S'équiper d'un chauffe-eau solaire

Le gisement solaire français est bien suffisant pour alimenter un chauffe-eau solaire. Que vous habitiez à Lille ou à Marseille, il vous suffit de dimensionner votre installation par rapport à votre consommation d’eau. Vous obtiendrez entre 50 et 75% d’économie annuelle sur votre production d’eau chaude, partout en France.

Dimensionner votre chauffe-eau solaire, c’est choisir la bonne orientation, le type de capteur, la taille du ballon et la technologie la plus adaptée à vos besoins.

Orientation & Inclinaison des capteurs

Au préalable de toute installation, il faut vérifier que vous disposez d’un emplacement suffisant (de 3 à 6 m² dans la majorité des cas), bien orienté (du sud-est au sud-ouest) et libre de toutes ombres portées (arbres, bâtiments…).

Les capteurs peuvent être fixés sur le toit de la maison, sur une terrasse, posés dans le jardin ou sur une façade, et peuvent être inclinés entre 20° et 60° sans que le rendement de l’installation ne soit réellement altéré. Selon le CSTB « Simuler un système avec capteurs inclinés à 20° […] sur un système avec des capteurs inclinés à 45° entraîne une différence de production solaire inférieure à 3 %».

Type des capteurs et de leur pose

Il existe deux types de capteurs thermiques : les capteurs plans et les collecteurs à tube sous vide.

• Les capteurs plans sont un peu plus accessibles financièrement et peuvent s’intégrer à la toiture (en remplacement des tuiles par exemple) ou être posés en surimposition, au dessus de la toiture
• Les collecteurs à tube sous vide captent mieux les rayons du soleil en cas de faible ensoleillement que les capteurs plans. Ils sont donc particulièrement indiqués pour le nord de la France. Cependant, Ils sont un peu plus chers que les capteurs plans et ne peuvent pas être intégrés à la toiture

Taille du ballon de stockage

La taille du ballon de stockage est prépondérante pour optimiser le rendement du chauffe-eau solaire.

Selon le guide pratique de l’ADEME, il faut faire «attention au surdimensionnement du ballon, souvent constaté sur le terrain. Il a pour inconvénient d’engendrer une consommation d’appoint plus grande […] un ballon trop gros amènerait à une sur-dépense de réchauffage par l’appoint, à longueur d’année».

Vous pouvez utiliser des logiciels de dimensionnement solaire (logiciel solo du CSTB par exemple), vous faire conseiller par un installateur Qualisol ou demander un diagnostic solaire.

Choix de la technologie de transmission de chaleur

Il existe deux systèmes de circulation du liquide caloporteur entre les capteurs et le ballon solaire où s’effectue l’échange thermique (le liquide chaud venant du capteur cède sa chaleur à l’eau froide stockée dans le ballon solaire) :

• La circulation naturelle ou « en thermosiphon », le liquide caloporteur monte grâce à sa différence de densité avec l'eau du ballon. Quand il est plus chaud, le liquide s'élève naturellement par thermo-circulation. Ce système est très répandu dans les pays méditerranéens et fonctionne très bien dans la moitié sud de la France.
• La circulation forcée, le liquide caloporteur est transféré par l’intermédiaire d’une pompe électrique. Son transfert est commandé par un régulateur électronique visant à optimiser les différents paramètres. C’est le système majoritairement installé en France.

Vous trouverez ci-dessous le détail de chacune de ses technologies.

Le système en circulation forcée est particulièrement adapté aux climats français car il permet d’optimiser la récupération de chaleur par faible ensoleillement et se connecte facilement à l’installation existante (par le biais d’un échangeur thermique) sans craindre le gel et les températures très basses. Cette solution, à faire installer par un professionnel Qualisol, permet également de bénéficier de nombreuses aides financières sous conditions (voir le détail ci-dessous).

Comment ça marche ?

Le panneau solaire (1) capte l’énergie solaire et retient la chaleur. Le circuit primaire (2) contient un liquide qui s'échauffe en passant dans le capteur, et se dirige vers un ballon de stockage (4). Là, grâce à un échangeur thermique (serpentin), il réchauffe l'eau sanitaire (3). Il repart ensuite vers le capteur, où il est chauffé à nouveau.

Une pompe électrique (6) met en mouvement le liquide caloporteur quand il est plus chaud que l'eau du ballon. Son fonctionnement est commandé par un régulateur (7) jouant sur les différences de températures entre la sonde du capteur (8) et celle du ballon (9).

Partout en métropole, on doit faire face à des périodes défavorables (hiver, demi-saison) pendant lesquelles l'énergie solaire ne peut assurer la totalité de la production d'eau chaude. Dans ces cas, l’appoint intégré au ballon prend le relais. Il s'agit soit d'une résistance électrique, soit d'un échangeur raccordé à une chaudière (10) (gaz, fioul, bois). Un second ballon pourvu d'un réchauffeur électrique peut également servir d'appoint.

