Chauffe-eau solaire, le bon choix à coup sûr - 24/03/2008

Fini le temps où l’on entendait proférer « les chauffe-eau solaires, ça ne marche pas en France ! » Depuis une vingtaine d’années, la technologie n’a cessé d’évoluer et désormais, ni la robustesse ni la fiabilité de ces équipements ne sont remises en question. La preuve : outre les emblématiques fabricants d’équipements solaires, les professionnels reconnus du chauffage conventionnel (au gaz ou au fioul) proposent désormais quasiment tous une gamme solaire. L’offre s’étoffe, et avec plus de 1 700 kits éligibles aux primes régionales, il était temps de revenir sur le sujet, pour vous aider à faire les bons choix, et vous donner les astuces afin que votre chauffe-eau solaire individuel (CESI) fonctionne au mieux de ses possibilités.

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Dans ce dossier réalisé par Julie Barbeillon, David Roditi et Patrick Viot - Maison écologique, vous pourrez découvrir ce qu'est un chauffe-eau solaire, comment çà marche, les démarches administratives à faire, les aides financières, trouver un bon professionnel, les choix techniques, savoir détecter les anomalies, la liste des professionnels, .....

Rien de plus simple : laissez un tuyau d’arrosage rempli d’eau en plein soleil... Au bout de quelque temps, l’eau qui va sortir du tuyau sera chaude. Elle le sera encore plus si le tuyau est de couleur sombre, et même brûlante si une vitre est placée au-dessus du tuyau. Vous avez là le principe du chauffe-eau solaire. Pour les systèmes actuellement commercialisés, la technologie est « légèrement » plus aboutie. Elle permet de tirer parti au maximum du moindre rayonnement que nous envoie le dieu Râ, arrivant sur Terre après un parcours de quelque 150 millions de kilomètres !

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1 -  Fonctionnement d’un Chauffe-eau solaire individuel (CESI)

-- Capter l'énergie solaire (1) : Le capteur solaire comprend :
• une plaque et des tubes métalliques noirs. Ils constituent l'absorbeur, reçoivent le rayonnement solaire et s'échauffent ;
• un coffre rigide, isolé thermiquement et entourant l'absorbeur. Sa partie supérieure, vitrée, laisse pénétrer le soleil et retient la chaleur comme dans une serre.

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-- Transporter la chaleur
C'est le rôle du circuit primaire (2) . Étanche et calorifugé (isolé), il contient de l'eau additionnée d’un liquide antigel (généralement du glycol alimentaire). Ce liquide s'échauffe en passant dans les tubes du capteur, et se dirige vers un ballon de stockage.

-- Restituer la chaleur
Grâce à un échangeur thermique (serpentin), le liquide dit « caloporteur » cède ses calories solaires à l'eau sanitaire (3). Une fois refroidi, il repart vers le capteur (4), où il sera à nouveau chauffé, surtout pendant les périodes ensoleillées.

-- Stocker l'eau chaude
Le ballon solaire (5) constitue la réserve d'eau sanitaire. L'eau chaude prélevée est immédiatement remplacée par la même quantité d'eau froide issue du réseau (6), réchauffée à son tour par le liquide du circuit primaire.

-- Faire circuler le liquide caloporteur : La circulation du liquide peut être naturelle ou forcée :
• dans le premier cas, le liquide caloporteur circule grâce à sa différence de densité avec l'eau du ballon. Tant qu'il est plus chaud (donc moins dense), il s'élève naturellement. Dans ce cas, le ballon doit impérativement être placé plus haut que les capteurs. Ce principe est utilisé dans les CESI à
 thermosiphon ;
• dans le second cas (le plus fréquent), une pompe électrique (7) (circulateur) met en mouvement le liquide caloporteur quand il est plus chaud que l'eau du ballon (10). Son fonctionnement est commandé par un dispositif de régulation (8) jouant sur les différences de températures : si l’eau du ballon est plus chaude que celle du capteur (9), la régulation coupe le circulateur. Sinon, le circulateur est remis en route et le liquide primaire réchauffe l'eau sanitaire du ballon.

-- Pallier l'insuffisance d'ensoleillement
Partout en métropole, on est confronté à des périodes défavorables du point de vue de l’ensoleillement. L'énergie solaire ne peut alors assurer la totalité de la production d'eau chaude sanitaire. Aussi le ballon est-il équipé d'un dispositif d'appoint qui prend le relais en cas de besoin et reconstitue le stock d'eau chaude. Il peut s'agir :
• d'une résistance (appoint électrique) ;
• d'un serpentin (11) (appoint hydraulique) raccordé à une chaudière (12) (bois, gaz, fioul) située en aval du ballon.
Un second ballon alimenté par l’énergie d’appoint peut aussi être utilisé.

2 - Quelques chiffres clés

- La consommation énergétique d’un chauffe-eau représente une part importante de l’énergie consommée dans une habitation : environ 30 % pour une maison isolée selon la réglementation en vigueur et jusqu’à plus de 60 % pour une maison basse consommation.
- Selon la situation géographique, un CESI peut fournir de 30 à 70 % des besoins en eau chaude sanitaire de la maison.
- Depuis son lancement par l’Ademe (Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie) en 2000, le Plan Soleil a permis à 27 000 foyers d’être soutenus techniquement et financièrement dans leur acquisition de CESI (chiffres de fin 2005).
- Un peu plus d’un million de mètres carrés de capteurs solaires thermiques étaient en service en France fin 2006.
- Le marché français s’étoffe : au 12 février 2007, 1 726 kits de CESI étaient classés éligibles aux primes locales, répartis chez une cinquantaine de fabricants ou importateurs !

