vendredi 12 février 2016

Puits canadien hydraulique

Notre unique moyen de chauffage est le poêle à bois. Le reste est assuré par la VMC double flux, les apports solaires et le puits canadien hydraulique.
L'idée est de tempérer l'air entrant dans la VMC et donc dans la maison. Le principe d'un puits canadien (aussi appelé puits provençal ou puits climatique) est de réguler la température de l'air avec la température du sol. A une profondeur de 2m, la température reste quasiment stable toute l'année, entre 10° et 15°. L'air circulant sous terre est tempéré et permet de préchauffer l'air l'hiver et de le refroidir l'été.


Image du site climamaison.com

Dans notre cas, nous avons choisi d'installer un puits hydraulique. Ce n'est pas de l'air qui circule sous terre mais de l'eau. C'est une boucle d'eau glycolée de 100m enterrée à 2m de profondeur qui échange ses calories avec un échangeur eau/air.


Image du site econologie-maison.fr

Cette installation nous a convaincu pour les raisons suivantes:
  • Mise en œuvre simple du réseau enterré (pas de gestion de pente et faible coût)
  • Pas d'entretien (nettoyage, gestion des condensats et risque de pollution par le sol)
L'inconvénient souligné par les puristes est le besoin d’électricité pour alimenter la pompe. Elle consomme chez nous 20W ce qui équivaut à une ampoule. Et le glycol reste un liquide polluant même s'il circule ici en circuit fermé.

Nous avons choisi le kit Helios SEWT acheté en ligne sur le site Airsoft. Il s'agit du même site qui nous a fourni la VMC double flux et le chauffe-eau thermodynamique. Nous avons apprécié le temps que le vendeur nous a consacré, il nous a aidé pour les plans de la VMC, l'implantation des appareils et tous les réseaux et consommables nécessaires pour tout ça. Et surtout ils ne vendent que du matériel de qualité et à haut-rendement. Nous sommes bluffés par les performances du couple puits/VMC, mais j'y reviendrai plus tard.

Installation du réseau enterré

Il s'agit simplement d'un tube de 100m de PEHD diamètre 32mm, enterré à environ 2m de profondeur sur une tranchée de 50m. Nous avons profité de la tranchée d'arrivée d'eau que nous avons fait creuser un peu plus profond.




La tranchée fait 50cm de largeur minimum, il faut écarter les tuyaux le plus possible pour qu'il n'y ait pas d'échanges entre eux. On recouvre tout ça d'un lit de sable pour protéger un peu les tuyaux et assurer un bon contact partout du tuyaux avec le sol (pas de gros cailloux qui ferait des poches d'air limitant les échanges thermiques).

Installation du système

L'image ci-dessous est fournie par le fabriquant.


On commence par mettre en place l'échangeur entre l'arrivée d'air et la VMC.


On installe le socle de la pompe et des raccords en cuivre à visser sur l'échangeur. On ajoute aussi la purge d'air sur l'arrivée. Pour info, tous les raccords à visser de l'installation sont étanchéifiés avec de la résine d'étanchéité dont je fais l'éloge sur l'article de plomberie. Pas de fuites possibles avec ça.



Les raccords entre le module pompe et l'échangeur sont faits avec des flexibles métalliques souples isolés à posteriori. Idem pour le vase d'expansion.


La connexion de l'arrivée est faite avec du PEHD diamètre 25mm isolé. Tous les raccords sont en laiton à visser. Avant de raccorder le PEHD 32mm au reste, il est conseillé de faire circuler de l'eau dans le circuit pour le nettoyer et ne pas dégrader la pompe et l'échangeur. Du sable ou de la terre peuvent rentrer dedans pendant le terrassement.


On finit par mettre en place l'évacuation pour les condensats de l'échangeur et le groupe de sécurité.


Mise en eau 

Avant de mettre le glycol, j'ai préféré faire le test d'étanchéité du système à l'eau. Pour cela il faut raccorder un tuyaux d'arrosage à gauche du groupe pompe, faire rentrer l'eau et ressortir l'air de l'autre coté. J'ai utilisé le groupe de sécurité pour cela. Les dernières traces d'air dans le circuit sont extraites en utilisant le purgeur d'air tout en haut. La pression conseillée de fonctionnement est de 1,5 bars.


