Stockage inter-saisonnier : tunnel à galet

[herakles]

Bonjour Julien

Ca risque de compliquer les choses d'avoir un double système air et eau , avec les pompes , circulateurs et ventilateur..

Avec tout ça, j'ai réfléchi, et j'ai pensé au projet suivant. Le but est de chauffer une serre de 200m² (maintenir hors gel, disons 5° minimum, et 0° ou petit gel si vraiment il fait très froid : -15 à -20 ce qui arrive parfois certaines années).

Si tu pars sur un système hydraulique, il te faut des capteurs fiables et résistants au gel , ou à défaut des capteurs autovidangeables la nuit.

Ensuite, mon idée est de faire chauffer un ballon au centre de la serre avec des panneaux solaires thermiques

Cela me fait penser aux systémes mis au point par quelques pionniers comme Thomasson aux USA ou Alain Liebard (à Toulouse) mais cela n'a pas eu franchement du succès question fiabilité et rendement

Ensuite j'ai besoin de pouvoir aérer sérieusement la serre l'hiver durant la journée, car je ne veux pas que la température dépasse 15°.

je peux monter à 35°, ce qui est arrivé récemment.
Précisément , il est possible d'aspirer l'air trop chaud de la serre pour le rafraîchir dans le système de stockage dont la T° ne dépasse pas 20°C en Hiver , cette chaleur n'est pas perdue et sera récupéré par déphasage dans l e sol : une sonde déclenchera l'aspiration dans la serre pour le pulser dans les tubes de ciment = rafraîchissement dans la serre et en même temps stockage dans le sol de l'excès de chaleur .

L'air chaud (pris en haut du coffre) est ensuite envoyé grâce à un ventilateur dans des tunnels souterrains en tubes de bétons

Peut-être plus simple d'utiliser des réseaux de tubes PEHD en nappes enterrés dans les tranchées au lieu des galets ou tubes de ciment

Un mix possible = tubes de ciment de diamètre 20 + tubes d'eau autour , dans la même tranchée .

Avec ces réseaux , on peut régler plus finement la température du sol au voisinage des arbres par tapis chauffants circulaires , via une sonde et circulateurs appropriés .

En cas de surchauffe >30°C , l'air chaud est aspiré et soufflé dans les tubes de ciment et ressort plus tempéré .

J'ai bien regardé ton schéma : je crains que tu n'aies trop de pertes de charge dans les tuyaux de ciment avec toutes ces pierres et la longueur développée de chaque branche du réseau aéraulique enterré

As tu bien regardé les travaux de Hollumuller = tuyaux parallèles et branchés en boucle de tikelman= minimum de pertes de charge ?

Je me demande quelle est la vitesse de libération de la chaleur de ce genre de tunnel. En imaginant que ces tunnels soient bien chauds le soir l'hiver à 17h, combien de temps la chaleur va mettre pour se répandre dans la serre ? Je ne sais pas

la vitesse de propagation de la chaleur dans le sol est d'environ 0.7 à 0.9 m par mois à partir des tubes : relis bien la discussion depuis le début et désolé que celle ci soit si longue..
J'avais mis des scans sur un système analogue mis en place dans le hall des machines de l'ENSI à Valenciennes
Dans ce système , le concepteur , qui craignait une vitesse de propagation de la chaleur trop lente , a eu l'idée d'adjoindre des tubes PEHD parallèles dans la même tranchée et reliés à un plancher chauffant en surface ce qui permettait de moduler plus ou moins finement la restitution de chaleur et donc du déstockage.

Pour faire simple , la chaleur stockée au niveau des tuyaux (enterrés à 2.50m ) en Juillet ressort 2 mois environ après au niveau de la dalle...

J'ai aussi une petite crainte concernant l'air ainsi enfermé (je veux volontairement faire un circuit fermé souterrain pour ne pas perdre de chaleur...) :

Pas trop d'accord , il ne faut pas enfermer l'air en boucle fermée !
il s'agit surtout de systèmes ouverts avec filtration en amont et en aval du stockage , avec by-pass pour stocker , climatiser ou rejeter l'air sortant des galets ou des tuyaux .

Je te conseille d'approfondir tes recherches à partir des travaux de Hollmuller qui a étudié également le cas des serres horticoles .

Bon courage
-----

[invite94eeb18a]

Merci beaucoup pour ta réponse, et ta patience Je réfléchis...

[herakles]

A julien999

quelques retours en arrière :
sur le Hall des machines ENSI
message#46 :http://forums.futura-sciences.com/ha...ml#post1444805
extrait rapport conférence INSA Toulouse 1984
message#51 http://forums.futura-sciences.com/ha...ml#post1480219


J'ai d'autres scans qui se sont perdus dans l'ordi , désolé ...je cherche encore..

[invitee9c0a1e3]

Bonjour Ã* tous,

Après avoir parcouru une bonne partie du fil, pas en profondeur non plus, c'est très long... Je ne trouve pas de cas similaire au mien.

Je suis Ã* l'étape du dépôt de mon permis de construire, dans le sud est, maison de 130m2 hab en R+1 partiel, garage attenant au nord. Le tout en auto-construction.

