Stockage inter-saisonnier : tunnel à galet

[benjoul]

Lit à Galets.

Bonjour,
Que penser des lits à galets à la place du hérisson sous la dalle ?
A première vue : bien pour l'inter saison, mais pas de stockage possible en été, sinon dalle trop chaude...

Bien cordialement,

benoit.
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[invite3124f2d1]

Bonjour,
Je me présente je suis étudiant en DUT génie thermique et énergie. Dans le cadre de mon stage je dois faire une étude sur le puits canadien. J'ai donc étudié le puits canadien normal et le glycolé. En regardant sur le net je suis tomber sur ce forum et j'ai appris l'existence de ce forum et donc du tunnel à galets. Je vais donc essayer de faire qqch sur le tunnel de galets.

Il y a une chose que je n'ai pas compris au niveau de la ventilation. En général pour une VMC double flux on ventile de environ 0,5 volume/h et 1 volume/h . Mais avec le tunnel pour une maison de 120 m² (300m3-->150m3/h ou 300m3/h) vous préconisez environ 1000 à 1200m3/h. Donc si système est relié à la VMC double flux la maison sera toujours en surventilation. Et si oui, avec un tel débit n'altera pas le rendement de la VMCDF?

Je précise que je viens d'Alsace donc les température sont assez basse en hiver et donc une VMCDF augmenterai le rendement.

Je suis dsl si çà a déjà été dit. J'ai lu les 20 première pages et les dernières mais celle du milieux j'ai survolé car c'est du cas par cas et donc je m'embrouillais un peu.

[herakles]

Effectivement , vous n'avez pas tout bien saisi: CE N'EST PAS UNE VMCDF , c'est un réseau aéraulique de distribution d'un fluide caloporteur (l'air) avec les capteurs comme chaudière et les grilles de soufflage comme émetteurs , avec retour du fluide ( l'air toutjours) vers le capteur , semi-ouvert pour l'introduction d'une fraction d'air neuf pour assurer le renouvellement de l'air intérieur ..

Il y a une chose que je n'ai pas compris au niveau de la ventilation. En général pour une VMC double flux on ventile de environ 0,5 volume/h et 1 volume/h

1ere caractéristique :
c'est un réseau d'air pulsé chauffé par le soleil en période hivernale ; il y a décharge des excédents solaires en ETE dans les profondeurs du stockage

le débit d'air varie selon qu'on a du soleil ou non (nuageux , nuit , ) en hiver ..idem en été , lors de la période de recharge du stockage .

Et le réseau aéraulique s'apparente plutôt à une VMI au débit variable : réseau d'insufflation dimensionné en conséquence , avec un retour d'air vers la véranda ou vers les capteurs en HIVER ; en ETE , ce réseau est ouvert sur l'extérieur en mode stockage : pas de surpression dans la maison .

Dans les régions aux hivers longs et rigoureux , un échangeur air-air - placé avant le ventilateur principal - peut être utile pour récupérer les calories de l'air vicié rejeté pour être injecté dans le réseau aéraulique de la VMI "solaire" se greffer en amont du ventilateur principal

Deuxième caractéristique de ce système de tunnels :

le réseau est composé de deux réseaux = le principal (plenum et gaines de distribution d'air vers les bouches de soufflage avec grille de reprise d'air du séjour vers les capteurs/véranda) : il assure la circulation d 'air chaud dans toute la maison en boucle semi-fermée , avec introduction d'air neuf quand le soleil brille
et la ventilation seule (par ce même réseau) la nuit , le ventilo étant au ralenti (150~250 m3/h

et le secondaire , sous la dalle , servant à décharger les excédents de chaleur entre Juin et Août dans les tunnels puis dans la masse de terre environnante , avec déphasage de l'onde thermique sur environ 3 mois .

un registre motorisé automatique , placé après le ventilateur, dévie l'air chaud selon qu'on est en demande de chaleur ou de stockage ...

voili voilou ...

[invite3124f2d1]

Ok merci, effectivement je n'avais pas tout saisi.
Merci de m'avoir répondu si rapidement.

[invitefb8b0f3d]

Salut herakles,

tu as eu mon MP avec le lien ?

Que penses tu de la solution serre pour protéger du froid et éviter de gâcher une façade ?

