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Le solaire thermique, une technologie éprouvée

Par Propos recueillis par Grégoire Noble
,
le 14 septembre 2012
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 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", 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 ".
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Le solaire thermique, une technologie éprouvée

Quel avenir pour le solaire thermique ?

Solaire thremique
Solaire thremique © Ra Boe
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.
Quel avenir pour le solaire thermique ?
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