1 - Les démarches administratives à faire au préalable

Étape incontournable pour les futurs propriétaires d’un CESI, la déclaration de travaux à faire en mairie si les panneaux sont installés en toiture. Pour une construction neuve, c’est dans le permis de construire que la présence d’un CESI doit être précisée.

Les demandes sont aujourd’hui quasiment toutes acceptées. Il peut tout de même y avoir quelques mauvaises surprises, notamment si votre habitation se trouve proche d’un monument historique (église, bâtiment classé…). Dans ce cas, vous serez soumis à l’avis de l’Architecte des bâtiments de France (ABF). Si son avis est défavorable, vous pouvez convaincre votre maire du bien fondé de l’installation, c’est lui qui a le pouvoir de décision finale. Pensez à demander conseil pour votre argumentaire auprès d’un Espace Info-Énergie (0810 060 050) et/ou d’un CAUE (établissement départemental de conseil en architecture, urbanisme et environnement).

Les panneaux solaires thermiques s’adaptent aussi bien sur les toitures en tuile que sur celles en ardoise
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Selon les secteurs, l’ABF peut également rendre un avis de non-conformité. Cet avis s’impose au maire. Dans ce cas, l’ABF doit justifier son avis par la clause de co-visibilité : le projet et le monument ne doivent pas être visibles ensemble depuis un point quelconque, ou l'un depuis l'autre. Pour contester cettedécision, il faut porter l’affaire devant le tribunal administratif.

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2 - Les aides financières pour l’acquisition d’un chauffe-eau solaire

-- Le crédit d’impôt

Le montant du crédit d’impôt s’élève à 50 % de la partie matériel de votre facture. Il ne s’applique pas à la main-d’œuvre et vous devez déduire les autres aides éventuellement perçues au titre du matériel : primes de la Région, du département, de la commune… Le crédit d’impôt ne concerne que les équipements de votre résidence principale. Il est accordé sur présentation de la facture de l’entreprise ayant réalisé les travaux. Pour en bénéficier, le matériel installé doit obligatoirement être certifié CSTBat ou Solar Keymar. Le montant du crédit d’impôt est soit déduit de l’impôt à payer, soit versé par chèque ou virement si vous ne payez pas d’impôt ou si l’impôt à payer est inférieur au montant du crédit. La demande s’effectue dans la déclaration de revenus de l’année de réalisation des travaux. Sur la période du 1er janvier 2006 au 31 décembre 2009, le montant des dépenses pris en compte ne doit pas dépasser 8 000 E pour une personne seule et 16 000 E pour un couple, et ce quel que soit le montant des équipements achetés. Cette somme est majorée de 400 E par personne à charge dont le 1er enfant, 500 E pour le 2e et de 600 E par enfant à partir du 3e.

-- Un taux de TVA réduit

Dans une résidence principale achevée depuis plus de deux ans, l’installation d’un chauffe-eau solaire bénéficie d’un taux de TVA réduit à 5,5 %.

Un chauffe-eau solaire se compose de capteurs (ou panneaux),d’un ballon de stockage de l’eau, d’un vase d’expansion,d’une régulation (avec des sondes de température), et de la tuyauterie adéquate.
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-- Des aides locales

Certaines Régions, départements et communes aident financièrement les particuliers pour l’acquisition d’un CESI. Pour connaître exactement les modalités et le montant de ces aides, renseignez-vous auprès de l’Espace Info-Énergie de votre département. Vous trouverez également une liste de toutes ces aides locales sur le site Internet du Cler (Comité de liaison des énergies renouvelables). À titre d’exemple, les aides de la Région Bretagne s’élèvent à 305 E pour un CESI de 3 à 5 m², mais elles sont de 700 E en Région Centre pour le même matériel. Certaines Régions ont décidé de financer une partie de la main-d’œuvre facturée par l’installateur. Dans ce cas, l’aide n’est pas à déduire dans le calcul du crédit d’impôt qui, lui, ne porte que sur la partie matériel.

Ces aides locales doivent être demandées avant le début des travaux, et ce n’est qu’une fois la réponse reçue que vous pourrez commencer l’installation. Pour en bénéficier, vous devrez nécessairement faire installer votre CESI par un professionnel agréé Qualisol. De plus, la plupart des Régions demandent que le CESI soit référencé par l’association des professionnels du solaire, Enerplan. La liste complète des kits référencés est disponible sur leur site Internet.

-- L’Anah

Si votre logement a plus de 15 ans et si vous avez des ressources réduites, ou bien si vous êtes un propriétaire bailleur, l’Anah, l’Agence nationale pour l’amélioration de l’habitat, peut également vous aider dans l’achat de votre CESI.