Je pensais réaliser un puit canadien, mais en tombant sur le sujet du TÃ*G...

Dans le sud est, l'hiver ne me fais pas trop peur, mais l'été en revanche...
Est-ce qu'un TÃ*G simple serait bénéfique et ne pourrais-je pas utiliser le terre plein sous mon garage pour l'installer?

Pour le reste, maison toit terrasse vegetalisé, construction en béton cellulaire 36.5 orientée sud-sud est
VMC double flux et un petit poil Ã* bois pour les jours les plus froids. Mon souhait serait de me passer d'une clim l'été en concervant une température inférieure Ã* 26 voilÃ* pourquoi je m'oriente vers le TÃ*G

Si vous voulez que je poste un plan ou qq chose dite moi.

Merci d'avoir pris qq minutes pour me lire

Sylvain.

[invite4905b8d1]

Bonjour à tous !

Je suis depuis quelques temps FS et je trouve que ce forum est une mine d'informations !

Pour tout vous dire, je tente de concevoir une maison totalement autonome en énergies et eaux (sans pour autant se priver de certains besoins : maison de 160 m² présentant un RDC et un étage).
Voilà que ce système de stockage d'énergie grâce à l'inertie de la terre m'intéresse de plus en plus. J'ai vraiment l'impression que cette stratégie peut être la charnière entre l'été et l'hiver. Bref, j'ai lu avec beaucoup d'attention ce fil de discussion entre autre et le système à l'air très promoteur.

J'ai quelques réticences avant de franchir le pas :
- mon projet se situe sur une terre agricole rachetée en Belgique. Malheureusement, il n'y a pas beaucoup de retour d'expériences de personnes vivant en Belgique... Est-ce que ce système est tout aussi intéressant ?
- le fait de ne pas isoler le plancher en contact avec la masse de stockage me rebute un peu. Bien que je comprenne l'intérêt de la chose, j'ai en fait simplement peur de perdre de la chaleur en hiver.
- le projet, comme tout projet est soumis à législation (en matière d'énergie : PEB en Belgique), comment puis-je justifier de ne pas isoler un plancher en contact avec le sol alors que je dois respecter un U maximum de 0.24 W/m²K ? Ca devient du hors-la-loi, hum hum.
Quelqu'un sait m'en dire un peu plus quant à l'utilisation de ce système en Belgique (j'entends bien des réponses à mes tracas énoncés ci-dessus mais aussi m'apporter des réponses plus techniques) ? Je suis tout ouïe, vous pouvez-même me rediriger vers une autre source d'informations.

Merci beaucoup pour votre lecture !

[invite934d36f0]

Salut tout le monde,

Une petite question rapide pour Herakles :

Pour mon instal, je récupère les calories de l’air extrait via un échangeur statique (l..na de chez F.A.). Je ne souhaite récupérer les calories sur l'air viciée que lorsque je suis en petit débit en mode ventilation simple. Sur sa fiche technique, l'échangeur ne va pas au dessus de 300m3/h et je souhaiterais donc le by-passer automatiquement dès que mon débit de ventilation sera supérieur.
Au début j’étais parti sur un clapet à ressort qui s’ouvrirait sur le by-pass lorsqu'il y aurait un débit suffisant (l'air passerait par là où il y a le moins de perte de charge c.a.d. via le by-pass et plus par l'échangeur) mais tu m'avais dis à l'époque que ça ne pouvait fonctionné comme ça sans plus d'éclaircissements... Suis-je donc obligé de prévoir un registre motorisé à la place de ce clapet ou il y a une autre solution?

Je sais que ça commence à dater un peu mais si tu pouvais m'éclaircir à ce sujet car je vais bientôt préparer ma commande...

Bon après midi à tous

[invite934d36f0]

Bonjour à tous,

J'ai bien réfléchi à la pertinence du clapet et voici ce que j'en ai conclus :

Pour que mon clapet s'ouvre tout seul lorsque le débit dépasse 300 m3/h, il faut que la pression généré par l'échangeur DF soit supérieure à celle nécessaire à l'ouverture du clapet. Et à l'inverse, pour qu'il reste fermé, il ne faut surtout pas que la pression générée par l'échangeur dépasse ce seuil sous peine d'avoir un by-pass ouvert h24 et un bel échangeur DF qui vaut la peau des c..illes qui ne servirait à rien...

Donc, à un débit variant entre 100 et 300 m3/h, la pression statique au niveau de l'extraction de l'échangeur varie d'environ 40 Pa à 200 Pa (sous réserve que les filtres intégré soit propre...). Maintenant, sur la fiche technique du clapet (pas chez F.A. car j'ai pas trouvé ces infos), on voit qu'il s'ouvre à partir d'une différence de pression de 20 Pa...
A moins de jouer sur la tension du ressort qui le maintient fermé, je ne vois pas trop comment faire. De plus, le réglage risque d'être plutôt aléatoire et je ne suis pas sûr de la durée de vie du ressort si je le force ainsi...

J'en déduis donc que je vais devoir mettre un registre à la place .