[invite3124f2d1]

J'ai une petite question encore,
Si on utilise le tunnel de galets en fonction de puits canadien (sans capteur à air ou véranda) on peut le connecter à une VMCDF?
Si j'ai bien compris 8m de tunnel <=> 15/20m de puits canadien avec un débit de 80 à 100m3/h

Dsl çà plus ou moins été dit sur la 1ère page mais c'est pas très clair.
Merci

[herakles]

Si j'ai bien compris 8m de tunnel <=> 15/20m de puits canadien avec un débit de 80 à 100m3/h

Oui , en effet ; reste quelques détails:

les galets doivent être bien calibrés et propres
la longueur d'un tunnel ne peut excéder 4ml
les relier EN PARALLELE de façon à ne pas augmenter les pertes de charge , et de préférence , rajouter à l'entrée du puits un ventilateur additionnel avec un filtre à air type F7 , à entretenir réguilèrement , pour soulager l'effort du caisson de la VMCDF

De plus , l'effet de légère surpression exercée par le ventilateur - au niveau des galets - limite les émanations éventuelles de gaz (radon ) .

3 ou 4 tunnels en parallèle peuvent être mis à 1.50m les uns des autres et à 2m de profondeur

En terrain stable et homogène , nappe phréatique profonde (plus de 4m ) .

Ces tunnels peuvent avantageusement servir à stocker les excédents de chaleur en été avec des capteurs à air posés au sol à côté de l'entrée du putis canadien .

[invite3124f2d1]

Ok merci là c'est clair j'ai compris. Je vais pouvoir avancer dans mon travail.

[david47]

Bonjour à tous,

Me voilà de retour ( après de nombreuses pages d'absence) avec de nouvelles cogitations !!!

Pour résumer, je rénove une vielle grange et je souhaitais réaliser des tunnels à galets .... le soucis c'est que je suis rendu compte que j'avais une nappe phréatique qui pouvait remonter parfois à 2 m sous la maison !
Du coup je pensais abandonner l'idée ....
Après réflexion , j'envisage finalement d'essayer de réaliser des tunnels "surfaciques". Evidemment je n'aurai pas l'avantage d'un stockage inter-saisonnier sur 3 ou 4 mois, mais je vais ( je l'espère) pour réchauffer ma dalle.
Voici sur le croquis joint le fruit de mes cogitations. Je les soumet à vos critiques.
Ce qui n'est pas représenter sont :
- les capteurs solaire qui seront en bordure de térrasse et non pas sur la maison.
- Les plénums et le système de ventilation qui se trouveront dans la zone technique. ( je pense pouvoir réutiliser les premières esquisse sur le sujet).

Merci d'avance pour vos commentaires.

A+

David

[Joanet]

D'abord, bravo pour l'adaptation de ton projet et pour l'isolation de ta charpente que t'as expliqué sur un autre post.

Juste une question à te proposer. Je sais que la nappe est très proche de la surface mais qu'est-ce que tu penserai de placer en bas de tes tunnels une membrane EPDM étanche et sur elle une petite couche de beton maigre ou de proprete? Tu pourrais faire remonter cette membrane par l'exterieur jusqu'au niveau du sol et comme ça tu pourrais assurer l'étncheité de ton stockage et tu pourrait esseyer d'aller un peu plus profond.

Je m'ensouviens plus si sur ta première propotion tu prevoyais la mise en place de l'isolant inferieur. Mais la mise en place de cette isolant serait plus facile de faire à sec sur la couche de beton maigres ou de propreté.

Sur la photo tu peut voir comment nous avons faite: Propreté + EPDM + Beton maigre et l'EPDM remonte après jusqu'au niveua du sol. Sur tout ça nous avons construit le radier mais dans ton cas tu peut placer la les tunnels, le remblaies, etc, etc...

Finalement, j'imagine que tu va isoler tout ça en peripherie pour empecher les calories de partir allieurs que pour la dalle, n'est-ce pas?

Meilleures salutations et COURAGE, ça va arriver!

[david47]

Merci Joanet pour tes encouragements.
Je ne sais pas trop si une membrane EPDM est bien une solution pour moi ?
L'idée est de faire une dalle respirante ( béton de chaux) et donc je souhaite faire simplement un drainage ventilé noyé dans un hérisson le tout sous la couche isolante ( sûrement du liège ... à voir pour la compression!).
Je vais, comme tu le dis, isoler les fondations en périphérie sur 40 cm puis en trottoir sur 1 m de large....

