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Bâtiment Basse Conso

Appelés puits canadien pour leur gain sur le chauffage en hiver ou puits provençal pour leur vertu rafraichissante en été, le terme générique de puits climatiques est partagé par de nombreux spécialistes.

Un principe simple qui nécessite des installations soignées

Schéma de principe du puits climatique - BatirBio
Schéma de principe du puits climatique
BatirBio

Il s’agit d’une technique ancestrale dont le principe repose sur le fait que la température du sol au-delà de 2 m de profondeur ne varie que de quelques degrés au cours de l’année (5-15°C), contrairement à la température extérieure (-20 à +34°C). L’air neuf extérieur circule grâce à un ventilateur dans des canalisations enterrées avant d’être insufflé dans le bâtiment (Figure 1). En hiver, l’air se réchauffe au contact du sol pour atteindre une température hors-gel. Les besoins de chauffage liés au renouvellement d’air des locaux sont alors limités. En été, l’air extérieur profite de la fraîcheur du sol pour se refroidir. Pendant l’intersaison, un système de by-pass court-circuite le puits climatique lorsque les températures de confort sont atteintes (entre 18 et 24 °C).

Sur le principe rien de plus simple. Dans la mise en œuvre il convient de veiller à soigner de nombreux détails de conception et d’utilisation. Quelques points de vigilance :

Le dimensionnement

Le dimensionnement peut varier en fonction de :

  • la nature du sol,
  • la nature du tuyau,
  • la performance thermique de l’habitation.

Une étude thermique se justifie pour éviter un mauvais dimensionnement et des investissements financiers inappropriés. Consulter la liste d’installateurs spécialisés sur le Rhône

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Liste de fournisseurs de VMC double flux et de puits climatiques
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De manière générale, il est conseillé d’enterrer les tuyaux à au moins 2 m de profondeur afin d’éviter des variations de température trop importante du sol. Le système doit être dimensionné en adéquation avec la totalité du système aérolique du logement. Le débit d’air influe beaucoup sur les performances du système. Pour arriver à un optimum, il est préférable d’avoir un haut débit l’été (1-2 vol/h) et un faible l’hiver (0.5 vol/h).

La qualité de l’air

Pour assurer la qualité sanitaire de l’air, certaines précautions doivent être prises. La bouche d’aspiration doit être munie d’une grille fine contre les rongeurs, insectes et oiseaux et équipée d’un filtre pour protéger des entrées de pollen ou autres pollutions extérieures. Ces filtres doivent être changés régulièrement, 3-4 fois par an en moyenne. Elle doit être placée le plus loin possible des sources de pollution (parkings, routes...) et des arbres. Elle doit être placée à une hauteur d’environ 1,4 m (au min 1.1 m) pour éviter tout encrassement prématuré, un chapeau de protection permettra d’éviter les infiltrations d’eau de pluie à l’intérieur du puits. Pour éviter tout risque de condensation, de formation et de diffusion de moisissure ou de bactérie, l’intérieur du tuyau doit être lisse et posséder une pente de 2-3% pour l’évacuation de l’eau des condensats  . Un récupérateur de ces condensats facile d’accès doit être prévu. D’autres mesures spécifiques doivent être prises dans les zones où le radon   est présent en grande quantité.

Les performances

Les performances vont varier avec d’autres facteurs, telle que : les performances du bâtiment, son niveau d’isolation, d’étanchéité à l’air, le dimensionnement et la mise en œuvre du réseau aérolique, le système de ventilation associé, le coût d’investissement et surtout la zone climatique du logement. Si bien qu’il est extrêmement difficile de tirer une généralité sur le temps de retour de cette technique.Ce que l’on peut retenir à la lecture de plusieurs ouvrages ou études c’est que :

  • pour les particuliers : à moins d’être situé dans une zone climatique soumis à de forte amplitude climatique il semblerait que le puits climatique ne soit pas une priorité. Ils sont donc appropriés aux zones très froide en hiver ou très chaude en été avec peu de possibilités de rafraichissement nocturne. Néanmoins, pour des maîtres d’ouvrage qui auraient des besoins de rafraichissement particulier, pour certaine rénovation ou pour ceux dont l’aspect financier n’est pas la priorité, les puits climatique apporteront des gains thermique évidents.
  • pour les équipements tertiaires pouvant avoir des besoins de rafraichissement avérés, tels que les salles de spectacle, maisons de retraite, ou bureaux, le puits climatique constitue une excellente alternative à la climatisation. Dans tous les cas, il est impératif qu’il soit associé à des bâtiments performants, et suivi par une équipe d’ingénierie compétente.

Une variante pertinente : le puits climatique à eau

Au lieu de faire circuler l’air dans un tuyau qui sera soufflé directement dans le logement, des capteurs à eau récupèrent la chaleur ou la fraicheur du sol. Ces capteurs à eau sont des tuyaux comme ceux utilisés en géothermie (PE, diamètre 32, remplit d’eau glycolée  ). Associés obligatoirement avec une ventilation double flux, les calories sont récupérées par le bais d’un échangeur air-eau. Les principaux avantages sont :

  • la facilité de mise en œuvre : plus de pente à respecter, pas de regard de visite, pas de siphon donc une planéité du terrassement moins importante.
  • des problèmes sanitaires liés à la qualité l’air très limités du fait de l’échange de calorie via l’échangeur air/eau.

Pour aller plus loin :

Pour les particuliers :

Le puits canadien, Bruno Herzog, édition Eyrolles.
Fraicheur sans clim’, Claude Aubert-Thierry Salomon, édition Terre Vivante

Pour la maîtrise d’œuvre et l’ingénierie :

Analyse, modélisation, validation d’un modèle de simulation dynamique pour les puits « canadiens » ou « provençaux ». Étude réalisée dans le cadre du Prébat Ademe   Région Languedoc Roussillon, par Izuba, Solarte, Ecole des Mines de Paris.

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Le dimensionnement du puits climatique
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