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L'ÉNERGIE SOLAIRE THERMIQUE
Documentation technique
SE CHAUFFER AU SOLAIRE THERMIQUE: UNE MISE AU POINT POUR PASSER À L'ACTE
http://www.actu-environnement.com/ae/articles/enr-sol/enr-sol.php4
Publié le 1/11/2004
    Réchauffement climatique, hausse du prix du pétrole... Pourquoi ne pas s'équiper avec une solution de chauffage respectueuse de l'Environnement. Les solutions en la matière se sont multipliées, alors c'est le moment de participer à la réduction des gaz à effet de serre et de faire des économies dans le même temps.
    Avant de se lancer dans l'installation d'un système solaire thermique, il est préférable de connaître certains éléments techniques et économiques...

Principe de fonctionnement d'un chauffage solaire thermique

    Rappelons en premier lieu que lorsque l'on parle de chauffage solaire, on sous-entend solaire thermique, à ne pas confondre avec le solaire photovoltaïque réservé à la production d'énergie électrique.
    L'énergie solaire thermique est récupérée par des capteurs solaires installés le plus souvent sur le toit - auquel cas, ils peuvent assurer la fonction de couverture - inclinés à 45°, et de préférence plein sud. Un capteur se présente sous forme de coffre rigide et vitré au sein duquel une plaque et des tubes métalliques noirs (absorbeur) reçoivent le rayonnement solaire pour chauffer un liquide caloporteur.

Le Chauffe-eau solaire individuel (CESI)


Schéma d'installation d'un Chauffe-Eau-Sanitaire-Individuel
    Dans le cas d'un CESI (Chauffe-eau solaire individuel), le caloporteur transmet sa chaleur à l'eau sanitaire en passant dans un échangeur thermique en forme de spirale. Alors qu'il a cédé sa chaleur, il repart vers les capteurs où il sera de nouveau réchauffé. L'eau chaude sanitaire est stockée dans le ballon auquel on peut adjoindre un dispositif complémentaire (résistance électrique ou deuxième échangeur thermique relié à une chaudière traditionnelle au gaz, au fioul ou au bois) permettant de pallier à un défaut d'ensoleillement. Inversement on peut donc tout à fait installer un CESI en complément d'une installation de chauffage déjà existante !

Le Système solaire combiné (SSC) ou Combi solaire


Schéma d'installation d'un Plancher Solaire Direct ®
    Comme son nom l'indique, le Système solaire combiné, associe chauffage de l'eau sanitaire et chauffage de l'habitat. En plus de réchauffer l'eau sanitaire, le caloporteur transmet sa chaleur au réseau d'eau de chauffage également stockée dans un ballon et toujours par le biais d'un échangeur thermique. C'est ensuite l'eau de chauffage qui circule dans les radiateurs pour réchauffer l'air ambiant.
    Là encore, il convient de conserver une chaudière classique pour prendre le relais en cas de besoin.
    En France, seul un millier de Systèmes solaires combinés sont installés et sont essentiellement des PSD (Plancher Solaire Direct). Le PSD fonctionne selon le même principe est un Combi Solaire, à la seule différence que le caloporteur passe directement dans un réseau de tubes intégrés au plancher. C'est donc la dalle qui sert de zone de stockage de l'eau réchauffée. Le PSD dispense donc de ballon d'eau de chauffage et de radiateurs. La chaudière traditionnelle reste un complément nécessaire.

Efficience du chauffage solaire thermique:
    Pour être totalement efficace, le système de chauffage se doit d'être bien dimensionné au regard de:
    - L'ensoleillement de la région dans laquelle se situe le local à chauffer:
    La logique veut que dans le sud de la France – plus ensoleillé – le chauffage requière une dimension plus faible de capteurs solaires.
    - De la taille et de l'utilisation:
    Un CESI requiert une surface de capteurs largement plus petite qu'un Système solaire combiné ou qu'un Plancher Solaire Direct. Pour ceux là, plus le local est grand, plus la surface de capteurs est élevée.
    Dans tous les cas, le choix et le dimensionnement des équipements dépendent du budget, de la région et des économies envisagées, mais doit être confié à un professionnel.
    Bien calculée, une installation de chauffage solaire permet de couvrir 25 à 66% des besoins d'un foyer. Les Systèmes solaires combinés sont, en toute logique, extrêmement performants dans les régions froides mais bien ensoleillées comme l'Alsace et la région Rhône-Alpes. Pour le reste de la France, la rentabilité est assurée au Printemps et en Automne – période froide et plus ensoleillée que l'hiver.

