Le puits canadien est un dispositif de chauffage et de refroidissement qui utilise la géothermie.
C’est une solution économique et écologique, car elle fait appel à l’inertie du sol, en se basant sur le fait que la température du sol est plus élevée que la température ambiante en hiver, et plus basse en été.
Origine du puits canadien
Les puits canadiens sont destinés à réchauffer l’air frais en hiver. On peut également les appeler puits provençaux lorsqu’ils servent à refroidir votre habitation en été.
Mais si on les appelle souvent puits canadien, c’est parce que leur utilisation a commencé au Canada.
Les installations, telles que nous les connaissons aujourd’hui, étaient à l’origine des canaux en pierre enterrés à flanc de colline.
Bien entendu, les performances de ces canaux étaient bien inférieures à celles des systèmes actuels.
En fait, il est difficile de maintenir une température confortable dans un bâtiment, car cela nécessite une grande quantité d’énergie.
Le chauffage indépendant et les systèmes de refroidissement sont souvent utilisés dans le but de maintenir cette température grâce à une source d’énergie comme l’électricité, l’énergie fossile ou la biomasse.
La demande en énergie augmente à cause du développement socio-économique et industriel.
On peut encore utiliser les énergies fossiles pour alimenter notre maison en chaleur et en froid, mais elles sont polluantes et finiront par disparaître d’ici quelques décennies.
Par conséquent, les énergies renouvelables représentent une bonne alternative. Elles sont économiques, disponibles en permanence et plus respectueuses de l’environnement.
L’énergie géothermique est un bon exemple.
Le principe est d’extraire la chaleur stockée dans le sol afin de l’utiliser pour le chauffage pendant les saisons froides et de refroidir votre logement pendant les saisons chaudes.
La température du sol change lentement, de l’ordre de mois ou d’années, selon sa profondeur.
De plus, il a une faible conductivité thermique, c’est-à-dire qu’il peut transférer une partie de la chaleur qu’il a emmagasinée pendant l’été jusqu’à la saison hivernale.
Le but du puits canadien est d’utiliser cette énergie.
Principe de fonctionnement du puits canadien
Un puits canadien permet d’injecter le flux d’air de l’extérieur dans votre bâtiment par le biais de tuyaux souterrains (ou équivalent).
L’inertie du sol est donc utilisée comme un amortisseur saisonnier.
Plus précisément, le principe est de faire circuler l’air de l’extérieur dans des tuyaux enterrés à une certaine profondeur où la température du sol est stable.
Ils sont souvent installés à une profondeur d’environ 1,5 à 2 mètres, où la température varie très peu (entre 12 et 14 °C) tout au long de l’année.
L’air extérieur se refroidit ou se réchauffe au contact du sol et entre dans votre logement par le biais d’un système de ventilation.
Pour que cela puisse se réaliser, les tuyaux doivent être inclinés à un angle de 1 à 3 % par rapport à l’horizontale sur 30 à 50 mètres.
À noter que les puits canadiens sont plus efficaces lorsque les différences de température entre l’intérieur et l’extérieur sont importantes.
Le cycle d’échange entre les températures de l’air et du sol est perpétuel et cela génère un échange de chaleur potentiel que vous pouvez exploiter pour chauffer ou refroidir votre bâtiment.
Dimensionnement du puits canadien
Il est essentiel de bien choisir le type d’installation à mettre en place.
Voici donc les principaux critères à prendre en compte lorsque vous allez mettre en place un puits canadien :
- La localisation géographique de votre bâtiment
- La surface du terrain disponible
- La nature du sol
- Le type de construction
- Vos besoins en termes de chauffage et de rafraîchissement
- Votre budget.
Pour dimensionner votre installation, il importe de réaliser une étude thermique. Cela vous permettra de déterminer la longueur des tuyaux à poser.
En général, il faut 30 à 50 mètres selon :
- La pente
- Le diamètre du tube
- Le débit nécessaire qui se mesure en mètre cube par heure (m3/h)
- La profondeur d’enfouissement qui est de 1,2 à 3 mètres
- Les dimensions et l’emplacement de la bouche d’aspiration
- Le système d’évacuation des condensats et le choix du dispositif de commande et de régulation.
Puits canadiens et ventilation mécanique contrôlée
Les avis divergents sur l’intérêt de combiner un puits canadien à un système de ventilation mécanique contrôlé (VMC).