A+

David

[herakles]

Me voilà de retour ( après de nombreuses pages d'absence) avec de nouvelles cogitations !!!

salut David47 ...
pourrais tu préciser les dimensions de ta grange ?

pour la nappe phréatique , si elle reste en decà des 2m , tu peux enterrer tes tunnels de 0.80 m par rapport au TN = 1.20m entre le plus haut de la nappe et le fond des tunnels . et placer un hérisson + dalle au-dessus du TN = ceci pour pouvoir disposer de 60 à 80 cm de caillasse + terre damée par-dessus des tunnels

voir le fil "une maison climatique dans l'hérault" où Alligator va s'ataquer à son projet dès le mois prochain

[david47]

Bonjour Héraklès,

La grange en elle-même fait 20 x 28 m .... mais la surface habitable sera plus petite.
Il va y avoir 6 zones distinctes:
- La maison - 188 m² au sol, 133 à l'étage - volume: 1000m3 !
- Un appartement - 52 m² au sol - 80 m² habitable
- un atelier 83 m²
- Un garage 50 m²
- Un patio 50 m²
- Un auvent 100 m²

Je vais commencer par l'appartement qui me servira de "maquette" pour le reste de la maison. Cela va normalement me permettre d'étudier les comportement de l'ensemble de la structure et de valider mes choix techniques:
- sol à forte inertie avec stockage
- mur isoler par l'exterieur 15cm de béton de chanvre banché
- Toit isoler en sarking avec 20 cm de laine de bois.

Il est prévu d'être seulement à 20 cm au dessus du TN. Les fenêtres et la charpente ont déjà été réalisées sur cette base.

Est-ce vraiment préjudiciable d'être peu profond ?
Je sais que je n'aurai pas de déphasage sur plusieurs mois, mais je vais tout de même pouvoir tempérer ma dalle, non ?

[herakles]

Est-ce vraiment préjudiciable d'être peu profond ?

en principe oui , cela peut créer des zones trop chaudes (juste au-dessus des tunnels ) et des zones plus froides (entre tunnels)

la propagation de la chaleur se fait en suivant des courbes isothermiques centrées sur l'axe des tunnels :
après quelques jours de fort ensoleillement (entre Septembre et Octobre ou été indien ) :
26|32° dans l'axe, suivant la surface des capteurs (théoriquement air soufflé à 50°C)
à 50cm de l'axe des tunnels = 2°C de moins environ
A 1 m = encore 2 à 3°C de moins..soit 21~23°C au niveau de ta dalle et dans une zone bien plus élargie que si tes tunnels étaient juste sous la dalle : la chaleur se difuse suivant un cône aplati

cela éviterait des contraintes de dilatation pour ta dalle avec des zones trop différenciées en température

D'où l'intéret d'augmenter l'épaisseur de terre au-dessus des galets pour élargir la zone de diffusion de la chaleur par rapport à l'axe d'un tunnel , et de gagner un peu plus d'autonomie = environ 4 à 6 semaines de déphasage .

la dernière évolution du système de la maison climatique dans l'hérault ( nappe à-1.70m ) = des tunnels plus larges et moins hauts = 1.00 à 1.25 m de large par 0.35 ~ 0.40m de haut et de 4ml de long . fond à -0.40 du TN , remblai de +0.40 par dessus ,+ radier de 30 en béton .

pour toi:

20cm dalle chaux sur hérisson
tunnels à -0.80 du TN , hauteurs galets 40 , remblai parfaitement compacté de 40
drains autour de la grange à -1.20 m

tu peux poser des drains au fond de chaque tunnel à -1.00m , avec sable grossier de 20 , entouré de bidim puis poser tes galets : ces drains seraient reliés à ton réseau extérieur plus bas de 20cm - prévoir un clapet anti-retour en cas d'orage pour pas que l'eau reflue vers l'intérieur


ces tunnels peuvent être alimentés latéralement avec des D200 (voir le dernier croquis dans "une maison bioclimatique dans l'hérault)
cf photo et croquis d'un exemple dans le Forez (tunnels enterrés en réalité à -1.60 du TN ) mais tu peux les adapter pour une moindre profondeur

[david47]

...

pour toi:

20cm dalle chaux sur hérisson
tunnels à -0.80 du TN , hauteurs galets 40 , remblai parfaitement compacté de 40
drains autour de la grange à -1.20 m

Je n'ai pas vraiment prévu de drains périphériques ... plutôt des drains sur tout la surface du planché (voir vue eclatée ci dessus) ... c'est dans l'idée d'évacuer d'éventuelles remontées d'eau souterraine !!!
Est-ce une fausse solution ?

