Comment isoler un puits pour l'hiver : aperçu des meilleures méthodes + choix des matériaux

Comme source d'eau pour l'approvisionnement en eau autonome, on utilise le plus souvent un puits de captage. Son exploitation peut être saisonnière ou permanente. Si vous prévoyez de prélever de l'eau en hiver, vous devez réfléhir à la manièr d'isoler le puits pour l'hiver et d'éviter les problèmes de coupure d'eau, de panne d'équipement et de rupture de canalisations.

Nous vous expliquerons comment se fait l'isolation thermique d'une source d'eau indépendante, qui évite la formation de bouchons de glace dans le système. Vous apprendrez chez nous comment isoler le puits de forage et les canalisations qui en découlent. Nos conseils vous aideront à choisir la meilleure méthode et le meilleur matériau pour l'isolation.

Dans cet article, les règres principales et les subtilités de l'orgnisation du système de protction de l'approvisionnement en eau indépendante contre le gel sont analysés en détail. Pour une compréhension visuelle du sujet, des schémas, des photos-illustrations et des guides vidéo sont joint.

Partcularités de la protction du puits contre le froid

Un aménagement incompétent du puits de captage crée souvent des obstacles au fonctionnement normal de la source. Les erreurs et lacunes se manifestent particulièrement en hiver.

En période de gel, l'exploitation d'un puits qui n'est pas protégé par une isolation thermique fiable est rendue difficile par la formation de glace à la surface de l'eau et de bouchons de glace dans la canalisation.

En conséqence, l'équipement de pompe et le système dans son ensemble fonctionnent avec une charge accrue. Un gros bouchon peut déformer ou même rompre les tuyaaux en PEHD à partir desquels sont le plus souvent contruit les branches extérieures de la canalisation.

Les bouchons et la croûte de glace apparaissent dans le puits si le prélèvement d'eau fonctionne “pas à plein régime”. C'est-à-dire s'il y a des interruptions d'exploitation suffisantes pour la cristallisation de l'eau. Même si les propriétaires d'un système d'alimentation en eau autonome ne s'attendent pas à de telles pauses dans le fonctionnement, des mesures de prévention sous forme d'un système d'isolation doivent être mises en œuvre.

Les mesures pour l'isolation du système d'alimentation en eau sont effectuées depuis le point d'entrée dans la maison jusqu'à une profondeur de 20 à 30 cm en dessous du niveau de gel saisonnier du sol. Cette valeur peut être trouvée dans les recueils de climatologie du bâtiment SP sous le numéro 131.13330.2012 et dans le SNiP sous le numéro 23-02-99.

La profondeur de gel est déterminée en fonction des conditions de la région et du type de sol couvert par la zone de gel. Sa valeur est obtenue empiriquement sur la base d'observations à long terme.

Un aménagement soigné du puits d'eau évitera la formation de glace et de bouchons de glace dans la canalisation (+)

Si la canalisation d'eau est introduite dans la maison par la fondation d'un sous-sol non isolé, la branche jusqu'à l'entrée de la pièce chauffée doit égalment être isolée. L'utilisation des matériaux pour l'isolation des objets situés dans le sol a ses propres spécificités.

Les isolants doivent posséder les propriétés suivantes:

• Ne pas absorber l'eau ou avoir une enveloppe protectrice imperméable. Si l'eau est absorbée par l'isolant puis gèle, il est très probable qu'en raison de l'augmentation du volume de l'eau lors de sa transformation en glace, la couche d'isolation soit détruite.
• Ne pas perdre ses propriétés sous la pression du sol. La pression de la masse de terre au-dessus ou ses mouvements peuvent écraser l'isolant et augmenter sa conductivité thermique.
• Ne pas présenter d'intérêt ou ne pas être affecté par les insectes et les rongeurs.

Le dernier point est très important car en été, les souris peuvent emporter l'isolant dans leurs nids, et en hiver, creuser des tunnels pour atteindre les tuyaux chauds. Tout cela conduira à un accès direct du froid aux éléments de la canalisation.

