TECHNIQUES DE CHAUFFAGE
                        TECHNIQUES DE CLIMATISATION
                                                                 EAU CHAUDE SANITAIRE

1/ LA PAC AIR-EAU
1.1/ LA RELÈVE DE CHAUDIÈRE
2/ LA PAC AIR-EAU RAFRAÎCHISSANTE
3/ LA PAC AIR-AIR
4/ LA PAC EAU-EAU
5/ LA CLIMATISATION SANS GROUPE EXTÉRIEUR
6/ LA PRODUCTION EAU CHAUDE SANITAIRE
7/ LES SOLUTIONS COMPLÉMENTAIRES

Devant les soubresauts de l’économie, il est important de s’orienter vers des solutions de chauffage et des climatiseurs moins énergivores et les plus autonomes possible. Malgré tout, la rentabilité d’une installation ne peut se borner au simple coût de son utilisation. Son prix d’achat et son installation doivent être pris en compte : toutes les techniques de chauffage sont donc utiles.

En conséquence, il est quelquefois plus rentable d’utiliser des modes de chauffage moins économiques tels qu’une simple chaudière au gaz de ville, les pompes à chaleur (PAC) étant souvent peu adaptées, faute de jardin ou de cour, et la législation interdisant souvent leur implantation en façade d’immeuble.

Si demain je change de voiture pour économiser 3 litres au 100 km, soit à peu près 4.5 euros, et que j’achète une voiture à 50 000 euros, se sera assurément pour le plaisir, pas pour faire des économies.

Le COP (coefficient de performance) peut se comparer à la boîte de vitesses d‘une voiture qui multiplie sa vitesse avec le même moteur. Une chaudière, quelle que soit sa source d’énergie, n’a pas de COP. Seul le tarif de sa consommation en énergie détermine sa rentabilité : 1 litre de fioul ou 1 litre de gaz donneront toujours la même quantité d’énergie.

Le coefficient de performance : COP
Le rendement de la PAC s’exprime par un coefficient de performance, appelé COP. Il caractérise la relation entre calories produites et énergie utilisée (celle qui est facturée) pour un système de chauffage. Il est mesuré en laboratoire selon les normes européennes.
Je dépense 1 euro pour 4 euros de chauffage : le COP est de 3.
Pour donner un exemple, le COP d’une pompe aérothermique sera environ de 4.3 pour une température extérieure de 7°C.
Si 1 kWh est acheté, le dispositif restitue 4.3 fois plus d’énergie. L’environnement a donc fourni gratuitement 3.3 kWh.

SEER (Seasonal energy efficiency ratio)
Classe énergétique saisonnière et moyenne de la consommation sur l’année en froid et en chaud.

1/ LA PAC AIR-EAU

Protection environnementale oblige, le marché des PAC explose. La pompe à chaleur présente en effet l’énorme avantage de puiser ses calories dans la nature. L’air ou le sol sont des sources inépuisables d’énergie. Aérothermie ou géothermie, les deux solutions de chauffage, offrent des performances vraiment intéressantes.

À cela vont se rajouter des compléments qui, suivant le contexte et les besoins de chauffage, vont permettre d’optimiser l’installation ; on appelle cela une relève de chaudière.

1.1/ LE RELÈVE DE CHAUDIÈRE

Installer une pompe à chaleur en relève de chaudière peut être utile dans différents cas. Par exemple, lorsque la puissance de la PAC est inférieure à la déperdition de la maison, c’est que l’on calcule généralement afin d’installer une PAC moins chère : la relève de chaudière permet de combler cette déperdition thermique de l’habitation dans les périodes de grand froid car la rentabilité d’une installation doit tenir compte du coup d’amortissement de l’installation.

Autre possibilité, lorsque l’installation comprend des radiateurs haute température (nécessitant une eau chauffée entre 75°C et 90°C) qui sont sous-dimensionnés et nécessitent donc une eau assez haute en température. La PAC permet ainsi d’élever la température de l’eau et de répondre aux besoins de l’installation : par exemple, si les radiateurs ont besoin d’une eau à 80°C, la PAC permet d’augmenter la température de l’eau pour atteindre ces 80°C.

La pompe à chaleur en relève d’une chaudière est un système biénergie qui vous apporte un certain confort thermique, puisque votre chauffage est toujours assuré, quelle que soit la température extérieure, mais qui vous permet aussi de réaliser des économies d’énergie sans réaliser de lourds travaux de rénovation.

