13-3 - Interactions entre puits climatique classique et VMC (V2016)

Le sommaire des infos et concepts des maisons passives
Comme indiqué dans les articles "Puits climatique, canadien ou provençal : les principes" et "Conception traditionnelle des puits climatiques", la VMC est devenue indispensable non par obligation règlementaire, mais parce que c'est la seule solution technique qui permette une ventilation toujours régulière et continue de nos constructions telle que le prévoit la règlementation. Les puits climatiques sont donc pratiquement toujours mis en œuvre en parallèle avec une VMC et il y a donc forcément interaction entre les deux équipements qui sont souvent amenés à gérer l'air simultanément.

Le respect de la règlementation grâce aux VMC, simple ou double flux, impose que toutes les pièces de la maison soient ventilées par balayage.

Puits climatique et VMC simple flux

Dans le cas d'une VMC simple flux, l'air neuf en provenance de l'extérieur arrive dans les pièces principales grâce à des bouches d'entrée d'air généralement placées sur les menuiseries. Il les traverse pour aboutir dans les pièces de service ou il sera rejeté à l'extérieur après avoir cheminé dans les circulations. L'air vicié est évacué grâce à des bouches d'extraction reliées à un unique ventilateur par des canalisations très souvent posées, pour ne pas dire jetées, dans les combles.

En présence du puits climatique, l'aspiration continue de la VMC se fait simultanément à l'insufflation d'air par son unique bouche de soufflage quand son ventilateur est automatiquement mis en route par son système de régulation et donc quand il est censé être efficace du point de vue du confort. Pour que ce soit le cas, le puits climatique doit alors insuffler à peu près autant d'air neuf que la VMC n'extrait d'air vicié tout en conservant toutefois une légère dépression pour éviter les risques de détérioration du bâtiment. Le quasi-équilibre de pression ainsi créée limite de plus la quantité d'air neuf qui rentre directement dans la maison par les bouches de ventilation au lieu de passer en totalité par le puits. Quand la dépression est importante, l'efficacité du puits canadien est, en effet, en grande partie annulée, car il ne gère qu'une partie de l'air entrant. L'autre partie pénètre dans le bâtiment par les grilles d'entrée d'air et les fuites, sans contrôle, à la température extérieure, souvent plus froid en hiver et plus chaud en été que celui qui provient du puits climatique. Si l'air insufflé par le puits climatique provoque une surpression, il y a risque de détérioration des parois extérieures du bâtiment en hiver du fait du risque de condensation incontrôlable au droit de chaque fuite d'air vers l'extérieur.

Si d'un point de vue thermique, les besoins sont ainsi légèrement réduits, le problème du confort n'est pas résolu pour autant. L'air en provenance du puits climatique arrive par une seule bouche dans la maison. La pièce dans laquelle il aboutit est surventilée alors que les autres sont largement sous-ventilées. Seules les pièces de service ne subissent aucune modification, car l'air y est toujours extrait avec les mêmes débits qu'en absence de puits climatique. Le système de chauffage doit notamment prendre en compte les conséquences de ces défauts de ventilation en hiver. En été, cette pièce est bien plus fraîche que les autres du fait qu'elle bénéficie de la seule arrivée d'air neuf plus frais et même d'une surventilation éventuelle… C'est bien là un autre problème. Les autres pièces principales ne reçoivent pas directement d'air neuf du fait de la présence d'un puits climatique censé être efficace. Comme la quantité d'air qui arrive du puits est poche de celle qui est extraite par la VMC, elles ne sont pratiquement plus ventilées. Cette forme de ventilation n'est bien évidemment pas satisfaisante et, de plus, elle n'est plus conforme à la réglementation.