Par ailleurs, tu ne parle pas de l'isolant ... est-il superflu ?

[herakles]

Par ailleurs, tu ne parle pas de l'isolant ... est-il superflu ?

Toujours dans le fil "maison climatique dans l'hérault" , on a évoqué cette solution avec Alligator , qu'il a écartée pour des raisons de simplicité et pour pas trop excaver de terre..

http://forums.futura-sciences.com/ha...herault-9.html

un des croquis sur ce fil : http://forums.futura-sciences.com/ha...ml#post2917041

[invite2731bcf4]

Bonjour à tous et félicitation pour ce sujet très intéressant que j'ai commencé à lire depuis le début pour ne rien loupé!

Je vous explique ma situation:

Je suis en stage dans un bureau d'étude pour conclure mon année de Licence Pro ENR et je travail en ce moment sur un projet super intéressant: je dois rendre un site communal ( grande ville de france) composé de plusieurs bâtiments totalement autonome ( aurevoir EDF!). Donc j'ai déjà envisagé plusieurs scénarios, puis j'ai pensé à stocker la chaleur dans des galets, ce qui m'a amené vers le post de Herakles.

Voici ce à quoi je pensais: Le site un composé d'une partie bureau et vestiaires et d'une partie hangar atelier. Le hangar appel donc une certaine puissance électrique qu'il n'est pas forcément possible d'obtenir avec seulement des panneaux solaires. Je suis donc parti sur une cogénération bois pour utiliser les ressources locales afin de produire électricité et chauffage. Mon problème est qu'en été j'ai toujours besoin de l'électricité de la cogé tandis que je ne veux plus de chauffage. Et comme je ne veux pas gaspiller l'énergie, je voudrais pouvoir stocker cette chaleur qui pourrait être utilisé pour les périodes de grand froid en Hiver et durant lesquelles la cogé bois ne fournira pas forcément assez de chauffage.
Je pensais donc à stocker cette chaleur dans des tunnels à galets durant l'été et la restituer en hiver dans les parties bureaux, vestiaires. Je pense que pour stocker un maximum de cette chaleur produite, il faudrait beaucoup de distance de tunnel non?

Avis aux spécialistes...que pensez-vous d'un tel système. Est-il réalisable? Vous semble-t-il cohérent?

PS: bien entendu, avant d'installer de nouvelles technologies d'énergie, le bâtiment aura fait l'objet d'une rénovation thermique sans quoi il serait bien sûr incohérent de vouloir être autonome!

Bonne journée à tous.

[bfx]

Bonjour,
faites une recherche sur le CEFIM de Perpignan sur le site, il me semble qu'on en parle dans ce fil ici par ex ou dans celui des capteurs à air là ou sur d'autres là. Votre système de cogénération remplaçant les PV. (à mon avis, ce système allégerait votre cogénération au niveau particules en été). Bonne recherche.

[invite2731bcf4]

Merci bfx pour ta réponse. J'aimerais bien que le grand Herakles le spécialiste donne son avis, il explique bien et donne des arguments à chaque fois.

Enfait, je voudrais surtout savoir si mon projet est cohérent compte tenu que les bâtiments du site existent déjà et donc que les tunnels à galets ne pourront être installés sous les bâtiments.
Pensez-vous qu'un stockage intersaisonnier est possible enterré bien sur mais à côté du bâtiment. Je suis conscient qu'il y aura des pertes mais est-ce quand même rentable et existe-t-il une solution pour palier à ce problème.

