Puits Climatiques

Entre 1971 et 2019, la production mondiale d’énergie a été multipliée par 2,6. Nous produisons et consommons de plus en plus d’énergie. Les énergies fossiles ont représenté plus de 80 % de la production d’énergie en 2019, avec le pétrole, le charbon et le gaz qui restent les sources d’énergie les plus importantes. En ce qui concerne l’électricité, le charbon est le principal contributeur à l’échelle mondiale. Consommer de l’énergie et plus précisément de l’électricité aujourd’hui, c’est encore utiliser des combustibles fossiles (1).

Les bâtiments résidentiels représentent à eux seuls 22 % de la consommation mondiale d’énergie et 17 % des émissions de gaz à effet de serre (2). La construction est un secteur où des améliorations massives en termes de consommation d’énergie et d’émissions doivent être apportées. Sachant que la majeure partie de l’énergie provient de sources fossiles et que la demande énergétique ne cesse d’augmenter, la priorité doit être d’économiser l’énergie partout où cela est possible. La sobriété est un principe clé. Les systèmes intégrés à la construction ou à la rénovation qui permettent de réduire considérablement les dépenses énergétiques d’un bâtiment doivent devenir la norme. L’un de ces systèmes est le puits climatique.

Les puits climatiques – également connus sous le nom d’échangeurs air-sol, de puits canadiens ou de puits provençaux – sont une solution passive, de ventilation naturelle et peu technique pour refroidir un bâtiment en été et le chauffer en hiver. Cette technique éprouvée est utilisée depuis des siècles, depuis les empires perse et romain.

Pendant la saison chaude, le sol est plus frais que l’air ambiant. Pendant la saison froide, c’est l’inverse. Ceci est dû à la température quasi constante du sol à partir d’une certaine profondeur (environ deux mètres). Grâce à un système de tubes souterrains enfouis dans le sol, les puits climatiques utilisent cette caractéristique naturelle pour chauffer ou refroidir l’air qui circule dans les tuyaux. Cet air va ensuite ventiler le bâtiment.

Les échangeurs air-sol se composent généralement de 5 éléments : une entrée d’air avec un filtre et une grille ; un conduit extérieur enterré dans le sol (à une profondeur comprise entre 1. 5 et 3 mètres) sur 30 à 50 mètres, avec une pente comprise entre 1 et 3 % pour évacuer la condensation et limiter les risques de moisissures ; un registre de by-pass (petite pièce mécanique qui permet de passer du chaud au froid sans intervention humaine) ; un regard (petite plaque, semblable à celle des égouts, qui vous permet, à vous ou à votre technicien, de vérifier votre installation) ; et un système de ventilation (simple, double flux, insufflation) pour répartir l’air dans tout le bâtiment (3).

Les puits climatiques sont utiles à condition que leurs tuyaux soient installés dans un climat où la température du sol est adéquate, qu’ils aient un diamètre suffisamment grand, qu’ils soient suffisamment longs, qu’ils soient enterrés suffisamment profondément, qu’ils soient capables d’exclure le radon (un gaz toxique qui peut se trouver sous terre) et qu’ils soient installés de manière à minimiser les problèmes de condensation potentiels. Plus les tubes sont enterrés profondément, plus ils sont performants. La taille des conduits doit être calculée en fonction de la taille du bâtiment, du débit d’air souhaité, de la nature du sol, de la zone géographique et du type d’installation choisi.

Les échangeurs air-sol peuvent être utilisés dans les infrastructures collectives, les bureaux et les bâtiments résidentiels, ainsi que dans les installations agricoles telles que les serres. Ils sont préférables pour les nouvelles constructions, car l’enfouissement des tuyaux et l’installation du système de ventilation nécessitent d’importants travaux. Une planification bien anticipée permet de réduire les contraintes logistiques.

Ce système offre une alternative durable pour réduire ou éliminer le besoin de systèmes de climatisation et de chauffage conventionnels à base de compresseurs dans certains climats. En outre, ils offrent l’avantage supplémentaire d’un apport d’air frais contrôlé, filtré et tempéré, ce qui est particulièrement précieux dans les bâtiments étanches et bien isolés.

Toutes les régions et tous les sites ne conviennent pas aux échangeurs air-sol. Les conditions susceptibles d’entraver ou d’empêcher une mise en œuvre correcte sont notamment un substrat rocheux peu profond, une nappe phréatique élevée et un espace insuffisant, ainsi que la chaleur et l’humidité du climat.

(1) Agence internationale de l’énergie, Bilans énergétiques mondiaux, 2022. Lire ici (en anglais)

(2) UNEP, Rapport sur la situation mondiale des bâtiments et de la construction, 2020. Lire ici (en anglais)

(3) Choisir.com, Le Puits Climatique: La solution pour ventiler naturellement votre maison, 2022. Lire ici

(4) Gouvernement du Canada, Nouvelle méthode économe en énergie pour chauffer et climatiser les bâtiments, 2018. Lire ici (en anglais)

(5) Qualico, CONSTRUIRE POUR LA DURABILITÉ À LA TOUR EPCOR, 2021. Lire ici (en anglais)

(6) ADEME, Écoresponsable au bureau, 2020. Lire ici (en anglais)

(7) Agence internationale de l’énergie, Bilans énergétiques mondiaux, 2021. Lire ici (en anglais)

(8) M.S. Sodha, A.K. Sharma, S.P. Singh, N.K. Bansal, Ashvini Kumar, Évaluation d’un système de tunnel terre-air pour le refroidissement/chauffage d’un complexe hospitalier, Building and Environment, Volume 20, Issue 2, 1985, Pages 115-122, ISSN 0360-1323, Lire ici (en anglais)

(9) Earth Rangers center for sustainable technology, HVAC Puits climatiques, Accéder 2023. Lire ici (en anglais)

(10) Green energy futures, Comment les puits climatiques permettent à la tour Epcor d’économiser 50 000 dollars par an, 2013, Lire ici (en anglais)

(11) Grobler, J., Conradie, D. C., & Van Wyk, L. V. (2019). Évaluation de l’efficacité des cheminées solaires pour le chauffage et le refroidissement : Une étude de cas., Worklist;22356 Alive2Green. Lire ici (en anglais)