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Principe de fonctionnement d'un puits canadien

Un puits canadien fournit de la chaleur en hiver et de la fraîcheur en été, pour la faible consommation électrique d’un simple ventilateur*.
Afin de conserver un air sain dans la maison, la ventilation renouvelle toutes les deux heures l’équivalent de la totalité de l’air des pièces avec de l’air extérieur. L’hiver, ce remplacement d’air entraîne des surconsommations de chauffage et parfois un inconfort car l’air est froid.
En été, la maison peut surchauffer très facilement. On est donc souvent tenté de climatiser, d'où l'intérêt du puits canadien.

 

Principe de fonctionnement

Le puits canadien est un système géothermique. Au lieu d’entrer directement dans la maison, l’air effectue un trajet dans le sol. Comme la terre, à 1.50m de profondeur a une température qui varie entre 10°C et 16°C selon les saisons, l’air est donc réchauffé et/ou refroidi d’une dizaine de degrés par rapport à la température extérieure.
Le système est composé d’une entrée d’air, munie de filtres pour empêcher les rongeurs et impuretés de pénétrer dans le puits, d’une canalisation enterrée sur 30-50m, lisse et pentue pour l’écoulement des eaux de condensation, d’un siphon ou d’un regard étanche pour leur récupération, et d’un ventilateur(ou une VMC double flux) pour l’insufflation dans une ou plusieurs pièces.

 

1-Le fonctionnement de l’échange

L’air est prélevé à l’extérieur et en passant par le collecteur du puits canadien, sa température va être ramenée à la température de la terre.
Ainsi, en été, un air extérieur de 30°C peut être insufflé à 15°C dans la maison, soit un différentiel de 15°C.

Cette qualité d’échange va dépendre :
- De la profondeur du terrain. Plus le collecteur est profond et plus sa température est basse. A 2m de profondeur, la température annuelle oscille entre 10 et 18°C.
- De la vitesse de l’air dans la conduite. L’air doit passer au moins 15s dans le collecteur pour atteindre un échange correct avec le sol.

Evolution des températures dans un puits canadien en fonction de sa longueur (été) :

 

2-La puissance frigorifique

L’échange d’un puits canadien est dépendent de son débit de fonctionnement. D’une manière générale, il atteint 0.5 volume/heures*,
Il monte jusqu’à 2 volumes/heures lors de son fonctionnement en rafraichissement.
L’augmentation de débit permet l’augmentation du potentiel rafraichissant. Cela peut permettre de diminuer de 3/4°C la température d’une pièce.
- Un puits canadien de 50 ml en Ø200 fonctionnant à 300 m3/h va être équivalent à une batterie froide de 1.3kW. Dans cette configuration, le rafraichissement est limité pour toute la maison, ou conséquent sur une pièce.
- Un puits canadien de 100 ml en Ø200 fonctionnant à 600 m3/h va être équivalent à une batterie froide de 2.6kW. Dans cette configuration, le rafraichissement peut être envisagé pour toute la maison.

* Volume d’air des pièces desservies par le puits canadien. Par extension, le volume d’air des pièces de vie, de transit et des pièces de service (dans le cadre d’une ventilation mécanique ou les pièces d’eau sont munies d’une bouche d’extraction).

Comparaison des températures d’air extérieur et air insufflé sur deux mois estivaux.

 

3-Impact sur le confort thermique

L’impact sur les températures n’est pas seulement l’effet de la puissance frigorifique. Un autre facteur intervient : lorsqu’un puits canadien fonctionne, il se substitue aux entrées d’air de la maison.
L’une des causes de surchauffes des maisons en France vient du fait que les VMC, en renouvelant l’air extrait par de l’air extérieur, amènent un air chaud. La température de la maison finit invariablement par approcher celle de l’air extérieur, même si les vitrages sont occultés.
Ainsi, l’augmentation de la vitesse de l’air et la réduction du potentiel de surchauffe jouent comme facteur de confort thermique en été. Il ne sera donc nécessaire de surdimensionner les puits que dans un cadre ou la problématique estivale est importante.

** Le potentiel de surchauffe traduit la capacité de la maison à monter en température. De nombreux facteurs interviennent : L’orientation solaire des vitrages et leur occultation, les apports internes, l’inertie des parois extérieures, la localisation climatique du projet.

Impact du puits canadien sur la température intérieure en été.