Le fonctionnement de la PAC en relève d’une chaudière
Il existe 2 principes de fonctionnement pour la pompe à chaleur en relève de chaudière :
– le fonctionnement alterné (bivalent alternatif),
– le fonctionnement simultané (bivalent parallèle).
Quoi qu’il en soit, l’objectif est d’optimiser le chauffage et les économies d’énergie. Ainsi, dès lors que le rendement de la PAC est intéressant, à savoir 80% du temps, c’est elle qui fonctionne en priorité. Utiliser la PAC en priorité permet de réduire sa facture, la chaudière ne vient qu’en appoint lorsqu’il fait très froid. C’est le point de bivalence qui va déterminer à partir de quel moment la pompe à chaleur n’est plus optimale et la chaudière doit se déclencher.

Le point de bivalence ou d’équilibre
Le point de bivalence, aussi appelé point d’équilibre, désigne la température minimale à partir de laquelle la PAC n’est plus en mesure de chauffer suffisamment l’eau du réseau de chauffage. C’est donc le point de déclenchement de la chaudière d’appoint.
En principe, ce point est situé entre -5°C et 5°C. Il est déterminé en fonction de la température de base de la zone d’habitation, afin que la PAC assure bien 80% des besoins.

Le fonctionnement bivalent alternatif de la PAC en relève : alternance
Avec le fonctionnement alterné, comme son nom l’indique, la PAC et la chaudière fonctionnent chacune leur tour. La PAC fonctionne en priorité : elle chauffe seule l’eau du réseau jusqu’à ce que la température extérieure atteigne le point de bivalence. A partir de ce point, c’est la chaudière qui se déclenche et qui prend en charge intégralement le chauffage. Ce système est peu intéressant.

Le fonctionnement bivalent parallèle de la PAC en relève : simultanéité
Dans le cas du fonctionnement simultané, la PAC assure le chauffage jusqu’à ce que la température extérieure atteigne le point de bivalence et que l’eau du réseau ne soit donc plus suffisamment chauffée. A partir de ce point, la chaudière se met en marche et s’associe à la PAC pour lui apporter le complément nécessaire pour augmenter la température de l’eau.
Lorsque la température extérieure est très faible et atteint la température d’arrêt de la pompe à chaleur, la chaudière prend le relais et chauffe l’eau seule.

Le fonctionnement du chauffage mural
Installé dans le mur, le chauffage mural repose sur les mêmes principes que le chauffage au sol. Néanmoins, ce mode de chauffage reste encore méconnu bien qu’il puisse représenter un avantage pour chauffer votre habitation.
Le chauffage mural est un chauffage de surface qui permet d’émettre la chaleur à travers les murs de votre habitation. Il s’agit d’un principe similaire au chauffage au sol, mis à part que dans ce cas, ce sont les murs qui sont chauffés et non le sol. En effet, les tuyaux sont noyés dans les murs de façon permanente et sont donc invisibles. Ils sont alimentés par une chaudière ou bien une pompe à chaleur. La chaleur est ensuite diffusée par rayonnement au sein de la pièce.
Ce type de chauffage peut être intégré durant la phase de construction ou bien de rénovation.

Les avantages du chauffage mural
Ses principaux avantages sont le gain de place dû à l’absence de radiateur et le fait qu’il convienne parfaitement aux personnes allergiques.
Effectivement, la chaleur se propage de manière homogène sans circulation d’air et ne provoque pas de levée de poussière dans la pièce. Cela permet donc de garder un air sain dans votre habitation.
De plus, le chauffage mural permet de réaliser des économies, car une température de chauffe moins élevée est nécessaire pour générer un confort équivalent à celui des convecteurs classiques.

2/ LA PAC AIR-EAU RAFRAÎCHISSANTE

Le fonctionnement du plancher rafraîchissant
Il est relié à votre appareil de chauffage. Il est constitué d’un réseau de tubes posés au sol et faisant circuler de l’eau. En été, l’eau circulant dans le réseau est fraîche. C’est ce procédé qui permet d’obtenir une baisse de la température de quelques degrés.
Le plancher refroidissant est moins performant qu’une climatisation, mais il offre des atouts non négligeables. Il ne produit aucun bruit, ne projette pas de poussière, ne prend pas de place et consomme aussi moins d’énergie.