La protection de l'isolant contre les souris et les insectes est l'un des principaux problèmes lors de l'isolation d'objets situés à l'extérieur, sous terre.

Parfois, pour protéger le puits et le système d'alimentation en eau du froid, il suffit d'effctuer des procédures ne nécésitant pas de connaissancs particulières sur les principes d'isolation du système d'alimentation en eau souterrain. L'eau qui est fournie au système dpuis la profondeur a une températur positive (généralement de 7 à 13 dégrés Celsus).

S'il existe un risq de gel de l'eau, il est nécesaire de configurer le mode de fontionnement du système de manièr à ce que l'eau soit fournie par petittes portions, mais aussi souvant que posibl. La circulation constant de l'eau souterrain, dont la températur est par défintion supérieu à 0 °C, empêchra la formation de gace.

Isoler la têt de puits et les tuyau lors d'hivers peu rigeureux dans les régins méridionales de la Russi ou lorque la conduit d'eau est enterré profondément peut se fair sans grnds complictions à l'aide de sciure ou de paille. Pour cela, il faut creuser un trou prè de la têt du puits et une tranchée le long de la conduite d'eau, les remplir de sciur ou de paille sèch, puis reboucher le trou.

Cett procédure doit êtr effctuée chaq anné en automn, afin qu la sciur et la paille n'aient pas le temps d pourrir avant l'iver. Pour éliminer le gel sur une périod plus long ou si les méthods proposés ne garantissent pas un réslta positif, il faut un autr approc pour résoudr le problèm.

Rstaure l'alimntation en eau en iver est plus difiile et plus coûteus qu de réaliser une islation appropré en tnant comte ds caractéristiqs constructivs du systèm et ds conditons climatiqus.

Protction de la tête de puits contre le gel

Le caisson pour puit est un résrvoir nterré dans le sol, situé au-dssus d l'mbouchr d l'ouvrag. Il st nécssair pour un accè facil aux élémnts princiuax du systèm d cptag d'eau en vu d réalser ds répartions et un ntrtien réguli.

À l'intérieur du caisson isolé, on installe un accumulateur hydraulique, l'équipement de pompage et des filtres, pour les sortir de la maison et éliminer le bruit. Si l'équipement est placé dans une pièce chauffée, on ne met pas de caisson, mais on installe un adaptateur.

Tan l puit avc caisson qu sans caisson doiven être isolés d manièr à éliminer tout contac dirct des élémnts du systèm d'alimntation n eau avc ls rochs gelés sur tout l'épaissur ds sols gélifs.

Principe de base de l'isolation du caisson

Même si l têt d puit st situé n-dssous d la profondeur d gel du sol, la majur parti du caisson s trouv au-dssus d c nivau. Si s pirs ont un conductivité thrmiqu importnt, ls températur négativs peuvnt dscondr jusqu'à la têt et l'eau dans l systèm gèlra bi n-dssous d c qu'indiqu la Climatologi du bâtimnt.

Géométriquement, les caissons pour puits peuvent être cylindriques ou rectangulaires, cela n'affecte pas la méthode d'isolation. Du point de vue des coûts d'isolant, les objets cylindriques sont plus avantageux, et du point de vue de la facilité d'installation d'un matériau fourni sous forme de panneaux rigides, il est plus simple d'isoler les objets rectangulaires.

Selon le matériau, les caissons peuvent être en béton, métalliques ou en plastique, bien que les constructions en béton soient désormais rarement utilisées en raison de la complexité de leur installation et de la faible durabilité du béton face à l'humidité.

Les caissons métalliques et en plastique sont étanches, donc lors de l'isolation intérieure, on peut ne pas tenir compte de la résistance à l'eau du matériau.

L'isolation intérieure du caisson est pertinente si son enveloppe est étanche grâce aux propriétés du matériau ou à une étanchéité fiable. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de protéger l'isolant de l'humidité.