D’une part, cette solution peut fournir une double protection contre le froid.
C’est une solution efficace si vous êtes dans des régions où les variations de température sont importantes.
Dans ce cas, l’air préchauffé par le puits sera à nouveau chauffé lorsqu’il passe dans le système VMC.
Il faut toutefois noter que l’installation de ce système est complexe et elle peut être coûteuse dans les régions chaudes, car le puits canadien risque de ne pas fonctionner correctement.
Que comprend l’installation d’un puits canadien ?
Le puis canadien est souvent associé au réseau de viabilisation et s’installe sous le sol. Pourtant, il ne fonctionne pas comme les pompes géothermiques.
En fait, un puits canadien est constitué:
- D’une borne de prise d’air
- D’un collecteur d’air en tube, en gaine ou en terre cuite
- D’un conduit d’air intérieur
- De bouches d’aération
- D’un équipement by-pass
- D’un système VMC simple ou double flux
- D’une sortie d’air vicié
- D’une entrée d’air vicié.
Si vous regardez l’installation, vous ne verrez que les bornes de prise d’air. Les autres équipements, comme les collecteurs, sont enfouis sous le sol.
Les conduits d’airs sont mis en place à l’intérieur de votre logement pour acheminer l’air neuf, lequel sera ensuite distribué via des bouches d’aération.
Quant aux systèmes VMC, ils seront installés à l’intérieur de votre maison et devront être raccordés aux tubes collecteurs débouchant sur l’extérieur via une sortie d’air vicié.
Enfin, un dispositif de rejet sera généralement installé sur votre toit.
Les avantages d’installer un puits canadien
Certains sont sceptiques et doutent de la grande performance des puits canadiens pour les utiliser en tant que substituts des systèmes de climatisation conventionnels.
Mais sachez que ces systèmes peuvent être connectés à votre système de climatisation afin de préchauffer l’air que vous utilisez, réduisant ainsi le saut thermique et donc votre dépense énergétique.
Ce facteur est très important si vous habitez dans les climats les plus extrêmes, où la ventilation bioclimatique n’est pas suffisante pour surmonter les charges thermiques de votre logement, que ce soit hiver ou en été.
En réalité, nous avons collecté ici les différents avantages d’utiliser un puits canadien.
Faible consommation
Le but du puits canadien n’est pas de transformer l’énergie, mais de la récupérer telle quelle.
Il ne suffit donc que peu d’électricité pour récupérer les calories.
Grâce à ce mode de fonctionnement, le coefficient de performance (COP) d’une telle installation est faible, c’est-à-dire que pour 100 Watts consommés en 1 heure, il peut restituer 2000 Watts.
Chauffage et climatisation
L’été l’air est rafraichi, alors que pendant l’hiver, il est préchauffé grâce aux calories produites par le rayonnement solaire en été ainsi que par la quasi-absence de rayonnement du soleil en hiver.
Le sol peut stocker ces calories et frigories, c’est-à-dire qu’il fait guise de réservoir d’énergie qui se renouvelle chaque saison.
Si vous installez un puits canadien, il vous permettra d’avoir une différence de température de 10 à 15 °C entre la température extérieure et la température de l’air.
Concept écologique
Un puits canadien a une très faible consommation électrique puisque l’énergie qu’il puise est renouvelée chaque saison.
De plus, le support utilisé pour drainer ces calories vers votre bâtiment respecte l’environnement.
Un bon retour sur investissement
Il faut dire que l’investissement initial est plus élevé que dans le cas des autres systèmes de chauffage conventionnels.
Pourtant, le retour sur investissement est nettement plus rapide, de l’ordre de 5 à 10 ans.
De plus, l’installation ne requiert qu’un entretien minimal, notamment le nettoyage régulier des tuyaux.
Un air pur
Créer un environnement intérieur sain pour les occupants d’un bâtiment est important.
Un puits canadien fournit un air renouvelé et sain, tout en évitant l’excès de consommation d’électricité et donc l’émanation d’ions qui peuvent contaminer notre environnement et provoquer des maladies.
Quelques recommandations
L’air qui circule dans le puits canadien peut être remplacé par un mélange d’eau et de glycol.
C’est une solution moins chère et elle ne requiert aucun entretien et ne présente aucun risque de condensation. Par contre, le glycol peut polluer le sol en cas de fuite.
