Économies d’énergie et chauffage solaire

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Chauffe eau solaire : comment choisir son chauffe eau d’appoint ?

Disposer d’un chauffe-eau solaire à domicile, c’est bien sûr réaliser des économies d’énergie considérables. Néanmoins, les chauffe eau solaires, comme tous les équipements fonctionnant directement à partir d’énergie solaire, souffrent d’un inconvénient majeur : celui de l’intermittence de l’ensoleillement. Il faut donc se rendre au fait : un chauffe eau solaire ne vous permettra pas de chauffer l’intégralité de votre eau chaude sanitaire, quelle que soient ses performances et sa capacité. Il est donc nécessaire, au moment du choix du système de chauffe eau solaire à mettre en place, de prévoir un système d’appoint. Mais quel choix effectuer parmi la variété d’options proposées?

Certaines règles à respecter sont valables pour l’ensemble des systèmes : ainsi, il faut prévoir un système permettant de s’assurer du bon fonctionnement du chauffe-eau afin de pouvoir détecter rapidement toute défaillance (sonde, voyant lumineux…), et pouvoir être ainsi certain que le chauffage d’appoint, coûteux, ne doive pas prendre le relais plus souvent que nécessaire. Quant à l’appoint lui-même, son fonctionnement ne doit pas réduire les performances du chauffe eau solaire : il doit demeurer prioritaire !

On distinguera 3 grands types d’appoint, en fonction de la source d’énergie qu’ils mettent à contribution : à gaz, électrique, et à bois.

- Le cas de l’appoint à gaz :

Il s’agit du type d’appoint le plus répandu en Allemagne, où l’utilisation des chauffe eau solaires est elle-même très courante.

Son avantage ?

o Tout simplement, il est fréquent que le circuit de chauffage soit alimenté par une chaudière à gaz, il est donc logique de l’associer au chauffe-eau, qui permettra quant à lui d’obtenir des économies de gaz significatives. Il s’agit d’un ensemble cohérent.

Une bonne solution, semble-t-il donc, si ce n’était pour 3 inconvénients majeurs :

o le ballon d’eau chaude devra contenir 2 échangeurs, et sera donc plus coûteux. (NB : l’échangeur du circuit solaire devra se trouver en haut du ballon, celui du chauffe eau à gaz en bas)

o Afin de couvrir un éventuel besoin d’appoint en été, la chaudière à gaz devra rester allumée toute l’année, ce qui présente également un coût.

o La programmation de la chaudière à gaz de sorte à minimiser son utilisation et privilégier l’apport du chauffe eau solaire peut relever du casse-tête…

- Le cas de l’appoint électrique :

C’est le plus utilisé en France.

Son avantage ?

o Il requiert un coût d’investissement bien moins élevé qu’un appoint à gaz.

o Sans compter le fait que son fonctionnement sa programmation sont bien plus faciles à maîtriser.

o Attention au choix du programmateur : il faut qu’il soit assez simple d’accès pour vous permettre de programmer manuellement l’arrêt et la mise en route de l’appoint pour minimiser sa consommation.

Ses inconvénients ?

o Ce n’est un mystère pour personne : l’électricité coûte cher ! Surtout si on l’utilise également pour le chauffage… A noter cependant, pendant la nuit, le chauffe-eau consomme de l’électricité au tarif « heures creuses ».

- Le cas d’un appoint utilisant une chaudière à bois :

C’est dans le Nord de l’Europe que cette solution est la plus envisagée.

Ses avantages ?

o Vous chauffez votre eau uniquement à partir d’énergie locale et renouvelable ! Alors, heureux(-se) ?

o Bien sûr, contrairement à l’électricité, les chaudières à bois sont également une bonne solution de chauffage, vous pouvez donc disposer d’un ensemble chauffe-eau/chauffage cohérent.

o L’ajout d’une résistance électrique dans le ballon d’eau chaude pour servir d’appoint en été vous permet d’arrêter la chaudière au cours de la saison chaude.

Ses inconvénients ?

o Il s’agit d’un investissement lourd : comme pour l’appoint à gaz, 2 échangeurs sont nécessaires au niveau du ballon d’eau chaude, auxquels se rajoute une résistance électrique si vous souhaitez pouvoir arrêter votre chaudière l’hiver…

o Comme dans le cas de l’appoint à gaz, la programmation du système peu présenter des difficultés.

