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Typologies de puits canadiens

Principe du puits canadien à air

(Source : Helios)

Typologies des puits canadiens

Ce dispositif est majoritairement orienté vers le puits canadien à air qui est le système le plus couramment utilisé.

Applicabilité

En tout premier lieu, il est important, de vérifier l'applicabilité générale du puits canadien à l'aide du dossier Appliquer une stratégie de refroidissement passif, à la page Etapes de conception (Etape 3). Cela permet de déterminer si l'installation d'un puits canadien est une solution indiquée ou s'il faut se tourner vers d'autres techniques (free-cooling, refroidissement adiabatique,...).

Tableau d'aide à la décision : quel type de puits canadien choisir ?

Arbre de décision : quel type de puits canadien choisir ?

Spécificités du dispositif selon l'affectation du bâtiment

Le puits canadien est envisageable comme technique de refroidissement alternative couplé à une protection solaire efficace (voir dossier Diminuer les charges thermiques) à une grande inertie thermique (voir dossier Assurer une grande inertie thermique), et à une extraction naturelle par effet cheminée (voir dispositif Free-cooling).

Pour les habitations individuelles, les éléments suivants sont à prendre en compte :

• Le pouvoir chauffant et rafraîchissant est limité par les faibles débits d'air de la ventilation hygiénique.
• Sur la période estivale, il sera nécessaire de garder les fenêtres fermées la journée pour éviter que l'air frais acheminé par le système de ventilation quitte immédiatement l'habitation sans avoir préalablement refroidi les lieux. La nécessité de laisser les fenêtres fermées lorsqu'il fait beau s'oppose à l'usage « normal » dans une habitation.
• Sur la période estivale également, on peut noter qu'ouvrir les fenêtres la nuit pour profiter d'un free-cooling naturel (voir dispositif Free-cooling) peut être aussi efficace que d'utiliser le puits canadien qui consommera l'énergie électrique du ventilateur. Ceci dépend bien évidemment des conditions climatiques.

Dans le secteur tertiaire, les débits de la ventilation hygiénique sont plus élevés que dans le résidentiel ce qui augmente la puissance de chauffage et de refroidissement du puits canadien.

Spécificités du dispositif selon la nature des travaux

Que ce soit en construction neuve ou en rénovation, le puits canadien à air nécessite avant tout de l'espace disponible à l'extérieur du bâtiment. L'espace nécessaire dépend des volumes d'air à rafraîchir (affectation, zone à refroidir) mais il peut être réduit en superposant les conduits enterrés (voir page Diamètres). Cependant, le coût du puits canadien peut très rapidement augmenter en fonction des travaux de terrassement et d'éventuelles mesures à prendre contre la pollution du sol.

Pour les projets de rénovation, le puits canadien à air est envisageable si des travaux de terrassement sont prévus. Dans le cas contraire, les contraintes à son implantation sont généralement tellement importantes que le puits canadien à air s'avère ne pas être une technique rentable au projet : travaux de terrassements, destruction d'un parking ou d'une zone verte, ouverture d'un mur de sous-sol ou du sol, etc. Par contre, le puits canadien à eau glycolée nécessite moins d'espace que le puits canadien à air, ce qui réduit ainsi les travaux de terrassement, et peut être une alternative intéressante.

Impact santé / environnement

Gain énergétique

Les projets d'installation de puits canadien se répandent et l'expérience montre que le système produit une quantité réelle d'énergie d'appoint, y compris en hiver. Cependant, le puits canadien doit toujours être considéré comme un complément de chauffage à une technologie. En été, le puits canadien peut par contre suffire à lui seul à garantir le confort.

Le gain d'énergie qui peut être attendu d'un puits canadien dépend dans une large mesure de l'installation.

En mode chauffage, un puits canadien à air efficace (rendement thermique de 80 % et pertes de charge limitées à 100 Pa) permet de réaliser une économie d'environ 30 % sur le chauffage de l'air frais, s'il est ajouté à une installation à double flux et récupération de chaleur. Cela représente donc 5 à 10 % de la demande globale de chaleur. Il en est de même pour le puits canadien à eau glycolée mais il est important de prendre en compte la consommation électrique additionnelle de la pompe de la boucle d'eau glycolée.

En mode refroidissement, les coefficients de performance du puits canadien à air peuvent atteindre des valeurs entre 10 et 20 (contre un EER de 2 à 4 pour des climatisations classiques). La consommation électrique additionnelle de la pompe de la boucle d'eau glycolée entraine des coefficients de performance moindres pour les puits canadiens à eau glycolée.

Que ce soit en mode chauffage ou en mode refroidissement, le puits canadien sera toujours plus efficace lorsque les températures extérieures seront extrêmes, puisque l'écart de température entre le sol et l'air extérieur augmente. Par exemple, en été, si la température extérieure est de 32 °C, la température de l'air pulsé à l'intérieur pourra être réduite à 24 °C.

Qualité de l'air

Parmi les inconvénients des puits canadiens à air figure la possibilité d'une moindre qualité de l'air si toutes les mesures de précaution ne sont pas prises (voir page Qualité de l'air).

Fluide frigorigène

Etant donné les débits d'air élevés, le puits canadien est davantage utilisé pour le tertiaire. Il permet de réduire la puissance de refroidissement, voire d'éviter l'installation de climatisation. On limite ainsi l'usage de fluides frigorigènes (excepté pour le puits canadien à eau glycolée).

Avantages et inconvénients des différentes typologies de puits canadien

Le tableau ci-dessous reprend les avantages et inconvénients des puits canadiens à air et à eau glycolée. Certains éléments sont communs aux deux technologies.

Comparaison des différentes typologies de puits canadiens