Les énergies renouvelables sont de plus en plus plébiscitées pour répondre aux besoins en chauffage et en climatisation des bâtiments. Parmi celles-ci, la géothermie et le puits canadien représentent des solutions durables et performantes pour les grandes structures. Découvrez comment ces deux méthodes s’adaptent et contribuent à optimiser l’utilisation de l’énergie dans les bâtiments de grande taille.
Sommaire
Comprendre la géothermie et ses applications
La géothermie consiste à exploiter la chaleur contenue dans le sous-sol de la Terre pour produire de l’énergie thermique ou électrique. Il existe plusieurs types de géothermie en fonction de la profondeur et de la température du réservoir géothermique utilisé :
- La géothermie profonde : elle puise la chaleur à plusieurs kilomètres de profondeur et permet de générer de l’électricité grâce à des centrales géothermiques.
- La géothermie de moyenne profondeur : elle capte la chaleur entre 500 et 2 000 mètres sous terre et est principalement utilisée pour alimenter des réseaux de chaleur urbains.
- La géothermie de surface (ou géothermie très basse énergie) : elle prélève la chaleur contenue dans les premiers mètres du sol et permet de chauffer ou de rafraîchir des bâtiments individuels ou collectifs à l’aide de pompes à chaleur géothermiques.
Parmi ces trois catégories, c’est la géothermie de surface qui est la plus adaptée aux grandes structures, car elle permet une exploitation locale et modulable de l’énergie géothermique. Elle s’appuie sur des capteurs enterrés horizontalement ou verticalement dans le sol, qui vont puiser la chaleur pour alimenter un système de chauffage central basse température ou de planchers chauffants. En été, le système peut fonctionner en mode “rafraîchissement” en dissipant les excès de chaleur intérieure dans le sol.
Le puits canadien, un système astucieux de ventilation naturelle
Contrairement aux idées reçues, le puits canadien ne tire pas son nom d’un inventeur ayant vécu au Canada, mais de son origine populaire remontant à l’époque romaine. En France après avoir été adopté par les castors dès les années 50. Il s’agit d’un procédé de ventilation simple et écologique basé sur un échangeur air/sol enterré dans le jardin d’une maison individuelle ou d’un bâtiment professionnel.
Un réseau de conduits parcourt le sous-sol selon un tracé précis, à une profondeur variant généralement entre 1,5 et 2 mètres, où la température du sol se stabilise autour de 12°C toute l’année. L’air extérieur est capté par une entrée d’air située à l’opposé des vents dominants pour éviter les pollutions, puis il est préchauffé en hiver ou rafraîchi en été au contact du sol avant d’être insufflé dans le bâtiment.
Le puits canadien permet ainsi de récupérer entre 60% et 80% de l’énergie contenue dans le sol pour assurer une ventilation naturelle et tempérée, à moindre coût. Cette solution présente l’avantage d’être silencieuse et quasi-invisible, sans nécessiter de grands travaux ni d’entretien régulier. Toutefois, elle doit être dimensionnée correctement et couplée avec un système de ventilation mécanique contrôlée (VMC) pour garantir une distribution homogène de l’air neuf dans tout le bâtiment.
L’intérêt de la géothermie et du puits canadien pour les bâtiments de grande taille
Efficacité énergétique et réduction des consommations
En tant que sources d’énergie renouvelable et inépuisable, la géothermie et le puits canadien contribuent à minimiser la dépendance aux énergies fossiles et à réduire les émissions de gaz à effet de serre. Leur utilisation permet de diminuer sensiblement les besoins en chauffage et en climatisation des grandes structures, grâce à des rendements pouvant atteindre jusqu’à 400% pour les pompes à chaleur géothermiques et 80% pour les puits canadiens.
Selon l’Ademe, l’installation d’un système géothermique dans un bâtiment de grande taille peut entraîner une réduction des consommations énergétiques de l’ordre de 30% à 50%, en fonction du type de capteurs et de la qualité de l’enveloppe du bâtiment.
Amélioration du confort thermique et de la qualité d’air
Outre leurs bénéfices environnementaux, la géothermie et le puits canadien offrent également des avantages significatifs en termes de confort thermique pour les occupants des bâtiments. En effet, ces systèmes permettent d’assurer une diffusion homogène et douce de la chaleur en hiver et une ventilation rafraîchissante en été, sans provoquer de courants d’air désagréables ni de bruits parasites.
De même, la préfiltration de l’air extérieur par le sol élimine une partie des polluants, poussières et allergènes présents dans l’atmosphère, améliorant ainsi la qualité de l’air intérieur et limitant les risques d’inconfort ou de santé liés aux sources de pollution chimiques ou biologiques (formaldéhyde, acariens, moisissures).
Des exemples concrets de réalisations intégrant la géothermie et/ou le puits canadien
Depuis quelques années, de nombreux projets architecturaux et de construction de grandes structures ont fait le choix d’intégrer la géothermie et/ou le puits canadien comme solutions énergétiques performantes et durables. En voici quelques illustrations :
- Le campus de l’Université d’Ottawa, au Canada, a été conçu pour intégrer un système de chauffage et de refroidissement géothermique alimenté par 370 puits verticaux. Ce réseau assure la climatisation de plusieurs bâtiments de grande taille, dont la bibliothèque, le centre sportif et les résidences étudiantes.
- La médiathèque Montecatini Terme en Italie a mis en place un puits canadien pour rafraîchir et ventiler l’ensemble du bâtiment, couplé à des panneaux solaires thermiques pour chauffer l’eau sanitaire et compléter les apports thermiques en hiver.
- En France, le siège social de la société Natura-Sciences à Lille est équipé d’un système géothermique à capteurs horizontaux associé à une ventilation double flux et d’un puits canadien pour assurer un confort optimal aux occupants tout en minimisant les dépenses énergétiques.
Face à ces exemples probants, il semble indéniable que la géothermie et le puits canadien offrent des perspectives intéressantes pour répondre aux besoins en énergie des bâtiments de grande taille, en conciliant performance, durabilité et respect de l’environnement.
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