Le puits canadien (ou puits provençal)
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– Forum Eco Construction
Mots clés : construire, dimensionner, maison, bioconstruction, écohabitat, bioclimatique, énergie
Un système méconnu qui peut réduire la température de 5 à 8°C dans votre maison les jours de canicule pour une consommation électrique dérisoire.
Il diminue également la consommation de chauffage l’hiver …
L’humain et la température
L’être humain se sent bien entre 18 et 25°. Il dépense énormément d’énergie pour maintenir la température dans cette marge, sans toutefois toujours y parvenir. En hiver nous chauffons, en été nous climatisons.
Le puits canadien est un système qui se sert de l’inertie thermique du sol pour égaliser ces variations thermiques.
Notions de base
La législation impose une VMC (ventilation motorisée) pour éviter l’humidité dans votre maison.
La température du sol à 2 m de profondeur est d’environ 17° en été et 4° l’hiver
L’air chaud stocke plus d’humidité que le même volume d’air froid et vice versa.
Le puits canadien est un système qui se sert de l’inertie thermique du sol .
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Principe du puit canadien
En enfouissant une gaine d’aspiration d’air d’une longueur et d’un diamètre suffisant à cette profondeur, quelque soit la température extérieure, au bout de la gaine elle avoisinera les 12° en été et environ 6° en hiver.
En hiver l’air froid extérieur, se réchauffant devient donc relativement plus sec. Il arrive dans la maison à 6° et vous ne dépensez de l’énergie que pour le réchauffer à 20°.
En été, lorsqu’il fait chaud et humide à l’extérieur, l’air chaud saturé en humidité condensera dans la gaine pour venir ensuite rafraîchir la maison.
Inconvénients de la VMC
La VMC sert à rejeter de l’air chaud (et toute l’énergie contenue) à l’extérieur. On peut supposer qu’elle arrange EDF et la branche pétrolière.
Tout rejet d’air vicié à l’extérieur implique le remplacement de cet air par de l’air venant de l’extérieur. A cette fin, on ménage des ouverture artificielles (les ouies d’aspiration dans les cadres de fenêtres) qui permette l’aspiration d’air frais. Toutes ces ouverture sont autant de
ponts thermiques.
En été on réchauffe ainsi la maison artificiellement. En hiver on chauffe inutilement le quartier, puisque l’air venant de l’extérieur doit être chauffé de -5° à 20°. Le puits canadien économise de l’énergie en hiver et rafraîchit la maison en été.
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Fonctionnement du puit canadien
Il y a des problèmes, et des limites d’utilisation, bien sûr.
En principe, il ne faut pas que le volume d’air qui traverse le sol soit pulsé trop rapidement (max. 3m/s) ni qu’il soit trop important. Dans ce cas, il ne se réchaufferait pas suffisamment.
Pour cette raison, le rapport entre le volume d’air et la surface d’échange du tube ( qui le contient) avec le sol ne doit pas être supérieur à 6.
Soit, après calcul et simplifications, une formule générale donnant rayon < 12 cm. Le diamètre maximum d'un tube de puit canadien doit donc etre de 24 cm.
Application :
Prenons un tube de 20 cm de diamètre sur 20 m de long. Une vitesse de 3 m/s donnera théoriquement 340 m3/h environ. La réalité est plus proche de 220 m3/h ( pertes de charge ).
Or, d’après EDF et les chauffagistes, il faut prévoir un renouvellement total du volume d’air d’une maison, par heure. Donc à plein rendement, notre puits canadien ne pourrait pas approvisionner une maison de plus de 340m3 soit 126m2.
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Un renouvellement total toutes les heures nous semble bien exagéré, sauf pour les petites maisons surchauffées et « sur-habitées ».
En fait une maison bien conçue, et au volume normal 30m2 par habitant peut ne renouveler son air que toutes les 8 heures.
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L’utilisation d’un puits canadien de 20 m de long, 20 cm de diamètre à une vitesse de 2m/s, fonctionnant en permanence toute l’année avec une vitesse plus faible, donc un échange thermique avec le sol supérieur, permettra de conditionner une maison de 120 m2 ( 324 m3 ) bien isolée avec une renouvellement d’air environ toutes les 3 heures ( ceci semble réaliste et raisonnable. ).
Le puits canadien permet, en outre, de maintenir hors gel, les résidences secondaires inoccupées en hiver.
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Conseils pratiques
1) Si le volume d’air fourni par le puits est insuffisant, maison trop grande ou trop étendue de plein-pied, il vaut mieux creuser un second puits, ailleurs, que doubler l’existant
2) Il faut de l’électricité: pour le ventilateur/circulateur. (20 à 35 w par heure de fonctionnement).
3) Toujours prévoir 1.5 mètres de sol au minimum de part et d’autre du puits canadien.
4) Le tuyau doit être lisse à l’intérieur, des rugosités créeraient des turbulences et l’échange ne serait pas optimum. Optez pour un tuyau PVC lisse. Le béton est un mauvais conducteur dû à l’épaisseur des parois, à l’enrobage de sable et l’étanchéité sera difficilement réalisable (Attention au Radon). Suivant la nature du sol, la longueur du tuyau doit être augmentée (voir courbes)
5) Le tuyau ne doit pas dépasser 20 cm de diamètre (voir courbes) ; une section plus importante créera un flux au centre du tuyau qui ne touchera pas les parois, donc encore un mauvais échange.
