable. Par exemple, si la température extérieure chute à -7°C, la température au sein du bâtiment peut rester supérieure à 0°C et même aux alentours de 8°C avec un puits canadien à eau glycolée. Même si cela reste assez bas, la différence, dès qu'on passe la porte, est palpable. Il est ensuite possible d'augmenter la température des lieux avec le système de chauffage classique car, retenez-le bien, le puits canadien est plus un système de climatisation que de chauffage. Il ne fait que préchauffer la température intérieure.

En été, le puits provençal diffuse de l'air plus frais, ce qui permet de faire chuter la température de quelques degrés durant les périodes de forte chaleur. D'après les observations, lorsque la température extérieure atteint les 30°C, la température de l'air insufflé se situe aux environs de 20-23°C. En période de canicule, cette diffusion d'air frais est plus qu'appréciée dans les foyers.

Concernant la qualité de l'air ambiant, celui-ci est plus sain puisqu'il est renouvelé constamment. Le puits canadien / provençal apporte de l'air frais tandis que la VMC rejette l'air vicié à l'extérieur. Et contrairement à la climatisation classique, la ventilation induite par le puits canadien ne diminue pas le taux d'hygrométrie. Autrement dit, les occupants ne risquent pas de respirer un air sec et inconfortable, souvent source d'allergies.

Des économies d'énergies importantes

C'est l'un des plus grands avantages du puits canadien / provençal.

Avec un COP (coefficient de performance) situé entre 10 et 20, contre seulement 2 à 4 pour les systèmes de climatisation classiques, la différence est énorme. Un COP de 10 ou 20 signifie que 1kWh d'électricité consommée permet de restituer 10 ou 20kWh d'énergie, soit de chauffage, soit de rafraichissement. La consommation d'électricité est alors minime alors que les performances affichées sont importantes. Il va de soi que cela va se répercuter, positivement, sur vos factures d'énergie.

N'oubliez pas non plus que vous n'aurez plus à lancer le chauffage à fond puisque l'air ambiant est déjà préchauffé par le puits canadien. Cela signifie que le système de chauffage sera moins énergivore, ce qui réduira d'autant vos factures d'énergie. En outre, la batterie de préchauffage avec la VMC double flux ne sera plus nécessaire.

Des frais d'utilisation moindres

Outre la consommation, le faible cout de fonctionnement ainsi que le faible cout de la maintenance influent, eux aussi, sur les économies faites.

En matière de fonctionnement, le puits canadien / provençal utilise une énergie renouvelable qu'est l'air extérieur. Étant présent en quantité inépuisable dans notre environnement, l'utilisation du système vous épargne l'achat de combustible et de carburant. L'air est, qui plus est gratuit, ce qui implique un cout de fonctionnement quasi nul.

Pour la maintenance, les travaux ne se font pas aussi régulièrement qu'avec une climatisation classique. Les frais sont ainsi réduits et vos économies augmentent.

Un système durable

Le puits canadien / provençal a une durée de vie minimale de 15 ans. Au cours de ces années, vous pourrez rentabiliser facilement votre investissement de départ. Notez que l'installation d'un puits canadien / provençal ne permet pas de bénéficier de subventions de l'État. Le budget de départ sera donc plus élevé, le poste le plus important se référant aux travaux de terrassement pour l'enfouissement des tuyaux.

Pour réduire le budget, il est conseillé de prévoir l'installation du puits dès la construction de la maison quand cela est possible. Il sera ainsi plus aisé de profiter du terrassement du terrain nécessaire pour la construction du bâtiment afin d'y enfouir les tuyaux. En rénovation, l'installation reste envisageable, mais les couts seront plus importants.

Les différents types de puits canadien / provençal

On distingue deux types principaux de puits canadien / provençal : le puits canadien à air et le puits canadien à eau glycolée.

Pour information, la différence entre puits canadien et puits provençal repose seulement sur un point : la température de l'air insufflé au sein du foyer. Le premier diffuse de l'air chaud, donc à utiliser en hiver, tandis que le second diffuse de l'air frais, donc à utiliser en été. Ce sont ainsi deux fonctionnalités du puits que l'on peut d'ailleurs rassembler en un seul et unique système de base. Le passage d'une fonctionnalité à une autre dépend de la température extérieure et de celle du sol. En hiver, la température extérieure chute tandis que celle du sol reste chaude. En été, la température extérieure augmente tandis que celle du sol devient plus fraiche. Globalement, la température du sol reste stable à longueur d'année. C'est la température changeante en surface qui va déterminer si celle du sol est plus chaude ou plus fraiche.

