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Photo MER 17 Ci-dessus : Bâtiment où se trouve le ventilateur du puits provençal du Centre Solaire du Castelet Ci-dessous : Les tuyaux enterrés d’un puits canadien dans les Charentes saire de l’extraire mécaniquement. On peut se servir de la VMC (Ventilation Mécanique Contrôlée) si le bâtiment en est équipé, mais cela suppose une étanchéité parfaite de l’enveloppe, ce qui n’est ni réaliste (interdiction de laisser entrouverte une porte ou une fenêtre), ni souhaitable, une panne d’électricité devenant dangereuse. La solution généralement adoptée est d’équiper le système d’un ventilateur, de préférence à l’extérieur, en tête du circuit, l’air étant ainsi pulsé. Son débit est à calculer, en fonction du diamètre du tuyau, de la capacité calorifique de la terre qui l’entoure et du volume à « climatiser », en général dix fois ce volume par heure. Plus simplement, on obtiendra un réglage fin de la vitesse d’écoulement de l’air, grâce à un variateur électronique. Un rendement exceptionnel Le rendement thermodynamique du puits canadien est exceptionnel : quatre à cinq fois celui d'un climatiseur électrique (voir plus loin l’exemple du COSTIC). En associant le puits canadien à une bonne inertie du bâtiment, grâce à des murs intérieurs lourds, on peut aisément se passer de climatisation, même en région méditerranéenne. N’en déplaise à EDF, qui fait de la climatisation son cheval de bataille, depuis quelques années, pour «réguler» sa surcapacité estivale ! Autre motif de satisfaction : on récupère, en début de saison de chauffage, les calories emmagasinées dans le sous-sol, ce qui évite sa «saturation» en chaleur, après quelques années d’utilisation. On réalise, du même coup, un stockage thermique inter-saisonnier : la chaleur stockée l’été est récupérée l’hiver, un vieux rêve «écolo» ! Une opération financière très intéressante Le coût d'investissement, terrassement compris ne dépasse pas 3 000 euros, pour une habitation de 100 m2. Lequel peut être fortement réduit dans le cas d'une construction neuve, où l'on peut enterrer les tuyaux en même temps que les fondations, ou une tranchée technique (eau, gaz ou électricité). En cas d’auto-construction, ce prix peut facilement être divisé par trois ! À rapprocher du prix d'une installation classique de climatisation, en n’oubliant pas le coût de fonctionnement, d’entretien et de remplacement. Un autre intérêt du puits canadien est la quasi-absence d'entretien et d'usure, ainsi qu’une consommation électrique très faible. Des exemples concrets Ils sont assez peu nombreux, en tout cas en France. En voici quelques-uns, réellement intéressants. 1- Le COSTIC (COmité Scientifique et Technique de l’Industrie du Chauffage, de la ventilation et du conditionnement d’air) a étudié, en 1998 un dispositif comprenant 3 tuyaux en PVC de 20 cm de diamètre et de 30 m de longueur, parallèles, espacés de 50 cm et enterrés à une profondeur de 1,50 m. Avec une vitesse d'écoulement de l’air de trois mètres par seconde, une température de 35°C à l’extérieur et de 18°C au niveau du sous-sol, la puissance frigorifique a atteint 1,7 kW. Une pompe à chaleur classique possède un Coefficient de Performance (COP) de trois à cinq. On atteint, avec le puits canadien, un COP de 20 ! Le COSTIC étudie la possibilité de rendre le système autonome, grâce à un générateur photovoltaïque, au «fil du soleil» (sans stockage batterie). À suivre… 2- Le Centre Solaire du Castellet, dans le Var, a intégré, lors de la construction du bâtiment principal en briques de terre crue, dans les années 80, un puits provençal, une version estivale du puits canadien, qui ne fonctionne que les trois mois d'été, pour écrêter le pic de température de l’après-midi. Le tube de 20 cm de diamètre et d’une longueur de 30m, est enterré de deux mètres, sous un remblai au nord du bâtiment (voir photo). Selon les occupants, il fonctionne très bien et fait chuter d’environ 5°C la température de la salle de conférence (80 m2) aux heures les plus chaudes. Ce