[herakles]

Je suis conscient qu'il y aura des pertes mais est-ce quand même rentable et existe-t-il une solution pour palier à ce problème.

deux raisons pour lesquelles cela risque d'être moins rentable =

1) les "pertes" du stockage sous le bâtiment = gains pour le chauffage ' estimés à2/3 des performances d'un tel type de stockage
2) le dernier tiers = préchauffage de l'air neuf passant sur les galets

le point N° 2 rencontre quelquefois des réticences auprès d'une catégorie de gens = peur de risques bactériens , etc ...
pour une villa , à l'échelle d'une famille qui connaît ce système et accepte ce type de préchauffage , ca peut passer , mais à l'échelle d'une entreprise , il peut y avoir une hostilité de la plupart des usages..

Il y a bien une solution , faisant appel à davantage de technologie et d'ouvrages non prévus:

- parois extérieures isolantes (en blocs de coffrage isolant par exemple ) tout autour du stockage , placé à l'extérieur et contre le batiment + dalle ou terrasse très bien ) isolée par dessus (20cm de mousse PIR)
- serpentins en tubes PEHD zigzaguant au-dessus et à côté des tunnels , étagées en plusieurs nappes - permettant de transférer la chaleur du stockage vers un plancher chauffant mince quand le stockage est encore chaud (au début de l'hiver)
-batterie d'échange air-eau pour préchauffer l'air neuf extérieur à parti de la chaleur résiduelle extraite par ce même réseau de serpentins
-chaudière électrique d'appoint ou autre chaudière pour prendre le relais et maintenir la dalle à température voulue

tout cela s'ajoutant au réseau aéraulique normal de diffusion d 'air chaud venant des capteurs en hiver , et permettant un stockage de courte durée dans les parois du bâtiment si ce dernier est isolé par l'extérieur , avec refends intérieurs lourds ou cloisons en BTC intelligemment disposés ..ces éléments constituant une forme de stockage complémentaire de courte durée en intersaison

[SoulMan]

Bonjour,

Bon, je n'ai toujours pas lu le fil... mais un jour je m'y métrai, c'est sur.

En attendant j'ai une petite question, est ce que le gain de perfs d'un capteur à air/tunnel à galets est modélisable par un logiciel?

Merci

[herakles]

il faut le demander à des bureaux d'études tels que Izu** ou gef**at à Montpellier par exemple (qui ont calculé et simulé le fonctionnement du CEFIIM ou de la maison BRG près de Toulouse )

l'ingénieur thermicien des années 80-90 - formé par l'INSA de Toulouse , sous la férule du Pr Javelas et de A Cordier, avait un logiciel US (cf solar energy thermal processes de Duffie et Beckman) permettant de calculer les gains et perfs de ce type de stockage

Cet ingénieur est introuvable depuis , mais en gros , c'est 40 à 45% de la chaleur directeemnt engrangée par les capteurs qui est réellement utilisée lors du déphasage entre Novembre et Janvier , après , les capteurs à air reprennent la main pour assurer le maintien en température dans l'habitat -grâce à l'inertie interne des murs) - tandis que le stockage finit de se refroidir en continuant de préchauffant l'air neuf lors des périodes sans soleil / périodes nocturnes , tel un puits canadien dans une masse de terre encore légèrement plus chaude qu'à l'extérieur de l'emprise de la maison .

on observe quelquefois une légère remontée de 2 à 4°C du terre-plein sous la maison après quelques saisons , ce qui améliore graduellement les performances jusqu'à un point d'équilibre

Après quelques réalisations , on peut se baser sur quelques règles de dimensionnement de façon empririque sans trop craindre de se tromper , règles des pertes de charge , sectons des tunnels , gaines , etc..

[SoulMan]

Ok, merci.

D'où l'intérêt de faire appel aux services de quelqu'un d'expérimenté pour l'étude de son projet

[david47]

Bonjour,

Je travail sur la mise au point de mes "tunnels à galets" que je vais réaliser d'ici peu sur une surface de 50 m² pour commencer ( parti appartement).
Je voulais savoir si pour la gaine d'arrivée d'air depuis les capteurs on se trouve dans la même configuration qu'un puis canadien, à savoir une pente et une zone pour récupérer les condensats ?

merci d'avance pour vos lumières sur le sujet.

