Le principe de fonctionnement d'un puits canadien ou provençal

Sur quel principe fonctionne un puits climatique ?

Le puits canadien (PC) inspiré son ancêtre provençal, fait partie de la famille des puits climatiques. Il s'agit de dispositifs de régulation thermique, alimentés par l'échange sol/air, rendu possible par un réseau de canalisations enfouies. 

L'intérêt repose sur la faible consommation électrique de l'ensemble et sur l'emploi d'une source intarissable : l'inertie thermique du sol. En l'exploitant de façon continue toute l'année, le PC permet de réguler l'ambiance intérieure d'un bâtiment quelles que soient les conditions extérieures. 

A une époque où les économies énergétiques sont au centre de bien des préoccupations, une telle installation éveille un intérêt particulier du fait de son efficacité et de son côté écoresponsable. Un potentiel énergétique propre et infini, le rêve de toute une génération !

Comment le PC est-il né ?

Tout d'abord, il est bon de rappeler que les puits climatiques trouvent leur origine à l'époque de l'empire romain. Dans le bassin méditerranéen, on profitait de la présence d'une cave ou d'un puits pour faire pénétrer de l'air frais dans les maisons pendant les périodes chaudes. Contrairement à l'air extérieur, celui tiré de la terre conserve une température relativement stable tout au long de l'année (autour de 18/20 °C), indépendamment de la saison.

C'est en se basant sur ce constat et sur l'évolution de la technique, que l'adaptation aux besoins actuels de ce procédé s'est effectuée. Compte tenu de cette stabilité thermique, pourquoi ne pas en profiter l'hiver également ?

Ainsi, en affinant le procédé et en y ajoutant des accessoires modernes, tels que la ventilation, le PC est devenu un moyen de réguler l'ambiance intérieure d'un bâtiment qui en est équipé.

Aujourd'hui, le PC est un des rares dispositifs à fournir plus d'énergie qu'il n'en consomme et à permettre un usage continu. Il assure à la fois le renouvellement d'air intérieur ainsi qu'une température de confort. 

L'évolution majeure de ce procédé tient à l'ajout d'une VMC double flux couplé à un puits canadien couplée à une ventilation dédiée pour l'usage en été. On obtient ainsi une installation à même de réguler l'humidité, la température et la qualité de l'ambiance intérieure. La programmation de l'ensemble assure un fonctionnement continu et cohérent avec les attentes de l'utilisateur. Le système est à même de choisir s'il est pertinent de faire circuler l'air dans le réseau (pour le réchauffer ou le rafraîchir), ou s'il vaut mieux le puiser directement dehors par le biais d'un by pass. 

Donc, à la différence du puits provençal, le puits canadien peut être sollicité en continu, indépendamment de la période de l'année. Il est possible de rafraîchir, mais également de chauffer sa maison grâce à un puits canadien

La mise en place

Il est très important de mener une étude préalable à l'installation. La nature du sol à exploiter ainsi que la présence d'éventuels obstacles naturels peuvent compliquer la chose.

Maintenant que vous savez à quoi sert un PC, vous comprendrez facilement qu'il est important de calculer son rendement en fonction des options qu'offre un terrain. Tous les sols ne possèdent pas les mêmes propriétés thermiques. Un sol sablonneux peut s'avérer moins efficace qu'une épaisse couche de terre végétale, par exemple. 

D'où l'importance d'analyser les possibilités avant de se lancer dans des travaux techniques.

Une fois ces paramètres maîtrisés, la construction du puits canadien pas à pas peut débuter. Les travaux les plus conséquents, sont ceux liés à l'excavation et à la mise en place du réseau souterrain. Une cheminée est installée en bout de circuit, c'est par son biais que l'air est introduit dans le circuit. Cette dernière plonge dans le sol et est raccordée au reste du réseau. 

Pour ce qui est de la profondeur du PC, sachez que l'ensemble des tuyaux repose par 2 mètres de profondeur dans des tranchées dont le fond est aménagé (lit) afin de ne pas endommager l'intégrité du circuit. Ils sont ensuite recouverts d'un manteau de terre végétale tassée mécaniquement, afin de fournir un niveau d'inertie thermique efficace. 

S'en suit la mise en place de bouches d'aération à l'intérieur du bâtiment ainsi que l'installation de la ventilation alimentant le système. Qu'il s'agisse d'une VMC simple ou double flux, cette dernière prendra place dans les combles ou dans un endroit isolé. 

