Le retour du trou Normand...Tous les secrets de notre puits

Bonjour,

Je profite d'un peu de répit dans nos travaux pour présenter ici notre projet de puits Canadien, déjà bien avancé.
Pour ceux qui sont habitués du forum, j'avais lancé un sujet il y a longtemps (deux ans ou presque) mais ne l'ai pas mis à jour depuis belle lurette et il s'est perdu dans les bas fonds de la quinzième page de la section puits canadien...

Si vous avez le courage de lire ce post jusqu'au bout, vous découvrirez le fonctionnement de notre puits Canadien, depuis sa conception jusqu'à sa mise en fonction courant avril 2009, en passant par presque une année de relevés intensifs. J'aborde en vrac les coûts, la création d'un Bypass "maison", l'instrumentation, la distribution intérieure, des questions existentielles que nous nous sommes posés au fur et à mesure de l'avancement de ce projet de puits Canadien...J'en oublie, mais soyez patient, et je pense qu'il vous faudra environ une demi heure pour tout parcourir.
Si vous aviez des questions, n'éhsitez pas et participez à ce post !

LE CONTEXTE DE LA MAISON :

Pour info, nous habitons une maison non loin de Dieppe, en Seine maritime, où le climat est donc celui d'une région très humide, océanique, où la météo est plus que changeante, avec possibilité d'avoir en une journée les quatres saisons qui se succèdent (là je brode un peu, mais j'exagère à peine)
Nous habitons notre maison depuis juillet 2008 ; avec une maçonnerie en briques monomur de 37.5 cm + plâtre projeté côté intérieur, enduit côté extérieur, surface habitable de 130 m², et chauffage au sol hydraulique, le tout chauffé par une chaudière électrique (y a mieux niveau coût à l'usage, et nous disposons depuis trois mois d'un poële à bois de 9 kW qui permet déjà de remplacer bon nombre de kilowatts heure, en ce début de saison de chauffe, où les températures ne sont pas encore frigorifiantes ; nous avons l'impression d'utiliser la chaudière élec que comme appoint, mais c'est une autre histoire.)
Notre ventilation est une simple VMC hygroréglable et les menuiseries alu ou pvc n'ont pas d'entrée d'air, et sont donc étanches.

L'IMPLANTATION SUR LE TERRAIN :

2 gaines parallèles enfouies (les traits bleus sur l'image ci-dessous) dans un sol argileux (argiles très rouge, contenant des silex, nous avons ainsi remblayé avec de la terre "végétale" pour éviter d'abimer la gaine, même si elle est solide) entre 1m30 (point haut, niveau prise d'air extérieure) et 2m20 (point bas) Hékatherm de chez Hegler ; 2 x 25 mètres disposés comme suit, qui arrivent dans le sous sol de la maison :



Voici un aperçu des travaux de terrassement et de mise en place des gaines extérieures, et de la bouche d'aspiration de l'air, sous terre (le détail de la bouche d'aspiration côté extérieur est abordé plus bas...je vous ai dit, faut être patient :




La première photo montre le "Y" d'arrivée dans le sous-sol de la maison, où les deux gaines de 25 m se rejoignent.
La deuxième photo montre le cheminement d'une des deux gaines en suivant le sens de la pente, de la bouche d'aspiration vers le sous sol.
Les 3ème, 4ème et 5ème photos montrent l'aménagement de la bouche d'aspiration, sous terre, à l'aide d'un regard de 60 x 60 au pied, au fond du quel j'ai entassé des galets drainants pour l'humidité éventuelle, et de réhausses de 30 x 30 cm jusqu'au niveau du sol, le tout agrémenté d'agglos de 10 cm pour rigidifier le tout. Le départ des deux gaines est scellé au regard de fond, préalablement percé (opération peu évidente, compte tenu de la structure du regard béton, féraillé de partout !)