L’installation d’un plancher chauffant réversible
Ce système est compatible avec la RT 2012. Pour poser ce type d’émetteur, il faut avant toute chose bien choisir son revêtement au sol. Toutes les matières poreuses sont à éviter : la moquette, le liège et les parquets en chêne massif ne sont pas adaptés. Les revêtements les plus appropriés sont le carrelage céramique, les dalles de pierre calcaire et les éléments de granit.
L’installation doit respecter les contraintes techniques du CSTB (Centre scientifique et technique du Bâtiment). L’ambiance ne doit pas être inférieure à 24°C.
Un type de chauffage est particulièrement méconnu en France : le plafond chauffant. Et pourtant, ce système a plus d’un tour dans son sac : économies d’énergie, efficacité, diffusion d’une chaleur saine, confort, esthétisme… Comment fonctionne-t-il ? Est-il facile à installer ? Quel est son prix ? Et faut-il le préférer au plancher chauffant ? Présentation d’un produit prometteur…
Incorporé dans un faux plafond d’une dizaine de centimètres d’épaisseur, le plafond chauffant se compose d’un réseau de tuyaux parcourus d’eau chaude qui émet la chaleur par rayonnement : le système chauffe une surface rayonnante, des panneaux en plâtre, qui restitue la chaleur de façon homogène dans la pièce, à la manière du plancher chauffant…

Les avantages du plafond chauffant
– Grâce à ce mode de diffusion de la chaleur, on obtient la même sensation de confort qu’avec des radiateurs traditionnels en baissant le thermostat d’environ 3°C. Il est ainsi possible de faire des économies d’énergie de l’ordre de 15%. Et la restitution, optimale en raison de l’absence d’obstacle, réduit encore la facture.
Le plafond chauffant bénéficie d’une faible inertie, contrairement au plancher chauffant.
Avec le plafond chauffant, il n’y a aucun brassage d’air, donc pas de déplacement de poussière. Résultat : l’air de la maison est plus sain.
Ce chauffage est totalement invisible et permet de gagner de la place.
En cas de rénovation, il est plus facile à poser que le plancher chauffant.
Enfin, l’entretien est simple.
Certains systèmes hydrauliques sont réversibles : en été, ils font circuler de l’eau froide et permettent de rafraîchir l’habitat pour un coût environ 30% moins élevé que celui d’une climatisation.

Les inconvénients du plafond chauffant
Le talon d’Achille du plafond chauffant est son prix : entre 60 et 100 euros le mètre carré (installation comprise), soit près du double du plancher chauffant.
L’installation réduit la hauteur sous plafond d’une dizaine de centimètres. Tous les habitats anciens ne peuvent donc être équipés. D’autant qu’il faut laisser un espace de 10 centimètres entre le plafond et le sommet des meubles…

3/ LA PAC AIR-AIR

Un climatiseur réversible ou pompe à chaleur air-air (PAC air-air) permet de rafraîchir ou chauffer une pièce selon les saisons et les besoins. Contrairement aux idées reçues, le climatiseur réversible est un équipement performant qui permet de réaliser des économies d’énergie tout en assurant le confort de votre habitation. La pompe à chaleur air-air (PAC air-air) fait d’ailleurs partie des équipements recommandés lorsque vous vous lancez dans des travaux de rénovation énergétique ou dans la construction de votre habitation.

Le fonctionnement de la climatisation réversible
Une pompe à chaleur air-air se compose de deux unités indispensables à son fonctionnement : une unité intérieure et une unité extérieure.
En mode chauffage, le système fonctionne en captant par l’intermédiaire de son groupe placé à l’extérieur de l’habitation les calories présentes dans l’air. La chaleur est ensuite diffusée au sein du logement grâce à l’unité intérieure, reliée par des tubes avec l’unité extérieure, et dans lesquels circule un fluide rendant possible le transport des calories. Le système es réversible car il dispose d’un inverseur qui permet de permuter le cycle de fonctionnement et ainsi de rafraîchir l’air intérieur en rejetant à l’extérieur les calories puisées dans l’habitation.
Petite expérience : mouillez votre main, souffles dessus, cela fait du froid… C’est le changement d’état : le liquide qui se trouve sur votre main passe de l’état liquide à l’état gazeux, et pour cela, il lui faut de l’énergie qu’il prend sur votre main. Vous avez créé une climatisation.

Unité intérieure de la pompe à chaleur air-air
L’unité intérieure permet de restituer l’air chaud ou froid dans la pièce où elle est installée.
Pour les applications résidentielles, l’unité intérieure peut être de 3 types.
Type mural : (ou split) l’unité est fixée au mur et présente l’avantage de nécessiter peu d’aménagement. Le bruit est de 19 dB, l’équivalent du bruit d’un ordinateur portable à 1 m.
– Type console : l’unité est compacte. Elle nécessite donc peu de place et peut être positionnée au sol ou sur un mur. Cette pompe à chaleur air-air peut aussi être semi-incorporée au mur pour plus de discrétion. Plus chère qu’un split plus encombrant et plus bruyant, car plus proche.
Type gainable : l’unité est installée dans les combles ou dans un faux-plafond pour être quasiment invisible. Gain de place, rien au mur, confort plus homogène permet par la grille de reprise de répartir la chaleur d’un poêle ou d’un insert dans toute la maison.