J'ai eu des fuites à reprendre au niveau de raccords pas assez serrés, sinon la résine est toujours aussi efficace :-). Quand on est sûr que l'ensemble est étanche, on peut mettre en place le glycol. Pour cela nous avons utilisé une pompe de jardin, plongée dans le bidon et connectée à l'entrée du groupe pompe. Il faut fermer la vanne au dessus de la pompe (voir photo ci-dessous) pour obliger l'eau à prendre le circuit enterré et faire circuler le glycol en faisant ressortir l'eau à l'autre bout par le groupe de sécurité. Remettre à la fin la pression du circuit à 1,5 bars.




Mise en marche

La mise en marche forcée est très simple. Pour tester le fonctionnement de la pompe il suffit de mettre le courant aux bornes de la pompe. En revanche, l'installation électrique prévue par le fabriquant est une autre paire de manche.

Le schéma électrique proposé par le fabriquant est particulier. L'interrupteur y sert de commutateur entre marche par thermostat et marche forcée. Du coup pour prévoir d’arrêter le système, il faut soit une prise, soit un autre interrupteur en amont. Dans notre cas nous avons choisi d'utiliser l'interrupteur en marche thermostat / arrêt. Voici une proposition de schéma alternatif.



Si ça ne convient pas (pour l'été notamment où la marche forcée peut être utile) nous remettrons la configuration initiale. En passant, pour cela, il faut penser à mettre 4 fils dans la gaine qui va de l'interrupteur au boitier car il y a deux phases.


J'ai mis du temps à trouver comment connecter le neutre sur l'interrupteur, qui se met au niveau du voyant de contrôle.


Le thermostat est installé dehors en dessous de l'arrivée d'air. Il faut prévoir un passage pour le câble dans le mur. Son réglage doit être fait à la main. On l'a réglé pour qu'il déclenche en dessous de 8° et au dessus de 25°. Mais il n'est pas très précis et il faudra ajuster ça en temps réel.


Performances du système

Nous ne testons le système que depuis un mois, nous n'avons pas de beaux tableaux de statistiques à fournir :-) Par contre nous avons pu constater l'efficacité du système. Pour cela nous avons installé des thermomètres avec sonde (type aquarium) dans les arrivées et sorties.


A 0° dehors, le puits réchauffe l'air à environ 10°. S'il fait plus doux, le puits chauffe au max à 11-12°. Ensuite la VMC prend le relais et réchauffe cet air entrant avec l'air extrait dans la maison. Elle affiche des belles performances, pour 21° dedans, l'air est ré-insufflé à 19,5°. Le poêle seul suffit à garder la maison chaude. Bref le système fonctionne pour l'hiver :-) Nous verrons cet été le comportement en refroidissement.

7 commentaires:

  1. Bonjour, je suis en pleine réflexion sur un projet de construction neuve. Je souhaite également installer une ventilation double flux couplée à un puit hydraulique canadien.
    Je m'interroge sur un point. A en croire les schémas de principe vous avez choisi de by-passer en été l'échangeur statique de la vmc. Je trouve cela un peu dommage. J'aurai donc voulu savoir quels ont été les arguments qui vous ont poussé à faire ce choix ? Avec un échange thermique avec de l'air à 30°C, le puit hydraulique ne s'épuise t-il pas trop vite ?
    Je serais également intéressé par votre retour d'expérience sur les température d'air avant et après l'echange thermique avec le puit hydraulique.

    En tout cas merci pour votre partage !

    Francis.

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    1. Bonjour Francis,

      Je n'ai sans doute pas été très clair dans l'article. Je n'ai pas choisi de by-passer l'échangeur de la VMC en été (surtout pas ! :-)). J'ai shinté le mode marche forcé du PCH. Cela revient à le laisser fonctionner au thermostat (soit ON<8°<OFF<25°<ON). Du coup le PCH tourne en hiver et en été. Il est inactif la plupart du temps au printemps. L'échangeur de la VMC est by-passé manuellement au printemps quand cela n'a aucune plus-value, sinon il tourne toujours.
      Le PCH arrive à baisser la t° autour de 20° en été (pour 35° ext), et à la monter à 8-9° en hiver (pour -5° ext). C'est assez efficace. Il ne s’épuise pas, c'est le sol à -2m qui se réchauffe ou se refroidi doucement au long des saisons.
      Voila en gros le bilan. C'est difficile par contre de quantifier l'impact du PCH sur notre conso globale. Il y a beaucoup de paramètres (ensoleillement, inertie, isolation, rendement de la VMC). Mais pour 118m² chauffé, nous avons utilisé moins de 2 stères de bois cet hiver (poêle de masse) pour un 20° intérieur moyen assez stable.