-- Côté budget

En octobre 2006, un questionnaire a été envoyé aux installateurs solaires répertoriés sur le site Internet www.outilssolaires.com. Quatre-vingt-cinq entreprises françaises, travaillant dans dix-huit Régions différentes et représentant un total de 1 380 chauffe-eau solaires installés, ont répondu. Les résultats de cette enquête montrent que le coût d’un CESI peut varier du simple au double selon la situation géographique, l’intégration des capteurs à la toiture, le type de ballon de stockage… Ainsi, sans tenir compte des aides financières (qui représentent en moyenne 50 % de la facture totale), le prix moyen d’un chauffe-eau solaire pour une famille de 4 personnes est de 5500 E HT (dont 1 300 E de main-d’œuvre) pour un CESI avec capteur posé sur la toiture, et de 6200 E HT (dont 1 650 E de main-d’œuvre) pour un CESI avec capteur intégré à la toiture.

Reprise aujourd’hui par l’association Qualit’EnR, la charte Qualisol mise en place par l’Ademe comporte des engagements de bonne pratique et de qualité du service rendu aux clients. Seules les entreprises justifiant des savoir-faire et des assurances nécessaires sont autorisées à signer cette charte. La liste des installateurs Qualisol de votre Région est disponible auprès de votre Espace Info-Énergie et sur le site www.qualisol.org

Les capteurs solaires thermiques peuvent s’intégrer dans la toiture et deviennent alors de véritables éléments de couverture.
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Plus de 10 000 installateurs sont aujourd’hui signataires de cette charte, mais tous n’ont pas le même sérieux et les mêmes compétences dans le domaine du solaire. Pour faire un tri, il est fortement conseillé de visiter une installation réalisée par l’installateur avant de passer commande. Un référencement beaucoup moins officiel, mais pas moins sérieux, est également proposé sur le site www.outilssolaires.com. Le site propose des listes régionalesd'installateurs « motivés » afin de différencier les professionnels réellement « solaires » des milliers de plombiers/chauffagistes qui ont signé la charte Qualisol. Pour être référencés, les professionnels « motivés » doivent avoir installé au moins deux CESI l’année précédant leur référencement. Certains proposent même une galerie photo de leurs installations.

Autre conseil, regardez le code APE des professionnels : 453 pour les installateurs et 515 pour des sociétés dont l’activité principale exercée (APE) est le commerce de gros ou intermédiaire du commerce. Il est souvent plus prudent de faire appel à des installateurs qualifiés plutôt qu’à des commerciaux possédant des bases de techniques. Assurez-vous que l’installateur est  assuré (!) :  assurance civile, garantie décennale.

Côté fabricants (ou distributeurs), le choix est plus complexe. Questionnez-vous sur l’ancienneté de l’entreprise, sur les services qu’elle propose (SAV, documentation, conseils…), sur son mode de distribution (grossistes, installateurs, client final directement…), sur son engagement (ISO 9000 ou 14000, label Ange bleu, certificats CSTB et/ou Solar Keymark). Les certifications ISO 14 000 et Ange Bleu sont les plus pertinentes pour sélectionner les entreprises sensibles à la protection de l’environnement, néanmoins cette certification a un coût et toutes ne peuvent se le permettre. Pour comparer les performances, l’affaire se corse. Il n’existe en effet aucune manière simple de comparer la puissance ou la productivité des capteurs solaires thermiques. Que faire ? D'abord quelques éléments de comparaison sont disponibles sur le site d'Outils Solaires. Vous pouvez également réaliser gratuitement des calculs comparatifs avec le logiciel SOLO disponible sur le site de Tecsol.

Tour d’horizon des certifications des chauffe-eau solaires :

• Solar Keymark : certification européenne des capteurs solaires.
• CSTB : certification française de l’ensemble d’un CESI (capteurs, ballon, régulation…)
• Enerplan : association professionnelle de l’énergie solaire qui sélectionne les CESI éligibles aux aides locales. C’est la poursuite du travail initié par l’Ademe dans le cadre de son Plan Soleil.
• Ange bleu : label allemand garant de la qualité écologique d’un produit. Pour les CESI, la qualité de fonctionnement (rendement) ainsi que le respect de l’environnement dans la chaîne de fabrication sont considérés.

1 - Comportement des usagers

Un appoint de chauffage sera toujours nécessaire pour couvrir les besoins d'eau chaude pendant les périodes sans soleil.

Cependant, si le fonctionnement du chauffe-eau solaire est harmonisé avec votre façon de consommer l'eau chaude, les besoins de l'appoint sont considérablement réduits. Dans l’idéal, il faudrait plutôt puiser l’eau chaude le matin, pour qu’une fois le soleil bien actif (fin de matinée), il puisse donner ses calories à l’eau du ballon, qui les gardera bien au chaud jusqu’au lendemain matin…

Selon les goûts et les possibilités, les capteurs solaires ne sont pas seulement posés sur un toit. Ils peuvent être intégrés dans la toiture
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On peut également optimiser son CESI en supprimant le chauffage d’appoint durant certaines heures avec une simple horloge programmable (de 6 h à 18 h par exemple). Si la journée est ensoleillée, vous allez refaire votre stock d’eau chaude petit à petit durant la journée. Il n’y aura par contre peut-être pas d’eau chaude pour le midi. Mais le soir, l’eau du ballon aura été entièrement chauffée gratuitement. Si le soleil n’a pas brillé suffisamment, à 18 h l’appoint se met en route et une heure plus tard 100 litres d’eau chaude seront disponibles. Avec ce système, il sera facile de modifier la programmation de l'horloge suivant vos besoins, et l'appoint pourra être complètement stoppé pendant vos longues absences.

