Le solaire thermique au service du logement : décryptage

Un chauffage solaire thermique peut-il vous aider à réduire le montant de vos factures ? Bonne nouvelle : le chauffage solaire peut couvrir de 40 à 60 % de vos besoins, à condition d’être bien configuré. Dans le cas contraire, vous utiliserez votre chaudière plus souvent que prévu. De plus, en été, les capteurs solaires risquent la surchauffe et la casse. Et si vous sélectionnez le mauvais type, le rendement sera presque divisé par deux. Pour éviter ces désagréments et obtenir une installation idéale, suivez nos conseils.

Contrairement au photovoltaïque, le dispositif ne crée pas d’électricité. Il produit directement de la chaleur utilisable. Comment est-ce possible ? Le fonctionnement peut être décrit par une succession d’étapes :

N.B. Ce système nécessite un générateur de chaleur d’appoint. Celui-ci sert à combler les besoins en chauffage en cas d’ensoleillement insuffisant.

À quoi peuvent servir les systèmes solaires thermiques dans un logement ? Les installations les plus courantes sont uniquement dédiées au chauffage de l’eau sanitaire (salle de bains et cuisine). D’autres, plus complètes, produisent la chaleur du chauffage central.

Cette configuration est la plus chère, mais aussi la plus intéressante. Ce type de dispositif, lorsqu’il est bien dimensionné, peut couvrir entre 40 et 60 % des besoins d’un logement. Comme il chauffe uniquement un circuit d’eau, il peut être connecté à un plancher chauffant hydraulique ou un circuit de radiateur à eau.

En mode simplifié, les systèmes solaires thermiques sont dédiés à l’eau sanitaire. Il existe deux déclinaisons :

Le ballon monobloc est réservé aux climats chauds. Plus adaptée à la France, la déclinaison split existe en version thermosiphon ou à circulation forcée.

Votre projet est d’utiliser les systèmes solaires thermiques pour le chauffage et l’eau chaude sanitaire ? Les fabricants proposent des systèmes parfaitement fiables. Les technologies sont matures et bien maîtrisées. En revanche, vous devrez choisir entre le chauffage avec ballon tampon et celui sans ballon tampon.

Le ballon tampon est l’équivalent du local à batterie du système photovoltaïque. Il stocke la chaleur dans une grosse réserve d’eau en prévision des périodes froides. Ce ballon tampon est connecté aux émetteurs de chaleur et au ballon d’eau chaude sanitaire. Rassurez-vous, ce sont deux circuits séparés. Ce système est à privilégier, en construction neuve et en rénovation.

Ici, le stockage de la chaleur n’est pas possible. Tout le dispositif envoie directement la chaleur au cumulus d’eau chaude sanitaire et aux émetteurs de chaleur du logement. Quels sont ses avantages ? Les pertes de chaleur sont moindres, et vous n’avez pas besoin d’un local libre et chauffé pour l’installation du ballon tampon.

À noter : des systèmes solaires thermiques mixtes — avec ballon tampon et transmission directe existent.

Le mur Trombe est un système de chauffage solaire passif mis au point dans les années 60. Il se compose d’un mur orienté au sud recouvert d’une vitre à l’extérieur. Des ouvertures hautes et basses à l’intérieur permettent la circulation de l’air. La chaleur du soleil élève la température du mur grâce au vitrage. Le mur réchauffe la pièce sur le principe de la convection et de la conduction.

Lorsque vous commencez à explorer les kits et systèmes des différents revendeurs, vous faites face à une large palette de matériels. Pour vous aider à y voir clair, voici les principaux composants des installations solaires thermiques :

En approfondissant vos recherches, vous allez constater que plusieurs types de panneaux solaires thermiques sont disponibles. La plupart des solutions utilisent des capteurs solaires vitrés. Mais vous pouvez sélectionner, selon vos besoins, des capteurs non vitrés ou des capteurs thermiques solaires sous vide.

Ces panneaux sont principalement dédiés à des installations faiblement consommatrices de chaleur. Ils se composent de capteurs plats et se présentent sous la forme de tapis souples. Ils fournissent une eau à environ 30°. En France, ils sont conseillés pour les piscines. Leur rendement est d’environ 35 %.

Ces panneaux sont rigides et peuvent s’installer sur un toit. Ils ont la capacité de fournir une eau chaude entre 50 et 80 °C. Recouvert d’une vitre, leur coffret bénéficie d’un effet de serre améliorant leur efficacité. Ces panneaux sont noir mat et offrent un rendement de 40 à 60 %.

Ces panneaux sont les plus récents et les plus productifs. Ils affichent un rendement de 50 à 90 %. Ils se caractérisent par des tuyaux sous vide généralement apparents. Trois technologies cohabitent : tubes à flux direct, tubes à caloduc et tubes Sydney. Ils produisent de l’eau à température élevée, entre 60 et 85 °C.

Si vous envisagez d’installer chez vous un système solaire thermique, vous bénéficierez de nombreux avantages. Parmi ceux-ci, notez les factures d’énergie allégées et la protection de l’environnement. Récapitulons les quatre principaux atouts d’une installation solaire thermique.