Du coup, ça me fera un total de 4 registres motorisés pour faire tourner mon usine à gaz .

Tu t'en sors bien cette fois-ci Philippe, tu n'as pas eu à répondre vu que je me suis auto-répondu ! Mais ne crois pas que tu vas échapper à ma soif intarissable de réponses multiples en tout genres et diversement variées !!!

Je reviendrais, comme dirait l'autre

[invite86005b20]

Usine à gaz, tu as très bien résumé

[herakles]

A moins de jouer sur la tension du ressort qui le maintient fermé, je ne vois pas trop comment faire. De plus, le réglage risque d'être plutôt aléatoire et je ne suis pas sûr de la durée de vie du ressort si je le force ainsi...

Bonjour MOUX,

le ressort peut être remplacé par un système de poids ..
Inspires-toi des modérateurs de tirage..

Usine à gaz, tu as très bien résumé

Que dire des systèmes VMCDF sophistiqués à 95% de rendement ?
Si c'est juste pour récupérer 10 à 20kWh/jour sur3 mois par an et filtrer l'air neuf , ca me paraît être une usine à gaz aussi...

Si c'est pour aérer, chauffer, climatiser , chauffer de l'eau grâce à l'air chaud d'un capteur à air ou une serre, tout cela avec un ventilo de 180W , ca me paraît être une usine à gaz plutôt rentable...

[invite934d36f0]

+1 avec le grand maître!

Je ne sais pas si j'arriverais à bricoler un truc qui tiennent la route sur le principe d'un modérateur de tirage... La solution registre motorisé est "clés en main" si je puis dire ...

Je réfléchis quand même à cette solution.

Merci et bon week-end à tous.

[invite86005b20]

Tu as raison, une VMC-DF c'est pas le top, loin de là et dans la majorité des cas une ventilation naturelle bien pensée est bien mieux. J'ai d'ailleurs toujours dit et écrit qu'une VMC-DF ne pouvait pas s’amortir ... mais que la qualité de vie était améliorée

Reste qu'après avoir dit ça, l'histoire de l'usine à gaz, c'est encore autre chose ... et de là à démonter qu'elle est rentable, j'ai comme un doute ... comme pour les VMC-DF

[chri54]

Bonjour,

que pensez-vous de commencer a précharger le Tag ?
Il est à 14°C, ca fait plusieurs jours que l'air extérieur est plus élevée que le TAG
Un delta de quelques degrée serait bon pour le précharger ?

@+

[herakles]

Bonsoir Chris ,

Il faut un delta plus élevé , au moins 40°C , pour commencer à pré charger avec de l'efficacité : inutile de réchauffer trop tôt les galets , il faut les garder encore frais pour les canicules de Juillet-Août...
Inutile de fatiguer le ventilateur avec un si faible delta ...

N'oublions pas que les TAG servent aussi à climatiser la maison aux premières chaleurs de l'été .. gardons -les bien au frais et utilisons plutôt les capteurs pour l'ECS , la piscine , etc.. en Mai et Juin .

Même avec de l'air à 40~50°C , venant des capteurs , il faut plus d'un mois pour que la température des TAG (+ la terre autour) monte de quelques °C : on met cette forte inertie à profit pour retarder la surchauffe de la maison .

L'air sort en effet des TAG à des températures encore inférieures à 25°C jusqu'à fin Juillet , mi-Août (si les TAG sont bien dimensionnés et le ratio surface capteurs-nombre de TAG est bien respecté .
Passé la mi-Août , et vers fin septembre , toute la masse de terre autour des TAG doit être aux environs de 26~29°C ...

[Lo-K]

Bonjour,

J'ai une question, protéiforme, concernant l'isolation enterrée pour protéger le stockage thermique constitué sous le bâtiment.

L'isolation qui semble à première vue la plus logique et aussi la plus habituelle est d'isoler verticalement par l'extérieur, le long des murs de fondation, et la plus efficace/épaisse possible.
A une réserve près, c'est que des études montrent que l'isolation horizontale est également très valable, sinon même meilleure parce qu'elle "emprisonne" autour de l'habitation un plus grand volume de terres qui au fil des années représente un meilleur volant thermique de protection contre l'alternance du chaud et du froid. Mais l'étude souvent citée est réalisée pour des températures de sol conventionnelles et non pas pour un sol réchauffé servant de stock à moyen terme.

D'autre part, sur de longues périodes de stockage un isolant n'a qu'une efficacité réduite, voire nulle : une baignoire qui fuit même très peu est vide au bout d'un certain temps !
Une maison passive, inoccupée, se vide de sa chaleur assez rapidement aussi en plein hivers en dépit de sa très forte isolation. Alors nous qui stockons plusieurs mois de la chaleur, que représente le frein à la diffusion de chaleur de notre stockage vers l'extérieur constitué par l' isolant enterré? Il ne faut pas perdre de vue que ces fuites dans notre cas n'en sont pas vraiment tout à fait, puisque la chaleur perdue par le stock constitué sous la maison, au fil du temps constitue une isolation autour de lui : la vitesse de pertes thermiques ralentit comme la racine carrée du temps environ, en chauffant le pourtour lentement sur de nombreuses années. C'est à dire qu'au fil du temps le stock s'isole par ses propres pertes. Cela à peu près "gratuitement" puisque l'énergie perdue est de l'énergie solaire captée à bon compte en plein été...