Selon les goûts et les possibilités,les capteurs solaires ne sont pas seulement posés sur un toit. Ils peuvent être posés sur un châssis métallique au sol
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2 - Les bons choix techniques

L’implantation peut sembler évidente, mais il est toujours bon de le rappeler : l'emplacement des capteurs doit être libre de toute ombre portée (masques lointains comme une montagne, un immeuble ou un grand arbre, et masques proches tels une cheminée, un décrochage de toit…). Dans les cas difficiles, une étude à partir d’un diagramme solaire permettra d’évaluer le potentiel solaire réel.

L’emplacement du ballon a également un impact sur les performances du système. Pour limiter les pertes thermiques, il faut que la distance capteur-ballon soit la plus faible possible, et il faut autant que possible placer le ballon dans un local chauffé ou au moins isolé pour qu’il ne se refroidisse pas trop vite.

L’orientation plein sud est à privilégier, mais un décalage d’une vingtaine de degrés vers l’est ou l’ouest n’est quasiment pas préjudiciable. L’inclinaison des capteurs est optimale à 35 °, mais leur productivité sera tout de même bonne avec une pente de 20 à 55 °.

Selon les goûts et les possibilités,les capteurs solaires ne sont pas seulement posés sur un toit. Ils peuvent être intégrés dans la toiture, posés sur un pignon.
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3 - De l’eau chaude solaire pour les machines à laver

Il est fortement recommandé de limiter l'utilisation d'un chauffe-eau solaire au chauffage de l'eau sanitaire pour la salle de bains, la cuisine et aussi pour alimenter des machines à laver le linge ou la vaisselle. L'ajout d'un ou deux capteurs pour couvrir une partie des besoins de chauffage en hiver et chauffer une piscine en été est généralement contre-productif.

Les systèmes solaires combinés (chauffage et eau chaude sanitaire) requièrent une conception spécifique et ne peuvent pas être assimilés à des chauffe-eau solaires surdimensionnés. Par contre, un investissement supplémentaire pour alimenter sa machine à laver avec l'eau chaude solaire sera rapidement amorti. Un lave-vaisselle peut être connecté directement au ballon solaire, avec un mitigeur pour éviter que la température d'entrée ne dépasse 60 °C (afin de ne pas endommager les joints du lave-vaisselle).

Le branchement d'un lave-linge est plus complexe. Un connecteur spécifique existe. Fabriqué en Allemagne par Martin Elektrotechnik, il est distribué en France par l’entreprise Solaire Connexion (prix d’environ 300 E). On pourra éviter cette dépense en achetant un mitigeur permettant de régler manuellement la température de l'alimentation suivant les besoins du linge à laver, et éventuellement d'utiliser de l'eau froide pour la phase de rinçage.

-- Inconvénient : il faut être sur place pour suivre le cycle de lavage de la machine.

4 - Une bonne maintenance

Un chauffe-eau solaire demande peu de maintenance, surtout si son fonctionnement est bien compris par l'usager. Néanmoins, lier l'entretien du chauffe-eau solaire à un contrat de maintenance de chaudière (quand on en a une) permettra d’assurer un rendement optimum sur une longue période. Une installation solaire fonctionne pendant au minimum 20 ans. Les capteurs et la plupart des composants sont conçus en conséquence, mais les structures de fixation des capteurs et l'isolation thermique des tuyaux sont souvent d'une qualité moindre. Il faut donc soigner la partie extérieure de l'installation. L'intégration des capteurs en toiture écarte certains problèmes dus aux intempéries, en protégeant les organes externes des capteurs, comme les tuyaux de liaison et les sondes.

Pour le nettoyage des capteurs, la pluie fait le gros du travail. Mais lorsqu’on vit en ville ou à proximité d’une route très fréquentée, un dépôt gras a tendance à se former. Il est alors recommandé de nettoyer les vitres du capteur une fois par an (tout comme à chaque début d’automne, dans les régions sèches et poussiéreuses).

1 - Perte de pression dans le circuit solaire

Dans un chauffe-eau à circulation forcée, le circuit solaire doit toujours être sous pression. Un manomètre installé dans le circuit hydraulique contrôle cette pression en permanence. Si elle est trop faible, le fluide caloporteur ne circule plus.

Deux causes sont possibles :

• Une fuite dans le circuit. Même minime, elle nécessite d’être colmatée pour que le fonctionnement du CESI soit assuré sans détérioration.
• Le fluide caloporteur s’échappe par la soupape de sécurité à cause d’une surchauffe excessive des capteurs. Normalement, c’est le vase d'expansion qui gère la dilatation du fluide dans le circuit solaire. Si le vase d'expansion est sous-dimensionné, la soupape laisse échapper une partie du fluide caloporteur en cas d’augmentation de la pression. Une fois les conditions de température redevenues normales, la pression peut être trop faible à cause de ces pertes de fluide.

