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Géothermie pour maison neuve au Québec: quel système choisir?

geothermie maison neuveMaisons neuves et système géothermique. La géothermie est seulement une source énergétique pour chauffer ou refroidir l’air ou l’eau qui servira à distribuer la chaleur ou la fraicheur dans toute la maison. Elle doit donc être combinée au système de chauffage central des maisons. Ce système central fonctionnant à air pulsé ou à eau chaude.
Dans les maisons neuves, ceux qui recherchent avant tout le confort choisissent généralement le chauffage par plancher radiant ou plus rarement par radiateurs à eau chaude.
Ceux qui recherchent d’abord un bon système de traitement d’air se tournent généralement vers le chauffage à air pulsé. Le chauffage à air pulsé central permet de traiter l’air par échangeur d’air VRC, humidificateur, filtres électroniques ou rayons UV. Il facilite aussi la climatisation de chaque pièce.
Ceux qui désirent bénéficier à la fois du confort et de la qualité d’air peuvent s’offrir les avantages des deux systèmes reliés à la même thermopompe géothermique. Mais évidemment, on double alors le système et son coût.

Géothermie + système central à air pulsé

Techniquement, une « fournaise » centrale (système central à air pulsé) est d’abord une boîte de tôle munie d’un ventilateur et de conduits de distribution d’air à laquelle on peut ajouter des composantes variés qui traitent l’air : source de chaleur, filtres, humidificateur, etc.
La géothermie introduit dans le système central un échangeur de chaleur qui vient chauffer ou refroidir l’air au passage, offrant ainsi à la fois le chauffage hivernal et la climatisation estivale. Physiquement, en plus de la fournaise, il faut prévoir une unité de thermopompe géothermique d’une dimension équivalente à celle de la fournaise dans la salle mécanique de la maison.

Le chauffage central à air pulsé est le seul système mécanique qui permet de faire circuler l’air dans chaque pièce de la maison tout en traitant l’air selon les besoins (filtration des poussières, humidification, apport d’air de l’extérieur, etc).

Pour ne pas surdimensionner la capacité de la thermopompe géothermique, un élément électrique situé dans la fournaise permet d’augmenter la capacité de chauffage lorsque la température extérieure est extrêmement froide. Cet élément électrique ne fonctionne que quelques jours par année et affecte peu la performance annuelle de la géothermie.

Géothermie + Chauffage à air pulsé + garage non chauffé

Si vous désirez uniquement maintenir le garage à 5’C, il est préférable de ne pas isoler le plancher du garage mais de très bien isoler les murs et la porte de garage. Ainsi la chaleur du sol maintiendra la température du garage hors gel par géothermie passive. Une plinthe électrique doit cependant être prévue pour monter la température au besoin et assurer une température hors gel par très grand froid. Chauffage à air pulsé + garage chauffé
Le Code National du Bâtiment interdit que le système à air pulsé de la maison débouche dans le garage. Ceci pour éviter tout refoulement de gaz automobile vers la maison. Si on désire chauffer le garage à 15’C ou plus il est possible de relié la thermopompe géothermique à un réservoir d’eau chaude qui sera utilisée pour chauffer la dalle de béton du garage et chauffer le garage par radiation.

NOTE IMPORTANTE: Pour que ce système soit efficace, il est important que la dalle de béton soit bien isolée et sans pont thermique, sinon l’énergie sera absorbée par le sol qui deviendra une dépense énergétique très importante tout en rendant le système inefficace.

Géothermie + Chauffage à air pulsé + plancher radiant

geothermie central radiantPersonnellement, je crois que toutes les dalles de planchers en béton dans les immeubles neufs devraient incorporer des tuyaux de plastique souples pour les rendre prêtes au chauffage par plancher radiant hydronique (eau chaude). La géothermie est le complément idéal pour ce type de chauffage offrant une eau chaude à basse température pour un confort optimal.

Cette combinaison permet à la fois de chauffer la dalle de béton du sous-sol et celle du garage. Les deux boucles de chauffage doivent cependant être individuelles car le chauffage du garage et du sous-sol ne se font pas au même moment et n’ont pas les mêmes besoins.
Dans un tel cas, il est aussi possible de joindre une autre boucle de chauffage radiant dans les planchers de céramique des salles de bains ou de la cuisine pour les rendre plus confortables.
Dans le cas d’une combinaison de chauffage central à air pulsé et d’un chauffage central radiant, on doit tout de même faire déboucher dans le sous-sol des sorties d’air en provenance du systèmes central à air pulsé afin de l’approvisionner en air sain durant la période de chauffage et éventuellement en climatisation durant l’été pour déshumidifier son air.

