13-5 - Un puits canadien classique n'a pratiquement aucun intérêt (V2018)

Le puits canadien hydraulique

L'idée de base d'un puits canadien


Pour simplifier, l'idée principale du puits canadien est de réchauffer l'air neuf qui pénètre dans une construction en hiver en le faisant transiter dans le sol. Dans le meilleur des cas, en admettant que son efficacité soit de 100%, l'air arriverait à la température du sol soit parfois jusqu'à 10°C, quelle que soit la température extérieure. De prime abord, il paraît très intéressant de faire renter de l'air à cette température plutôt qu'à celle qui règne à l'extérieur et qui peut être bien plus froide.

Principe de mise en œuvre


Un puits canadien doit au moins comporter une bouche d'aspiration, une ou des canalisations de circulation de l'air dans le sol et enfin une bouche de soufflage pour l'amener dans la construction. Dans ce cas, seule la pièce dans laquelle est installé le ventilateur d'insufflation bénéficie de cet air légèrement préchauffé. Pour éviter ce problème et améliorer le confort, un réseau est nécessaire afin de répartir l'air neuf préchauffé dans toutes les pièces et supprimer les prises d'air généralement prévues sur les fenêtres. Plutôt que de créer un réseau spécifique au puits canadien, la meilleure solution est d'utiliser celui d'une VMC double flux afin de cumuler les performances du couplage des deux équipements. L'air préchauffé par le puits canadien grâce au sol peut ensuite traverser l'échangeur de la VMC où il se réchauffe alors à une température proche de la température intérieure tout en le protégeant des risques de gel. Il est ensuite soufflé par les bouches situées dans les pièces principales, pendant que l'air vicié est aspiré dans les pièces de service. En dehors des fuites, un tel système met fin la pénétration d'air froid dans la construction. Ce mode de mise en œuvre semble convenir particulièrement bien aux maisons passives qui sont, par définition, toujours dotées d'une VMC double flux.

Un puits canadien fonctionnel doit être doté d'un réseau aéraulique

Espoir et réalité


L'idée de base d'un puits canadien et la découverte logique de la méthode la plus adaptée de sa mise en œuvre paraissent particulièrement judicieuses. Elles ne sont pourtant pas suffisantes pour juger de l'efficacité réelle du système. Afin de vérifier si la performance est à la hauteur de l'espoir que la solution fait naître, la démonstration doit être faite sans qu'il ne reste le moindre doute…

Nature incontestable de la démonstration


Pour prouver qu'un système fonctionne en toute circonstance, il suffit de démontrer qu'il fonctionne parfaitement dans la plus mauvaise situation possible. Inversement, pour prouver qu'il ne fonctionne jamais correctement ou du moins qu'il n'est pas suffisamment efficace, il suffit de montrer qu'il ne fonctionne pas correctement dans la meilleure situation possible. Pour choisir entre les deux, il suffit de quelques calculs thermiques et dans le cas d'un puits canadien, il n'y a pas d'autre choix que d'anticiper la réponse en se mettant dans le cas de cette deuxième situation.

Les paramètres du contrôle


Afin de satisfaire à une démonstration indiscutable, les paramètres retenus présentent un cas très favorable au bilan d'un puits canadien:
• Température intérieure : 20°C maintenue stable par le système de chauffage
• Température extérieure : -10°C
• Température du sol : 10°C
• Efficacité de l'échangeur de la VMC DF : 85% et pas de risque de gel
• Efficacité du puits canadien : 90%

Le résultat avec le puits canadien


Dans ce premier cas, l'écart entre la température de l'air et celle du sol est de 20°C. Le puits canadien récupère 90% de cet écart soit 18°C et arrive donc à 8°C dans à l'entrée de la VMC. L'écart de température avec l'air intérieur est de 12°C. L'échangeur de la VMC va récupérer 85% de cet écart soit environ 10,2°C. L'air arrive donc dans la maison à 18,2°C.

Le résultat sans puits canadien


Dans ce deuxième cas, l'air arrive à la température extérieure à l'entrée de la VMC, soit à -10°C et 30°C en dessous de la température intérieure. L'échangeur de la VMC va récupérer 85% de cet écart soit 25,5°C. L'air arrive donc dans la maison à 15,5°C.

Bilan comparatif


Dans les conditions de calcul ci-dessus, généralement atteintes la nuit, seulement quelques heures par jour et par an dans de nombreuses régions françaises, et encore pas tous les ans, l'air neuf peut arriver dans une construction équipée d'un puits canadien seulement 2,7°C de plus qu'en son absence! Le reste du temps, l'écart a tendance à se réduire. Il peut même s'inverser et devenir contreproductif quand, par exemple, le puits canadien aéraulique a été trop refroidi par l'air froid qui le traverse ou quand, dans la journée, l'air extérieur est plus chaud que le sol.

Il est à noter qu'un puits canadien hydraulique aurait un bilan aussi mauvais, et peut être même pire du fait des pertes de performances résultant de la présence d'un échangeur supplémentaire.

Avec un gain de température de 3°C et un débit d'air important de 1m3/h/m2Shab, la puissance maximale de chauffage supplémentaire résultant de la présence du puits canadien est de seulement 1W/m2Shab. La plupart du temps, elle est inférieure à cette valeur. Ce simple calcul thermique démontre que le gain de performance est insignifiant dans les maisons RT2012 qui ne disposent par ailleurs pratiquement jamais de VMC double flux et ne sont pas suffisamment étanches à l'air, mais qu'il peut être intéressant dans une maison passive ou il peut représenter une baisse du besoin annuel de chauffage d'environ 10% et parfois même plus.

En conclusion


Sauf en maison passive, ou lorsque l'investissement dans un tel équipement est très faible, quelques centaines d'euros tout au plus, sauf si le climat est très froid très longtemps ou si le rôle du puits canadien est de maintenir hors gel l'échangeur d'une VMC double flux…

Un puits canadien n'a pratiquement aucun intérêt
Il n'en a aucun s'il n'est pas couplé à une VMC double flux


Quelle que soit la qualité de l'étanchéité à l'air d'une construction, dont l'impact est tout aussi important en termes de performance pour un puits canadien que pour tout système de ventilation efficace, en termes de confort…

Investir seulement dans une VMC double flux performante
est souvent plus efficace, moins cher et présente bien plus d'avantages


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Jean-Michel Pupille - Architecte D.P.L.G.



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