LE DETAIL DE LA BOUCHE D'ASPIRATION DE L'AIR :



Donc, quelques explications : La bouche est constituée d'un tube inox de 180 mm de diamètre, munie à son extrémité haute d'une grille en PVC souple, usiné par mes soins d'une multitude de petits trous de 10 mm de diamètre, répartis sur tout cette grille ; derrière, un filtre à air type hotte aspirante qui est collé avec du scotch double face performant. La grille est plus faite pour le côté décoratif car au sommet de la bouche, vous pouvez voir un manchon inox de finition, qui contribue à la majeure partie de l'entrée d'air, muni juste en dessous du chapeau de protection des intempéries d'un filtre (le même). Si je ne suis pas clair, n'hésitez pas !).
La bouche est ensuite "encastrée" dans trois morceaux de polystyrène extrudé de 5 cm d'épaisseur, eux même logés dans la première réhausse en béton de 30 cm cité juste avant. Le tout est jointoyé au silicone pour extérieur et le tube qui rentre sous terre est fixé par un grand collier métallique du type de ceux utilisés pour fixer les tubages à la sortie d'un conduit de cheminée ; depuis les photos, de la terre végétale recouvre le pied de la bouche en vue d'agrémenter avec quelques plantes rases...mais c'est un détail !

ARRIVEE DANS LE SOUS SOL / CONDENSATS

L'arrivée dans le sous sol est faite par scellement des deux gaines. A gauche sur la photo, c'est le départ de l'insuflation vers les bouches, à droite, le siphon d'évacuation des condensats, qui je dois l'avouer n'a pas encore servi, ou que très peu pour à peine quelques gouttes. Il faut dire que le puits n'a fonctionné que l'été dernier pour le moment, et que la différence entre la température extérieure et interne au puits est infime...Donc pas de condensat encore.



INSTRUMENTATION DU PUITS :

J'en profite pour montrer comment j'ai relevé mes températures à l'intérieur du puits, puisque j'en suis à montrer les gaines arrivant dans le sous sol...
J'avais d'abord positionné une sonde à roti de chez ikéa calée dans un des deux diamètres intérieur des gaines, juste à l'arrivée dans le sous sol :



Cette sonde était donc en contact direct avec la gaine. La forme allongée de la sonde "captait" malgré tout la température sur une bonne 15aine de cm de longueur, mais vu mes relevés, cela ne paraissait quand même pas trop éloigné de la réalité.
Pour ce qui est du positionnement définitif de cette sonde, pour le bon fonctionnement du bypass dont je détaille la conception dans le paragraphe suivant, j'avais choisi de ne pas coller mes raccords PVC, ce qui me permet à l'heure actuelle de tout démonter sans trop de problème, et à l'aide d'une lampe de poche, je peux (pas moi, mais grâce à un furet) sans problème remonter l'une de mes deux gaines enterrées, sur deux ou trois mètres.
J'ai donc depuis remplacé cette sonde Ikéa par une sonde faite maison, pour un coût modique, avec une brique légo et quelques composants électroniques. Vous comprendrez l'intérêt de la brique légo, ou du moins ma passion pour la célèbre brique Danoise.
Je donne le lien vers le site Internet m'ayant permis de réaliser cette sonde, pour les amateurs ou puristes :

http://www.freelug.org/article.php3?id_article=177

disposition de la sonde, cela donne ça :



Vous remarquerez que la sonde ne touche pas les parois de la gaine, afin d'avoir une valeur la plus représentative de la température du flux d'air y passant. (merci encore pour les conseils avisés des poux l'y nient)

Ma sonde définitive (celle sur les deux photos juste avant) est plus fine que ma sonde de température de chez ikéa, et surtout, n'est pas en contact avec les parois du puits Canadien. La lecture de la température est donc plus représentative de la réalité.

CONCEPTION D'UN BYPASS PROGRAMMABLE A BASE DE LEGO (vous en rêvez, Istiboule l'a fait...)

Le schéma de principe :



Je m'étais intérrogé à l'époque sur l'intérêt de conserver un flux d'air permanent, en été par exemple, et des avis éclairés (merci les poux l'y nient) sur la question m'avaient été donnés. Visiblement, l'intérêt est également d'assurer la bonne recharge du sol autour des gaines, en forçant un fonctionnement "tranquille" du puits Canadien, histoire d'assurer un flux d'air minimum, qui par la même occasion, évite en théorie le développement de bactéries.

