Après une première vague d’installations non maîtrisée dans
les années 1980, le solaire thermique est aujourd’hui une technologie aboutie,
respectueuse de l’environnement et économiquement intéressante. Pierre Mas,
référent technique de Qualit’ EnR, revient pour Batiactu sur les avantages de
cette solution et sur les erreurs à éviter lors de l’élaboration de son
système.
Après les chocs pétroliers des années 1970, les pays
européens se sont penchés sur des technologies énergétiques alternatives. Le
solaire thermique fait partie de celles-ci : elle consiste à recueillir
l’énergie du rayonnement solaire et à la transmettre à un fluide caloporteur
(gaz ou liquide). La chaleur transmise est utilisée pour réchauffer un
réservoir d’eau ou pour alimenter un dispositif de chauffage par le sol. Le
procédé permet de couvrir environ 50 % des besoins annuels en eau chaude et
d’apporter un complément de chauffage. « Une première vague d’installations a
eu lieu au début des années 1980. Mais elle était non maîtrisée et beaucoup
d’installations ressemblaient à du bricolage », nous explique Pierre Mas,
couvreur plombier chauffagiste, spécialiste du solaire thermique et membre du
bureau de Qualit’EnR. « D’où des contreperformances et des installations de
moindre qualité ».
Tirant les enseignements de ce premier échec, l’Ademe lance,
en 1999, le plan Helios 2006 avec pour objectif d’implanter durablement
l’énergie solaire en France. Les produits et procédés de mise en œuvre sont
alors mieux encadrés et les systèmes agrémentés par le CSTB. Les aides ne sont
alors versées qu’aux utilisateurs de matériels performants. « Avec la hausse
des prix de l’énergie et les aides apportées par les conseils régionaux, le
solaire thermique connaît alors un certain engouement », poursuit Pierre Mas. «
La technologie, dans les années 1990, reposait sur des capteurs plans
classiques. Puis sont apparus les capteurs sous vide, avec ou sans caloduc.
Quelques tentatives de capteurs à air ont également été menées. Mais il s’agit
d’une technique non courante, risquée pour un installateur car elle a besoin
d’être bien maîtrisée ».
Un rendement qui dépend de très nombreux facteurs
« L’amortissement des installations est la première question
posée par les clients », constate l’installateur. « Le retour sur investissement
doit être rapide, en 4 ans. Il s’agit donc d’une logique économique et non pas
écologique », déplore le professionnel. « Pourtant, avec le solaire thermique,
le rendement dépend de très nombreux facteurs : la localisation géographique,
l’orientation et la pente de la toiture, la technologie choisie, la gestion des
appoints et… la consommation d’eau chaude ! Si l’utilisateur ne tourne jamais
le robinet, l’installation ne sera jamais rentabilisée ». Des logiciels
permettant de simuler sa future installation sont disponibles mais les conseils
de l’entreprise ou de l’artisan chargé de l’installation restent primordiaux.
Il conviendra notamment de faire attention aux ombres portées et aux toitures
non adaptées. « Il sera peut être nécessaire de renoncer et de choisir une
autre technologie plus adaptée que le solaire thermique ».
Car les installations avec le ballon d’eau chaude double,
sont beaucoup plus volumineuses que des chauffe-eau classiques. L’échange
standard n’est donc pas possible. « C’est la maison qui décide de
l’implantation, avant même le propriétaire », prévient Pierre Mas. Dans des
appartements existants, il s’avère donc qu’une installation est très
compliquée, faute de place. « En revanche, pour les maisons individuelles ou
pour les hôtels, avec la plus forte affluence estivale au moment où le
rayonnement solaire est important, la technologie thermique s’avère bien
adaptée ».
Et quels seront les développements de la technologie à
l’avenir ? Selon Pierre Mas, on assistera à un rapprochement entre le solaire
photovoltaïque et le thermique. Des expérimentations sont actuellement menées
afin de faire circuler un fluide caloporteur dans les capteurs PV, afin de
récupérer la chaleur et faire ainsi baisser la température qui entraîne
normalement une chute de leur rendement. Mais l’installateur prévient : « En
tant que professionnel, je suis ouvert mais prudent face à ces nouvelles
avancées. Quelle sera leur tenue dans le temps ? Que les industriels fassent
tous les tests nécessaires en laboratoire afin que les clients n’essuient pas
les plâtres. Quant à mes collègues installateurs, qu’ils n’oublient jamais de
prescrire diverses solutions à énergies renouvelables : les clients n’auront
pas forcément le réflexe de les demander. C’est donc à nous, professionnels, de
jouer un rôle actif dans la transition énergétique ».
Composition d’un système solaire thermique :
- Des panneaux solaires (ou capteurs) qui captent l’énergie
du rayonnement solaire en chauffant un fluide caloporteur dans un circuit primaire
qui achemine les calories récupérées jusqu’au circuit secondaire ;
- Un réservoir où le volume d’eau est chauffé par le liquide
caloporteur par simple échange thermique via un serpentin en cuivre ;
- Un dispositif de chauffage d’appoint peut être intégré au
réservoir (résistance électrique ou liaison à une chaudière à gaz) ;
- Un vase d’expansion sur le circuit primaire afin de
compenser la dilatation thermique du fluide ;
- Un circulateur sur le circuit primaire pour les matériels
en circulation forcée.
Un réservoir placé plus haut que le panneau solaire permet
de se passer d’une pompe : la circulation dans le circuit primaire se fait par
thermosiphon la température de sortie étant plus élevée que celle d’entrée pour
vaincre les pertes de charges dans le système. La circulation s’arrête donc
pendant la nuit, ce qui permet de garder l’énergie accumulée dans le ballon
durant la journée.
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