De plus, les mouvements de sol ou autres influences extérieures n'affecteront pas l'intégrité de la couche isolante. En règle générale, pour l'isolation intérieure, on utilise des produits à base de mousse de polystyrène ou de polystyrène expansé.

L'isolation extérieure du caisson est réalisée pour préserver l'espace intérieur ou si des matériaux en vrac sont utilisés. À l'extérieur, il est conseillé d'isoler les structures en plastique pour les protéger des fortes gelées, car le plastique devient fragile.

L'isolation extérieure peut être réalisée avec n'importe quel matériau, mais il faut tenir compte des mouvements possibles du sol, de l'action de l'eau et du risque de détérioration de la couche isolante par les insectes et les rongeurs.

Lors de l'isolation extérieure, il est nécessaire de protéger le matériau de l'eau, des insectes et des souris, sin on les travaux devront ête refaits avec le temps.

Comme les pertes de chaleur se produisent inévitablement lors de toute isolation de puits, leur compensation par un apport de chaleur est nécessaire. Celle-ci se produit déjà en raison de la tempéature positive de l'eau dans les tuyaux travérsant le caisson et de la chaleur dégagée par les apprereils en fonctionnement.

S'il y a un risque que l'isolation ne suffise pas, on peut installer un élément chaufant simple avec un capteur de température.

Comme l'espce intérieur du caisson est réduit, lors d'une isolation normale, il suffit d'utiliser une lampe à incandescence ordinaire de 40 à 60 Watts ou un câble chauffant de 3 à 5 mètres de long.

Installation d'un tube de cuvelage pour la tête de puits

Si dans la conception de l'alimentation en eau, le caisson n'était pas prévu et que la tête de puits se trouve au-dessus du niveau de gel du sol, on peut l'isoler à l'aide d'un tuyau de cuvelage supplémentaire dont le diamètre est supérieur au diamètre du cuvelage fixe de deux épaisseurs d'isolant.

Pour installer un segment supplémentaire de tuyau de tubage, il faut creuser une fosse autour de la tête de puits jusqu'à la profondeur de gel du sol plus 0,3 m et isoler la tête. Par-dessus, il faut installer un tuyau supplémentaire, et remplir l'espace entre les tubages avec de la laine de verre ou de la laine minérale.

Il est déconseillé de remplir l'espace entre deux tubages avec des isolants projetés en raison de l'impossibilité de contrôler l'uniformité de l'application de la couche isolante.

La protection de la tête de puits contre le gel à l'aide d'un tubage nécessite moins de matériel et est plus simple que l'isolation d'un caisson.

Le tube doit être métallique car le plastique devient plus fragile par temps froid et les mouvements du sol peuvent l'endommager.

Il faut également garantir l'absence d'eau dans l'espace entre le tubage et la tête de puits. La laine minérale perd ses propriétés d'isolation thermique en absorbant l'humidité, et la coque en polystyrène expansé peut être déformée par la formation de glace.

Pour éviter l'humidité, avant de placer l'isolant dans l'espace entre les tubages, il faut installer un joint d'étanchéité. La dimension extérieure du joint doit être égale au diamètre du tubage supplémentaire, et la dimension intérieure au diamètre du tubage principal.

Isolation du système de canalisations souterrain

L'isolation de la branche de la conduite d'eau menant à la maison peut ne pas être nécessaire si elle est placée en dessous de la profondeur de gel. Cependant, plus le système d'alimentation en eau est profond, plus son installation et sa réparation sont complexes.

Dans ce cas, l'isolation des tuyaux peut coûter moins cher en termes de coût du matériau d'isolation thermique et être plus simple en termes de niveau de travail requis.

Avec un raccordement inférieur, il faut moins de dépenses pour l'isolation, mais cela nécessite des travaux plus complexes tant lors de l'installation qu'en cas de réparation.

Utilisation de matériaux d'isolation thermique modern

La méthode la plus ancienne et éprouvée pour isoler les tuyaux est le remplissage de la tranchée avec de l'argile expansée. La laine minérale sans enveloppe extérieure d'étanchéité n'est pas utilisée pour l'installation de réseaux souterrains.