J'ai trouvé un moyen, après moulte essais divers (moteurs + réducteurs de modélisme par exemple) d'ouvrir ou fermer mes clapets anti retour tous simples, achetés chez bricodé peaux, eh non, vous ne rêvez pas, finalement avec des légos.
Mon système comporte donc deux "tés" en PVC emboités l'un dans l'autres. Chaque clapet sera équipé d'un mécanisme de renvoi d'angle par deux roues dentées, qui en pivotant, ouvrent ou ferment le clapet. (voir les photos ci après)
Après, reste l'aspect "automatisation" du bypass, qui est piloté par deux sondes de température, l'une à l'extérieur, l'autre à quelques mètres en amont de la sortie du puits Canadien (voir précédemment).
Ces sondes pilotent les trois mini moteurs reliés aux clapets du bypass, selon la saison, selon la situation rencontrée.




Une vue du by pass avant connexion au réseau aéraulique intérieur et tests :



...Et un lien vers youtube montrant une petite vidéo du fonctionnement de la motorisation d'un des clapets :

http://www.youtube.com/watch?v=8Dffkn9V-Pw

Le moteur "Légo" s'avère très efficace, mais étant donné le débit d'air provoqué par le ventilateur (que je montre au prochain paragraphe) lors de l'aspiration, pour faire s'ouvrir le clapet central du by pass, il faut diminuer temporairement le débit du ventilateur, car le couple des moteurs légo ne permet pas de contrer la dépression créée dans les gaines...mais c'est un détail qu'il faudra rajouter à la programmation, mais ça marche !!

...Et un graphique qui simule le fonctionnement du bypass (d'après relevés de l'époque) les 1er et 2 avril dernier (ce n'est pas un poisson ! )



Pour l'occasion, le bypass n'aurait fonctionné en mode automatique (car le programme n'est toujours pas fait, et fera l'objet d'une prochaine mise à jour du post) qu'entre 12 h et 18 h le 1er avril, et entre 12 h et 15 h le 2 avril 2009. Après selon la saison, il faudra pouvoir déterminer si on est intersaison, en saison de chauffe, en été, mais tout ça rentrera en ligne de compte pour le programme.
On constate qu'en avril, le by pass n'aurait été utilisé que peu souvent dans la journée, car en Normandie, les écarts de températures entre jour et nuit sont assez prononcés, avec des gelées matinales, tout en ayant s'il fait beau (ce qui était le cas pour le 1er et le 2 avril, date de ces relevés) des températures presque printanières la journée, avec un bel ensoleillement.
Concernant la température en sortie de puits, elle était les jours de la simulation, en train de grimper doucement depuis deux mois, puisque nous avions en mars plutôt une moyenne de 10° en sortie, et que début avril, nous avions plutôt dans les 11 12 °.

Côté programmation du bypass, j'ai opté pour la solution "tout légo" et j'ai ressorti ma brique programmable type "mindstorms", pour laquelle je suis en train de concocter un petit programme en C++ (ou assimilé). D'ailleurs, faut que je retourne potasser mes cours de quand j'étais "djeun" car mon cerveau a oublié les bases !

LE VENTILATEUR :

Voici une vue du by pass raccordé, et du ventilateur qui est placé en aval :



Le ventilateur est de la marque "Unelvent", d'un débit maximum annoncé de 250 m3/h, avec possibilité d'avoir deux débits. J'étudie aussi la possibilté de faire varier plus finement le débit mais c'est une autre paire de manche côté électronique, et encore une fois, il va falloir que je repotasse mes cours d'avant...



Son installation est très aisée, et j'ai pour le moment bricolé un boîtier d'alimentation avec un simple interrupteur deux positions : soit le ventilo tourne et aspire, soit il ne tourne pas du tout.
Lorsque j'ai allumé le ventilateur pour la première fois, (grande émotion), j'ai pu quantifier l'effet de l'aspiration sur les relevés de température ; les résultats furent éloquents, puisque le flux d'air a tendance à se rafraîchir sous l'impulsion du ventilateur, et l'éloignement des murs enterrés du sous sol joue également. Grosso modo, deux degrés de moins que mes relevés juste à la sortie du sous sol, sans aspiration, ce qui est à prendre en compte pour les calculs éventuels de rendement ou pour la programmation du by pass.