Unité extérieure de la pompe à chaleur air-air (split console gainable)
Le rôle de l’unité extérieure de la pompe à chaleur air-air consiste à récupérer ou céder les calories de l’air. C’est cette unité qui intègre les technologies principales et le compresseur, véritable cœur de la machine.

Optimisation de l’installation d’une pompe à chaleur air-air
 l’unité intérieure doit se trouver le plus près possible du groupe extérieur, mais pas à moins de 3 m, pour prévenir des coups de liquide.
L’installation contre le mur, au minimum à 10 cm si les plafonds sont à 2.50 m.
Les tuyaux de fluide doivent être le plus protégés possible du soleil et du froid, l’idéal étant de les passer dans les combles.
Installation du groupe extérieur : la distance de fixation du groupe doit être de 30 cm du mur, afin de faciliter le brassage de l’air et le ruissellement de l’eau qui va auto-nettoyer unité extérieure.
Le groupe ne doit pas être abrité par une avancée, si c’est possible. L’exposition au vent et aux intempéries est à privilégier pour toute installation extérieure de pompe à chaleur.
La pluie apporte 2 avantages : elle nettoie l’échangeur et elle apporte 100 fois plus de calories que l’air. Une installation exposée au soleil est également un problème pour le rendement en été. L’exposition doit être optimisée été comme hiver.
Il est possible d’utiliser les évacuations de condensats pour refroidir l’échangeur de l’unité extérieure, afin d’optimiser le fonctionnement de l’unité extérieure. Rarement mise en application, cette solution doit être utilisée chaque fois que possible, ce qui permettra d’obtenir une optimisation maximum du système de réfrigération en été.
Actuellement aucun système n’existe pour que l’eau des condensats s’écoule de façon un peu uniforme sur l’échangeur extérieur.
Cette optimisation devrait fournir un gain aux alentours de 50 % de la consommation électrique.

Optimisation d’un gainable:
La grille de reprise peut se situer en haut d’un escalier, en point haut comme en point bas. Esthétiquement, opter de préférence pour le point haut.
L’unité intérieure située dans le faux plafond ne doit en aucune manière toucher le plafond. Elle doit se trouver au moins à 30 cm du faux plafond, dans les combles, et ne pas être en contact avec la charpente.
Les unités intérieures des gainables sont souvent très mal isolées au niveau thermique. Il est donc nécessaire de les emmailloter afin de les isoler avec des matériaux tels que la laine de verre en rouleau.
Attention à ne pas coincer les micromoteurs qui gèrent les zones de chauffage. Pas non plus trop de coude au niveau des tuyaux : les laisser sous la ouate de cellulose ou la laine de verre
Il est nécessaire de prévoir une trappe d’accès pour pouvoir dépanner d’installation.
L’optimisation de l’installation comprend la mise en place de ce qu’on appelle Air Zone ou des bouches de ventilation mécanisées.
On peut aussi faire un système de distribution de l’air en utilisant un faux plafond de distribution dans un couloir. Les défauts inhérents à ce système sont la communication du bruit entre les pièces qui sont généralement des chambres ; ce défaut n’existe pas lorsqu’on distribue chaque pièce indépendamment.
Il existe des bouches mécanisées autonomes avec gestion de la température par pièce, bien moins onéreux que le système Air Zone, mais non centralisé et donc pas actionnable à distance par domotique.

4/ POMPE A CHALEUR EAU-EAU OU GEOTHERMIE

La géothermie propose deux technique : géothermie de surface et géothermie de profondeur.

La géothermie de surface est la plus courante et la moins chère. A l’extérieur se trouve une pompe à chaleur reliée à un réseau de tubes enterrés à une profondeur entre un mètre et un mètre 50, sur une surface correspondant à environ une fois et demie la superficie à chauffer dans la maison. une étude thermique est obligatoire pour ce genre d’installation elle comprend une étude de sol et une étude thermique. le captage contient un liquide contenant de l’eau un glycol alimentaire captent les calories du sol et les calories le soleil

Dans l’idéal, ce type d’installation de captage doit se trouver dans une zone humide le long d’un cours d’eau, d’un ruisseau ou d’un lac. Il peut se trouver aussi sur un terrain nu, mets le type de terrain et la profondeur d’enfouissement du captage ainsi que la qualité des sols (argileux, sable, humus) déterminera l’étendue du réseau est la profondeur du réseau afin d’avoir suffisamment de calories.