Selon les recommandations de l’ADEME, une installation mal conçue peut dégrader la qualité de l’air entrant dans un logement et provoquer le développement de moisissures liées au phénomène de condensation.
Il faut aussi prêter attention à la qualité du sol et à la présence ou non de radon.
L’Agence de la transition écologique précise également qu’il faut un espace libre pour installer des collecteurs.
Par conséquent, tout bâtiment disposant d’une surface supplémentaire pour recevoir les réseaux de collecteurs peut être équipé de puits canadien qu’il s’agisse d’une maison individuelle, d’un bâtiment tertiaire, d’un complexe hôtelier, et bien d’autres.
Si vous voulez installer un puits canadien, sachez qu’il est complexe à installer.
Cela nécessite de lourds travaux, comme si vous allez réaliser les fondations de votre maison. Vous devez donc faire appel à des professionnels.
Le budget à prévoir pour l’installation d’un puits canadien
Le coût final de l’installation d’un puits canadien dépend :
- De l’étude du terrain pour analyser la faisabilité du projet
- De la qualité des matériaux
- De la surface habitable
- Du niveau d’équipements
- De la performance thermique du bâtiment
- Des contraintes techniques
- Des travaux de terrassement nécessaires à son installation
- Du coût de la main d’œuvre.
Vous devez prendre en compte chacun de ces facteurs, notamment le choix du matériel qui doit se faire en tenant compte des besoins estimés et du rendement espéré.
En moyenne, un puits canadien vous coûtera 7000 euros, mais ce prix peut aller jusqu’à 10 000 euros si vous installez un système VMC à double flux.
À ce tarif, vous pourrez disposer d’un équipement réglementaire, robuste et sans risque sanitaire.
De nombreux fournisseurs peuvent proposer des coûts plus bas, mais souvent aux dépens de la fiabilité de l’installation.
En général, les travaux durent quelques jours jusqu’à un mois selon l’ampleur du chantier. Le budget matériel est d’environ 6000 euros.
Cela comprend les conduits, le réseau de distribution de l’air et le caisson échangeur à double flux.
Prévoyez 1000 euros pour la pose des conduits, et de 2000 jusqu’à 4000 euros pour le caisson à double flux pour l’installation du réseau de distribution.
Actuellement, les puits canadiens se développent, et les prix proposés par les fournisseurs sont de plus en plus attractifs.
Notez toutefois que la configuration de votre logement peut considérablement faire varier le coût du terrassement. Et n’oubliez pas la maintenance.
À titre d’exemple, un filtre coûtera 40 à 80 euros selon le modèle que vous avez choisi.
Là encore, il est recommandé de faire appel à des spécialistes, car le moindre défaut peut se répercuter sur la qualité de l’air ambiant, les bactéries comme la salmonelle qui peut se développer.
Mais avant de choisir le professionnel qui installera votre puits canadien, n’hésitez pas à demander plusieurs devis afin d’estimer au plus juste le budget à prévoir.
En moyenne, le tarif d’une entreprise pour l’installation de votre puits canadien est de 800 à 1500 euros.
Vous pouvez aussi faire appel à un artisan, dont la prestation est de 45 à 60 euros de l’heure.
À noter que la mise en place d’un puits canadien n’est pas éligible aux aides de l’État. Cependant, L’ADEME peut octroyer une subvention dans le cadre d’une étude préalable.
En résumé
Le puits canadien est une solution géothermique de surface, dont l’objectif est de réchauffer l’air neuf en hiver et de le rafraichir en été.
Il s’appuie donc sur des échanges thermiques air-sol et c’est pour cela que cette solution est dite passive, grâce à un réseau de canalisations enterrées fonctionnant comme un échangeur air-sol.
Ce système sert à renouveler l’air dans votre bâtiment, en s’appuyant sur le différentiel entre la température de l’air à l’extérieur (air ambiant) et celle du sol qui est généralement constante à une profondeur suffisante.
L’air qui circule dans ces canalisations va donc capter des frigories en période chaude et des calories en période froide pour rafraîchir ou réchauffer l’air neuf de votre logement.
Les tuyaux sont généralement enterrés à une profondeur de 1,5m à 2m pour exploiter l’inertie thermique du sol, ce qui permet au puits canadien d’agir comme un régulateur naturel de température.
Il peut être couplé à un équipement de ventilation pour mieux diffuser un air tempéré et confortable dans votre bâtiment.