Installation Qualisol

Qualisol est l’appellation rassemblant les professionnels engagés dans une démarche de qualité pour l’installation de systèmes solaires thermiques. En effet, en plus de respecter la charte Qualisol, chaque entreprise s’engage à être auditée dans les 3 ans suivant son adhésion.

Pour un particulier, c’est l’assurance de s’adresser à un professionnel justifiant des assurances obligatoires (civiles et décennales) et la possibilité de bénéficier du crédit d’impôt de 50% sur le matériel ainsi que des aides financières locales (région, département, commune...).

Aides

Quatre types d'aides peuvent être obtenus pour l’installation d’un chauffe-eau solaire sous condition :

• Le crédit d’impôt : l’Etat accorde un crédit d’impôt de 50% sur le montant TTC du matériel acheté si celui-ci est certifié (Solar Keymark, CSTB) et si l’installation est effectuée par un professionnel Qualisol dans une résidence principale
• La TVA à 5.5% : l'installation d'équipement utilisant les énergies renouvelables par un professionnel dans les logements de plus de 2 ans donne droit au taux réduit de TVA (5,5% au lieu de 19,6%).
• Les aides régionales et locales : le crédit d'impôt est complété par des subventions régionales ou locales (département, municipalité). Les demandes passent en commissions, le matériel quant à lui devant être certifié Ô Solaire dans la majorité des cas.
• L’éco prêt à taux 0% : pour obtenir l’éco-prêt à taux 0%, il vous faut réaliser plusieurs travaux visant à améliorer l'efficacité énergétique de votre maison. Le chauffe-eau solaire se combine particulièrement bien avec d'autres types de travaux tels que la pose d'une chaudière à condensation, d'une pompe à chaleur, etc.

Le système en circulation naturelle appelée aussi « en thermosiphon » est particulièrement adapté aux climats méditerranéens : la déperdition de chaleur du ballon étant moindre sans craindre le gel et les températures très basses. Cette solution, à installer soi-même, est une très bonne alternative pour les maisons secondaires, les écolos convaincus, les maisons visant une autonomie énergétique ou les personnes ne bénéficiant plus de crédit d’impôt.

Comment ça marche ?

Un circuit rempli de liquide caloporteur (qui transmet la chaleur) relie les capteurs solaires au ballon de stockage placé au dessus de ceux-ci.

Le soleil rayonnant sur les capteurs réchauffe le liquide qui, une fois chaud, monte naturellement vers le ballon de stockage et échange sa chaleur avec celle de l’eau.
Quand il refroidit, le liquide redescend vers les capteurs pour être chauffé à nouveau.

Cette eau chauffée naturellement peut être utilisée directement ou peut alimenter en préchauffage le ballon du foyer. Selon la période de l’année, vous aurez naturellement soit de l’eau chaude soit votre ballon n’aura plus qu’à la réchauffer.

L'installer soi-même

On distingue deux types d’installation :

• En version monobloc (ballon solidaire des capteurs) sur surface plate (terrasse, jardin), le montage du chauffe-eau solaire est très accessible, de bonnes notions de plomberie sont nécessaires pour le raccorder au système existant.
• En version désolidarisé ce qui permet de fixer les capteurs à l’extérieur (dans le jardin ou sur toiture) et le ballon à l’intérieur (combles, maison, cabanon) pour limiter la déperdition de chaleur de celui-ci. En plus des notions de plomberie, il faut dans ce cas disposer de bonnes notions en couverture pour la pose des capteurs sur la toiture.

Rapport qualité / prix 

Ces chauffe-eau solaires en thermosiphon, du fait de leur simplicité (pas de pompe ni de régulation), sont plus accessibles financièrement que les chauffe-eau solaires en circulation forcée. Cela ne doit pas vous empêcher de prendre vos précautions sur la qualité des composants (capteurs et ballons) et exiger des certifications (certification Solar Keymark ou CSTB pour les capteurs, norme DIN pour la protection du ballon contre la corrosion) pour vous garantir une durée de vie optimale de votre chauffe-eau solaire.

Dans ce cadre « Le fonctionnement de ce type de chauffe-eau solaire est très simple et les risques de pannes sont faibles, les coûts sont restreints et les performances, surtout dans les régions ensoleillées (comme le Sud de la France), sont excellentes» selon le guide pratique de l’ADEME.

Autonomie

Les chauffe-eau solaires en thermosiphon sont autonomes (pas de pompe électrique) et fonctionnement même en cas de panne d’électricité. Difficile de faire plus écologique !

Sous l’effet conjugué des aides de l’Etat et de l’intérêt croissant des particuliers à maîtriser leurs dépenses énergétiques, le chauffe-eau solaire est une solution fiable (durée de vie moyenne des panneaux supérieure à 20 ans), écologique (1 tonne de C02 économisée par an), accessible et rentable (plus le prix de l’énergie augmente, plus le rendement s’accélère), le tout, sans nuisance sonore.

Solairenvie est une entreprise de passionnés du solaire thermique qui pour but de démocratiser l’utilisation des chauffe-eau solaires en France.

Solairenvie.com