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Le "puits canadien" ou "puits provençal"

Ce qui est communément désigné par ces deux appellations est en fait un échangeur thermique souterrain, représenté en anglais par l'abréviation "EHX" (pour "earth heat exchanger"). Les technologies qui y sont associées peuvent être répertoriées comme "géothermie basse température".

LA TEMPÉRATURE DU SOL

Toute le monde sait qu'une cave est relativement "fraîche" en été et relativement "tiède" en hiver. Ceci provient de "l'inertie thermique" du sol provenant elle-même de sa capacité calorifique qui se traduit, de facto, par un "effet mémoire" des sollicitations thermiques atmosphériques (en stockant l'énergie thermique fournie par la température ambiante et l'ensoleillement ou en la libérant, le sol se "rappelle" de son histoire "plus ou moins récente" selon la profondeur). En fait, sous la surface d'un en terre sableuse (par exemple), on a :

* un effet d'amortissement des amplitudes de température :

- dès que l'on atteint 0,20m de profondeur, l'amplitude de température journalière se réduit de 80%,

- dès que l'on atteint 3,50m de profondeur, l'amplitude de température annuelle se réduit de 80%.

* un effet de retard au delà de 0,80m de profondeur :

- les sollicitations thermiques atmosphériques sont retardées d'1 mois par 1,15m de profondeur,

On va donc "chercher" cette température souterraine avec un échangeur thermique longiligne dans lequel circule de l'air par convection forcée à l'aide d'un ventilateur. Finalement, on a une température de sortie qui subit des variations saisonnières fortement atténuées (cliquer pour voir un exemple de température de sortie aux heures où les températures sont les plus éloignées de 20°C)

LES PARAMÈTRES RÉGISSANT SON FONCTIONNEMENT

Sous la contrainte des éléments du site d'implantation (de la température de l'air ambiant à l'entrée et de la nature du sol), la température de sortie dépendra des différents éléments de conception technique de l'échangeur souterrain :

- plus l'échangeur sera profond plus on fait disparaître les amplitudes de température, de sorte que la température de sortie se rapproche de la température moyenne annuelle du site,

- toutefois, l'augmentation de la profondeur est limitée par la nécessité de ne pas augmenter inutilement l'investissement initial (coût des creusements),

- plus la longueur est grande plus, plus la température de sortie sera proche de la température recherchée à profondeur d'enfouissement,

- toutefois, l'augmentation de la longueur est limitée par la nécessité de ne pas augmenter inutilement l'investissement (coût des conduites),

- plus le diamètre est petit, plus la température de sortie sera proche de la température recherchée à la profondeur d'enfouissement,

- toutefois, la diminution du diamètre est limitée par la nécessité de ne pas augmenter inutilement les charges d'exploitation (le ventilateur consommerait plus pour créer la pression nécessaire),

- plus le débit est petit, plus la température de sortie sera proche de la température recherchée à la profondeur d'enfouissement,

- toutefois, la diminution du débit ne peut se faire au détriment des besoins du bâtiment en énergie et, éventuellement, en ventilation (il s'agit d'une contrainte initiale de tout projet de "puits canadien").

LES DIFFÉRENTES CONFIGURATIONS

Selon la surface disponible, on peut utiliser 4 configurations pour implanter un puits canadien :

 

MODE D'EXPLOITATION SELON SON SITE D'IMPLANTATION

Il existe 2 modes d'exploiter un "puits canadien" :

exploitation indirecte : l'air sortant de l'échangeur souterrain est envoyé à l'entrée d'un système de conditionnement d'air (pompe à chaleur pour le chauffage, climatiseur pour le refroidissement ou bien système inversible pour les deux). Ce mode d'exploitation peut être utilisé partout, quoique toujours au prix d'une consommation d'électricité additionnelle pour alimenter le compresseur du système de conditionnement d'air (le "puits canadien" ne fait alors qu'améliorer l'efficacité du système).

exploitation directe : après avoir été filtré, l'air sortant de l'échangeur souterrain est injecté directement dans le bâtiment pour le ventiler, le refroidir en été et / ou le réchauffer en hiver. Ce mode :

- ne peut pas être utilisé en chauffage dans les sites où la température ambiante moyenne annuelle est trop basse (latitude supérieure à 40°),

- ne peut pas être utilisé en refroidissement dans les sites où la température ambiante moyenne annuelle est trop élevée (zones désertiques).

Tandis que la ventilation du bâtiment est une perte d'énergie dans l'exploitation indirecte, l'exploitation directe présente l'avantage d'une énorme économie d'énergie combinée à l'intégration de la ventilation.

Grâce à ses températures moyennes annuelles situées entre 18 à 22°C, la région méditerranéenne se prête particulièrement à l'exploitation directe du "puits canadien".

SA RENTABILITÉ

Aux prix de l'électricité communément pratiqués, on peut montrer qu'un puits canadien s'amortit entre 25 et 35mois d'utilisation (ce qui peut être assez court si l'on s'en sert assez souvent, 6 mois par an par exemple).

DES RÉALISATIONS CONCRÈTES

Convaincu ? Avec votre localisation, plan de masse et volume de bâtiment, nous pouvons vous envoyer une proposition optimisée à votre cas (usage direct ou indirect, profondeur, longueur, diamètre, débit et configuration). Où que vous soyez, si une réalisation vous intéresse, alors exposez-nous votre cas en cliquant ici.

 

 
 
 
 
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