Dans tous les cas, il faut trouver la cause de la perte de pression avant de rajouter du fluide caloporteur dans le circuit.

2 - Buée sur  la vitre du capteur

La buée sur la vitre est un signe d'infiltration d'eau à travers le joint de liaison entre la vitre et le coffre du capteur ou au passage du circuit hydraulique. Sous certaines conditions climatiques, cette eau infiltrée dans le capteur va éventuellement s’évaporer, mais le problème recommencera si la fuite n'est pas colmatée, et l’isolation et le revêtement du capteur risquent de s’endommager.

Trois maisons avec capteur solaire © Viessmann Tous droits réservés

3 - Calorifugeage des tuyaux

Il est toujours regrettable (et contre-productif) de perdre quelques degrés à cause de tuyaux mal isolés. Tous les tuyaux du circuit solaire ont besoin de calorifuge : ceux qui transportent le liquide chaud sortant des capteurs, mais aussi ceux au départ du ballon qui amènent l’eau refroidie (mais pas forcément froide) jusqu’aux capteurs. Une attention particulière doit porter sur les canalisations extérieures et à leur jonction avec les capteurs et les sondes. Tout le calorifugeage en extérieur doit résister aux UV.

4 - Problèmes de régulation

Une installation est normalement livrée préréglée. Le régulateur réagit en fonction des données transmises par les sondes de température situées en sortie de capteur et dans le ballon d'eau chaude. Le différentiel de température doit être bien choisi. S’il est trop élevé, la pompe de circulation se mettra en route tardivement et s’arrêtera prématurément : le soleil n’aura pas donné toutes ses calories à l’eau du capteur.

Il est maintenant obligatoire d'inclure un limiteur de température (mitigeur thermostatique) à la sortie du chauffe-eau solaire pour éviter tout risque de brûlure. Un autre moyen de protection est de limiter la température maximale du ballon à 65 ou 70 °C par la régulation. Actuellement, la plupart des chauffe-eau solaires sont vendus avec une régulation à affichage.

On peut alors visualiser la température de l'eau dans le ballon, mais aussi voir si le système fonctionne normalement.

1 - Les systèmes à vidange automatique

Le point fort de cette technologie est qu’elle ne nécessite ni fluide antigel, ni soupape de sécurité, ni vase d'expansion.

Les capteurs sont remplis d'eau seulement lorsqu'il y a du soleil, et si l'ensoleillement n'est pas suffisant, les capteurs se vident dans un réceptacle. Ces systèmes ont été développés pour éviter l'utilisation d'un fluide antigel et les surchauffes excessives, en cas d'absence l’été par exemple.

Une régulation avec affichage numérique permet un contrôle visuel et rapide du fonctionnement de son installation.
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2 - Les systèmes à thermosiphon

Le chauffe-eau solaire à éléments séparés fonctionnant en thermosiphon offre tous les avantages : pas de régulation, pas de pompe et de très bonnes performances énergétiques pour un prix réduit. La simplicité de la circulation naturelle et l'absence des pièces mobiles en font un équipement écologique par excellence. De plus, à la différence de toutes les installations à circulation forcée, il continue de fonctionner en cas de panne électrique.

Le chauffe-eau solaire monobloc est surtout adapté aux régions où les températures ne descendent pas trop bas. Le ballon est placé directement au-dessus des capteurs.
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Le seul inconvénient est que le ballon de stockage doit être placé dans une position plus élevée que les capteurs, afin de permettre la montée « naturelle » (par thermosiphon) du fluide caloporteur des capteurs vers le ballon.

3 - Que penser des capteurs sous vide ?

La mise sous vide des capteurs répond à une des préoccupations de la filière : réduire au minimum les pertes de chaleur dans le capteur. Technologie d’abord développée au Canada, la Chine est actuellement le plus grand fournisseur de matériel solaire thermique en tubes sous vide avec 80 % de parts de marché.

La technologie chinoise du « Sydney tube » est différente de la technologie européenne. L'absorbeur et son circuit hydraulique ne sont pas soudés à l'intérieur du tube sous vide, mais simplement placés à l'intérieur d'un tube double. Le vide se trouve entre les deux tubes en verre à l’instar d’une bouteille thermos. La productivité des capteurs utilisant cette technologie est inférieure à celle des capteurs à tubes sous vide dont l'absorbeur est soudé à l'intérieur des tubes.

La technologie des tubes sous vide est plutôt adaptée aux régions froides comme l’Allemagne ou l’Autriche. On trouve néanmoins ce type de capteurs à des prix de plus en plus raisonnables en France.
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Néanmoins, les performances sont comparables à celles des meilleurs capteurs plans.

Les technologies européennes de capteurs sous vide (circulation directe, caloduc, Schott…) offrent, à surface d'absorbeur égale, un rendement généralement bien meilleur (jusqu’à deux fois plus) que celui d'un capteur plan, surtout à des températures élevées (> 60 °C). Cependant, il y a un inconvénient, commun à tous les capteurs à tube sous vide : ils ne peuvent pas s'intégrer dans une toiture.

Attention, si vous décidez d’investir dans cette technologie, assurez-vous des modalités de remplacement des tubes (de 7 à 30 E le tube) qui sont (en tout cas pour la technologie chinoise) plus fragiles que les surfaces vitrées des capteurs plans.