Afin d’éviter des phénomènes de rétractation, il convient de procéder à un apport de sable, car une petite couche d’air isolante autour des tubes peut faire baisser le rendement de la pompe à chaleur d’une façon très importante, de l’ordre de 30 %. Il est primordial d’éviter la pousse d’arbres à forte racines style saule pleureur ou autres, car la couverture végétale peut mettre en péril l’installation. Les rendements de ce type d’installation peuvent être extrêmement importants, de l’ordre de 6 à 7, car les sous-sols ont une température moyenne de 10°C toute l’année : lorsque l’on peut profiter de la présence d’un cours d’eau ou d’un ruisseau, on capte les calories sur la longueur du réseau hydraulique du parcours de ce même ruisseau, ce qui donne une quantité de calories nettement au-dessus des besoins réels de la maison.

Il est déconseillé d’installer un potager sur ce genre d’installation, car la végétation y est en retard.

La géothermie de profondeur:
Cette technique peut être utile pour de grosses installations telles que les hôpitaux, les châteaux ou les immeubles d’habitation.
Une demande d’autorisation en préfecture est obligatoire. Un forage de l’ordre de 200 m au moins est nécessaire.
La technique requiert très peu de place et le rendement énergétique est très important.
Le coût est, lui, bien supérieur, comparé à celui d’une installation de surface, mais il peut être une solution très avantageuse.
La géothermie nécessite toujours une étude de sol. Le captage se fait en puisant dans une nappe phréatique les calories.
Elle n’est pas adaptée à l’habitat individuel, car son coût est nettement supérieur aux avantages que peut apporter du géothermique de surface ou d’autres systèmes.

5/ LA CLIMATISATION SANS GROUPE EXTÉRIEUR

Caractéristiques de la climatisation sans groupe extérieur
Les caractéristiques d’un climatiseur sans groupe extérieur vont dépendre de son type (mural ou gainable) :
– Caractéristiques du climatiseur de type mural. Il est généralement installé sur un mur qui donne sur l’extérieur du logement et ne doit pas mesurer plus de 50 cm de longueur. Les conduites d’air de l’appareil passent par les trous d’aération prévus à cette fin. Une gaine sert à évacuer l’air chaud par une sortie discrète prévue sur le mur extérieur de l’habitat. Quant au climatiseur sans groupe extérieur « mural haut », il s’inspire des unités intérieures d’un système impliquant des unités extérieures. Par contre, l’unité contient tous les composants et sa taille, par conséquent, est un peu plus importante.
– Caractéristiques du climatiseur de type gainable (monobloc, split, multi split) :
C’est l’installation qui convient le mieux aux logements de moyenne et de grande taille. L’appareil comprend un réseau de gaines qui doit être installé dans les combles, ou dans un faux-plafond ou encore dans un garage. Sinon, il faudra lui ajouter des éléments d’arrivée d’air neuf, équipés d’un moto-ventilateur. La pose est plus contraignante que le système mural, mais elle permet de climatiser plusieurs pièces d’un logement avec la même unité. Ce type de climatiseur est généralement équipé des technologies réversibles et inverter Note : pour l’une ou l’autre de ces installations, il est fortement recommandé de faire appel à un installateur spécialisé et expérimenté (frigoriste).

Avantages et inconvénients
Ce système de climatisation a plusieurs avantages :
– il permet une évacuation efficace de la chaleur vers l’extérieur ;
– il s’avère idéal lorsque le plan local de l’urbanisme n’autorise pas de poser un groupe extérieur de climatisation en façade ;
– il est silencieux pour l’extérieur ;
– l’installation murale est très discrète sur le plan esthétique (car elle est généralement placée dans le haut d’un mur ou au sol).
Ses inconvénients :
– les modèles sont relativement bruyants (45 dB contre 19 dB) ;
– un COP de 3, donc très faible, en comparaison avec un modèle classique.

6/ LA PRODUCTION D’EAU CHAUDE SANITAIRE

Il existe des ballons d’eau chaude sanitaire de 200 l ou de 300 l, en verticale ou en horizontale, pour régler les problèmes d’encombrement.
Un ballon à résistance électrique consomme en moyenne 300 euros par an. Ainsi, l’amortissement d’une installation telle que thermodynamique ou autre système est très compliqué. Le ballon à résistance électrique s’adresse donc plus à une installation neuve ou à une rénovation.