      Bonne réflexion et bon courage !
      Romain

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    2. Merci pour ce retour rapide !

      C'est peut être moi qui ait lu un peu trop vite... et je me rends compte que je n'ai pas été assez précis dans ma question.

      Mon projet de construction étant proche d'Aix-en-Provence je m'interroge plus particulièrement sur le mode de fonctionnement "été".

      A la lecture de l'article j'avais compris qu'il n'y avait qu'une seule batterie d'échange thermique d'installée entre l'air entrant et le PCH et qu'elle était placée en amont de la VMC (en mode hiver et ete)

      Et donc je me suis dis :
      En été avec une température intérieure de 23°C et une température extérieure de 35°C, si on commence par un échange thermique avec le PCH avant d'entrer dans la VMC alors l'air extérieur qui passe de 35°C à 20°C va se réchauffer avec l'air intérieur dans l'échangeur statique de la VMC. J'en ai donc déduit qu'il était bypassé en été.

      A l'inverse si la batterie d'échange avec le PCH est positionnée post VMC alors on débute par un échange thermique avec l'échangeur de la VMC, l'air extérieur insufflé passe alors de 35 à 25°C en échangeant avec l'air intérieur à 23°C. C'est ensuite un air à 25°C (au lieu de 35°C) qui échange avec le PCH avant d'être insufflé dans la maison. Peut-on dans ce cas là imaginer insuffler de l'air en dessous de 20 °C ? 18°C peut-être?

      Mais ceci implique d'installer également une batterie d'échange PCH / air en amont de la VMC pour l'hiver et garantir un mode hors gel. Mais également des vannes de régulation pour basculer d'une batterie à l'autre en fonction des températures extérieures.

      Ma question était donc : Au moment de l'installation du PCH aviez vous réfléchi à installer une batterie d'échange PCH/air entrant en post VMC ?

      Enfin merci beaucoup pour les données chiffrées ! Ça me conforte dans le choix d'installer un PCH.

      Francis

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    3. Et moi je me rend compte que je n'avais pas compris non plus :-)

      Oui notre installation est bien "standard" (PCH puis VMC). En été on by-pass la VMC la nuit pour refroidir, mais pas forcement la journée. En tout cas je suis d'accord, dès le PCH est plus frais que l'air intérieur en été, ça vaut le coup de by-passer la VMC.

      Pour la conf avec le PCH après la VMC, je suis dubitatif car ce qu'on a constaté, c'est que le PCH a un rendement assez bluffant. Du coup l'air est tempéré presque à la température du sol. Et quand on a un cagnard à 35° depuis 3 semaines, le sol commence à se réchauffer. Du coup on arrive à disons 20° dans le sol et guère plus après le PCH. Le mettre après la VMC ne devrait pas permettre de descendre en dessous des 20° (à par en début d'été quand le sol est encore frais de l'hiver, mais du coup il ne fait encore très chaud).
      Et la deuxième raison serait la conso électrique. Si le PCH vient après, il faut nécessairement avoir les deux échangeurs qui tournent, s'il est avant et assez performant, on peut éventuellement by-passer la VMC.

      Donc pour répondre à la question, nous n’avions pas réfléchi à cette option d'installation, mais ça me semble ajouter de la complexité pour un gain pas évident à priori.

      Romain

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  2. Avec un peu de recul à présent, pouvez-vous estimer le confort obtenu en été? Avec cet été qui a été caniculaire (enfin l'été n'est pas fini), vous arrivez à garder la maison à quelle température intérieure?
    Je compte installer ce système prochainement dans un maison ossature bois que je vais construire pas très loin de Nice.
    J'ai pas mal bossé sur l'isolation pour favoriser le confort en été (fort coeff de déphasage avec la fibre de bois), mais je voudrais savoir ce que je peux espérer du PCH.
    Merci pour votre aide.

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    1. Bonjour et désolé pour le retour tardif, je n'ai pas reçu les notifications des derniers commentaires.
      Nous sommes plutôt satisfait du confort d'été. Nous avons eu un pic de température intérieur à 27° cet été. La maison se maintient à 25-26°.
      On est assez peu sensible au crêtes de températures (37-38° cet été).
      En revanche il est difficile dévaluer l'impact du PCH. Nous avons un sol a forte inertie qui participe grandement à ce résultat.

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