4 - Ballons à stratification

La température de l'eau chaude contenue dans un ballon de stockage se stratifie naturellement (eau chaude en haut). Les ballons « à stratification » renforcent ce phénomène naturel. L'eau chaude venant des capteurs est introduite dans le ballon à une hauteur qui correspond à sa température, et l'eau chaude est puisée dans le ballon suivant la température désirée.

Ainsi, la partie la plus chaude peut être réservée aux besoins sanitaires, et la partie moins chaude pour le chauffage de la maison en hiver ou la piscine naturelle en été. Cette technologie est plutôt réservée aux systèmes solaires combinés (chauffage et eau chaude sanitaire solaires).

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5 - Les systèmes low flow

Ce terme anglais désigne des chauffe-eau solaires qui fonctionnent avec une quantité réduite de fluide caloporteur. Le débit à travers les capteurs est adapté à la puissance du rayonnement solaire de façon ce que la température du fluide à la sortie des capteurs soit toujours supérieure de quelques degrés à celle de l’eau sanitaire. Si les capteurs low flow sont utilisés en liaison avec un ballon à stratification, on peut atteindre des températures d’eau plus élevées dans des conditions de rayonnement faible.

Vous voilà paré pour un futur rendez-vous avec un installateur de chauffe-eau solaire, vous saurez quelles questions lui poser… et nous l’espérons aussi, quelles réponses attendre. Pour ceux qui seraient également intéressés par les systèmes de groupement d’achat de chauffe-eau solaires ou bien l’autoconstruction des capteurs thermiques, nous avons réalisé il y a maintenant deux ans, un dossier sur ce thème dans notre magazine n°27.

Pour connaître les performances réelles des CESI installés dans le cadre du Plan Soleil, près de 120 installations ont été instrumentées sur une année dans quatre régions. Les principaux résultats de cette étude menée par l’Ademe et le CSTB sont les suivants :

- Les températures réelles d'eau froide sont moins basses que dans les données de référence utilisées habituellement ;
- La consommation moyenne d'eau chaude est de 120 litres à 50 °C par jour et par installation soit 33 litres par personne en moyenne alors que les calculs sont basés sur une consommation de 50 litres d’eau chaude/jour/personne;
- Les installations sont dans l’ensemble surdimensionnées (surface de captage et volume de stockage) ce qui entraîne un coût d’installation plus important que nécessaire, une productivité faible et des consommations de l’appoint supplémentaires ;

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- Les économies réalisées dépendent de la consommation d’eau chaude et aussi de la gestion de l’appoint, notamment de sa température de consigne.

La conclusion de cette étude énonce clairement que « les performances observées sont en fin de compte un peu décevantes et montrent que des optimisations des systèmes sont nécessaires pour obtenir une meilleure rentabilité. En particulier, la diminution du dimensionnement (capteurs solaires, volume de stockage solaire et volume d’appoint) pourrait permettre une réduction des coûts des systèmes ; une meilleure gestion à la fois de la boucle solaire et de l’appoint pourrait améliorer sensiblement leurs performances. »

Réaction de Fabrice B., conseiller énergie à l’ADERA (Franche-Comté).  En Franche-Comté, la plupart des installations font 5 m² pour 300 litres de stockage. Une surface de 3 m² de capteurs serait normalement suffisante, mais les produits qui sont vendus font en moyenne 2 à 2,5 m². Les gens préfèrent donc payer un peu plus cher, mais être certains que l’eau de leur ballon sera majoritairement chauffée par le soleil. Réduire la surface des capteurs et du stockage fait naturellement baisser le coût de l’installation, mais des frais fixes existent, qu’un CESI fasse 3 ou 6 m² : régulation, vase d’expansion, sonde…

Diminuer le volume du ballon limite l’autonomie en cas de mauvais temps durable, c’est un point important pour les régions comme la nôtre où le soleil peut disparaître pendant plusieurs jours. Tout dépend de ce que l’on recherche :
- une meilleure productivité au m² (dimensionnement plus petit). L’appoint sera plus souvent sollicité, mais le solaire donnera son maximum.
- une faible sollicitation de l’appoint (dimensionnement plus grand).

L’installation sera un peu plus chère, mais l’été et en demi-saison, l’appoint sera moins sollicité. Ceci peut être intéressant si l’on possède une chaudière bois qu’il serait ennuyeux de devoir allumer en été ou en demi-saison lorsque le soleil manque.

1 - Dix mois d’eau chaude 100% solaire par an

C’est ce qu’apporte le chauffe-eau solaire de la famille Garcia installée à Maraussan, dans l’Hérault. « Notre installation date de juillet 2004 et se compose de 7 m² de capteurs plans raccordés à un ballon de 400 litres. Elle est légèrement surdimensionnée pour nos besoins (nous sommes cinq en moyenne à la maison), mais nous préférions avoir une marge pour profiter au maximum des apports solaires. Du coup, nous utilisons également l’eau chaude solaire pour alimenter le lave-vaisselle. Les premiers mois, je suivais au jour le jour les performances de notre chauffe-eau, raconte Éric. En rentrant, le soir vers 18 h, je regardais la température de l’eau dans le haut du ballon et, si celle-ci était inférieure à 55 °C (ce qui est assez rare), j’allumais manuellement l’appoint électrique (résistance de 2 kW). Il fallait alors deux heures pour que l’eau arrive à température pour les douches du soir. Aujourd’hui, je m’occupe moins du système, et l’allumage de la résistance est souvent automatique. Le fonctionnement est donc un peu moins optimisé, mais je suis tout de même satisfait du résultat : 43 euros d’électricité à l’année, toutes utilisations confondues (chauffe-eau, lumière, appareils électroménagers). La première année, je n’ai pas utilisé l’appoint pendant un peu plus de 10 mois.