Le puits est ainsi quasi isolé par la lenteur de la diffusion thermique qui pénètre la terre autour sur des distances qui demandent un temps de plus en plus long, comme le carré de la distance parcourue par diffusion thermique. ( https://www.wikiwand.com/fr/Communau..._Drake_Landing )


La difficulté est de visualiser ce phénomène de déperdition/isolation, de manière dynamique.


Au final vaut il mieux un isolant vertical, seulement horizontal qui augmenterait le volume de stockage, les deux, ou pas d'isolant du tout, parce que de toute façon sur une longue période de temps (plusieurs mois ) avec les gradients de températures considérés et les pertes servant d'isolant, l'impact de cet isolant au fil des années est dérisoire... ?

Je ne parviens pas à trancher? Mais vous m'aurez compris, partisans du moindre effort, soupçonner que cet isolation puisse être supprimée ou du moins limitée...

Merci de m'avoir lu jusqu'ici et si une idée vous vient, de me suggérer quelque chose.

Laurent

[Lo-K]

Pour ajouter un élément de réflexion à la question que je pose ci-dessus, on peut considérer qu'un bon isolant de 10 cm d'épaisseur en Polychinchose, cela représente deux à trois mètres de terre en terme d'isolation. Mais évidemment sans l'inertie offerte par la terre !

Bonne réflexion/analyse!

Laurent

[Lo-K]

Bonjour,

Comme je suis entrain de rassembler les éléments dont je vais avoir besoin pour le chantier, dont une partie commence cet été, les questions se bousculent. Suite à ma question sur l'isolation périphériques du stockage, se pose celle de la dalle intérieure, qui se limite favorablement à ce que j'ai lu de la résistance thermique d'un hérisson.
Il est aisé de déterminer la puissance de chauffe de la dalle nécessaire pour pallier aux déperditions thermiques du bâtiment et donc les caractéristiques de la transmission thermique de la dernière couche du sol. Du moins en moyenne... Mais à nouveau nous sommes en mode dynamique. Au mois d'octobre, le sol bien chaud et les apports solaires encore considérables, on pourrait envisager la couche superficielle du sol assez bien isolante. Mais au mois de janvier, le stock refroidi et les apports solaires très limités, cette "isolation" du sol intérieur, aussi minime soit elle, devient pénalisante. Evidemment on peut dérouler des tapis en octobre et les ranger au mois de décembre... Ce n'est pas très pratique, mais faisable.
Ma question est donc celle-ci, considérant une puissance de chauffage maximale souhaitée de 20 w/m2 au niveau de la dalle ( 10 w pour chauffer le rez de chaussée et 10 w pour l'étage. Ce qui correspond au logement passif), au moment où il fait le plus froid, et en moyenne un apport de 30kw/m2 par an, il semblerait à priori qu'aucune isolation ne soit nécessaire si l'on considère qu'au niveau du sol intérieur la terre est sèche (conductivité 0,75 w/m.°c) et que la surface de la dalle est encore 3°C supérieure à la température de consigne ( ex 21°c/19°c). Il resterait donc à poser un revêtement de sol ouvert à la diffusion de vapeur d'eau permettant un assèchement modéré de cette couche superficielle sur une dizaine de cm, la partie plus profonde ayant intérêt à rester humide.
En résumé j'aurais intérêt à poser quelque chose comme de la terre cuite sur le sol. Le hic dans ce cas, c'est le potentiel inconfort en septembre octobre avec une dalle bien chaude combinée aux apports solaires non négligeables. Il faut pour pallier à cela ajouter de l'isolation et partir du principe que la dalle plus isolée par nécessité ne produira plus en plein hivers qu'une partie réduite des apports caloriques nécessaires, le reste étant directement puisé dans la masse du terre plein et ramené à la surface. Dans ce cas, en utilisant une chape de sable sec de 10 cm d'épaisseur ( conductivité 0,4 w/m.°C l'isolation ) l'apport est divisé par deux. Est ce suffisant, ou faut il isoler plus encore ? Comme pour la question de l'isolation des fondations (verticale, horizontale etc...) par intuition je ne parviens pas à me décider, d'autant plus que les caractéristiques du sol et des matériaux tels que sable etc... varient considérablement. Ces choix devraient être réalisés à partir d'une étude dynamique des transferts thermiques. Quelqu'un a-t-il connaissance de programmes abordable permettant ces calculs...?

Le hérisson en général recommandé semble à priori bien répondre à la problématique posée, mais quid de son épaisseur, de ses composants, de ses caractéristiques ?

Merci d'avance pour votre aide.

Laurent

[Lo-K]

Bonjour,

Comme je n'ai pour l'instant pas de réponse à mes questions ci dessus, mais que ma réflexion ne s'est pas arrêtée pour autant, je vous en livre l'état à ce jour.