Ballon thermodynamique sur pompe à chaleur couplé sur la sortie de la vmc
Le ballon thermodynamique sur pompe à chaleur est efficace, moderne et bénéficie d’un crédit d’impôt ainsi que d’une prime. Il est couplé avec une VMC.
Peu connu, ce système permet de pallier l’inconvénient d’une VMC évacuant la chaleur à l’extérieur de la maison en hiver à raison de 2000 W par heure et de faire ainsi travailler la pompe à chaleur du ballon dans des conditions hivernales de 2 degrés, affichant un SEER très optimisé : la machine travaille à la même température, hiver comme été.

Ballon électrique avec panneau solaire thermique
Il s’agit d’un simple ballon électrique couplé avec un panneau solaire thermique utilisant le soleil en apport, dès que les rayons du soleil sont efficaces.
Ce système très performant diminue par 2 la consommation électrique. Il peut produire beaucoup en été et est très adapté au monde agricole pour les élevages.
Il est par ailleurs très adapté à la norme des maisons BBC qui n’ont plus de VMC.

7/ LES SOLUTIONS COMPLÉMENTAIRES

D’autres systèmes permettent de faire des apports gratuits à faible coût de fonctionnement, qui sont généralement en auto-construction : ce sont des panneaux thermiques solaires ventiles en façade de maison ou en toiture.

Qu’est-ce qu’un panneau aérothermique ?
Un panneau aérothermique est un panneau solaire équipé d’un collecteur d’air, qui a pour fonction de chauffer ou refroidir l’habitat selon les conditions climatiques, mais qui ne produit pas d’électricité, contrairement aux panneaux R-VOLT.
Principes de fonctionnement d’un panneau aérothermique :
1- ASPIRATION
L’air intérieur de votre maison est aspiré en silence par une bouche d’extraction.
2- IRRADIATION SOLAIRE
L’air se réchauffe ensuite en remontant le long des panneaux aérothermiques.
3- ASSAINISSEMENT
De l’air neuf est mixé à l’air réchauffé, puis filtré dans le module de ventilation.
4- INSUFFLATION
Le système transmet à votre intérieur la chaleur nécessaire, toute la journée.
Il est possible de fabriquer un panneau chauffe-air pour pas trop cher, avec du matériel neuf ou de récupération. Plusieurs techniques existent, les différences venant surtout de l’absorbeur. Il peut être fait de canettes en colonnes, de gaines de ventilation. Le vitrage peut même être optimisé en y intégrant des lentilles de Fresnel.
Nous vous conseillons les sites Internet suivants, où vous trouverez les modes opératoires et des exemples de fabrication :
• un exemple de réalisation
• http://www.apper-solaire.org/Pages/Experiences/Isabel%20Guy%2049/La%20SAGA%20de%20mes%20capteurs%20solaires%20a%20AIR/index.html

D’autres techniques de système de chauffage préparent les besoins en énergie de la maison.

LE PUITS CANADIEN
Le principe du puits canadien/provençal consiste à faire circuler l’air neuf de ventilation dans un conduit enterré grâce à un ventilateur, avant de l’insuffler dans le bâtiment. En hiver, l’air se réchauffe au cours de son parcours souterrain, les besoins de chauffage liés au renouvellement d’air des locaux sont alors réduits et le maintien hors gel du bâtiment peut être assuré. Le puits est alors dit canadien. En été, l’air extérieur profite de la fraîcheur du sol pour se refroidir et arriver dans le bâtiment durant la journée, à une température inférieure à la température extérieure. Le puits est alors dit provençal.
Couplés à une ventilation double-flux, les conduits géothermiques exploitent la température relativement stable du proche sous-sol, qui varie entre 12 et 15°C à 1,5 m de la surface, pour rafraîchir (très efficacement) en été ou réchauffer en hiver l’air neuf de l’extérieur.
Le double-flux n’est pas très efficace et ne possède pas de COP important.
Dans la mesure où les volumes d’air sont suffisants, il est possible, dans une cave ou dans un système d’aération suffisamment vaste, de positionner une climatisation réversible ou un gainable et de profiter de température, idéales hiver comme été.
Se système est très adapté à de gros volumes tels que des châteaux ou des demeures bénéficiant souvent de grandes caves ou de carrières d’extraction de pierres.

