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Le solaire thermique

Mis à jour le 27/09/2018

L’énergie solaire thermique est une énergie renouvelable consistant à produire de la chaleur ou de l’eau chaude à partir de capteurs solaires. Elle se distingue du solaire photovoltaïque qui produit de l’électricité à partir du rayonnement solaire.

 

Les applications disponibles

Le solaire thermique est la conversion du rayonnement solaire en énergie calorifique. Ce terme désigne les applications à basse et moyenne température dans le secteur du bâtiment, des réseaux de chaleur et de l’industrie. Les applications haute température sont le plus souvent rassemblées sous le terme solaire thermique à concentration et sont quant à elles réservées au secteur de l’électricité ou de l’industrie quasi exclusivement.

Les actions de l’ADEME visent à diffuser les applications solaires thermiques suivantes :

L’État a mis en place le Crédit d’impôt à la transition énergétique (CITE–particuliers) et le « Fonds Chaleur » (collectivités et entreprises). Dans certains cas, les collectivités territoriales peuvent accorder d’autres financements. 
Si les systèmes individuels sont désormais certifiés (NF CESI Système ou Solar Keymark Système), la montée en compétence des acteurs dans le collectif s’est faite grâce aux qualifications Reconnu garant de l’environnement (RGE) des bureaux d’étude (RGE 20.14) et les qualifications Qualisol Collectif et Qualibat 82.12 pour les installateurs.
Les outils pour la bonne mise en œuvre des installations solaires collectives sont réunis sur le site SOCOL.

Le solaire thermique sur réseaux de chaleur

Les installations solaire thermique sur réseau de chaleur offrent l’avantage d’un coût de la chaleur compétitif grâce aux économies d’échelles réalisées. Les premiers pays ayant testé ces installations sont le Danemark et l’Autriche. Ces installations se font avec des capteurs de grande dimension double vitrage ou à tube sous vide. Les dimensionnements les plus courants permettent de couvrir environ 80 % des besoins de chaleur en période estivale.
La première opération en France de ce genre s’est faite à Châteaubriant et a bénéficié d’un financement du Fonds Chaleur.
 

Le rafraîchissement solaire

Une installation de rafraîchissement solaire permet de produire du froid à partir de chaleur issue des capteurs solaires haute température (>90 ℃), le plus souvent à tubes sous vide ou capteurs plans double vitrage en zone suffisamment ensoleillée, par le biais d’une machine à absorption ou à adsorption.
Par rapport aux systèmes classiques à compression mécanique, ce système a pour avantages :

  • une consommation électrique moindre ;
  • l’absence de fluides frigorigènes qui peuvent avoir un impact sur la couche d’ozone et l’effet de serre ;
  • une durée de vie importante de la machine à compression chimique utilisée 
  • des besoins en froid coïncidant souvent avec la disponibilité du rayonnement solaire.

Mais il existe encore des freins importants à sa diffusion, notamment la gestion des hautes températures et les contraintes mécaniques qui en découlent au niveau des capteurs. De plus, la chaleur à évacuer par de telles installations nécessite bien souvent une consommation d’eau à prendre en compte dans l’étude de faisabilité. La Cave de Banyuls est malgré tout un bel exemple d’une installation de rafraichissement solaire pérenne et réussie.

L’analyse de cycle de vie (ACV) des installations solaires thermiques

Le solaire thermique se développant, il faut apporter des réponses aux questions suivantes :

  • quelles sont ses performances environnementales ?
  • quels sont ses temps de retour énergétique et « climatique » ?
  • quels sont les paramètres les plus sensibles sur son cycle de vie en termes d’impact environnemental ?

Des ACV réalisées sur des systèmes solaires thermiques individuels et collectifs permettent de répondre à ces questions.

Les résultats sont consultables sur le site ESTHACE.

Les actions de l’ADEME

Elles concernent surtout les applications dans le secteur du bâtiment, sur les plans de la diffusion, de la certification et du soutien aux activités de R&D.

Depuis 2015 l’ADEME a lancé un appel à projets Grandes installations solaires thermiques qui permet de sélectionner les projets les plus pertinents sur réseaux de chaleur et en industrie de plus de 300m2 dont les coûts de production ENR et les économies engendrées sont les plus compétitifs.

L’Agence soutient également les démarches de qualité (certifications et normalisation), pour atteindre des références utilisables par tous, notamment dans le cadre du Crédit d’impôt à la transition énergétique (CITE).

L’ADEME a financé deux projets Solaire thermique basse température dans le cadre du premier programme Investissements d’Avenir : SySTEff et SGST. D’autres projets visant l’amélioration du suivi des installations et la baisse des coûts ont également été aidés dans le programme IPME (Concours Innovation).
Malgré un certain potentiel de croissance et les mécanismes de soutien publics pour accompagner son développement (CITE, Fonds Chaleur, réglementation thermique, etc.), le marché français du solaire thermique décroît depuis 2008. Les efforts de relance de la filière se sont concentrés autour de la qualité des installations avec le groupe SOCOL soutenu par l’ADEME.

Pour en savoir plus, consultez :