Localisation Surface à chauffer Surface de capteur Économie réalisée
Marseille 110m2 13m2 50% / 4.600 kWh
Strasbourg 150m2 13m2 30% / 6.400 kWh

Efficience et économie de consommation réalisée avec l'installation d'un Système Solaire Combiné.
Dans les deux cas, le recours à l'énergie solaire plutôt qu'au Gaz ou au Fioul évite d'émettre plus d'une tonne de CO2 /an.

Chiffres Ademe
Intégrer son Système solaire à l'habitat
    Pratiquement, dans le cas d'une nouvelle construction, rien ne s'oppose à l'installation d'un Système solaire, qu'il soit individuel ou combiné (PSD ou non).
Lors de la restauration d'une habitation, seul le PSD engendre des travaux lourds puisqu'il convient de casser la dalle existante pour en couler une nouvelle au sein de laquelle le circuit d'eau de chauffage sera intégré.

Investissement, aides publiques et retours sur investissement
    Si l'installation d'un système solaire évite d'émettre des gaz à effet de serre au regard d'une solution au combustible fossile, il permet théoriquement de réaliser des économies puisque le rayonnement solaire est abondant et gratuit.
    Toutefois, comme l'adoption d'un système solaire est sensiblement plus élevée, les économies ne surviennent qu'après la rentabilisation de l'installation.
Plusieurs dispositifs d'aides publiques ont été créés pour inciter à l'installation de CESI ou de Système Solaire Combiné.
    Par exemple pour un SSC, on peut compter sur les aides de l'état – notamment un crédit d'impôt de 15% du prix de l'installation, plafonné en fonction du nombre de parts fiscales du foyer – et sur la prime COMBI attribuée par l'intermédiaire de l'Ademe dans la mesure ou certaines conditions sont respectées:
    - Le système solaire combiné est installé dans une résidence principale.
    - Le système comporte au mois 7m2 de capteurs solaires.
    - Le système est installé par l'un des milliers de professionnels signataire de la charte Qualisol.
    - Le matériel utilisé est un modèle éligible aux subventions. Un installateur certifié Qualisol saura exactement quels sont les installations éligibles.

    Pour faire une demande d'aide à l'Ademe, il convient de contacter la délégation de sa région ou d'appeler le numéro vert 0 800 310 311.
    Si toutes ces conditions sont respectées, la prime COMBI s'élève à 1150 € auxquels on peut cumuler 760€ si le système est dit intégré au bâti (intégration à la couverture l'habitat par exemple) et encore 760€ si, en plus de l'éligibilité, le matériel a fait l'objet de mesures attestées et validées en usine.
    Il est également possible d'obtenir des aides des collectivités locales, départementales ou régionales mais toutes ne le font pas. Il est inutile de téléphoner partout : là encore un installateur certifié Qualisol saura exactement quels sont les aides disponibles sur sa région et qui contacter pour en faire la demande !
    Ainsi pour une résidence de 150m2, on peut aisément montrer que l'investissement pour un Système solaire combiné est supérieur d'environ 4 à 5.000 € à celui d'une chaudière classique:

Système Solaire Combiné 20m2
+ gestion de l'appoint		 Chauffage traditionnel au Fuel
Eau sanitaire + chauffage
Prix de l'installation 25.000 € 15.000
Prime COMBI 1.150 € -
Prime intégrat° bâti 760 € -
Prime attestation du matériel 760 € -
Total investissement hors prime collectivité 22.330 € 15.000 €
Prime collectivité jusqu'à 3.000 € -
Crédit d'impôt Famille 4 personnes 1.300 € -
Total investissement ± prime collectivité de 21.030 € à 18.030 € 15.000 €

    Un calcul général de retour sur investissement est par contre particulièrement complexe tant les paramètres influents sont nombreux (région, météo, isolation de l'habitat, mode de vie…). Il doit se calculer au cas par cas. Toutefois on peut affirmer sans trop se tromper qu'au bout de 5 à 10 ans, l'installation sera totalement rentabilisée. Comme la durée de vie prévue des installations solaires dépasse les 20 ans, l'opération reste économiquement viable. Et entre temps, ce sont déjà plusieurs tonnes de CO2 qui n'auront pas été rejetée dans l'atmosphère !
Pour plus d'infos:
Ademe / Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Énergie
CSTB / Centre Scientifique et Technique du Bâtiment