Le raisonnement des pertes servant d'isolant est d'autant plus valable que l'on s'éloigne de la surface du sol, où les déperditions par l'air en contact sont définitives et inutiles. On a donc intérêt à limiter les pertes de ce côté là et vraisemblablement isoler, ce qui revient un peu à "enterrer" le stock plus profondément. Il semblerai intuitivement qu'une isolation horizontale soit particulièrement indiquée, plus épaisse en se rapprochant des murs du bâtiment. Du genre évoluant de 10 cm à 20 cm d'épaisseur. Longueur? Intuitivement à nouveau je dirais deux mètres ou quelque chose d'approchant: deux mètres de terre autour du bâtiment étant en terme d'isolation plus ou moins équivalent à 10 cm de polymachin. Dans l'étude excellente sur l'isolation horizontale dont vous trouverez le lien ici: https://enercoconseils.wordpress.com...ttoir-isolant/ la longueur déduite comme suffisante de l'isolant horizontal est moins importante, mais le gradient de température en jeu l'est également moins....
Si vous lisez l'article en question jusqu'au bout vous prendrez connaissance d'une question qui prend en compte un stockage de chaleur sous la maison. L'auteur est un peu dubitatif pour une isolation horizontale dans ce cas de figure, qui n'est pas celui d'un tunnel à galets avec stockage en profondeur, mais un chauffage par le sol non isolé permettant un stockage par inertie importante du sous sol, mais donc beaucoup plus en surface de celui-ci

Voici donc où j'en suis aujourd'hui de mes réflexions, mais si vous avez une idée à suggérer j'en prendrais connaissance avec grand intérêt.

Au plaisir

Laurent

[Lo-K]

Bonjour,

Ma réflexion avançant sur cette question du niveau de l'isolation ou de freinage de l'onde thermique au niveau du sol intérieur, je me demande si finalement il ne serait pas plus facile d'isoler plus fortement le sol. De toute façon le stock se déchargera en partie par les murs et colonnes qui plongent sous l'isolant, et le reste des besoins nécessaires peut être pris en direct dans le stock. N'est ce pas plus facile de régler de cette façon les problèmes éventuels de surchauffe en mi saison et éventuellement, dans le pire des scénarios, la sensation de sol froid en plein hiver ? Cela permet en outre de commencer le stockage plus tôt dans la saison et accumuler ainsi plus de calories dans le sol sans risques ( si l'on accepte de ne plus l'utiliser pour le rafraîchissement, si l'on dispose par ailleurs d'un tunnel froid ou d'un puits canadien/provençal plus classique).

Ceci dit, comme j'aime les choses simples, l'idée que la dalle chauffe toute seule sans le recours à des interventions techniques me plaît mieux à priori qu'une isolation plus poussée imposant d'office un puisage technique en profondeur.

Éléments que je rajoute à ma réflexion sans trancher pour l'instant.
Vos réflexions sont les bien venues, attendues même !

Au plaisir

Laurent

[herakles]

De toute façon le stock se déchargera en partie par les murs et colonnes qui plongent sous l'isolant, et le reste des besoins nécessaires peut être pris en direct dans le stock.

Bonjour Lo-K,

j'ai souvent réfléchi à cette question = isoler ou non la dalle au-dessus du stockage ?

Ma conclusion = inutile d'isoler la dalle au dessus des TAG pour ne pas freiner l'onde thermique et en soutirer le maximum de calories stockées , du moins en région Toulousaine.
Par contre , l'isolation périmétrique , verticale ou horizontale par l'extérieur - ne doit pas être négligée ; le principe des trottoirs isolants est excellent , créant une bulle thermique sous la maison plus large que l'emprise de la maison elle-même .

et le reste des besoins nécessaires peut être pris en direct dans le stock

En effet ,en préchauffant l'air neuf passant par les galets = le gradient de température est en effet plus élevé que dans un puits canadien standard , du moins pendant les 2 premiers mois d'hiver , au moment où le soleil est rare .

Cependant , si on isole la dalle au dessus des TAG , on ne peut puiser que par le biais de tuyaux remplis d'eau noyés à côté des TAG , reliés à un circulateur qui pulse l'eau vers des serpentins noyés dans la dalle béton .. cela permet d'ajuster plus finement la température de la dalle , avec en plus la possibilité d'un appoint (électrique ou poêle bouilleur..)
C'est à étudier selon le climat et l'étude thermique de la construction .
Voir le système Innovert (by Gogole...)

Mon mentor , JP CORDIER , avec son ingénieur thermicien , avait mis au point un double TAG : un premier réseau enterré à -2.20m sous la dalle et un deuxième à -1.00m : on commence à recharger en été le réseau le plus profond et à la fin de l'été , on recharge le second de façon à avoir une plus grande homogénéité des températures dans le sol .
Cela peut se faire avec deux lits de galets dans la même tranchée , mais avec un double réseau de gaines aérauliques .