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Coût total de l’opération : 3 600 euros (subventions déduites). Nous avions choisi à l’époque la marque Phœnix, labellisée Ange Bleu, et nous ne le regrettons pas, le système fonctionne au-delà de nos espérances. »

2 - 10 ans d’eau chaude solaire

Voici dix ans, Claude a fait le choix du solaire pour chauffer l’eau sanitaire de son foyer. Et pour rien au monde il ne reviendrait sur cette décision. Après une décennie de fonctionnement, l’installation « tourne » toujours aussi bien. 6 m² de capteurs alimentent un ballon inox de 300 litres, acheté au rabais sur un stand en fin de Salon de l’habitat à Orléans.

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L’appoint électrique est ici réalisé grâce à un ballon de 200 litres qui vient se placer en aval du ballon solaire. Un compteur permet à Claude de chiffrer le nombre d’heures de fonctionnement de la résistance (2,2 kW) de ce ballon : en 2006, elle a chauffé pendant 532 heures au total soit environ 22 journées en continu. La particularité de cette installation est que les capteurs sont placés dans le jardin, sur un châssis fixe métallique. « Ma maison étant quasiment orientée est-ouest, j’aurais dû placer les capteurs sur le pignon sud. J’ai préféré les poser dans le jardin pour ne pas changer l’esthétique de la maison et pour qu’ils soient plus proches du garage dans lequel se trouve le reste de l’installation (ballon, vase d’expansion, pompes…). En plus, cela m’a permis de les positionner de façon optimale, plein sud et inclinés à 45° », explique le propriétaire passionné de technologie et d’économies d’énergie. Si c’était à refaire, Claude diminuerait légèrement la taille de son installation. Ils ne sont plus que deux à utiliser l’eau et en été c’est la surchauffe assurée : il faut recouvrir les capteurs par une bâche afin qu’ils ne montent pas trop en température. Mais pour l’hiver, le surdimensionnement est intéressant, car une fois l’eau du ballon mise à température par le soleil, il y a de l’eau chaude durant deux journées entières en cas de mauvais temps.

1 - Conseils et information

• Réseau Espaces Information Énergie
  Tél. : 0810 060 050
  www.ademe.fr (Rubrique Espace particuliers)
• Association professionnelle de l’énergie solaire Enerplan
  Le Forum Bâtiment B
  515, av. de la Tramontane
  Zone Athelia IV
  13600 La Ciotat
  Tél. : 04 42 32 43 20
  www.enerplan.asso.fr
• Cler
  Comité de liaison des énergies renouvelables
  Tél. : 01 55 86 80 00
  www.cler.org
• Association professionnelle Qualit’EnR
  (gestionnaire de l’appellation Qualisol)
  Le forum - 131-135 av. Jean-Jaurès
  93305 Aubervilliers cedex
  Tél. : 0826 621 621
  www.qualisol.org
• Outils solaires
  Liste en ligne de professionnels installateurs et fabricants. Mise en ligne de diagrammes solaires et de leur mode d’emploi.
  www.outilssolaires.com
• Bureau d’études Tecsol
  Dimensionnement d’un chauffe-eau solaire via leur site Internet www.tecsol.fr

2 - Aides financières

• Réseau EIE
  Tél. : 0810 060 050
  www.ademe.fr
• Crédit d’impôt
  Impôts Service
  Tél. 0 820 32 42 52
  Aides régionales répertoriées sur www.cler.org

