Puits canadien réalité ou gadget ?

La géothermie (du grec “Gê”, la terre, et “Thermie”, la chaleur) consiste à capter la chaleur de la croûte terrestre pour produire du chauffage. Dans ce cadre, le puits canadien, évoqué pour la première fois par l’architecte Claude Micmacher dans le Manuel de Construction Rurale édité en 1977 en est l’une des applications.

 
Le Principe

Ce puits qui n’en est pas un (puisqu’il est horizontal) est également appelé puits provençal lorsqu’il sert à rafraîchir l’habitation. Il consiste à utiliser comme entrée pour la ventilation de la maison de l’air qui a préalablement circulé dans un tube enterré à une certaine profondeur. La température du sous-sol étant moins variable selon la saison (voisine de 13°C à 15°C) que celle de l’air extérieur (de -10 à +30°C sous nos latitudes), cela permet d’avoir une entrée d’air tempérée quelle que soit la saison. En hiver, l’air est réchauffé avant de pénétrer dans la maison ; en été, il est rafraîchi. Il s’agit, en fait, du système de géothermie le plus simple et le plus ancien qui soit.

Hors gel économique

Il existe plusieurs variantes à l’utilisation de ce système dont la mise hors gel des habitations dans les zones très froides. Cette opportunité est utilisé traditionnellement en Amérique du nord et au Canada pour maintenir les habitations hors gel sans chauffage pendant l’hiver pourtant très rigoureux. En été, il permet d’abaisser la température de quelques degrés (5 à 8°C). Le système doit être désactivé pendant les intersaisons afin de ne pas refroidir la maison alors que l’on recherche la chaleur. L’entrée d’air est alors directement prise sur l’extérieur sans passer par le puits canadien.

 

Eléments de dimensionnement d’un puits canadien

Le dimensionnement d’un puits canadien est assez délicat du fait du nombre de paramètres à optimiser : longueur, diamètre et nombre de tubes, profondeur d’enfouissement, distance entre les tubes, débit de ventilation et pertes en charge proportionnelles aux longueurs utilisées. Les études montrent que pour optimiser les rendements il convient d’utiliser des tubes de 200 mm sur une longueur équivalente à 50 m soit 2 longueurs de 25 m couplées pour éviter les pertes en charge, placés à 2 m de profondeur. Ces différents paramètres assurent une vitesse du flux pour un débit de 100 m3/h de 0,8 m/s, ce qui éloigne des 5 m/s limite supportable en terme de bruit.

La question du remblai des gaines du puits canadien

Les règles de l’art veulent qu’une gaine enterrée sous terre soit disposée sur un lit de sable d’une hauteur minimale de 10 cm. Le fond de fouille doit être exempt de roches, de vestiges de maçonnerie et d’affleurement de points durs. Elle est effectuée par couches successives soigneusement damées, pour recouvrir d’au moins 10 cm la génératrice supérieure du tube. Le compactage doit être réalisé exclusivement sur les parties latérales de la tranchée, hors de la zone occupée par le tube, afin d’obtenir un calage efficace des flancs de la canalisation. Le matériau le plus adapté pour le transfert thermique avec le tube est le sable fin selon les différentes études menées sur le sujet. Attention, compte-tenu du coût des tranchées, la tentation est forte de profiter de tranchées existantes pour passer EDF, GDF et tubes sauf que cela diminuera le rendement….

 

Quelques précautions sur le choix des matériaux

Les tuyaux utilisés doivent à la fois être bons conducteurs thermiques, résistants à la compression et de qualité alimentaire vis-à-vis de composants chimiques dangereux pour la santé. PVC : très bon rendement et pas cher mais fragile, le poids de la terre risque de casser le tuyau. La gaine annelée électrique : très solide et pas chère, elle a un rendement légèrement moins bon que le PVC, il existe aussi des risques d’émanations toxiques dus aux colles utilisées pour les raccords. Alors la vraie solution est le polyéthylène alimentaire. Il est important d’assurer l’étanchéité des raccords dans le sol vis-à-vis des risques d’infiltration des eaux mais aussi pour les zones concernées du radon, gaz radioactif présent dans le sol. Midi-Pyrénées n’est pas une zone à risques de ce point de vue là ! Enfin il convient de donner une pente de 2 % dans le sens du flux d’air avec un siphon pour éliminer les eaux de condensation afin de limiter les risques sanitaires.

Avis d’écologiste

Si le puits provençal utilisé par les anciens simplement pour rafraichir une pièce, une habitation est quelque chose d’intéressant et de simple qui peut fonctionner avec un simple ventilateur en bout de gaine pour pulser de l’air frais l’été dans la maison, le puits canadien me semble plus sujet à caution. Chauffer l’intérieur de la maison avec un air qui arrive à 14°C ne sert à rien en hiver quand nous avons besoin de 20°C sauf à utiliser une pompe à chaleur et à la coupler sur le puits côté admission d’air. Préchauffer l’air d’une ventilation VMC double flux est possible et fera gagner quelques degrés mais l’investissement (tranchée de 50 m sur 2 m de profondeur), régulation selon les écarts de température, les risques sanitaires etc. me semblent minimiser l’intérêt du processus. Dans tous les cas ce système ne peut servir de chauffage principal sauf à augmenter la longueur de captage (100 m mini) et à le coupler avec une pompe à chaleur air/air.



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