puits provençal a fait l'objet d'une étude du COS- TIC. 3- Deux puits canadiens en Charente Maritime. Le premier, pour une maison construite il y a un an, à Salles/mer. Constitué de 160 m (deux fois 80 m, en parallèle) de tubes PVC de 16 cm de diamètre à deux mètres de profondeur, autour de la maison (voir photo). Il est, pour l’instant non fonctionnel. Le second pour une maison d’habitation ancienne à Sablonceaux sera, d’ici quelques mois, équipé de tuyaux plus gros (25 cm de diamètre). Ces deux installations présenteront, en outre, l'intérêt de bénéficier d'une instrumentation, avec des sondes de température qui renseigneront sur leurs performances. Nous reviendrons donc sur le sujet. 4- Conservatoire botanique de Gap. J’ai gardé le meilleur morceau pour la fin. Il s’agit d’une réalisation en auto-construction (tiens !) pour climatiser une serre. Le responsable des lieux, monsieur Piccato, constate, en passant tous les jours devant l’émergence d’un aqueduc enterré, qu’il en sort de l’air frais, l’été. Photo MER 17 n°10 août-septembre 2002 29
30 En 1999, après une recherche bibliographique infructueuse, il décide de se lancer dans l’aventure. Aidé de ses collaborateurs, il attaque le chantier, et ne fait pas les choses à moitié : 108 mètres d’un véritable tunnel en béton, de section carrée de un mètre de côté, à une profondeur variant de sept mètres en entrée à cinq mètres en sortie (pente de 2 p.100 nécessaire à l’écoulement de l’eau d’une éventuelle condensation). Cette canalisation fait deux virages et reçoit un ventilateur de 80 cm de diamètre, d’un débit maximal de 60 000 m3/heure. Ayant constaté, en parcourant la gaine, que l’air circule prioritairement au centre, il l’équipe de «chicanes tous les 10 à 15 m, afin de forcer l’air à «lécher» les parois, améliorant le transfert de calories. La serre, d’une surface de 100 m2, est divisée en sept compartiments. Certains étant mieux exposés au soleil que les autres et les plantes ayant des besoins en température différents, chaque cellule est alimentée en air « canadiéné » de façon indépendante : un volet d’entrée en partie basse, équipé d’un vérin électrique (commandé par une sonde thermique) et un ouvrant en partie haute. Le ventilateur, volontairement surdimensionné, tourne pratiquement au ralenti. En effet, il a été équipé d’un variateur qui a permis le réglage fin de la vitesse d’écoulement de l’air, afin d’optimiser les performances (l’air circulant trop vite n’a pas le temps d’avoir un bon échange de calories avec les parois). Et le fonctionnement est devenu très silencieux. Avec un recul de plusieurs années, les concepteurs sont pleinement satisfaits : plus besoin de chauffage en hiver et une température estivale qui est passée de 40- 45°C à… 25°C ! n°10 août-septembre 2002 Le COSTIC est également très intéressé par ce puits canadien de référence et va sans doute l’étudier. J’espère donc pouvoir vous en reparler ultérieurement. En conclusion (provisoire) Le puits canadien est un excellent outil de climatisation naturelle, simple et sans risque, qui renforce le caractère « tellurique » du bâtiment qui en bénéficie, «ancrant » celui-ci dans son substratum, et le rendant beaucoup moins dépendant des influences thermiques externes. Sous réserve d’une bonne diffusion de l’information, il est promis à un bel avenir Jean-Paul Blugeon Bibliographie: Architectures d’été. Construire pour le confort d’été (Jean-Louis Izard – Ed. Edisud 1993) Rafraîchissement d’air par puits provençal (étude du COSTIC 1985) Article «Le puits canadien vous rafraichira l’été» Nature & Progrès n°27. Janvier-février 2001 Adresses utiles: COSTIC – Pôle énergies renouvelables rue Lavoisier ZI St Christophe 04000 Digne-les-bains Tel : 04 92 31 19 30 E-mail : f.bonnefoi@costic.com ENERPLAN 83330 Le Castellet Tél : 04 94 32 70 08 Robert CELAIRE, participe à un groupe de travail européen. Tél : 04 42 92 84 19 Conservatoire Botanique - 05000 Gap Tel : 04 92 53 56 82 E-mail : cbn-gap@wanadoo.fr
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