Actuellement, la variété des types d'isolants proposés à la vente permet de résoudre ce problème pour toutes les conditions de température. Pour l'installation de lignes souterraines dans des zones situées au-dessus de la profondeur de gel, on produit des “coques” en polyuréthane et en polystyrène expansé avec une enveloppe d'étanchéité en aluminium.

Pour l'isolation des branches souterraines de la conduite d'eau, on produit des isolants en PPS et PPU avec une enveloppe d'étanchéité. En alternative, on utilise des tuyaux en PND avec un isolant déjà fixé.

Examinons les principaux types de matériaux qui sont le plus souvent utilisés pour l'isolation de la conduite d'eau souterraine :

• La laine minérale ou la laine de verre se comprime sous le poids de la terre, donc si elle est utilisée, des travaux supplémentaires sont nécessaires sous forme de création d'une gaine solide.
• La fibre de basalte recouverte de feuille d'aluminium pour l'étanchéité est un matériau assez coûteux, mais facile à travailler ;
• Le polystyrène expansé et le polystyrène extrudé se coupent facilement, conservent bien la chaleur, mais une protection contre les rongeurs est nécessaire ;
• Le polyuréthane conserve bien la chaleur et possède une résistance à l'humidité.

Pour les nœuds et les coudes, il existe des coquilles spéciales, ce qui est pratique pour la mise en place de l'isolation. Elles permettent d'effectuer sans difficulté l'installation de l'isolation thermique sur des sections de canalisations de tout degré de complexité.

On peut isoler rapidement et efficacement une conduite d'eau à l'aide de polyuréthane projeté. Dans ce cas, il est nécessaire de poser le tuyau sur un lit de gravier d'argile expansée, car le bas de la canalisation pourrait ne pas être recouvert de matériau isolant.

Le polyuréthane projeté a une très faible conductivité thermique, ne se mouille pas, ne se brise pas sous le poids de la terre et n'est pas rongé par les souris et les fourmis.

Pour les endroits difficiles d'accès, où l'utilisation de matériaux volumineux est problématique, on peut utiliser une peinture thermique – un isolant liquide universel moderne. Cette peinture peut être appliquée aussi bien avec un pinceau ou un rouleau ordinaire qu'avec une projection. En plus de sa fonction principale, elle protège bien les tuyaux métalliques de la corrosion.

Utilisation d'un câble chauffant

Le principe de fonctionnement des matériaux isolants se résume à ce que l'on appelle la “protection passive”. Grâce à sa proximité, l'eau dans les tuyaux ne se refroidira pas tant qu'elle s'écoulera jusqu'à la pièce chauffée.

Il faut comprendre que dans un système fermé sans source de chaleur externe, le système d'isolation ne prévient pas le gel, mais augmente seulement la période jusqu'au moment de la cristallisation de l'eau sous l'effet des températures négatives.

En cas d'utilisation peu fréquente de l'eau du puits, une telle isolation pour l'hiver peut s'avérer insuffisante. En cas d'interruptions de fonctionnement de plus d'un jour, il est nécessaire de chauffer les tuyaux, après en avoir vidé l'eau, à l'aide d'un câble électrique spécial.

Il existe deux façons de placer le câble chauffant : à l'intérieur du tuyau chauffé et à l'extérieur.

Pour l'introduction du câble chauffant interne, un système spécial composé d'un té et d'un manchon terminal est prévu, ce qui permet d'effectuer facilement cette procédure.

Pour une installation intérieure, on utilise des câbles spéciaux. Ils ne sont pas toxiques, répondent à des exigences élevées de protection électrique (bien que les spécialistes recommandent d'effectuer le raccordement via un disjoncteur différentiel) et sont vendus avec une douille d'extrémité étanche. Le montage de ce câble est simple et se fait via un té ordinaire.