3 - Fabricants

• ACV France
  ZI Mi-Plaines      
  31 rue Ampère                            
  69680 Chassieu              
  Tél. : 04 72 47 07 76
  www.acv.com
• ALLIANTZ
  Approsud Environnement
  27 av. de Toulouse
  11100 Narbonne
  Tél. :  04 68 41 82 32
  www.approsud.com
• BUDERUS
  4 rue Wilhem-Schaeffler
  ZI du Metzgerhof
  BP 31
  67501 Haguenau cedex
  Tél. : 03 88 90 57 00
  www.buderus.fr
• CHAPPÉE
  Baxi France 
  157 av. Charles-Floquet
  93158 Le Blanc-Mesnil
  Tél. : 01 45 91 56 00
  www.chapee.com
• CLIPSOL
  Chemin Combaruche
  73100 Aix-les-Bains
  Tél. : 04 79 34 35 36
  www.clipsol.com
• CONERGY
  ZI Les Consacs
  83170 Brignoles
  Tél. : 04 98 05 13 13
  www.conergy.fr
• DE DIETRICH
  57 rue de la Gare
  BP 50 
  67580 Mertzwiller
  Tél. :  03 88 73 75 66
  www.dedietrich-thermique.fr
• ELM LEBLANC
  124-126 rue de Stalingrad
  93711 Drancy
  Tél. : 01 43 11 73  08
  www.elmleblanc.fr
• SOLARCOM
  8 chemin de St-Gobain
  69192 Saint-Fons
  Tél. : 04 72 89 11 61
  www.solarcomlyon.fr
• FRISQUET
  20 rue Branly ZI
  77109 Meaux cedex
  Tél. : 01 60 09 91 08
  www.frisquet.fr
• GIORDANO Industries
  529 av. de la Fleuride
  ZI des Paluds
  13685 Aubagne
  Tél. : 04 42 84 58 00
   www.giordano.fr
• MA MAISON MA PLANETE
  Quiniac
  56250 St-Nolff
  Tél. : 02 97 53 04 51
  www.mamaisonmaplanete.fr
• MULTISOLAR
  ZI du Grand-Bois
  6 rue Charles-Desgranges
  BP 80707
  57207 Sarreguemines
  Tél. : 03 87 98 69 11
  www.multibeton-france.fr/multisolar.htm
• PHOENIX SOLAIRE
  8 rue de la Cornouaille
  44300 Nantes
  Tél. : 02 40 35 19 26
  www.solaire.fr 
• PIAC
  651 av. de la Place
  69400 Villefranche-sur-Saône
  Tél. : 04 74 62 95 69
  www.piacsarl.com
• ROTEX
  BP 22
  68000 Colmar
  Tél. : 03 89 21 74 70
  www.rotex.de/franz/
• ROTH
  78 rue Ampère
  BP 517 
  77465 Lagny-sur-Marne
  Tél. : 01 64 12 44 44
   www.roth-France.fr
• ROTO FRANK
  42 rue de Longchamp
  BP30118
  57503 St-Avold cedex
  Tél. : 03 87 29 24 32
  www.roto-frank.com
• SED pour SOLAHART
  7 rue Gaston-Evrard
  31094 Toulouse cedex
  Tél. : 05 62 11 55 00
  www.solahart.fr
• SODIMAGAZ / KARO SOLAR
  17 rue Henri-Monnier
  75009 Paris
  Tél. : 08 70 44 5 92
  www.karo-solar.com
• SOLAIRE CONNEXION
  Chanareilles
  07270 Empurany
  Tél. : 04 75 06 34 96
  www.solaire-connexion.com
• SUNGEOGET
  7 passage Marcel-Hanriot
  31130 Balma
  Tél. : 05 61 24 47 03
  www.sungeoget.com
• TiSUN
  6353 Going (Autriche)
  Tél. : 04 77 60 08 27
   www.tisun.com
• TOUT NATURELLEMENT
  Les Fournaques CD 561
  13650 Meyrargues
  Tél. : 04 42 63 47 78
  www.toutnaturellement.fr
• TRYBA SOLAR
  ZA Le Bosquet
  67580 Mertzwiller
  Tél. : 03 88 90 59 00
  www.trybasolar.fr
• VELUX
  1 rue Paul-Cézanne
  BP 20 
  91421 Morangis cedex
  Tél. : 01 64 54 24 65
  www.velux.com
• VIESSMANN
  BP 59
  av. André-Goui
  57380 Faulquemont
  Tél. : 03 87 29 17 00 /Fax : 03 87 94 16 55
  www.viessmann.com
• WAGNER
  Le Grépon
  47 av. Valioud
  69110 Ste-Foy-les-Lyon  
  Tél. : 08 25 01 10 31
   www.wagner-solar.com

- Carte Verte :
Empreinte 100% écologique. Une association bretonne pour échanger les bonnes pratiques de l'écoconstruction

- À la loupe :
Quatre mois pour une maison. Un travail de conception exigeant au service de l'écoconstruction.

- Vivre Avec :
Les Leds, ampoules du futur. Repenser l'éclairage pour une très basse consommation.

- Rencontre à l'horizon :
Duplex à Bruxelles : une extension écologique sur un immeuble ancien.

- Dossier
Les pompes à chaleur : La géothermie et l'aérothermie enfin mises à jour.

- Coup d'oeil :
Naturellement bioclimatique. Reportage photo dans une maison ariégeoise construite autour d'une ancienne serre horticole.

- Rénovation :
Et la grange devient gîte. Un bâtiment du 19e siècle reprend du service.

- Billet d'humeur :
Désarmons les canons à neige. Billet d'humeur de Thierry Salomon, célèbre co-auteur de La Maison des [néga]watts et de Fraîcheur sans clim' (éditions Terre Vivante).

- Bioclimatisme :
L'inertie, la chaleur tranquille. Savoir stocker la chaleur dans une maison.

- Ensemble Autrement :
Intelligence collective. Rencontre avec un organisme de formation pas comme les autres.

- Autoconstruction :
Fabriquer son four à pain. Une technique de construction en terre, sable et paille.

- Côté extérieur :
Vivons heureux, vivons perchés. Une cabane construite entre ciel et montagnes.

- Main à la pâte :
Peinture à la pomme de terre.

- Bol d'air :
Au bout du monde. Un gîte Panda en Haute Provence avec les aigles pour voisins.