Un système simple mais efficace

Il existe des déclinaisons du PC, mais toutes ne se valent pas. L'intérêt du PC est son besoin énergétique réduit. Certains ont décidé de coupler une pompe à chaleur au puits canadien... Cela peut passer pour ineptie aux vues des caractéristiques du dispositif. La pompe à chaleur est un appareil énergivore et bruyant qui capte les calories de l'air pour les restituer à un circuit. Malheureusement, l'efficacité de l'ensemble s'en voit grandement diminuée. Quand on étudie de prés le rapport ''consommation électrique/contrôle de la température'', on se rend compte que l'avantage revient au ''puits canadien classique'' du fait de son efficacité et du besoin réduit en énergie électrique pour alimenter l'ensemble.

Il en va de même pour l''installation d'un puits canadien à eau glycolée, le réseau souterrain nécessaire pour le faire fonctionner peut être largement supérieur à l'installation ''classique". De plus, il faut ajouter une pompe pour atteindre les 1.5 bars de pression dans l'ensemble de la tuyauterie. 

Le puits canadien est un dispositif relativement simple, mais son niveau d'efficacité en fait le nec plus ultra du domaine. Sa mise en place nécessite une certaine expertise, mais une fois installé, aucun autre mécanisme ne peut rivaliser avec son rendement.

''Souvent imité, jamais égalé ! ''

Son intérêt est d'autant plus grand quand il équipe un bâtiment de conception bioclimatique. L'étanchéité de ce dernier et son haut niveau d'isolation permettent alors de profiter pleinement de l'expérience que peut offrir un PC bien conçu.

Une efficacité à l'épreuve des saisons

Au-delà des économies en termes de chauffage, le PC permet également de s'affranchir de climatisation. L'avantage du puits canadien en été est qu'il offre la possibilité de profiter d'un flux d'air avoisinant les 20 °C. Même en période chaude, la température souterraine reste plus fraîche qu'en surface. De fait, le réseau enfoui permet à l'air de se décharger de sa chaleur et d'atteindre une température suffisante pour garantir une ambiance intérieure tempérée.

Ce fait précis, nos ancêtres l'avaient déjà constaté et exploité. Là où le PC devient réellement novateur, c'est en se servant de ce principe pour assurer également une source de chauffage. 

Lorsqu'on observe le schéma d'un puits canadien avec VMC double flux, on peut s'apercevoir que tous les critères dus à la saisonnalité sont maîtrisés. Dans le cas où la T°C extérieure convienne à l'aération du logement, le système active le by-pass qui permet d'insuffler directement cet air à l'intérieur. Ce dernier passera néanmoins par un filtre pour éviter l'introduction de poussières ou de pollens. Ainsi, quelle que soit la saison, le PC s'avère utile et efficace pour contrôler au mieux un renouvellement constant du volume d'air intérieur sans pour autant nuire à l'équilibre thermique. 

Un héritage technique

A l'instar du puits provençal, son descendant canadien nous permet de profiter d'une source d'énergie vieille comme le monde : le sol.

En perfectionnant le procédé et en y incluant la ventilation, l'ensemble permet de supplanter chauffage et climatisation, pourvu que le bâtiment équipé soit correctement isolé et étanche. On assiste là à la renaissance d'un concept antique, pourtant tellement efficace.

 Au-delà de sa simplicité de fonctionnement, il s'agit bien d'un dispositif simple à entretenir et très rentable. Pour ce qui est de nettoyer son PC, un simple lavage à grandes eaux de façon saisonnière suffit. Il faut cependant changer les filtres de façon régulière et inspecter l'ensemble, mais rien de très contraignant ni très compliqué. Un regard de visite est prévu à cet effet et permet l'accès à la partie enfouie. L'eau utilisée pour le nettoyage est ensuite récupérée dans la partie basse du réseau et évacuée à l'aide d'une pompe de relevage.

Profiter d'un tel dispositif et s'assurer pérennité et facilité d'entretien, c'est ce que le puits canadien a de plus intéressant à offrir. Équiper son logement de la sorte permet de réduire ses factures énergétiques de façon drastique tout en profitant d'une régulation thermique optimale, même en hiver,.

En ce qui concerne la ventilation, une innovation récente vient de faire son apparition. L'ajout d'une VMC double flux équipée d'une résistance permet encore d'accroître le potentiel du puits canadien en termes de chauffage. Cette dernière ne consomme que très peu de courant et permet de réchauffer l'air en période très froide. 

Il ne s'agit plus de maintenir sa maison hors gel, mais bel et bien de profiter d'un vrai dispositif capable de remplacer les systèmes de régulation traditionnels.

On voit qu'en s'inspirant de ce que faisaient nos ancêtres avec le puits provençal, on arrive encore à tirer parti de techniques remontant à l'antiquité. 

Cette méthode tend à se développer de plus et gagne en popularité. A l'heure de changer notre comportement face à la consommation d'énergie, voici un dispositif qui va permettre à beaucoup de passer le pas en matière d'optimisation énergétique.

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