[fuit]

La réponse à ta question se trouve dans le premier message de ce même fil, les condensats sont absorbés par le bas des tunnels.
slts

[david47]

merci pour la réponse, mais avant d'arriver dans les tunnels à galets le flux d'aire passe par un caisson de distribution.
Ce que je voulais savoir, c'est si il faut évacuer les condensats provenant du tuyau d'arriver avant de l'envoyer au travers du caisson ?

[herakles]

Ben , par définition , l'air à ce niveau est chaud (40 à 50°C) et passe à grand débit , venant du capteur à air .., il passe dans une gaine en alu thermophonique avant d'arriver au ventilateur et au caisson de distribution ..pas de condensation à ce niveau

c'est sur les galets froids (au début de l'été ) que la condensation peut se faire effectivement

En hiver , l'air arrivant sur les galets pour y être préchauffé est froid et sec , très peu ou pas de condensation .

[david47]

Merci Hérakles !
Je me replonge dans mon projet et j'ai du mal à reconnecter toutes les infos et à reprendre le fil de nos échanges très fructueux !!!

Donc pour résumer, le tuyau d'arriver provenant des capteurs solaires peut être horizontal et son diamètre doit être de 200 mm, est-ce correct ?
Dans mon cas ce tuyau fera environ 10 m de long ... est-ce préjudiciable ?

[herakles]

salut David

vu la surface au sol de 52m2 et la surface habitable , tu pourras disposer deux "double " tunnels de 6m chacuen , parallèles à 2m l'un de l'autre environ

donc 4 "unités" de stockage , soit environ 125 m3/h/tunnel en mode stockage = 500m3/h (on va dire maxi 600m3/h )
Un conduit de 200mm INTERIEUR ira très bien mais devra être ISOLE vu la longueur : prévoir quelque chose comme un caniveau béton de 30x30 intérieur avec dallettes pour pouvoir y glisser une gaine alu thermo-isolée et finir de l'isoler avec de la pouzzolane ou des granulats d'argile expansée avant de poser les dalles béton sur le caniveau , un polyane par dessus avant de remblayer .

Variante= tuyau acier galva de 200mm placé dans le même caniveau ,entouré de laine de roche puis bourrage d'isolant genre pouzzolane ou verre expansé .

Surface des capteurs inclinés de 40° plein SUD +-10° = 12 à 15m2

Prévoir un autre tuyau parallèle au premier , si possible dans le même caniveau qui sera plus large (50cm intérieur ) de 180 à 200mm , nu , simplement enfoui dans l'isolant déversé en vrac cité plus haut , pour l'air repris dans le séjour et retourné au capteur , en mode "chauffage direct" .

le fond des tunnels pourra être à -0.80 ~ -1.00 m environ du TN

le problème est le suivant = où mettre le caisson ventilateur ?
sous l'escalier ? ci joint un plan que j'avais fait pour la maison Raust , surface en plan 8x9m , escalier au milieu . et le caisson a été placé sous l'escalier , sous une trappe amovible recouverte de carrelage . le filtre était placé dans le capteur .
comme tu peux voir sur les plans

Un détail à souligner : il n'y a pas de plenum - dans cette maison - à l'étage , mais une redistribution d'air par un second réseau sous la dalle , permettant du coup -en HIVER- le préchauffage de l'air passant sur les galets .détail qui a son importance pour les gens "allergiques" aux galets , pour lesquels il existe une autre variante .

[david47]

... tu pourras disposer deux "double " tunnels de 6m chacuen , parallèles à 2m l'un de l'autre environ

Y a t-il un intérêt particulier à disposer en double tunnel ?
J'avais envisagé une configuration de 4 tunnels simple répartis également sur toute la surface ( voir croquis plus haut)

Prévoir un autre tuyau parallèle au premier , si possible dans le même caniveau qui sera plus large (50cm intérieur ) de 180 à 200mm , nu , simplement enfoui dans l'isolant déversé en vrac cité plus haut , pour l'air repris dans le séjour et retourné au capteur , en mode "chauffage direct" .

J'avais envisagé de coupler le système à une VMC DF ! du coup cela me semble superflu avec cette solution, non ?

le problème est le suivant = où mettre le caisson ventilateur ?
sous l'escalier ? ...

J'envisage effectivement de le mettre sous l'escalier. Je prévois un espace technique dans cette zone.