La conception des appareils de production de chaleur est simple. Cette qualité en fait des équipements robustes, fiables et tout-terrain. Leur installation est possible dans des zones climatiques hostiles. Par exemple, la durée de vie des capteurs solaires thermiques varie de 20 à 30 ans.

Un chauffe-eau solaire thermiquecouvre entre 45 et 75 % des besoins annuels d’une famille. Un ballon électrique consomme en moyenne entre 2 000 et 2 500 kWh par an. La facture atteint 570 € (0,2516 €/kWh). Les économies annuelles varient de 257 à 427 €. Les économies sur la facture de chauffage varient de 35 à 45 %.

Le chauffage à base de panneaux solaires thermiques ne rejette pas de CO₂. Par conséquent, il contribue à réduire les émissions de polluants de votre maison et protège l’environnement. Prise en compte positivement dans le DPE (diagnostic de performance énergétique), son installation améliore le classement énergétique de votre maison.

Selon la technologie, le rendement moyen des panneaux solaires thermiques varie de 40 à 70 %. Cela signifie que les panneaux qui reçoivent 1 000 watts d’énergie solaire produisent entre 400 et 700 watts de chaleur utilisable. Pour comparer, le rendement des panneaux photovoltaïques varie de 14 à 22 %.

Si vous envisagez d’exploiter la technologie des panneaux solaires thermiques, vous devez avoir à l’esprit les prix élevés d’un tel projet. Par ailleurs, côté fonctionnement, les risques de surchauffe en été sont réels. Enfin, ajouter à la facture l’installation d’un système de production de chaleur complémentaire.

Les prix des installations solaires thermiques varient selon qu’il s’agit d’un projet de rénovation de logement ou de construction neuve. Comptez, pour une installation complète, entre 900 et 1 700 €/m² de capteurs. Pour un logement en rénovation de 100 m² à chauffer, le prix varie de 9 000 à 17 000 € HT pose comprise.

En été, les températures s’élèvent et l’exposition au soleil est au maximum. En revanche, les besoins en chauffage et en eau chaude sanitaire sont moindres. Une installation solaire thermique risque la surchauffe. Mais les fabricants ont des solutions techniques : boucle de décharge, circulation du fluide primaire la nuit.

Un chauffe-eau solaire individuel couvre entre 50 et 80 % des besoins. Le chauffage solaire thermique, lui, fournit entre 40 et 60 % de l’énergie nécessaire. Un appoint est par conséquent indispensable pour couvrir 100 % des besoins domestiques. Dans cette optique, installer une pompe à chaleur air-eau à production d’eau chaude sanitaire est la meilleure option.

Les installations solaires thermiques réussies ont bénéficié d’un plan stratégique et d’une méthodologie de projet. Les étapes centrales sont l’évaluation du gisement solaire et le dimensionnement des panneaux. Mais d’autres points, tout aussi fondamentaux, sont à étudier.

Les systèmes solaires thermiques sont extrêmement dépendants de l’ensoleillement annuel. Commencez par consulter le nombre d’heures d’ensoleillement annuel de votre domicile. Retenez ensuite les repères de ce tableau.

Soyez vigilant sur la surface totale des capteurs solaires. Pour un projet de rénovation, comptez 1 m² de capteurs pour 10 m² de chauffe. En construction neuve (RT 2012 et RE 2020), retenez 0,7 m² de capteurs pour 10 m² de chauffe.

Une orientation plein sud garantit 100 % d’efficacité. Si vous n’avez pas le choix, sud-est et sud-ouest sont des alternatives. L’efficacité sera de 95 %. L’inclinaison idéale moyenne en France est de 35°, pour une efficacité de 100 %.

Pour une installation thermique rentable, optez pour des équipements ayant le label Solar Keymark (certification européenne). Assurez-vous qu’ils respectent la norme EN 12975. Elle atteste que les matériaux de composition résistent à la corrosion et aux UV.

Si vous installez un tel système dans un projet de construction neuve, le permis de construire doit en faire mention. Dans un projet de rénovation, vous devez absolument faire une demande d’autorisation d’urbanisme à votre mairie.

Un projet solaire thermique est éligible aux aides lorsqu’il concerne la rénovation. MaPrimeRénov’ par geste peut atteindre 10 000 € pour les systèmes solaires assurant le chauffage. Elle se cumule avec l’aide Coup de pouce chauffage (5 000 €), versée en cas de remplacement d’une chaudière à gaz ou à fioul.

Mettre en place un système de chauffage thermique chez soi présente de nombreux atouts. Dans une zone ensoleillée, cela peut couvrir entre 40 et 60 % de vos besoins. N’oubliez pas que vous devrez installer un générateur de chaleur en complément. La pompe à chaleur est un système approprié.

Le solaire est une énergie gratuite d’avenir, qui mérite d’être exploitée. Pour découvrir les alternatives aux systèmes solaires thermiques, n’hésitez pas à consulter nos autres articles :