6) L’entrée peut être protégée par un filtre. Dans tous les cas, veillez à mettre une grille pour empêcher que des rongeurs y pénètrent.
7) Veillez à avoir une pente de 2 à 3 % pour l’évacuation de l’eau de condensation et protéger ainsi votre ventilateur. L’évacuation des condensats, ce fera à l’aide d’un siphon placé à l’intérieur de la maison. Si vous souhaitez éviter l’installation d’un écoulement pour le siphon, vous pouvez laisser une partie en terre sous celui-ci et l’évacuation de l’eau se fera par infiltration dans le sol.
8) Faites calculer la puissance de votre ventilateur en fonction des pertes de charge et du volume réel de votre maison. Les spécialistes de l’air ou de la climatisation sont équipés de logiciels.
Boucher les entrées d’air au-dessus des fenêtres
9) Une VMC (Ventilation Mécanique Contrôlée) assurera le renouvellement de l’air dans votre maison. Le débit de la VMC doit être légèrement inférieur au débit du puits canadien
10) Lorsque la température extérieure est entre 10 et 24°, vous ne souhaitez pas forcément rafraîchir votre maison. Dans ce cas, vous pouvez soit envoyer l’air du puits canadien dans la cave en enlevant le bouchon sur la sortie du ventilateur ou l’idéal serait d’avoir une entrée supplémentaire et puiser l’air directement sans passer par le puits. Votre maison sera ainsi ventilée toute l’année. En installant un clapet motorisé et une sonde de température, vous aurez une solution entièrement automatisée. Car en aucun cas vous devez couper le ventilateur sur une période trop longue, des champignons et parasites pourraient se développer dans le tuyau.
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Exemple concret d’un puit canadien
La maison a une surface habitable de 280m2 et donc un volume important environ 700m3. Le matériel est dimensionné en fonction de ces paramètres.
Dimensionnement :
1) 45 m tuyau PE diam 200 (extérieur)enterré à 1,80 m
2) VMC double flux KWL350
3) Réducteur 200/160 pour la répartition de l’air dans la maison. Il est important de rester dans un diamètre important > 125 pour éviter les pertes de charge mais surtout à cause du bruit généré dans le cas de diamètre de 80.
4) Registre manuel ou motorisé et réducteur 200/160 pour le puisage direct de l’air
5) Conduits diamètres 125 pour la répartition de l’air dans la maison (salon, salle à manger, chambres) venant du puits canadien ou de la prise direct en fonction de la température extérieure.
Exemples par des schémas :
Schéma aéraulique : cliquez pour agrandir
Schéma de principe : cliquez pour agrandir
Avertissement : Radon et Puits Canadien.
Le radon est un gaz radioactif d’origine naturelle.
Il provient de la désintégration de l’uranium et du radium présents dans la croûte terrestre. Il est présent partout à la surface de la planète et provient surtout des sous-sols granitiques et volcaniques ainsi que de certains matériaux de construction.
Le radon est un des agents du cancer du poumon, toutefois bien loin derrière le tabac.
Le radon peut s’accumuler dans les espaces clos, et notamment dans les maisons.
Les moyens pour diminuer les concentrations de radon dans les maisons sont simples:
– aérer et ventiler les maisons, les sous-sols et les vides sanitaires;
– améliorer l’étanchéité des murs et des planchers.
Dans les 31 départements les plus concernés , les autorités locales doivent faire procéder à un dépistage de ce gaz radioactif dans certains lieux ouverts au public pour des séjours prolongés (en particulier, les établissements d’enseignement et les établissements sanitaires et sociaux).
Allier, Ariège, Hautes-Alpes, Ardèche, Aveyron, Calvados, Cantal, Corrèze, Corse du Sud, Haute-Corse, Côtes-d’Armor, Creuse, Doubs, Finistère, Indre, Loire, Haute-Loire, Lozère, Haute-Marne, Morbihan, Nièvre, Puy-de-Dôme, Hautes-Pyrénées, Rhône, Saône-et-Loire, Savoie, Haute-Saône, Deux-Sèvres, Haute-Vienne, Vosges, Territoire de Belfort
Dans une habitation particulière, le dépistage du radon peut être fait à l’initiative de l’occupant. Il peut le réaliser lui-même, en se procurant un dosimètre auprès de l’une des sociétés qui les commercialise, ou faire appel à un professionnel.
Le Radon peut être insufflé dans la maison à l’aide du puits canadien si le tuyau amenant l’air depuis l’extérieur n’est pas étanche
Pour en savoir plus:
– Une thèse de l’université de Genève sur le puit canadien intitulée : « Utilisation des échangeurs air/sol pour le chauffage et le rafraîchissement des bâtiments. Mesures in situ, modélisation analytique, simulation numérique et analyse systémique »
– Forum écoconsruction parlant du puits canadien