LA DISTRIBUTION DANS LE SOUS SOL JUSQU'AUX BOUCHES DU REZ DE CHAUSSEE :

en aval du ventilateur, autrement dit, entre le ventilateur et les bouches d'insuflation du rez de chaussée, j'ai choisi de la gaine de distribution type "PU A1", comprendre de la gaine utilisée pour l'aspiration sur des machines industrielles, y compris dans le domaine alimentaire, ne nuisant ainsi pas à la qualité théorique de l'air insuflé :



L'avantage de cette gaine est qu'elle est à la fois souple et très solide puisqu'elle est dotée d'une spirale métallique.
Un seul détail et non des moindres, même s'il ne m'a pas fallu des km de gaines, elle est assez coûteuse, et certains fournisseurs proposent des produits quasi similaires meilleurs marchés.(spirales plaqstique par exemple)

Je traite dans ce qui suit de l'isolation de ces gaines convenablement côté sous sol jusqu'aux bouches :

Les photos suivantes montrent donc cette étape, avec tout d'abord la manière dont j'ai isolé les gaines, car elles se trouvent dans la partie garage, et donc partie plus soumise à des variations de températures.
Je n'ai a priori pas lésiné sur l'épaisseur d'isolant, des morceaux restants de laine de bois de 5 cm d'épaisseur, que j'ai intercalés entre un isolant "mince" type alu multicouche et la gaine de marque "alphaspir" (voir photos dans l'ordre).











...et pour finir dans le sous sol, le lien youtube d'une vidéo qui montre le cheminement des différentes gaines depuis l'arrivée dans le sous sol, jusqu'aux bouches d'insuflation au rez de chaussée. (l'étage est encore en attente aujourd'hui) :

http://www.youtube.com/watch?v=HMA9xfoTdfQ

NOTA : Le bruit du ventilateur dans les pièces de vie est supportable, mais pas nul, c'est vrai et je pense remédier à ce petit problème par l'aménagement de deux ou trois silencieux sur le réseau.

LES BOUCHES DU REZ DE CHAUSSEE :

Elles se situent à même le sol, des réservations ayant été faites au moment de la pose du carrelage :





Nous avons fait le choix d'une insuflation horizontale, au sol, pour deux raisons :
La première pour éviter d'avoir à faire une grosse saignée dans la brique monomur de la taille des gaines d'insuflation (entre 80 et 100 mm) entre le sous sol et la hauteur à parcourir sur le mur vertical dans la partie habitable;
La seconde pour des raisons économiques et pratiques, afin tout simplement de limiter la longueur des gaines à l'intérieur de la maison (car nous en avons déjà 10 mètres qui courent dans le sous sol, c'est pas l'idéal niveau perte de charge). Cela simplifie beaucoup les choses.
Au départ, nous voulions noyer des gaines type "flexpipe" de chez Helios, qui sont très adpatées au puits Canadien dans la dalle de compression du rez de chaussée, mais cela impose une épaisseur de dalle trop conséquente par rapport au prévisions.

LES PREMIERS RELEVES DEPUIS QUE LE PUITS TOURNE :



En gros, pour comprendre ce charabia, la courbe rouge foncée est le relevé depuis février jusqu'à aujourd'hui de la sonde interne au puits, à sa sortie, la courbe bleue représente les températures extérieures quotidiennes constatée chez moi à 9 h du matin, la rouge clair à 15 heures.
Les courbes en traits noirs fins sont des courbes de tendance, et l'on constate un certain "déphasage" entre le refroidissement de l'air et celui de la terre...
D'autres interpréstations suivront je l'espère !

C'EST BIEN BEAU TOUT CA, MAIS COMBIEN CA COUTE MA BONNE DAME ?

--> Terrassement de deux tranchées de 25 mètres linéaires chacune, de 1m30 à 2m20 de profondeur :
300 € par petite entreprise de terrassement.

