Mon Energie Solaire:

 Toutes les entreprises proposant des capteurs solaires n’en font pas leur spécialité, certaines ayant développé cette activité comme une simple annexe à leur coeur de métier. C’est le cas de l’entreprise allemande Schott-Rohrglas, spécialisée dans le verre, et qui produit également des capteurs solaires thermiques et photovoltaïques.

Schott-Rohrglas a ainsi mis son expertise technologique dans le verre au service de la conception de capteurs solaires thermiques performants, les capteurs ETC-16. Il s’agit bien sûr de capteurs solaires dits "sous vide" (voir notre article pour des détails sur leur prinipe de fonctionnement), puisque ceu-ci se composent de tubes… en verre.

Le modèle ETC-16 fonctionne selon le principe des capteurs solaires sous vide dits "à effet thermos".

Son fonctionnement a cependant été sensiblement amélioré. Chaque tube est, selon le principe des cateurs sous vide, double (un tube etérieur dans lequel est enfilé un tube intérieur). Sur les capteurs Schott, le tube intérieur sert à la fois d’absorbeur (c’est-à-dire qu’il collecte, où "absorbe" l’énergie lumineuse du soleil et la transforme en chaleur en chauffant) et d’échangeur (c’est-à-dire qu’il assure la fonction de transmettre la chaleur au fluide caloporteur du circuit, qui la transmettra lui-même à votre ballon d’eau chaude via un échangeur en serpentin).

Pour améliorer la performance du capteur, la partie inférieure du tube extérieur est réfléchissante… Instinctivement, cela peut sembler étrange : il ne s’agit pas de réfléchir la lumière, mais bien de l’absorber pour la transformer en chaleur! L’idée est ici de réfléchir vers le tube intérieur (l’absorbeur, donc) des rayons qui, autrement, seraient passé au travers du tube extérieur sans l’atteindre, comme le montre le schéma suivant :

Schott a également su s’affranchir de la principale contrainte pesant sur les capteurs sous vide à effet thermos, à savoir la complexité des liaisons entre parties étalliques et verre, en réduisant les premières au minimum, le métal étant surtout utilisé pour traiter le verre (notamment pour la partie réflecteur du tube extérieur…

Schott, les Mercedes des capteurs thermiques?

(Crédits photo : Outils Solaires, Schott AG)

Les capteurs solaires thermiques sous vide se déclinent en une multitude de formes ayant chacune leurs spécificités. Je m’intéresserai aujourd’hui à celles des capteurs dits à "effet thermos".

D’abord, vous vous demandez peut-être d’où vient leur non. "Thermos", c’est bien sûr la chaleur en grec, on pourrait donc trouver curieux de parler de capteurs "thermiques" à "effet thermos". Oublions donc les considérations étymologiques : les capteurs à effet thermos fonctionnent tout simplement selon le même principe que… les thermos que vous utilisez pour garder au chaud votre café.

Comment ces capteurs fonctionnent-ils?

Les capteurs à effet thermos se composent d’une série de tubes, comme tous les capeurs sous vide.

Ici deux tubes sont enfilés l’un dans l’autre, l’espace situé entre les deux tubes étant sous vide.

C’est le tube intérieur qui joue le rôle d’absorbeur. Son revêtement lui permet d’absorber un maximum de rayonnement solaire, notamment en limitant le rayonnement infrarouge émis une fois que le tube monte en température. Le tube extérieur est, bien sûr, transparent. La chaleur est transmise par contact entre l’absorbeur et un fluide calorifuge qui circule à l’intérieur.

Mais en quoi ces types de capteurs présentent-ils un intérêt spécifique par rapports aux autres capteurs sous vide? Leur avantage réside essentiellement dans la simplicité de leur processus de fabrication, qui n’implique pas de liaisons verre/métal, d’où un travail de soudure moins important. C’est peut-être la raison pour laquelle ces capteurs ont séduit la Chine où ils dominent le marché des capteurs solaires thermiques. Il est également possible d’utiliser ces capteurs en combinaison avec un CPC, ou Compound Parabolic Reflector, permettant à la partie du tube non exposée à la lumière du soleil de la capter grâce à ce réflecteur ondulé (voir le schéma plus haut).

Mais rien n’est parfait, et les capteurs à effets thermos ne le sont pas non plus : leur défaut principal est la fragilité des points auxquels les tubes extérieur et intérieur sont en contact, à l’endroit de la liaison avec le collecteur de chaleur. Cela suffit-il à ce qu’ils soient si méconnus dans nos contrées? POur vous en porter juge, il vous est toujours possible d’acquérir des capteurs de ce type en import : certaines sociétés françaises en commercialisent…

Schéma : OutilsSolaires