Se chauffer avec le soleil

Les systèmes solaires combinés (SSC), qui produisent à la fois du chauffage et de l’eau chaude, conviennent particulièrement bien aux régions froides et bien ensoleillées, où la période de chauffage est plus longue et les besoins plus importants.

Dans le Nord de la France, un système solaire combiné permet ainsi d’économiser plus d’énergie que dans le Sud : les besoins de chauffage y sont plus importants, en particulier en automne et au printemps quand l’ensoleillement est bon.

Dans certaines zones de montagne et avec une très bonne isolation, un SSC peut permettre jusqu’à 70 % d’économie d’énergie pour l'eau chaude et le chauffage.

Il existe deux types de systèmes pour chauffer sa maison avec le soleil, chacun ayant ses avantages et ses inconvénients.

Le système à hydro-accumulation

En prévision des variations d’ensoleillement, un ballon d’eau chaude « tampon » stocke la chaleur produite par les panneaux thermiques. Ce volume d’eau tampon alimente alors directement le circuit de chauffage et transmet de la chaleur à un autre ballon immergé à l’intérieur pour l’eau chaude sanitaire :

• Les avantages du système à hydro-accumulation : Ce système est à la fois performant et compact, avec un volume de stockage raisonnable (500 à 2 000 litres). Dans une maison déjà construite, le système à hydro-accumulation est relativement simple à mettre en place, si l’on dispose de radiateurs et d’un plancher chauffant basse température.
• Un point de vigilance : Il faut disposer d’un local chauffé ou bien isolé, et suffisamment grand.

Le système solaire direct

Le fluide caloporteur circule directement dans les émetteurs de chaleur (dalle du plancher, murs ou radiateurs haute ou basse température) et repart vers les capteurs. La dalle ou les murs chauffants jouent un double rôle de stockage et d’émetteur de chaleur. Un circuit de dérivation permet de produire l’eau chaude sanitaire et d’apporter un appoint au solaire :

• Les avantages du système solaire direct : Les pertes de chaleur sont réduites et le rendement de l’installation solaire est meilleur. Ce système s’installe très bien sur un réseau de plancher chauffant, radiateurs basse ou haute température ou murs chauffants, avec des performances équivalentes quel que soit l'émetteur de chaleur. Enfin, le système solaire direct prend moins de place qu’un système à hydro-accumulation.
• Un point de vigilance : Le système solaire direct n’est envisageable que dans le cas d’une rénovation lourde. Il nécessite des travaux importants, avec la mise en place d’un plancher ou de murs chauffants.

Pour capter efficacement l’énergie solaire, il faut disposer d’une surface adaptée sur le toit ou à proximité. L’efficacité de l’installation va dépendre en grande partie de l’énergie solaire absorbée par les capteurs.

La surface des capteurs dépend de la localisation de la maison, de son niveau d’isolation et de sa taille. Il faut compter environ :

• 1 m² de capteurs pour 10 m² chauffés en rénovation,
• 0,7 m² de capteur pour 10 m² chauffés pour des maisons très bien isolées.

Cela équivaut, pour une maison de 140 m² située dans la moyenne en termes d’isolation et de localisation géographique, à environ 14 m² de capteurs, et 10 m² si la maison nécessite peu de chauffage (par exemple lorsqu'elle respecte la RT 2012 ou la RE 2020).

L’idéal est d’installer les capteurs plein sud avec une inclinaison d’environ 60 °. Mais l’efficacité des capteurs reste bonne avec une orientation de 45 ° vers l’est ou l’ouest et une inclinaison de 25 à 90 °, avec une différence de rendement de quelques pourcents.

Plus encore que les chauffe-eau solaires, les systèmes solaires combinés doivent maîtriser les surchauffes estivales. En été, les capteurs peuvent atteindre des températures très élevées alors que la chaleur est utilisée uniquement pour chauffer l'eau sanitaire. Il est donc important que l’équipement soit doté d’un dispositif de gestion des surchauffes.

Plusieurs options existent :

• La circulation nocturne du fluide caloporteur : Elle permet de faire circuler le fluide du circuit primaire la nuit pour évacuer la chaleur dans les capteurs (solution simple qui ne nécessite pas d’appareillage particulier, mais plus énergivore),
• Une boucle de décharge : Un tuyau circule dans le sol, une piscine ou un « aéro-refroidisseur » et évalue la chaleur dans l’air ambiant (cette solution augmente la consommation électrique, est plus coûteuse, mais elle est efficace et permet par exemple de participer au chauffage d’une piscine)

L’installation d’un système solaire nécessite quelques formalités :

• Auprès de votre mairie :
  • Pour une construction neuve, le permis de construire doit inclure l’équipement solaire prévu. Pour une maison existante, l’installation de capteurs solaires nécessite une autorisation d’urbanisme. Rapprochez-vous de votre mairie qui vous indiquera le document à remplir, le plus souvent une déclaration préalable.
• Auprès de l’architecte des Bâtiments de France :
  • Si votre maison est située en périmètre de site inscrit ou classé, vous devez obtenir un avis favorable de l’architecte des Bâtiments de France. Pour garantir l’acceptabilité de votre projet, il est recommandé de le présenter aux instructeurs d’urbanisme de votre commune et aux architectes des Bâtiments de France, lors d’une réunion de faisabilité.
• Auprès de votre assureur :
  • Renseignez-vous auprès de votre assureur pour la déclaration de votre installation. Une installation solaire peut parfois entraîner une surprime chez certains d'entre eux.

L’entretien d’un système solaire thermique est peu contraignant, mais important pour garantir ses performances :

• Tous les deux ans, un contrôle par un professionnel est nécessaire, en particulier pour vérifier la pression et le bon fonctionnement de la régulation.
• Pour un système solaire combiné, il n’y a pas d’obligation d’entretien sur les capteurs ou le ballon. Pour autant, celui-ci est recommandé pour éviter les surconsommations et l'usure prématurée de l'installation. La vérification des capteurs chaque année est utile pour contrôler en particulier l’état du fluide caloporteur.
• Les vitrages sont autonettoyants, mais le nettoyage du ballon est recommandé tous les 3 ans pour éliminer le tartre qui peut s’être déposé et avoir diminué ses performances.
• Selon la nature de l’appoint choisi (chaudière au fioul, au gaz, au bois, appoint électrique…), un entretien annuel peut être nécessaire, voire obligatoire : ramonage, vérification de la chaudière, détartrage… L’entretien de la partie solaire de l’installation n’engendre pas de surcoût notable.

L’ajout d’un système de suivi à distance (via des sondes reliées à un boîtier communicant) peut faciliter la détection de dysfonctionnements.