En présence d'une VMC simple flux, le puits climatique est inefficace non seulement s'il ne crée pas un équilibre de pression, car il ne gère pas la totalité de l'air qui rentre dans la maison, mais aussi quand il en crée un, car il ne permet plus une ventilation correcte par balayage. De plus, dans ce dernier cas, il crée des variations importantes de ventilation, et donc de température, entre les locaux principaux. En conclusion, un puits climatique ne peut jamais être réellement efficace lorsqu'il est mis en œuvre avec une VMC simple flux. Une solution existe. Pour résoudre le problème et recréer une ventilation homogène qui fonctionne vraiment par balayage, à une température mieux stabilisée dans toutes les pièces, il faudrait amener l'air préconditionné par le puits climatique directement dans toutes les pièces principales. Dans le cas où le puits climatique serait contreproductif, son by-pass pourrait permettre d'amener l'air directement de l'extérieur. Les grilles de ventilation des menuiseries deviendraient alors inutiles. Mais au fait, la présence d'un réseau aéraulique de distribution de l'air neuf intérieur ne serait ce pas une évolution très proche d'une solution déjà bien connue… celle de l'association d'un puits canadien avec une VMC double flux?

Les puits climatiques associés à une VMC simple flux
sans réseau de répartition de l'air neuf est inefficace et, inconfortable

Un puits climatique nécessite un réseau d'insufflation de l'air pour fonctionner efficacement

Puits climatique et VMC double flux

Le couplage entre une VMC simple flux et un puits climatique aéraulique n'est efficace que si l'air en provenance du puits climatique peut être distribué dans les locaux principaux grâce à un réseau de ventilation très similaire à celui d'une VMC double flux. Une des deux différences principales entre les deux types de réseaux est due au regroupement des fonctions d'insufflation d'air neuf et de rejet d'air vicié dans les VMC double flux. La seconde est due, dans ce même cas, à la présence d'un récupérateur de chaleur sur l'air extrait qui se rajoute à celui du puits climatique.

Les VMC double flux sont équipées de 2 ventilateurs. Celui assurant l'insufflation peut se substituer à celui du puits climatique et celui assurant l'extraction remplace celui de la VMC simple flux. Dans le couplage puits climatique et VMC double flux, l'air suit le même trajet que dans le cas du couplage puits climatique avec réseau et VMC simple flux. L'air neuf pénètre dans le puits climatique par la borne extérieure, suit les canalisations dans lesquelles il harmonise plus ou moins sa température avec celle de la terre et aboutit à l'entrée d'air de la VMC double flux. L'air neuf peut également arriver directement à la VMC double flux sans passer par le puits climatique. Le ventilateur d'insufflation de la VMC double flux envoie l'air vers l'intérieur après avoir traversé l'appareil, en passant éventuellement, car lui aussi peut être by-passé, par son propre échangeur. L'air vicié est extrait des pièces de service, suit les canalisations jusqu'au moteur d'extraction de la VMC double flux qui le rejette à l'extérieur après avoir traversé l'échangeur.

Les VMC double flux sont les seules qui soient adaptées aux puits climatiques du fait de leur réseau aéraulique

Et dans les maisons passives…

Les puits climatiques ne sont efficaces que si la totalité de l'air qui passe par leurs canalisations est réparti de manière homogène dans toutes les pièces principales par un réseau aéraulique tel qu'indiqué ci-dessus. De plus, ce vecteur de transport de l'énergie ainsi que le peu de différence de température entre l'air extérieur et celui qui sort du puits ne permettent d'atteindre que de faibles puissances. Les puits climatiques sont donc bien plus efficaces dans les maisons passives que dans toute autre du fait du peu de puissance qu'elles nécessitent, de leur étanchéité qui évite les entrées d'air incontrôlées par ailleurs et, par simple définition du "concept "Maison passive"", parce qu'elles sont systématiquement dotées du réseau aéraulique de leur VMC double flux.


En résumé :

  • Les puits climatiques associés à une VMC simple flux sans réseau de répartition de l'air neuf est inefficace, inconfortable et trop peu puissant
  • Un puits climatique nécessite un réseau d'insufflation de l'air pour fonctionner efficacement
  • Les VMC double flux sont les seules qui soient adaptées aux puits climatiques du fait de leur réseau aéraulique
  • Les puits climatiques sont mieux adaptés aux maisons passives parce qu'elles ne nécessitent que de faibles puissances, qu'elles sont étanches à l'air et qu'elles sont systématiquement dotées d'une VMC double flux



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