Bonne cogitation !

si l'on dispose par ailleurs d'un tunnel froid ou d'un puits canadien/provençal plus classique).

ce que je fais en ce moment dans mon projet = TAGs sous la maison = source chaude et PC extérieur = source fraîche : entre les deux , un by-pass pour ajuste rla température de l'air soufflé dans la maison

[Lo-K]

Bonjour Herakles,

et merci pour cette réponse qui va dans le sens de ce que mon intuition me dicte. En tout cas pour les trottoirs isolants et l'effet "bulle" je suis assez convaincu.
Pour la dalle intérieure, plus qu'une isolation à proprement parler je me demande s'il ne faudrait pas tout de même ajuster la transmission thermique à ce niveau en fonction des déperditions de la maison, et aussi de la capacité limitée du stock à fournir de l'énergie.
Si je dépense en mi saison le stock pour chauffer la maison à 25°c , peut être qu'au mois de décembre je n'aurai plus grand chose pour la maintenir à 18°C.
En freinant légèrement l'onde thermique on réparti mieux le stock dans le temps me semble-t-il. Mais évidemment cela implique de pouvoir booster la transmission thermique du stock au plus froid de l'hiver en allant y puiser des calorie à coeur. Ce que permet le principe du tunnel à galet.

Autrement dit une maison très basse énergie ou de type passive avec des déperdition comprises entre 15kw/m2.an à 30kw/m2.an, sans le frein de l'onde thermique ne risque t-elle pas de se retrouver à 24 ou 25°c toute la mi saison (à la température de la dalle en quelque sorte) inutilement. C'est vrai aussi que si la température monte dans la maison la transmission de la dalle est automatiquement limitée, mais tout de même.
Une maison passive n'a besoin que d'une puissance de chauffage maximale de 10w/m2. Au coeur de l'hiver donc, et par journée sans soleil.
Il ne sert à rien dans ce cas précis par exemple que la dalle donne plus que cela, et selon moi il faudrait même qu'elle donne considérablement moins, parce que ces 10w/m2 ne sont à considérer que comme un pic qui peut être fourni par le boost du puisage en profondeur du stock. Ou un petit feu dans le poêle.
C'est ainsi que j'en arrive à me dire que de prévoir dans un tel cas une transmission thermique de 5w par m2 en considérant une différence de température entre la dalle et la température de consigne de 2 à 3° ( typiquement 21/18 ou 22/19) serait raisonnable. Ca correspondrait à pas grand chose de plus qu'une bonne couche de sable sec. Un plancher bois (pin) un peu épais se rapproche aussi de ce résultat.

C'est amusant de mentionner ce système de deux couches de charges et décharges des tunnels. C'est exactement ce à quoi je pensais, du moins si je conserve le principe, dont nous avions déjà parlé il y a un petit temps, d'utiliser un "nappage" dense de tuyaux PER et de l'eau plutôt que des galets et de l'air. Je pensais napper les faces verticales des tunnels, comme pour un chauffage par le sol, en réalisant des réseaux haut (à -1m) et des bas ( à partie de- 2m50 ). Je dois refaire l'ensemble des calculs, mais cela était moins coûteux que les galets de mon côté, et plus simple à réaliser pour tout ce qui est vannes, pompes, plénums, clapets, bidim etc... Avec évidemment les défauts de l'eau : gel, fuite, glycol, coût des capteurs, et la perte de l'aspect à toute épreuve de la solution air.
Je n'ai pas tranché définitivement. Cela dépendra de la nature du sol : l'eau dans le puits est à - 3 mètres environ, mais de mémoire d'homme les caves n'ont jamais été inondées... C'est un peu limite... D'autre part chez mes voisins l'eau est beaucoup plus profonde (10 mètres au moins) que chez moi qui suis pourtant un peu plus en hauteur... C'est un peu illogique mais c'est comme cela.

Je ferai vraisemblablement réaliser une étude thermique dynamique quand j'aurai fixé les choses dans leurs principes de bases. Cela devrait aider à affiner.
La difficulté aussi chez moi c'est que le sol est très variable (argilo sableux, un peu humide en profondeur et plus sec en surface) d'un point à l'autre du terrain et je ne sais donc pas trop ce que je trouverai dans les tranchées à l'avance ( La terre du potager par exemple est très agréable à travailler, plutôt légère, pas idéal pour le stock, mais à certains endroits j'ai de véritable gisement d'argiles "pures" : de la rouge, de la grise, de la blanche.)

NB. je n'ai pas l'intention de réaliser une maison passive à proprement parler, mais une maison isolée dans cette direction là, à base de ballots de paille. Je ne mentionnais les chiffres ci dessus donc que comme éléments de réflexion. Une maison passive nécessite d'être habitée toute l'année par un certain nombre de personnes, sinon elle se refroidit inexorablement. La maison que je rénove sera laissée à elle même durant des périodes de temps assez importantes en climat rigoureux l'hiver. C'est pour cela que l'effet de tampon thermique de l'inertie d'un sol activé en profondeur grâce au soleil généreux de l'été me séduit particulièrement.

Au plaisir.

Laurent

[invite62caac75]

Bonjour,
j'ai lu tout le forum chaque 5 pages. Monsieur Herakles, vous êtes vraiment très gentil. Merci pour votre travail!