Géothermie + Système central radiant

geothermie thermopompe radiant quebecPour ceux qui recherchent le confort des planchers chauds en hiver, la combinaison de la géothermie et des planchers radiants chauffés par eau chaude est le système idéal.

Il est possible d’obtenir un chauffage par plancher radiant dans toutes les pièces du sous-sol, du rez-de-chaussée, de l’étage et même du garage.

En effet, le chauffage radiant est muni de circuits d’eau chaude indépendants contrôlés par des valves individuelles pouvant chauffer une seule pièce ou toutes les pièces à la fois.

La ventilation mécanique
Le problème principal du chauffage radiant est qu’il ne traite pas l’air. Dans un immeuble très étanche à l’air, il demeure essentiel de fournir de l’air sain dans toutes les pièces de la maison par un système de ventilation mécanique.
Lorsque la maison est chauffée par des planchers radiants on utilise généralement un échangeur d’air avec récupération de chaleur (VRC) pour distribuer de l’air sain dans chaque pièce fermée.
Cette pratique permet une circulation d’air et un apport d’air de l’extérieur. Mais elle ne permet pas un traitement de l’air complet en recirculation comme le fait un système de distribution à air pulsé.

La combinaison géothermie et planchers radiants devient très intéressante pour les maisons de plain-pied (un seul niveau) construites sur une dalle de béton (sans sous-sol). Dans ce cas, les tuyaux souples en plastique sont coulés dans la dalle de béton et les coûts ne sont pas très élevés.

Climatiser avec de l’eau froide
La géothermie peut aussi servir à apporter de l’eau refroidie par le sol en profondeur. De manière générale, on ne peut pas climatiser convenablement une maison en faisant circuler de l’eau froide dans les conduits des planchers et encore moins dans les radiateurs. Cette approche peut causer de la condensation sur les planchers, les rendre glissants et endommager les finis intérieurs.

Pour climatiser avec de l’eau froide on doit ajouter des radiateurs d’appoint munis de ventilateurs. Ces unités ont deux avantages: ils permettent de climatiser en été mais ils peuvent aussi servir de chauffage dans certaines pièces où le plancher radiant n’est pas requis ou n’est pas nécessaire.

Géothermie et plinthes électriques?

geothermie quebec plinthesDans une maison à haute efficacité énergétique, munie d’une isolation supérieure, d’une bonne étanchéité à l’air et d’excellentes fenêtres, les pièces de l’étage supérieur nécessitent très peu de chauffage. La température des pièces à l’étage supérieur ne descend jamais en bas de 15’C si l’étage du dessous est chauffé à 20’C.
Plusieurs personnes préfèrent dormir à 15’C pour avoir un sommeil profond et réparateur. Ces personnes peuvent donc couper entièrement le chauffage de leur chambre tout en maintenant une circulation d’air à partir d’un échangeur d’air VRC.

Je recommande alors d’utiliser des plinthes électriques dans chaque pièce de l’étage, munies de thermostats de haute précision (électroniques) permettant d’obtenir des températures variées dans chaque pièce selon les besoins des occupants.

Dans ce cas, c’est le chauffage radiant géothermique du rez-de-chaussée qui apporte presque toute la chaleur à l’étage, surtout si les portes des chambres sont maintenues ouvertes et qu’il y a un escalier ouvert entre les étages. Comme le système électrique par plinthes fonctionnera très les coûts de chauffage ne seront pas augmentés de manière significative.

De manière générale, ce n’est ni la meilleure solution pour le confort ni la meilleure solution pour le traitement d’air mais c’est une solution plus économique à réaliser.

Planifier : attention aux maisons solaires

Dans tous les cas, il est important de choisir le système dès la préparation des esquisses d’une maison neuve car l’apport d’énergie solaire passive ou active peut fortement influencer le choix de la distribution.
De manière générale, une maison solaire passive devrait se tourner vers une distribution centrale à air pulsé pour distribuer la chaleur dans toutes les pièces.
À l’inverse, une maison solaire active se combine mieux avec la distribution par plancher radiant.
Dans les deux cas, le chauffage solaire actif et passif se combine parfaitement avec la géothermie et aux maisons à très haute efficacité énergétique.

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Par Yves Perrier
2015/11/08