Chauffage solaire pour les constructions existantes

Un Système solaire combiné (SSC) utilise l’énergie solaire pour le chauffage des locaux et la production d’eau chaude.

La possibilité d’installation d’un tel système ne sera examinée qu’après optimisation du mode de chauffage, de la régulation et de l’isolation existant.

La quantité d’énergie fournie par le soleil varie selon le lieu, l’heure du jour, la saison et les conditions climatiques. De même, l’utilisation du chauffage varie au long de l‘année. En Lorraine, l’ensoleillement ne suffit pas à couvrir le besoin énergétique nécessaire au chauffage en toute saison. C’est pourquoi un système solaire doit être complété par un système de chauffage classique mais performant.

Principe du chauffage solaire combiné

Le principe du système solaire combiné solaire est semblable à celui du chauffe-eau solaire1.

Il se compose :

de capteurs solaires

Les capteurs (1) transforment le rayonnement solaire (diffus et direct) en chaleur. La superficie nécessaire pour un système combiné varie généralement entre 6 et 25 m2 et dépend principalement du système de chauffage central, des caractéristiques de l‘habitation et du type de capteurs choisi. Compte tenu de ce qu’un SSC est plus sollicité pendant la période de moindre ensoleillement, l’implantation des capteurs est également soumise à des contraintes plus strictes. Elle sera prévue pour maximiser leur rendement à l’intersaison : orientation entre le Sud-ouest et le Sud-est. Enfin, on veillera à éviter qu’ils soient atteints par les ombres portées. Les capteurs classiques (plans vitrés) conviennent bien pour un système de chauffage à basse température. Les capteurs tubulaires sous vide permettent d’obtenir, à conditions égales, une température plus élevée : ils sont donc plus adaptés au système de chauffage par radiateurs. De l’eau glycolée (antigel) sert de fluide caloporteur entre les capteurs et le stockage.

d’un réservoir de stockage

Le volume du réservoir de stockage (2) est généralement compris entre 500 et 2000 litres pour une installation individuelle. Par l’intermédiaire d’un échangeur à grande surface (4a) situé dans la partie inférieure, le circuit solaire (3) chauffe le contenu du ballon. Ce contenu peut être l’eau du circuit de chauffage central ou une eau morte. Dans ce dernier cas, un deuxième échangeur permet au circuit de chauffage central de prélever la chaleur accumulée. Enfin, dans le haut du ballon, un échangeur (4b) alimente aussi le circuit d’eau chaude sanitaire. On peut également envisager la mise en place de 2 ballons de stockage, l’un pour l’eau chaude sanitaire, l’autre pour le chauffage. Ce choix se fera également en fonction des contraintes de l’existant : hauteur sous plafond, escalier, largeur de passage…

d’un système d’appoint

Un appoint (5) est nécessaire lorsque le soleil est insuffisant. Généralement, il est intégré au système de chauffage central. Dans ce cas, l’appoint fournit par la chaudière peut, comme dans le chauffe-eau solaire, être interne (au moyen d’un échangeur dans le réservoir de stockage) ou externe (le circuit de chauffage passe dans la chaudière après son passage dans le réservoir de stockage).

Les accessoires

Les accessoires (6) comprennent essentiellement les appareils de circulation (pour le système solaire et pour le circuit de chauffage) ainsi que le système de régulation. Celui-ci a un rôle très important : c’est lui qui met en route le circuit primaire (3) et qui détermine la contribution du système d’appoint au chauffage en privilégiant toujours l’apport solaire.

L’émetteur

Les SSC peuvent être intégrés dans les installations de chauffage par radiateurs ou par le sol. Il faut retenir que plus la surface d’échange calorifique avec l’air ambiant est grande et plus on peut diminuer la température de l’eau dans le circuit de chauffage et donc réduire la quantité d’énergie nécessaire. Le chauffage par le sol est donc particulièrement recommandé.

A quel prix ?

Le prix d’un système solaire combiné de chauffage des locaux et de l‘eau sanitaire pour un ménage est généralement compris entre 12 000 euros pour les petites installations et 20 000 euros pour les plus grosses. Ce prix inclut le matériel et l’installation. Une prime de la Région Lorraine et un crédit d’impôt viennent, heureusement, alléger cette facture.

L’économie d’énergie permise par les systèmes solaires combinés est d’au moins 15% pour le chauffage des locaux, et peut atteindre 50% indépendamment de la latitude. La couverture pour le chauffage de l’eau sanitaire atteint, elle, 80%.

Conclusion

Si le rendement des systèmes de chauffage solaire à eau peut sembler faible, rappelons que le chauffage des locaux représente en moyenne 78% de la consommation d’énergie dans une habitation. Le chauffage de l’eau sanitaire intervient pour 10 %.

En considérant une couverture solaire de 20% pour le poste chauffage, l’économie sur la consommation totale peut être estimée à 23,5 % [20% de 78%, soit 15,5%(chauffage) + 80% de 10%, soit 8%(eau chaude)]. C’est près de 3 fois plus que l’économie permise par l’utilisation d’un simple chauffe-eau solaire. Ceci signifie qu’un système solaire combiné est plus rentable qu‘un chauffe-eau solaire, pour autant que le rapport entre les prix des deux types de système est inférieur au rapport entre les économies qui peuvent en être attendues. Dans notre exemple, le système combiné sera plus rentable que le chauffe-eau solaire si son coût n’est pas 3 fois plus élevé que celui du chauffe-eau solaire.

Dans la période actuelle de dérèglement climatique, d’énergies fossiles chères et polluantes, on me pose souvent la question de la rentabilité d’un tel investissement. Bien sûr, on peut faire des projections sur le prix du gaz ou du fuel et affirmer que l’installation s’autofinance en 7 ou 8 ans.

On peut également se dire que c’est notre investissement dans le développement durable, que c’est notre contribution à l’effort commun pour sauver la planète. Il s’agit donc d’une démarche gagnant-gagnant, à condition de bien réfléchir son projet, avec une entreprise certifiée et sérieuse.