J'aimerais ne pas utiliser de ventilo supplémentaire pour mon système qui se composera de 10 m2 de panneaux solaires. J'ai une VMCDF DANTHERM HCH8 qui est très puissante (800m3/h). Jusqu'à ou je peux aller avec le stockage de chaleur le long de mur nord de ma maison (25 mètres de long):

-Puit canadien simple? -> Avantage simple d'installer, pas beaucoup de pertes de charges.
-Tunnel a galet de 4ml? -> Avantage stockage de chalelur, mais perte de charge.
-Alternative: Puit canadien en tuillaux en grès couvert de gallet? -> Pas de pertes de charges, stockage de chaleur en plus.

Quel est votre avis? J'habite au Luxembourg.

Merci.

[AD 44]

Bonsoir,

-Alternative: Puit canadien en tuillaux en grès couvert de gallet? -> Pas de pertes de charges, stockage de chaleur en plus.

Je ne pense pas que les galets offre un stockage de chaleur supplémentaire.

Les galets assurent le rôle d'échangeur dans les TAG et la terre environnante c'est le stockage. Dans ce cas du puits l'échangeur c'est le grès et le stockage c'est encore la terre.

[herakles]

AD44 a dégainé plus vite que moi

Tout à fait exact : les galets offrent une plus grande surface d'échange et dont la masse stocke alors rapidement les apports solaires entre 10h et 18h dans une journée ensoleillée pour ensuite, durant la nuit , restituer doucement cette chaleur vers la terre par conduction , de 18h au matin à 10h....

Soit 8h de captation pour 16h de restitution

Dans le cas d'un tuyau de grès , la surface est bien moindre et l'air sortant du stockage remonte assez vite en température dans l'après midi , de sorte que le capteur perd en rendement et que les échanges air-grès perdent de leur efficacité .

C'est cette raison qui explique le choix des galets ou de boules sphériques en grès ou en basalte (de plus forte capacité massique) pour mieux tamponner l'apport solaire diurne et améliorer la conduction de la quantité d'énergie tamponnée vers la terre du fait , encore là , de la conductivité élevée du grès ou de la basalte .

A contrario , ca ne marcherait pas du tout avec des galets en pierre ponce ..

[invite62caac75]

D'accord, merci. J'ai comprend mieux maintenant.
Est-ce qu'il y a une grande perte de charge pour n'installer qu'un seul tunnel à galet avec uniquement la VMC?

Cela probablement suffira pour un stockage journalier de chaleur et ca restitution la nuit durant les périodes inter-saisonniers?

[herakles]

Est-ce qu'il y a une grande perte de charge pour n'installer qu'un seul tunnel à galet avec uniquement la VMC?

Il faut limiter la longueur d'un tunnel entre 3 et 4 ml et faire en sorte que le débit d'air n'y dépasse pas 125m3/h par tunnel

Pour faire passer 800m3/h , il te faudrait disposer 6 tunnels reliés en parallèle (jamais en série !!!!)

Si on n'utilise pas de capteurs à air pour booster ces tunnels , l'intérêt des TAG sera fortement limité puisqu'on ne pourra pas stocker les apports solaires de l'été pour en profiter l'hiver..

De plus , tu parles d'une installation le long d'un mur au NORD : il te faudra prévoir la pose d'un trottoir isolant ou d'un talus isolant par dessus ces TAG reliés en // pour diriger l'onde de chaleur vers la maison ( exemple de la Maison Guy -Toulouse - avec talus Nord et tuyaux grès enterrés ) en cas d'utilisation de capteurs à air .

Le plus simple , deux ou trois tuyaux grès ou fonte // tout le long des 25 ml , moins de pertes de charge ..
Attention à la pente pour évacuer les condensats


Cordialement

[cornychon]

-Alternative: Puit canadien en tuillaux en grès couvert de gallet? -> Pas de pertes de charges, stockage de chaleur en plus.
Quel est votre avis? J'habite au Luxembourg.
Merci.

Bonjour,

Juste des éléments de réflexions pour faciliter le stockage dans la masse de terre:

Lorsque les canalisations sont recouvertes de terre, la conductivité thermique est de l'ordre de 0.80 W/m*K

Lorsque les canalisations sont recouvertes de galets, bien que les galets aient une conductivité thermique de l'ordre de 2.8 W/m*K, les échanges entre galets se font par contacts ponctuels qui ont une grande résistance thermique. Il y a également les échanges avec l'air, qui malgré les courants de convection, ont une grande résistance thermique. Au total, cette solution n'est probablement pas meilleure que la terre.

Lorsque les canalisations sont recouvertes de sable humide, la conductivité thermique est de l'ordre de 1.7 W/m*K. Deux fois mieux que la terre, 50% moins bien que du granite compacte, mieux que les galets entassés comme des boules de pétanque.

Le sable me semble une solution facile à mettre en oeuvre, propre, meilleure que la terre et les galets.