- Le cas d’un appoint avec chaudière au fioul :

Les avantages et inconvénients sont les mêmes que précédemment… si ce n’est concernant la remarque sur la satisfaction de chauffer son eau à partir d’énergie renouvelable exclusivement…

(Images : Espace Aubade, ADEME)

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Chauffe eau solaire : zoom sur les systèmes à thermosiphon

Les chauffe-eau solaires peuvent être divisés en deux grandes catégories, selon que leur fonctionnement soit totalement autonome ou qu’ils requièrent l’action d’une pompe électrique (cf. notre article « précisions sur le fonctionnement d’une chauffe eau solaire). On s’intéressera aujourd’hui plus facilement à la première catégorie, celle des chauffe eau solaires dits « à thermosiphon ».

Quel est le principe d’un tel mode de fonctionnement totalement autonome ? Il s’agit de faire circuler l’eau des capteurs solaires thermiques au ballon d’eau chaude et vice-versa en tirant avantage d’une propriété physique de base : l’eau se dilate en chuffant, et la densité de l’eau chaude est par conséquence inférieure à celle de l’eau froide. Dans un circuit de chauffage, l’eau chaude aura donc une tendance naturelle à « surnager ». Ainsi dans un circuit de chauffage liant des capteurs thermiques et un ballon, elle montera, créant un mouvement dans le circuit de chauffage. Ainsi l’eau chaude montera automatiquement dans le ballon d’eau chaude situé plus haut que les capteurs, et l’eau froide redescendra d’elle-même vers les capteurs thermiques. Génial, non ? Mais quels sont au juste les avantages d’un tel système ? Ceux-ci sont multiples :

- Fiabilité : vous bénéficiez toujours d’eau chaude, même en cas de panne de courant. Les pannes sont rares.

- Performance : les systèmes à thermosiphon réalisent d’excellentes performances, notamment dans les régions les plus ensoleillées du Sud de la France.

- Longévité : la plupart des pannes affectant les chauffe eau solaires proviennent du vieillissement des composants électriques… inexistants dans les systèmes à thermosiphon !

- Entretien : celui-ci est moindre, grâce à l’absence de composants électriques.

- Coût : le coût est en principe moindre qua celui dun chauffe eau avec pompe électrique.

Cependant, on ne gagne généralement pas à tous les coups : ces avantages sont bien entendu assortis d’un certain nombre de contraintes, sans quoi on n’aurait simplement jamais conçu d’autres types de chauffe eau !

Ces contraintes concernent notamment la conception architecturale de votre maison. Celle-ci doit en effet permettre de placer le ballon d’eau chaude plus haut que les capteurs (le point dit « médian » du ballon devant surplomber le point médian des capteurs d’un mètre au moins). Ainsi, si ceux-ci ne peuvent être situés que sur le toit de votre maison, le ballon devra impérativement être placé dans les combles.

circulation naturelle leroy merlin.jpg

Il faut également tenir compte du raccordement des capteurs au ballon afin d’optimiser les performances de votre chauffe eau. Il s’agit de minimiser les pertes de charge, résultant de la présence d’obstacles nécessaires à la bonne circulation de l’eau dans les circuits : raccordement d’un tube à l’autre, coudes, instruments de réglage… Plus les partes de charge sont importantes, moins l’eau circule bien : il est donc essentiel de les minimiser. Pour cela, il est essentiel que les tubes de circulation ne soient pas trop étroits. Attention cependant, s’ils sont trop larges, le rendement du chauffe eau se détériorera.

Comment, donc, minimiser ces pertes de charge et assurer le bon fonctionnement du chauffe-eau ? Il s’agit d’un véritable savoir-faire de plombier. La nécessité de ce savoir-faire constitue un obstacle au développement des systèmes de thermosiphon ; c’est notamment un des raisons pour lesquelles il fut un temps où l’ADEME n’accordait pas d’aides pour ces installations. (Sachez, cependant, que le crédit d’impôt sur les installations solaires comme les chauffe-eau sont accordés indépendamment de leur mode d’installation, tant que l’installation est effectuée par un professionnel agréé Qualisol. Pas de problème, donc, pour toucher un crédit d’impôt au titre de l’installation d’un chauffe eau à thermosiphon dans votre résidence).

