Le chauffage par le solaire

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La demande de chaleur d’un bâtiment dépend en grande partie du climat local et des règlements en vigueur dans le secteur de la construction en ce qui concerne l’isolation.

On ne peut envisager d’installer un système solaire efficace pour le chauffage, sans avoir au préalable réfléchi, isolation et rentabilité thermique.

Ce genre de projet est tout à fait adapté dans le cas du développement d’une maison, dite « Passive ».

Des problèmes techniques pour un principe séduisant

Lorsque l’on voit fonctionner un chauffe-eau solaire pour l’eau sanitaire domestique, il est tentant d’essayer de voir plus grand, en imaginant le même principe pour chauffer le logement.

Cependant, le premier obstacle vient du fait que les besoins en chauffage ne sont pas en phase avec l’ensoleillement.

Pendant l’hiver, les besoins sont grands mais l’ensoleillement est faible.

Cela oblige donc à augmenter la surface des capteurs (problème de surface disponible) et en été, la production solaire dépasse largement les besoins domestiques.

De plus, les besoins en chauffage sont toujours plus importants la nuit que le jour, obligeant à prévoir un stockage des calories surdimensionné.

L’autre problème vient du fait que de combiner le chauffage avec l’eau chaude sanitaire, oblige à prévoir de l’eau à deux températures différentes.

En général, on utilise deux ballons de stockage ou bien un ballon combiné avec une gestion intelligente de la stratification des températures d’eau dans le ballon.

La première conclusion qui s’impose : un chauffage solaire efficace à partir de panneaux solaires en toiture est nettement plus compliqué qu’il ne le paraît à mettre en place.

On peut néanmoins estimer qu’il y a trois solutions possibles.

Le plancher solaire

Le plancher solaire est un mode de chauffage qui est basé sur le même principe que le plancher chauffant, un fluide caloporteur circule des capteurs vers un circuit coulé à l’intérieur de la dalle du plancher de la maison.

Les avantages sont nombreux : au lieu de stocker la chaleur dans un ballon d’eau chaude, on chauffe directement la dalle de béton qui possède une forte inertie thermique et qui rayonnera pendant toute la nuit la chaleur accumulée pendant la journée.

De plus, la température nécessaire pour un chauffage par le sol est faible (basse température), ainsi les capteurs solaires fonctionnent au maximum de leur rendement.

Pour satisfaire les besoins en chauffage d’un logement individuel en France, il faut prévoir 20 à 30 m2 de surface de capteurs solaires (10 fois plus que pour un simple chauffe-eau solaire).

Comme les besoins en chauffage sont concentrés en hiver, il faut augmenter l’inclinaison des panneaux afin d’optimiser les apports solaires hivernaux.

Le plancher solaire est une solution dans une maison basse consommationLe plancher solaire est une solution dans une maison basse consommation

Le chauffage central solaire

On peut construire une installation de chauffage solaire utilisant des radiateurs conventionnels.

Le problème récurrent restant la température de l’eau qui doit être plus élevée que celle utilisée dans un plancher chauffant.

Or, le rendement des capteurs solaires est de moins en moins bon lorsque la température de fonctionnement augmente.

Pour y remédier, deux approches techniques sont possibles :

  • Utiliser des capteurs à tubes sous vides ayant de hautes performances à hautes températures.
  • Prévoir un ballon de stockage mixte à stratification de température.

Le chauffage solaire de l’air

Très développé en Amérique du Nord, ce système utilise des capteurs à travers lesquels on fait circuler de l’air.

Ces capteurs sont généralement installés en façade.

Le principe consiste à aspirer l’air extérieur à travers les perforations des capteurs, à faire circuler l’air entre les capteurs et le mur du bâtiment et à réguler la température par le mélange de l’air neuf réchauffé et l’air circulé renvoyé dans le bâtiment.

Malheureusement, ce système demande de grandes surfaces de mur et donc est plus adapté aux bâtiments tertiaires.

En conclusion

Le chauffage par le solaire peut devenir très efficace dans le cadre d’un logement basse consommation.

Il peut être aussi optimisé avec un chauffage d’appoint au bois ou à gaz.

Le maître mot en matière de chauffage reste néanmoins : isolation.


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