Le puits canadien se présente comme une solution intelligente et citoyenne de récupération d’énergie sur le poste ventilation (dans l’habitat, la ventilation représente entre 20 et 30 % des déperditions ; dans le tertiaire, ce chiffre peut être plus important). En été, il permet en outre un rafraîchissement naturel.
L’air extérieur circule dans un conduit de 200 mm, sur une longueur d’environ 30 mètres et une pente de 3 % (suivant taille de la maison). Pour un bon échange géothermique, la profondeur de pose doit être de 1,5 à 2 m de profondeur. Attention : le conduit doit être étanche (pour éviter des remontées de gaz souterrain du type radon) et être traité antibactérien. De plus, le conduit doit être en plastique inerte (NE PAS PRENDRE DU TUYAU PVC).

La ventilation des combles, mécanique ou statique
Dans le domaine de la climatisation, il existe 2 approches. L’une, purement classique, consiste à refroidir directement la maison avec une climatisation. L’autre solution consiste à empêcher la chaleur de pénétrer dans les maisons dites BBC, mais aussi dans toutes les maisons dont l’aménagement des combles n’a laissé qu’une mince couche d’isolant derrière un toit noir en ardoise ou en tuile.

L’isolation d’une toiture doit être couplée avec sa ventilation
Une bonne ventilation de la toiture est tout aussi importante que sa bonne isolation. Une toiture non ventilée favorise le développement de moisissures et de champignons car l’atmosphère va y être humide et chargée en vapeur d’eau. Les DTU 40.1 et 40.2 (1) définissent précisément les règles concernant l’aération de la toiture. Elle doit se faire, via un vide d’air situé soit entre le dessous liteaux (pièces de bois supportant la couverture) et l’écran sous toiture (2 mm d’épaisseur minimum pour la lame d’air), soit entre le dessous des liteaux et le dessus de l’isolant.
Si l’emploi d’un écran sous toiture (EST) n’est pas obligatoire, il est recommandé pour les couvertures en tuiles (en terre cuite, plates, à emboîtement ou en béton) et les ardoises (posées à claire-voie). La lame d’air, appelée vide d’air ou vide sous toit, doit être ventilée grâce à l’installation d’un dispositif spécifique. Si l’E.S.T. est de type HPV (Haute Perméabilité à la Vapeur), on peut poser l’isolant directement dessus, sans lame d’air.

Aération des toits en pente par des entrées et sorties d’air du faîte aux gouttières
Pour les toitures pentues, le premier moyen pour ventiler le vide sous toit consiste à générer une circulation d’air entre le haut de la couverture (faîtage) et le bas (gouttières). Il faut veiller à ce que les entrées et sorties d’air, généralement disposées en quinconce, aient au moins la même dimension. On doit aussi installer un closoir, élément permettant d’assurer que le faîte du toit reste étanche en empêchant l’entrée des poussières et de l’humidité. Pour les toitures en tuiles ou en ardoises, ce closoir existe sous forme rigide ou en rouleaux. Ces modèles sont disponibles en plusieurs largeurs et couleurs afin de correspondre au mieux aux tuiles ou ardoises utilisées. Pour la ventilation en partie basse, on trouve des closoirs de gouttière en forme de peigne pour les couvertures métalliques ou en tuiles et des lattes de ventilation pour les toitures en tuiles ou en ardoises.

Ventilation des toitures pentues grâce aux chatières
La deuxième méthode d’aération pour les toits en pente consiste à installer des chatières, c’est-à-dire des petites ouvertures. On les pose en quinconce, dans le même sens que les éléments de couverture (tuiles, ardoises…) pour équiper régulièrement toute la surface de la toiture. Les chatières, de formes diverses, sont généralement fabriquées en terre cuite ou en zinc et elles possèdent une grille de protection. Il existe des modèles spécifiques pour les toitures en tuiles qui sont des tuiles surmontées par une chatière grillagée. Ils sont disponibles dans un grand nombre de coloris afin de s’intégrer au mieux à la couverture.
Si la toiture est réalisée avec des tuiles ayant une forme vraiment arrondie, il n’est alors pas requis d’installer un système de ventilation car l’aération se fait automatiquement sous les tuiles. Pour les toitures en ardoises ou en zinc, on trouve des modèles plats, triangulaires ou en demi-cercle, dans toute une gamme de gris.
Une aération spécifique selon la nature du toit plat
Il existe de toitures plates non ventilées (toitures chaudes). Certaines sont non isolées : on pose sur l’élément porteur un revêtement étanche uniquement. Les autres (isolées) se composent d’une suite de couches posées sur l’élément porteur : un pare-vapeur (pour empêcher que l’humidité pénètre dans la structure du toit), une couche isolante et le revêtement d’étanchéité. Ce type d’installation est actuellement le plus répandu. Les toitures à isolation inversée (l’isolant est disposé sur la couche d’étanchéité et il n’y a pas de pare-vapeur) sont caractérisées par un risque de condensation minime. Pour les toitures plates ventilées (ou toitures froides), on trouve deux configurations. La première consiste à laisser une lame d’air, communiquant avec l’extérieur, sous l’élément porteur. Dans la seconde, on recouvre l’élément porteur d’un pare-vapeur étanche à l’air, surmonté par l’isolant, une lame d’air et le revêtement étanche. Pour améliorer l’efficacité de l’aération, on ajoute des aérateurs ou des grilles de ventilation.
(1) : Document Technique Unifié édité par le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment

Couplage multi-énergies
Le couplage d’énergies consiste à chauffer en associant des techniques complètement différentes mais complémentaires. Il fonctionne aussi bien pour le chauffage que pour le rafraîchissement. On peut en outre associer un poêle à bois avec un gainable.
L’intérêt de ce système est d’utiliser la puissance du poêle à bois avec ce qu’on appelle la reprise du gainable, puis de la redistribuer dans les pièces de la maison. On peut procéder ainsi avec un poêle de masse, avec un insert, avec un poêle à bois ou un panneau aérothermique.

La mixité énergétique
La mixité énergétique doit aussi aider chacun à baisser sa consommation d’énergie et le montant de ses factures. Son principe est simple : rassembler plusieurs énergies pour utiliser chacune d’entre elles à bon escient. Il s’agit de coupler énergie fossile, gaz naturel, fioul ou électricité avec une énergie renouvelable : bois, solaire ou pompe à chaleur.

Technique d’apport extérieur
On connaît tous le rapport existant entre la densité et la capacité à stocker de l’énergie. Les galets de rivière de nos grands-mères fonctionnent très bien : on les chauffe à la cheminée et on les insère dans les lits.
Un mur en béton noir va capter les calories et les restituer dans l’ambiance Pourquoi un phénomène classique dans le domaine des calories fait-il que les calories vont du chaud vers le froid ? Lorsque la température baisse, le soir, les calories sortent des matières denses où elles se sont accumulées.
Cette notion est importante : elle permet de comprendre la notion de stockage et la notion d’inertie, qui vont influencer énormément la construction ou la conception d’une maison, d’une serre ou d’une véranda.
Dans un chalet, si le sol est en bois, le stockage ne pourra pas se faire dans la dalle. Celle-ci va en effet restituer les calories qu’elle a captées dans la journée pour les restituer dans la pièce. Il en va de même d’un toit noir avec des combles non aménagés : au bout d’un certain temps, en soirée, on se retrouve avec un toit d’une température aux alentours de 45 ou 50°C, due au soleil de la journée.
Les calories migrant du chaud vers le froid, la chaleur pénètre dans la maison. La ouate de cellulose laisse passer, au bout de 6 heures, la chaleur cumulée sur le toit en ardoise, qui augmente sans limite jusqu’à l’équilibre thermique, autrement dit jusqu’à ce que la température extérieure et la température intérieure soient quasiment identiques.
Pour réguler se genre de phénomène, il faut ventiler les combles mécaniquement, ou naturellement lorsque c’est possible, en ce qui concerne les combles non aménagés, ainsi qu’occulter les vérandas avec des stores, et occulter extérieurement les velux.

La thalassothermie
A ne pas confondre avec la solution de soin et bien-être (thalassothérapie), la thalassothermie permet d’alimenter des réseaux de chaleur urbains grâce à de l’eau de mer. En résumé, l’eau puisée dans la mer permet, par un transfert de chaleur, de chauffer ou refroidir l’eau des habitations. Le transfert se fait grâce à un fluide dit “caloporteur” qui récupère puis transmet facilement les niveaux de température. Ces systèmes offrent des rendements très efficaces et permettent de se substituer au chauffage ou à la climatisation électrique en émettant 80 % de CO2 de moins que les systèmes classiques. La ville de Marseille a déjà mis en place 2 de ces systèmes pour alimenter l’éco-quartier de Marseille. A terme, c’est une solution qui pourrait être appliquée dans des nombreuses autres villes portuaires.

La cloacothermie
Alimenter un réseau de chaleur en prenant sa douche, c’est désormais possible. Les eaux des égouts sont en permanence à une température variant entre 15 et 20°C, et cette chaleur est une énergie bien trop souvent perdue. Sur le même principe que le système de la thalassothermie, cette eau chaude peut transmettre sa chaleur à de l’eau neuve. Déjà appliquée dans de nombreuses villes comme Levallois, ce système permet de faire des économies conséquentes d’énergie et de gaz à effet de serre.