Cependant, en dehors de ce véritable savoir-faire technique, il est possible d’effectuer un minimum de recommandations. Faites donc très attention aux éléments suivants avant de vous lancer dans l’installation d’un chauffe eau solaire à thermosiphon :

- Le choix des capteurs solaires : attention, certains capteurs contiennent eux-mêmes suffisamment d’obstacles à la circulation de l’eau pour qu’il soit impossible de les utiliser sans l’apport d’une pompe électrique. Renseignez-vous donc bien sur le type de capteurs que l’on vous propose, il doit être adapté à l’utilisation en thermosiphon. Pour un capteur dit « en échelle » par exemple, les tuyaux doivent avoir un diamètre d’au moins 12 mm et les collecteurs un diamètre d’au moins 22mm.

- Leur positionnement : les capteurs doivent être inclinés. Cette inclinaison permettra de faciliter la remontée de l’eau chaude et donc la circulation de l’eau dans le circuit. L’inclinaison minimum recommandée est de 3mm/m, recommandation facile à suivre puisqu’en général, les panneaux solaires sont placés sur des plans inclinés pour de meilleures performances, qu’il s’agisse de chauffer de l’eau ou de générer de l’électricité.

- Le circuit : pour minimiser les pertes de charge, il faut concevoir le circuit le plus simple et le plus court possible (possédant ainsi moins de coudes, et moins de raccords entre sections de tubes), avec des tuyaux d’un diamètre de 22mm.

- Le choix d’un circuit ouvert ou fermé : un circuit fermé, avec un purgeur au niveau du ballon et un robinet de vidange au point le plus bas, pourra vous éviter de voir certaines portions du circuit se remplir d’anti-gel.

(Schéma : Leroy Merlin)

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Chauffage solaire : les panneaux CASA plébiscités par les français

Le chauffage solaire, véritable vivier d’innovation en France? C’est possible! Parmi les derniers dispositifs mis au point, CASA de la société corse Solaria Systems, commence à faire parler de lui.

Mis sur le marché en PACA et en Aquitaine au cours du mois de septembre, le panneau solaire CASA, pour "Capteur Air Solaire Autonome" est un dispositif de chauffage solaire permettant, pour un coût initial faible (1130 euros TTC), de réchauffer l’air d’un espace d’environ 100m³jusqu’à 30-35°C tout en en éliminant l’essentiel de l’humidité afin de préserver au maximum le mobilier. Le CASA n’a donc pas vocation à se substituer à un chauffage conventionnel, mais permet d’en améliorer substantiellement les performances tout en économisant sur sa facture énergétique.

Pas question, cependant, de produire de l’électricité : si le CASA fonctionne indépendamment de tout raccordement à un réseau EDF, il ne s’agit pas d’un système photovoltaïque permettant d’alimenter son foyer en électricité. Voyons-le donc davantage comme un système de climatisation/chauffage d’appoint et de ventilation solaire particulièrement économique… Une solution, sinon révolutionnaire, tout du moins innovante : la jeune société corse Solaria Systems, qui a mis au point et commercialise le système CASA, a d’ailleurs été primée à plusieurs reprises pour ses solutions innovantes.

D’après les premiers retours d’utilisateurs des panneaux CASA, ceux-ci seraient véritablement efficaces et permettraient même de retarder l’allumage du chauffage à l’automne! Pour vous faire vous-même une idée du produit, n’hésitez-pas à visiter le site de Solaria Systems.

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Le chauffage solaire, composante essentielle des maisons à énergie positive

"Zen" : c’est le nom du prototype de maison à énergie positive concu par la société Cythelia avec l’appui financier de la région Rhône-Alpes et inauguré par Nathalie Kosciusko Morizet, Secrétaire d’Etat à l’écologie, en Savoie. Aboutissement d’un projet lancé en 2004 par Alain Ricaud, électricien spécialiste de l’énergie solaire et gérant de la société, il s’agit d’une maison concue de manière à être capable de produire davantage d’énergie qu’elle n’en consomme.

