Le puits canadien, appelé aussi puits provençal, est un
système géothermique dit de surface.
Ce système sert surtout de climatisation naturelle. Il est basé sur le simple constat que la température du sol à 1 mètre 60 de profondeur est plus élevée que la température ambiante en hiver, et
plus basse en été.
Le principe
Utiliser l'inertie thermique du sol pour pré-traiter l'air ventilant les bâtiments. L'air ainsi obtenu est "meilleur",
plus chaud en hiver et plus froid en été. La température du sol à 2 m de profondeur est d'environ 15° en été et 5° l'hiver (peut sensiblement varier en fonction du climat).
Mise en oeuvre
Faire circuler l'air dans un tuyau enterré à environ deux mètres de profondeur (plus c'est profond, plus on se rapproche
d'une température constante de 10°C (cf. Graphique)). Le flux est facilement maintenu grâce à un ventilateur. Les tuyaux ne doivent pas être d'un diamètre trop important afin de faciliter les
échanges thermiques (+/- quinze centimètres de diamètre).
Ce système est encore, malheureusement, très insuffisamment utilisé, alors que son coût d'installation serait marginal s'il était prévu lors de la construction.
Le dimensionnement d'un puits canadien ne peut se faire sans une approche globale de la ventilation de la maison.
Qualité de l'air
L'objectif est d'éviter les pollutions qui pourraient résulter du système (odeurs, humidité, bactéries, ...).
Voici donc quelques recommandations :
- Dans les régions granitiques, une attention particulière sera faite à la problématique du radon.
- Utilisez pour l'entrée du puits canadien un matériau faiblement émissif (vapeur, odeur, …). Ex: aluminium, tôle, …
- Protégez au minimum l'entrée à l'aide d'une grille fine, pour éviter que des animaux n'y pénètrent (rongeurs, moustiques, …)
- Si vous optez pour un filtre (2-5 mm), pensez à l'entretien régulier de ce dernier tous les 4 mois. La pratique veut que la filtration soit de plus en plus fine
depuis l'extérieur vers l'intérieur.
- Placez l'entrée à une hauteur suffisante (1,20 m) pour éviter d'aspirer de la poussière, et loin des sources de pollution (route, compost, …)
- L'entrée doit être accessible pour le nettoyage.
- Ne placez pas l'entrée au milieu de plantes vertes.
- Avant la première mise en route, nettoyez le tuyau et ainsi contrôlez l'écoulement et du surplus d'eau.
Conseils
- Le tuyau doit avoir une stabilité suffisante pour supporter l'enfouissement dans la terre. Par exemple, prendre une classe CR8 pour du PVC.
- Le PVC est à écarter pour la raison simple que la craie contenue dans le PVC empêche l'échange thermique. Les bricolages avec de la gaine TPC sont également à
bannir, car l'intérieur n'est pas parfaitement lisse et constitue un nid pour bactéries (odeurs). En faible épaisseur (bon échange thermique), il n'existe qu'un seul tube conçu spécifiquement
pour un puits canadien, c'est un tube en Polypro bleu, avec une couche intérieure bactéricide (aux sulfates d'argent) breveté par la société REHAU (prix de l'innovation 2007 au salon des Énergies
de Lyon). Qui dit brevet impose de payer le prix de la recherche pour avoir un vrai résultat. Mais à 2 m de profondeur, la garantie d'un système pro qui ne transforme pas la maison en étable au
bout de quelques mois vaut de payer dix fois le bricolage incompétent !
Néanmoins attention aux adjuvants de ce type suspectés de favoriser la résistance bactérienne !!! Tout le contraire de ce qu'il faut dans un puits canadien, destiné à durer !!!
(Directive BPD Biocidal Product Directive).
- L'étanchéité est également importante pour éviter l'infiltration des eaux souterraines et la propagation de bactéries. Veiller particulièrement aux raccords entre les différents tuyaux et privilégier des
raccords à joints à lèvres, type assainissement. Ne pas coller les raccords pour éviter le risque de rupture lors du remblai et surtout le risque de dégagement de vapeur nocive due aux colles.
- Le matériau utilisé ne doit pas dégager de vapeur nocive comme cela peut être le cas du PVC par exemple lorsqu'il est soumis à des températures élevées (> 30°).
- Le tuyau sera de préférence lisse à l'intérieur pour diminuer les pertes de charge et rester en régime laminaire. Pour l'extérieur, privilégier les tuyaux
annelés pour augmenter l'échange thermique entre le sol et le tuyau.
Remarque corrective : à moins d'avoir de petits diamètres et de petites vitesses, le régime d'écoulement dans un tuyau n'est pas laminaire. Cela n'est pas souhaité dans le cas des puits
canadiens. Le régime n'est donc pas laminaire. Un bon moyen de s'en rendre compte est de calculer le nombre de Reynolds (nombre qui permet de caractériser le régime d'écoulement). Il est
important de savoir que les transferts thermiques sont plus élevés avec un écoulement turbulent qu'avec un écoulement laminaire. En outre, les pertes de charge en régime laminaire ne sont pas
nécessairement plus faibles qu'en régime turbulent.
D'autre part, à flux égal, pour augmenter la surface d'échange thermique, il est préférable d'employer plusieurs tuyaux de petit diamètre qu'un seul tuyau de gros diamètre. Les tuyaux devront
être le plus possible séparés les uns des autres dans la tranchée. Exemple :
Un tuyau de 20 cm de diamètre a une section de 0,031 m2 et une surface d'échange thermique de 0,63 m2 par mètre linéaire. Pour le même débit, à vitesse de flux égale, il faudrait 5 tuyaux de 9 cm
de diamètre. Ces 5 tuyaux présenteront une surface d'échange thermique de 1,41 m2 par mètre linéaire, soit plus du double que le tuyau de 20 cm de diamètre.
Remarques complémentaires :
- Dans les régions sans radon, avec des périodes de gel pas très intenses, ce qui est le cas de la Provence, les tuyaux pourraient être
en terre cuite, comme par le passé. Il se produit alors un échange entre le tuyau et l'air circulant qui rééquilibre l'hygrométrie de l'air. Trop sec par période de grand
froid, ou de grandes chaleurs, humide en automne quand le sol n'est pas encore chargé d'eau. Il reste à trouver un fournisseur de ces tuyaux à l'ancienne.
-
nature du sol : L'expérience a montré que les sols rocheux ont une plus grande efficacité thermique, ce qui va compenser les difficultés de mise en œuvre, et ne doit donc
pas faire renoncer. Il faut aussi savoir que le sol au-dessus des puits reste froid plus longtemps au printemps, et que la zone ne doit pas être utilisée comme jardin de primeurs.