[invite62caac75]

OK. Merci. J'ai aussi dans mon garage qui se trouve dans la maison, un ancien trou de 2.5X2X1 mètres qui servait à faire les reparation en dessous de voitures. Il se trouve à 1m50 de mur extérieur. Si je fait un trou, je vais pouvoir faire un petit stockage à galet, puis de le couvrir avec de la terre par dessus. Mais ce trou est assez petit. Je peux utilizer quoi qui stocke mieux la chaleur:

- billes d'argile (expanse?, petite masse si expanse, quell diameter?)
- paraffine?
- autre chose qui stocke bien la chaleur?

[Lo-K]

Bonjour,

Faisant suite à mes questions concernant l'isolation du stock et le freinage éventuel de l'onde thermique en surface de ce stock, afin d'adapter sa décharge aux déperditions thermiques de l'enveloppe, j'ai réalisé un petit tableur Excell qui permet, en mode statique, de déterminer une conductivité thermique raisonnable des dernières couches du sol (revêtement final et couche sous-jacente).

Le tableau comporte quatre parties.

La première détermine la capacité totale du stockage (la réserve maximale possible utilisable)
La seconde, les besoins thermiques du bâtiment et consécutivement les besoins en capteurs solaires
La troisième, la puissance de chauffe moyenne disponible sur le stock pour la période de chauffe considérée.
La quatrième, le freinage de l'onde thermique afin d'adapter la décharge du stock aux besoins du bâtiment et la capacité du stock à fournir de l'énergie: ceci afin lisser le déstockage autant que faire se peut sur la période de déstockage; limiter donc le déstockage intempestif en mi saison et conserver des apports corrects en hiver.


Si ce débat vous intéresse ce serait bien aimable de me faire part de vos réflexions, critiques et corrections de ce premier jet. Corrections et suggestions apportées à la feuille de calcul je pourrais la rendre accessible à tous. Pour l'instant je tiens à m'assurer d'abord ne pas avoir fait de fautes logiques fondamentales. En images attachée (pdf) vous trouverez un extrait, exemple, de ce tableau.
Merci aussi de m'aider dans l'écriture des unités utilisées. Ce n'est pas toujours évident de les écrire convenablement.


Evidemment, comme cette feuille est statique elle ne permet que de cerner des ordres de grandeurs. En plus, comme il est nécessaire d’utiliser des valeurs moyennes ou présupposées (de température, de conductivité, de capacité thermiques, etc.), l'ensemble est inévitablement bourré d'approximations. Il est frustrant de ne pouvoir réaliser une étude thermique dynamique complète, mais pour le moment si c'est selon moi insuffisant, c'est tout de même intéressant en première approximation.
En faisant varier les critères manuellement (dans une certaine limite) il est tout de même possible de voir se dessiner un certain comportement du système.


Afin de faciliter la lecture de ces documents voici quelques présupposés (ils sont repris sur le document plus en détail dans la colonne de droite droite) :

1, Isolation du stock par trottoirs isolant de 2 mètres. Je considère donc que le stock utile dépasse la surface du rez de chaussée de 1 mètre.

2. Le bâtiment peut disposer d'étages qui sont donc pris en compte pour le calcul des besoins thermiques.

3, Pour freiner l'onde thermique je n'ai pris en compte que deux couches ( le revêtement de sol et ce qu'il y a en dessous )

Au plaisir de lire vos commentaires, remarques, corrections etc.

Laurent

[Lo-K]

Bonjour,

J'ai effectué une première relecture et déjà corrigé un peu la première mouture.
J'en ai profité pour ajouter un tableau sur le gain économique en fonction du type de combustible économisé (bois, gaz, fuel, électricité), pour l'installation complète (capteurs solaires et stock), et pour le stock.
+ quelques petites réflexions à la suite de ce résultat.

Au plaisir;

Laurent

[herakles]

Bonjour Lo-K

tu ne mentionnes pas dans tes calculs le déstockage partiel via l'air neuf passant sur les galets la nuit en hiver ?
sinon j'ai peut-être zappé quelque chose dans tes feuilles de calcul ?

N'oublions pas que les TAG font échangeur air-terre dans l'autre sens et permettent de préchauffer l'air neuf pour le renouvellement obligatoire de l'air de la maison .
Au début de l'hiver , les galets sont entre 26 et 28°C, voire 30°C ; sur trois mois d'hiver , la température redescend graduellement vers 17~14°C, soit de meilleures conditions qu'avec un puits canadien standard non boosté .

Un exemple de calcul de l'énergie déstockée (par l'air neuf) en janvier la nuit :

Volume d'air neuf renouvelé :150m3/h pour une maison de 100m2 habitables
Température nocturne extérieure =-5°C , T° sur l'air sortant des galets =18°C
Energie déstockée : 0.34*150*23 *12=14 kWh par nuit (entre 20h et 8h du matin ) ; sur un mois en moyenne = 420 kWh ; sur 3 mois en hiver = 1260 kWh

Cette énergie servant à préchauffer l'air neuf est à rajouter à l'énergie transmise par la dalle de béton .

je rappelle que le déstockage s'opère de deux façons = à la fois par le déphasage de l'onde depuis les TAG vers la surface de la dalle et par le préchauffage de l'air neuf .

Bon dimanche