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Le solaire thermique

Mis à jour le 24/08/2017

L’énergie solaire thermique peut alimenter conjointement le chauffage d’une construction et sa production d’eau chaude sanitaire. Elle peut couvrir 40 % des besoins de chauffage, voire plus si le bâtiment est énergétiquement performant.

Produire de la chaleur à l’aide du solaire thermique

L’utilisation de l’énergie solaire thermique comme source de chaleur se définit par la conversion du rayonnement solaire en chaleur, selon plusieurs niveaux de température. Un fluide caloporteur, enfermé dans des tubes, absorbe la chaleur du rayonnement solaire et la redistribue au réseau d'eau de chauffage, par le biais d'un échangeur thermique.
Différents types de capteurs solaires existent :

  • les capteurs plans : ils peuvent atteindre des températures de chauffe de 50 à 80 ℃ lorsque les déperditions thermiques sont limitées en face avant du capteur par une protection (vitre, plexiglas, polycarbonate, etc.) ;
  • les capteurs à tubes sous vide : le vide assure une isolation limitant les déperditions de chaleur par rayonnement et convection. Ce type de capteur est plus spécifiquement adapté aux applications nécessitant de hautes températures, en particulier dans les procédés industriels. Leur température de chauffe dépasse les 100-120 ℃. Cependant, il existe des capteurs à tubes sous vide particulièrement adaptés à la production d’ECS (eau chaude sanitaire) avec des températures de chauffe de l’ordre de 60-85 ℃ ;
  • les capteurs à concentration : ces capteurs sont plutôt utilisés dans le contexte d’applications industrielles, pour l’obtention de températures supérieures à 120 ℃, ou pour la production d’électricité.

Les capteurs plans et capteurs à tubes sous vide sont les mieux adaptés aux applications de chauffage et de production d’ECS. La surface totale nécessaire de capteurs est variable selon la surface des locaux à chauffer, les besoins d’ECS à satisfaire (nombre d’occupants) et la qualité de l’isolation existante.

Avantages Contraintes
Techniques et matériaux couramment utilisés identiques à ceux employés pour un chauffage individuel. Énergie difficilement stockable ou pour de courtes périodes.
Pas de besoins en termes de transports ; l’énergie est facilement mobilisable. Performances conditionnées par la localisation géographique des locaux à chauffer et par les conditions météorologiques.
Frais de maintenance et de fonctionnement plutôt faibles. Nécessité d’un chauffage d’appoint en complément.

 

Recommandations

Pour un bon rendement, il faut privilégier une bonne exposition aux rayonnements solaires. Pour cela, les panneaux solaires thermiques, installés au niveau des surfaces externes et/ou des espaces extérieurs aux bâtiments, doivent être orientés idéalement plein sud, à 45 °. L’inclinaison peut varier de 30 à 60 ° selon la latitude : plus celle-ci est élevée, plus l’angle doit être important.
Le rayonnement solaire est plus important dans le sud de la France que dans le nord. Par conséquent, il faut tenir compte, selon la localisation géographique des bâtiments, de l’apport d’énergie solaire réel dont on dispose pour ce système de chauffage.

Quelques chiffres

Le chauffage solaire produit entre 300 et 500 kWh par mètre carré de capteurs par an, selon les départements. La surface de capteurs à installer dépend de la surface à chauffer (environ 1 m² de capteurs pour 10 m² de surface à chauffer).
D'après le site « Outils solaires », la production quotidienne est en moyenne de 2,4 à 3,4 kWh/m² dans le nord de la France et de 3,4 à 4,4 kWh/m² dans le sud de la France :

  • coût moyen du mètre carré installé de 1 200 euros/m² pour une installation d’ECS ;
  • coût de l'énergie produite entre 0,2 et 0,7 euros/kWh sans subvention (source : Note sur les coûts des EnR, ADEME, 2013).

Mots-clés : SOLAIRE THERMIQUE