Installer un chauffage ou un chauffe-eau solaire

Pierre Amet, G. Gourdon, Y. Guern, R. Jules, E. Marguet, F. Mykieta

• Éditeur: Eyrolles
• Année: 2011
• Imprimer l'ISBN: 9782212128574
• ISBN de l'eBook: 9782212177039
• Édition: 1

De l'installation d'un simple chauffe-eau solaire au système de chauffage avec eau chaude sanitaire, cet ouvrage pose les fondamentaux pour comprendre et s'approprier les connaissances techniques nécessaires à la réalisation d'une installation solaire thermique.

La partie théorie vous permettra de concevoir correctement votre installation (dimensionnement, orientation des capteurs, transport et stockage des calories, régulation, etc.), de choisir le matériel à utiliser, et d'évaluer le montant de l'économie rendue possible par le solaire.

La partie technique présente les réalisations et les témoignages de 5 constructeurs. Les choix techniques et la mise en oeuvre de chaque chantier sont décrits dans le détail, de même que leur rentabilité financière et les améliorations pouvant encore leur être apportées. Les niveaux de difficultés de ces réalisations diffèrent en fonction des compétences des autoconstructeurs : d'une simple installation solaire en direct dans le plancher chauffant gérée par une petite régulation solaire du commerce à l'utilisation d'un stockage intermédiaire dans un ballon d'eau morte associée à une régulation par automate programmable du commerce, ou même directement par ordinateur.

Ce livre s'adresse aux particuliers qui souhaitent se lancer dans l'auto-installation ou simplement maîtriser le vocabulaire technique et comprendre les devis d'installateurs, ainsi qu'aux artisans et installateurs voulant compléter leurs connaissances techniques et découvrir des exemples de réalisations.

Partie pratique : 5 exemples de réalisations

Cette partie est entièrement dédiée à des expériences pratiques, présentées par leurs concepteurs.

La première est celle de Pierre Amet, qui s’est lancé dans « l’aventure » dès 2000. Fort du succès de son auto-installation, il a créé un premier site Internet décrivant dans le détail sa réalisation ; l’association Apper a ensuite vu le jour sur Internet. Ces mises en ligne ont été un facteur déclenchant pour la plupart des autres expériences présentées ici.

L’ensemble de réalisations proposé dans les pages qui suivent couvre une large gamme de besoins et de solutions. Le lecteur pourra y trouver une source d’inspiration pour sa propre installation ou, plus simplement, une liste d’écueils à éviter.

Réalisation de Pierre Amet (Alpes-de-Haute-Provence) : 9 m² de capteurs plans, eau chaude sanitaire 300 l, appoint chauffage direct dans les radiateurs, régulation par automate programmable industriel.

Réalisation de Claude Mandrille (Alpes-de-Haute-Provence) : 25 m² de capteurs plans, eau chaude sanitaire 600 l, appoint chauffage direct dans les radiateurs, régulation simple du commerce.

Réalisation de Gabriel Gourdon (Loire-Atlantique) : 4,50 m² de capteurs à tubes sous vide, eau chaude sanitaire 300 l, chauffage par radiateurs, régulation du commerce.

Réalisation d’Yves Guern (Bouches-du-Rhône) : 18 m² de capteurs plans, ballon tampon de 1 500 l pour chauffage par radiateurs, eau chaude sanitaire séparée de 600 l, capteurs autovidangeables (drainback), régulation par automate programmable industriel.

Réalisation d’Emmanuel Marguet (Jura) : 30 m² de capteurs plans intégrés en toiture, ballon tampon de 1 200 l pour chauffage par plancher chauffant et eau chaude sanitaire instantanée, capteurs autovidangeables (drainback), régulation par PC.

Réalisation n˚ 1

par Pierre Amet

• 9 m^2 de capteurs plans
• Eau chaude sanitaire 300 l
• Appoint chauffage direct dans les radiateurs
• Régulation par automate programmable industriel

Quelques mots sur l’autoconstructeur

Âge: 43 ans.

Formation : CAP Mécanicien ajusteur, BEP Mécanicien monteur, Bac F1 Mécanique, BTS Fabrication mécanique, Licence Génie mécanique.

Profession : professeur en génie mécanique (ce métier nécessite des compétences en mécanique mais aussi en automatisme et informatique industrielle).

Intérêts particuliers : le bricolage, le jardinage, l’apiculture, le planeur, le ski de randonnée, le taïjiquan, la randonnée pédestre.

Domaine de réticence au départ : l’électronique.