--> Gaine Hekatherm 50 mètres, diamètre 200 mm (Hegler) achetée chez point P, rapatriée par nos soins :
623,71 €

--> Accessoires de raccordement (coudes, Tés en PVC pour bypass...) :
94 €

--> Bouche d'aspiration de l'air extérieur composée :
--> D'un tube inox de diamètre 180 mm longueur 1 mètre : 31,90 €
--> D'un manchon inox diamètre 180 mm : 10,50 €
--> D'un chapeau en inox pour conduit de fumée avec collier de serrage diamètre 180 mm : 29,90 €
--> D'un filtre à charbon actif pour filtration de l'air entrant dans la bouche d'aspiration : 7,49 €
--> D'un collier de scellement dans un regard en béton : 12,30 €
--> D'un regard béton de 40 cm x 40 cm : 9,50 €
--> De trois réhausses en béton de 30 cm x 30 cm : 24,15 €

--> Un ventilateur centrifuge pour gaine de diamètre 100 mm, débit maximum annoncé 250 m3/h, marque Unelvent :
133,65 €

--> De la gaine de distribution intérieure de type "alphaspir" en polyuréthane, diamètre 70 mm, isolée avec des restes de laine de roche, puis recouverte d'un isolant mince type alu multicouche, 25 mètres linéaires :
297.5 €

A tout ce qui précède viennent s'ajouter des petit composants, tel que grilles d'insuflation au coût anecdotique (récup'), moteurs et petite électronique pour la fabrication du by pass (récupérés au boulot sur de vieux objets) et quelques consommables, et les légos de mon enfance !

Total du puits Canadien :

1575 € TTC

COMMENTAIRES DIVERS ET VARIES :

Vient à présent le temps de l'autocritique et des commentaires que je pourrais faire après quelques mois de fonctionnement du puits :

Tout d'abord, les choses que je ferais différemment ;
Vous avez peut être remarqué les gaines en PVC au niveau du bypass. Avec un peu plus de moyens, l'acier galvanisé aurait pu être un choix plus adapté, le PVC étant connu pour ses émanations "toxiques", et donc peu adapté à un système de ventilation de l'habitat.
Alors pourquoi avoir choisi le PVC ? Pour sa simplicité de mise en oeuvre, la disponibilité des accessoires (raccords, manchons, coudes et autres tés) et bien entendu, son coût. Au final, la longueur de gaine que doit parcourir l'air est essentiellement en PEHD, le PVC ne représentant que 10 % de la longueur totale à parcourir.

L'expérience nous dira si la toxicité du PVC m'empêche de poster sur le forum ! On se garde toutefois la possibilité de changer plus tard pour de la gaine en polyuréthane qualité alimentaire, puisqu'aucun raccord n'est collé, et que tout est fixé par simple emboîtement, avec de temps en temps un joint de silicone pour assurer l'étanchéïté à l'air.

Ensuite, à refaire, je réunirais en une même zone la prise d'air directe de l'extérieur et l'arrivée dans le sous sol des deux gaines enterrées, pour des raisons évidentes de simplicité et d'éviter justement ces longueurs de gaines dans le sous sol, et de trop nombreux coudes à mon goût, qui devraient induire quelques pertes de charge. Vous aurez remarqué qu'il y a quelques mètres (9) entre l'arrivée des gaines extérieures enterrées (té en PVC du début de la vidéo précédente) et mon système de bypass / ventilation / prise d'air extérieure.

Côté consommations, il n'y a pour le moment pas photo entre nos consommations de l'an passé (sans poële à bois, sans avoir fini l'isolation de la toiture, et sans puits canadien) avec pour la même période, une facture EDF réduite de 200 €. Le seul puits canadien n'est bien sûr pas le seul responsable de cette baisse, mais je pense pouvoir dire qu'elle y a contribué.

Le fait d'avoir une bouche d'insufflation de l'air à moins de trois mètres du poële à bois est aussi une bonne chose ; cette dernière assure un bon renouvellement de l'air et une bonne combustion du poêle.


Globalement, le puits canadien aura été un moyen de se rafraichir la mémoire sur tout un tas de notions physiques, ce qui n'a pas été pour me déplaire.

Le ressenti en été est conforme à nos attentes, avec un maintien d'une température acceptable dans la maison, couplé à la capacité de la brique monomur, même si l'été dernier n'a pas été caniculaire.

En attendant d'autres infos, merci d'avoir lu tout le post, et en cas de question, n'hésitez pas.
PS : je remercie particulièrement les Poux l'y nient pour leurs conseils, et je tiens à rappeler que j'étais complètement novice en puits canadien avant la construction de notre maison.
Vous pouvez le faire !
Bizaplous