Comment parvenir à un tel résultat? On peut décomposer les facteurs de cette performance énergétique en trois volets :

- d’abord, la réduction des besoins de consommation d’énergie : celle de la maison Zen ne s’élève pas à plus de 50 kWh/m^2. A titre de comparaison, ce niveau de consommation est inférieur d’environ huit fois à celui de la moyenne des habitations en France. Cette réduction des besoins s’opère notamment grâce au choix de matériaux permettant une excellente isolation : le bois, pour l’ossature de la maison, le liège pour son isolation extérieure. Autre facteur de performance : l’utilisation d’appareils électroménagers classés "A+", les plus performants énergétiquement.

- l’approvisionnement en énergie : il s’agit de produire plus que l’on ne consomme, ce qui exclut tout recours à l’importation de gaz ou de fioul… ainsi que d’électricité du réseau, autant que possible, même si l’intermittence de l’énergie solaire peut obliger à y avoir recours. Celle-ci est produite sur place en utilisant l’énergie solaire via des panneaux solaires photovoltaïques installés sur le toit. Ceux-cis ont source d’économies : la consommation d’énergie sur son lieu de production évite les déperditions liés au transport et à la distribution. En revanche, un raccord au réseau EDF permet d’exporter les excédents produits, rachetés par EDF à 55 centimes d’euro par kWh.

- le chauffage et l’eau chaude solaire : venons-en au point le plus intéressant, qui naît de l’effet de synergie entre l’utilisation du solaire photovoltaïque et le système de pompe à chaleur, puisque c’est notamment en utilisant l’air du grenier, réchauffé par les modules photovoltaïques du toit, que l’une de ces pompes permet l’approvisionnement en eau chaude sanitaire (le chauffage est, quant à lui, assuré par une pompe à chaleur enterrée). Il s’agit donc de tirer le meilleur parti de l’énergie solaire en la convertissant à la fois en électricité et en chaleur. La pompe assurant le chauffage de l’eau est également connectée à des "murs chauffants".

Bien sûr, une telle installation présente un coût important : pas moins de 2250 euros par m²… Mais rappelons-nous qu’il ne s’agit que d’un prototype. Et si l’investissement est élevé, il est également rapidement amorti : les panneaux solaires le sont en 10 ans, grâce aux économies qu’ils permettent de réaliser sur les factures d’électricité et au rachat des kWh excédentaires par EDF…

(Crédits photo : BatiActu)

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Chauffage solaire: quelles aides?

Comme pour l’installation de panneaux solaires photovoltaïques, vous bénéficierez d’incitations financières si vous voulez équiper votre maison d’un chauffe-eau solaire. Petit aperçu pour vous aider à passer à l’acte.

Le crédit d’impôt pour les équipements tels que le chauffe-eau solaire est de 50% pour les dépenses effectuées entre janvier 2006 et décembre 2009 dans les habitations principales. De plus, la TVA réduite (à 5,5%) s’applique aux travaux de pose des équipements.

En ce qui concerne l’eau chaude solaire dans le collectif, l’ADEME (Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie) apporte, pour effectuer un prédiagnostic par un professionnel du solaire, une aide de 70% du montant de la prestation (montant plafoné).

Pour finir, tout comme les installations de panneaux photovoltaïques, l’installation d’un chauffe-eau solaire peut conduire à l’obtention de certificats d’économie d’énergie, qui donnent droit à des aides des fournisseurs d’énergie.

Et pourquoi installer un chauffe-eau solaire?

Surtout pour réduire sa consommation d’électricté. Selon la situation géographique de votre maison et la taille des installations, un système de chauffage solaire vous permettra d’économiser entre 50% (à Marseille par exemple) et 30% (Alsace) de votre facture d’électricité habituelle.

Pour en savoir plus, et pour vous orienter si vous envisager de vous engagez dans cette démarche, je vous conseille de consulter le Guide Pratique de l’ADEME, très complet et utile.

Voici les principaux conseils de L’ADEME:
• achetez un ensemble complet (capteur, circulateur, régulateur, ballon de stockage, liquide caloporteur, etc.) issu d’un catalogue de marque :
• adressez-vous à un fournisseur unique
• choisissez des équipements certifiés (selon les dispositions fiscales en vigueur) ;
• faîtes installer votre chauffage solaire par un professionnel qualifié.

Consultez également les articles de Julien Congretel sur le blog Chauffage Solaire, ils sont excellents!