Le puits canadien à air

Ce système est composé de :

• Une borne de prise d'air située en surface et à l'extérieur de la maison. Elle est dotée d'un filtre et d'une grille anti-rongeur. Elle doit être installée sur un emplacement bien exposée à l'air, mais éloignée de la pollution.
• Un ou plusieurs tubes d'environ 200mm de diamètre sur une longueur allant de 25 à 50m (selon les besoins). Ces tubes seront enfouis sur un fond de fouille dans le sol, à une profondeur pouvant aller de 1,5m à 4,5m. Ils seront posés au-dessus d'un lit de sable d'une épaisseur de 10cm. Un seul tube générant un débit d'air de 300m3/h peut suffire pour une habitation. Pour les logements collectifs et bâtiments tertiaires, plusieurs tubes sont nécessaires pour obtenir un débit d'air d'au moins 600m3/h.
• Un té avec siphon et trappe de nettoyage lorsque la maison est pourvue d'un sous-sol. Dans le cas contraire, on installera un regard étanche avec pompe de relevage.
• Un bypass automatique qui va permettre de court-circuiter le puits canadien durant les intersaisons.
• Un ventilateur ou bien une centrale de ventilation double flux qui va optimiser la circulation de l'air. La ventilation mécanique contrôlée est conseillée pour une bonne répartition et diffusion de l'air tout en assurant la récupération de l'énergie de l'air vicié rejeté. La ventilation simple flux et la ventilation naturelle peuvent être envisagées, mais les performances du système seront alors limitées. Notez que l'énergie récupérée par la VMC pourra être utilisée pour optimiser le chauffage, voire pour produire de l'eau chaude sanitaire si on installe un autre dispositif spécifique.

Concernant les tubes, ils peuvent être minéraux (béton et grès), métalliques (en fonte ou en aluminium) ou synthétiques (PVC, PP, PE). Les tubes en PP (polypropylène) et en PE (polyéthylène) sont les plus utilisés du fait de leur prix plus abordable et de la facilité de leur montage. Dans les trois cas, il faut s'assurer que les tubes soient lisses à l'intérieur, de qualité alimentaire, étanches, conçus avec des produits non recyclés et surtout robustes pour supporter l'écrasement. Autant que possible, mieux vaut éviter les tubes en PVC et les gaines TPC, car en plus d'être moins robustes, ils sont également peu étanches et ne respectent pas toujours les normes sanitaires.

Le puits canadien à eau glycolée

Contrairement au puits canadien à eau, ce modèle utilise une boucle d'eau glycolée en circuit fermé. L'eau glycolée sert de fluide caloporteur qui va récupérer la chaleur du sol avant de la restituer à un réseau aéraulique. Ce système se compose de :

• Un capteur géothermique enfoui à environ 1,20m dans le sol.
• Une unité hydraulique qui permet la circulation du fluide caloporteur.
• Une couronne de 100m avec des tuyaux de 32mm de diamètre. Ils sont plus petits que les tuyaux utilisés par le système à air et sont moins encombrants.
• Une batterie d'échange dotée d'un filtre pour la transmission de chaleur.
• Un thermostat qui permet la commande automatique été et hiver de la circulation de l'eau glycolée. Ce dernier prend le sens inverse en passant de l'été à l'hiver.
• Un purgeur automatique avec clapet anti-retour.
• Un vase d'expansion.
• Un ventilateur ou une centrale de ventilation double flux. Là encore, la VMC double flux est conseillée pour optimiser les performances du système.

Entre les deux modèles, le puits canadien à eau glycolée coute entre 20 à 40% moins cher que celui à air en ce qui concerne le cout du matériel, la main-d'œuvre pour son montage et les frais de terrassement. Rappelons que les tuyaux du circuit hydraulique sont enterrés à une profondeur moindre par rapport aux tubes du circuit à air puisque l'eau a une chaleur massique 4 fois supérieure à celle de l'air.

Le puits canadien à eau est également plus hygiénique, car il n'engendre pas de condensats, ce qui explique la non-nécessité de pente au niveau de l'aménagement des tuyaux. De plus, le risque d'infiltration de gaz (comme le radon) et d'eau est minime.

Prix d'un puits canadien / provençal

La mise en place d'un puits canadien / provençal nécessite un budget important. Il faut, en moyenne, prévoir une enveloppe de 2.000 à 3.000 euros pour le cout du matériel. À cela, il faut ajouter :

• Les frais de terrassement qui peuvent aller de 500 à 1.000 euros.
• Les frais d'installation qui varient d'un professionnel à l'autre et tournent autour de 1.000 euros.
• Les frais d'étude qui peuvent atteindre les 2.000 euros.

Réaliser une étude n'est pas obligatoire, mais fortement recommandée puisque des résultats dépendra le type d'installation à mettre en œuvre ainsi que sa performance. Il faut effectivement savoir que même si la température du sol reste stable, sa performance dépend de divers facteurs. On peut notamment citer la température et la conductivité thermique du sol qui varient selon sa nature, la vitesse d'air dans le conduit, la profondeur d'enfouissement des tubes, la longueur et le diamètre des tubes, le débit nominal de ventilation et l'exposition au vent et au rayonnement solaire à la surface du sol.