En 2001, nous venons d’acheter une maison ancienne (de 1920) à la montagne, à 960 m d’altitude, à Saint-André-les-Alpes dans le département des Alpes-de-Haute-Provence. Les murs sont en pierre du Verdon, non isolés. Après un hiver de chauffage, les conclusions sont sans appel : 3 000 l de fioul avec eau chaude sanitaire électrique (6 360 kWh/an). L’isolation extérieure ne me semble pas envisageable pour l’instant : c’est un changement notoire de l’esthétique des façades, et une solution coûteuse. Notre région étant la plus ensoleillée de l’Hexagone, je réfléchis dans ce sens et commence par construire une véranda attenante en façade sud. Elle apportera passivement de la chaleur durant la journée et isolera durant la nuit. Je décide aussi de faire un appoint solaire à la chaudière fioul. Immédiatement, des questions se posent.

Malgré mes recherches, je n’ai pas trouvé d’installateur qui puisse répondre à mes attentes. Les deux devis proposés dépassent mon budget et les technologies préconisées sont inappropriées à mes demandes (utilisation de l’appoint solaire en série sur le retour eau froide-chauffage, qui a pour effet de faire travailler les capteurs avec de mauvais rendements).

La France est l’un des pays européens les plus favorisés en termes d’ensoleillement, mais le taux d’équipement et les incitations de l’État restent à la traîne. L’indice du parc solaire installé pour 1 000 habitants en 2006 est ainsi de 18,5 m² en France, contre 343,4 m² en Autriche (18 fois plus) et 730,9 m² à Chypre (40 fois plus).

On peut faire le constat d’une certaine inadéquation de la législation française en matière de solaire : aujourd’hui, pour qu’une installation soit éligible aux aides, il est nécessaire qu’une personne qualifiée Qualisol l’installe. Ce cadre est donc désavantageux pour l’autoconstructeur, contrairement à ce qui se fait dans d’autres domaines ou dans d’autres pays. Par exemple, en électricité, le Comité national pour la sécurité des usagers de l’électricité (Consuel)¹ vérifie que l’installation répond à une norme ou à un cahier des charges précis et donne une attestation de conformité, que l’installation soit réalisée par un professionnel ou par vous-même. Autre exemple, en Suisse, les aides sont accordées pour les installations solaires, y compris dans le cadre d’autoconstruction ou d’auto-installation ; les règles de l’art doivent être appliquées et l’installation validée par un expert.

Je m’étais déjà aperçu de ces freins en 1999, quand j’avais voulu acquérir mon premier chauffe-eau solaire. Je m’étais alors tourné vers l’autoconstruction totale car l’offre des professionnels était encore trop restreinte sur le marché. En outre, les aides des collectivités territoriales ne profitaient pas aux intéressés mais à la filière du solaire thermique, et elles étaient une des causes des surcoûts des matériels (les aides induisant des renchérissements du matériel). La réalisation de ce chauffe-eau solaire m’a alors permis de me faire une expérience en plomberie. À basse température, je me suis aperçu que les installations solaires d’eau chaude sanitaire ou de chauffage fonctionnent très bien à pression ambiante (sans mise en pression particulière, et avec un remplissage en point haut uniquement). Ainsi, sans pression dans le système, les fuites sont beaucoup moins inquiétantes.

Cette expérience préalable m’a démontré qu’avec de la réflexion, je pouvais passer moi-même à la réalisation de mon projet.

Figure 6.1
Les capteurs, orientés plein sud.

Réflexion préalable

Comme nous l’avons vu dans la partie « théorie » de cet ouvrage, il est inutile de chauffer l’eau chaude sanitaire à haute température car le rendement du capteur est alors mauvais. Il faut donc toujours chercher à travailler à basse température, ce qui garantit la longévité de l’installation.

Quant à l’expérience que j’ai pu acquérir, elle montre que :

• 4 m² de capteurs permettent de chauffer quotidiennement 300 l d’eau chaude sanitaire à 50 °C ou plus ;

• les bons jours d’été, une surface de capteurs réduite de moitié (2 m²) pourrait suffire (elle permet de faire monter la température de 300 l d’eau chaude sanitaire à 40 °C) ;

• mais un jour d’hiver ou avec peu d’ensoleillement, il faut au moins doubler la surface (8 m² ou plus).

Si j’investis dans un ballon de 300 l, ce n’est pas pour avoir de l’eau chaude sanitaire la moitié de l’année ou seulement en été, quand je suis en vacances : je veux rentabiliser mon ballon et avoir de l’eau chaude sanitaire toute l’année.

Or, techniquement, le fait de surdimensionner les capteurs peut conduire à produire trop et obliger ensuite à disperser ce trop-plein d’énergie. Pour parer à cette éventualité de surchauffe et à un risque d’accident, certains installent des boucles de décharge qui protègent le ...

Table des matières

• Couverture
• Le résumé et la biographie auteur
• Page de titre
• Copyright
• Table des matières
• Préface
• Partie théorie : les bases du chauffage solaire
• Partie pratique : 5 exemples de réalisations
• Annexe – Programmation d’un automate programmable industriel