(Source: Usine Nouvelle n° 3070, semaine du 27 septembre au 3 octobre 2007, crédits photo: NeolEnergie)

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Chauffage solaire: une vingtaine d’immeubles municipaux de Toronto se chaufferont grâce au soleil

La Ville de Toronto au Canada a choisi de faire chauffer l’eau et ‘air des nouveaux bâtiments municipaux grâce au chauffage solaire. Le but de l’opération est, comme le souligne Bruce Browes, directeur de l’exploitation de la ville, de réduire les émissions de CO2, mais aussi de renforcer le rayonnement de Toronto comme l’une des capitales mondiales de l’énergie renouvelable.

Ces bâtiments ne seront pas équipés en panneaux solaires photovoltaïques, mais utiliserons un système d’énergie solaire thermique. Il s’agit plus précisément de tubes remplis d’eau, qui se réchauffent au soleil, produisant ainsi de l’eau chaude pour les habitants de l’immeuble. Conséquence: la consommation de gaz sera réduite d’un tiers sur une année.

Pour en savoir plus, vous pouvez consulter l’article qu’y consacre le Toronto Star.

L’utilisation de l’énergie solaire n’est pas nouvelle pour la Ville de Toronto: en effet, la Ville a installé des systèmes de chauffage solaire de piscines dans trois centres de loisir, et deux stations de pompiers chauffent leur eau grâce à des panneaux solaires.

La Ville de Toronto a fait un choix original et sans doute intelligent concernant ces installations de chauffage solaire.

En effet, au lieu de réaliser cet investissement coûteux lui-même et d’en être propriétaire, la Ville chosira une entreprise qui va installer les équipements solaires sur les bâtiments de la ville, en être propriétaire et en assurer le fonctionnement. En échange, la Ville signera un contrat de long terme (10 ans) avec l’entreprise retenue, s’engager à lui verser un tarif fixe, inférieur ou égal à celui du gaz, pour l’énergie produite par les installations.

Une idée pour les futurs bâtiments municipaux des villes de France? Ou pour les cités universitaires? Avis au prochain maire de Paris!

(Crédits photos: site sur Toronto, Usine Nouvelle)

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Les objectifs du Grenelle de l'environnement donnent un coup d'accélérateur à l'énergie solaire

Rendues publiques le 25 octobre dernier par le Président de la République, les conclusions du « Grenelle de l’environnement » ne sont pas sans implications pour le développement du marché de l’énergie solaire thermique en France.

Parmi les principales propositions retenues par le gouvernement, l’une des plus ambitieuses concerne le bâtiment : à l’horizon 2020, tous les bâtiments neufs devront être à énergie positive, c’est-à-dire qu’ils devront produire davantage d’énergie qu’ils n’en consomment… Un objectif à la réalisation duquel le chauffage solaire devrait s’imposer comme un élément incontournable. Ainsi, si l’on en croit Michèle Pappalardo, présidente de l’ADEME, l’Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie, "Le marché va devoir changer d’échelle, le solaire thermique devra être multiplié par 3 ou 4, et le photovoltaïque par 20".

Simple, le solaire thermique est moins coûteux et propose un meilleur rendement que son cousin le solaire photovoltaïque (sans que ceux-ci soient en compétition, le dernier visant à produire du courant), qui pourtant lui vole sans cesse la vedette dans les médias. Le solaire thermique n’est également pas sujet à des contraintes géographiques fortes comme la géothermie… c’est donc la source d’énergie domestique renouvelable la plus rentable et facilement exploitable – notamment dans des logements utilisant déjà un chauffage central à eau chaude. Il fait donc maintenant peu de doute que cette source d’énergie demeurée trop longtemps dans l’ombre ne devrait pas tarder à décoller à la faveur des nouveaux objectifs d’économies d’énergie.

La tâche n’ira cependant pas sans complications : déficit de formation des professionnels du bâtiment, manque d’ingénieurs, réticence des architectes à intégrer le chauffage solaire dans leurs plans font aujourd’hui partie ds problèmes récurrents freinant le développement du solaire thermique résidentiel… C’est donc un énorme chantier qui s’engage, tant du côté des professionnels de l’énergie solaire que de celui de l’industrie du bâtiment.

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