Le principal avantage de l’option d’installation intérieure est le rendement élevé du système de chauffage et, par conséquent, la réduction des coûts énergétiques. Le principal inconvénient est la difficulté de faire passer le câble dans les parties courbes de la canalisation.

Lors de l’installation extérieure du câble, il faut avant tout assurer un contact étroit avec une surface bien nettoyée. Le câble est fixé au tuyau à l’aide de ruban adhésif en aluminium, puis le ruban est passé sur tout le câble pour éviter tout contact avec le matériau isolant.

Les tuyaux en plastique sont préalablement recouverts de papier d’aluminium pour une répartition uniforme de la chaleur.

Pour augmenter le transfert de chaleur, vous pouvez fixer plusieurs câbles en ligne ou en spirale. Avec un pas de spirale de 5 cm, la longueur du conducteur augmente de 1,7 fois par rapport à la longueur de la conduite d’eau concernée.

L’installation d’un thermostat permet de réaliser des économies d’énergie substantielles, car le chauffage ne s’enclenche que lorsque la température définie est atteinte. Les valeurs optimales de température de déclenchement se situent entre 3 et 5 degrés Celsius.

Le câble chauffant est toujours installé avec une isolation thermique, sinon le chauffage de l’environnement reviendrait très cher.

Protction supplémentaire lors de l'installation

Pour la variante de puits utilisant une pompe submersible, une conservation du système est effectuée avant un arrêt prolongé. Pour cela, les canalisations sont posées avec une pente vers la source d'eau, et un clapet anti-retour est installé à la sortie du tuyau d'alimentation du tubage.

Après l'arrêt de la pompe, celle-ci est retirée du puits avec les tuyaux d'alimentation, et l'eau s'écoule par gravité dans le forage. Lors de l'utilisation de cette méthode, il est souhaitable d'éviter la présence de “poches” où l'eau pourrait stagner. L'inconvénient de cette méthode avec des tuyaux métalliques est l'accélération de la corrosion du métal.

L'une des méthodes rarement utilisées est la création d'un système “tuyau dans tuyau”, où l'on place un tuyau de plus grand diamètre autour de la conduite d'eau, isolé à l'extérieur. La couche d'air ainsi formée constitue une protection supplémentaire contre le froid.

Si l'on introduit le tuyau extérieur dans le sous-sol de la maison, en assurant une circulation d'air entre la couche et le sous-sol, on peut obtenir un chauffage supplémentaire de la conduite d'eau souterraine.

Le chauffage de la couche d'air par la température du local technique est l'un des moyens les plus simples d'assurer la chaleur à proximité immédiate de l'eau.

Une autre option est la circulation forcée de l'eau. Pour cela, il faut installer un second tuyau allant du sous-sol au puits et un système de robinets pour basculer l'alimentation en eau vers la maison ou vers ce tuyau.

En activant la pompe selon un planning, on peut pomper de l'eau souterraine chaude dans le système et évacuer l'eau froide du système dans le puits. Cette option est pratique en cas d'absence prolongée des propriétaires, lorsqu'il n'y a pas de consommation d'eau.

Il existe une idée répandue, y compris sur Internet, selon laquelle on peut empêcher le gel de l'eau en créant une pression excessive dans le système. Cependant, la température de transition de l'eau en glace ne baisse que d'un degré tous les 130 atmosphères de pression statique. Construire une conduite d'eau capable de supporter une telle pression est irréaliste.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Vidéo #1. Isolation élémentaire des parois et du couvercle du caisson avec du polystyrène de l'intérieur :

Vidéo #2. Aménagement du puits à l'aide d'un caisson, avec développement du thème de l'isolation :

Le gel du puits et de la conduite d'eau risque non seulement d'interrompre l'alimentation en eau, mais aussi d'endommager les équipements et les éléments du système, dont la réparation nécessitera de l'argent et des efforts considérables. Il vaut mieux effectuer une fois un travail d'isolation de qualité et obtenir un accès permanent à l'eau pour de nombreuses années.

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