Une technique de chauffage solaire :
Beaucoup se sont heurtés au problème du chauffage solaire et ont conçu des systèmes plus ou moins "lourds" et efficaces. En effet, le soleil est une source d'énergie variable et les besoins de chauffage sont généralement les plus importants en son absence. Les essais de maisons solaires "autonomes" donnent naissance à des "usines à gaz" à l'investissement onéreux. Il faut se rendre à l'évidence, sous nos latitudes, le soleil peut contribuer aux besoins de chauffage et d'eau chaude mais, pas les prendre en charge à 100%.Le liquide antigel chauffé par les capteurs va directement dans les
tuyaux du plancher chauffant, sans échangeur ni stockage: c'est la dalle de béton qui
assure ces fonctions. De plus, l'inertie du béton permet de restituer en soirée et dans
la nuit, l'énergie accumulée pendant la journée.
Une source d'énergie d'appoint est nécessaire en cas d'absence de soleil. Elle peut
être indépendante (poêle à bois, ...) ou intégrée au système. Dans ce cas, la
régulation pilote la mise en route de la chaudière de manière optimale.
Le rendement des capteurs est d'autant meilleur que le niveau de
température auquel ils fonctionnent est faible. C'est pourquoi ils sont couplés à un
plancher chauffant basse température (température du sol inférieur à 28°C) qui
valorise au mieux cette énergie.
L'inconvénient majeur de cette technique est que la mise en oeuvre d'un plancher
chauffant est quasiment impossible dans le cas d'une maison existante (il y atoujours la
possibilité de mettre un chauffe-eau solaire).
La surface des capteurs dépend essentiellement des besoins de la
maison.
Les techniques les plus probantes se sont développées dans un souci d'utiliser au mieux
l'énergie solaire quand elle est disponible. Les régulations par micro-processeur ont
permis aux installations de s'adapter plus facilement aux caprices de l'astre solaire.
Aujourd'hui, de nombreux systèmes existent à travers l'Europe, dont un particulièrement
original: le Plancher Solaire Direct (PSD).
Le concept développé à l'Ecole Supérieure des Ingénieurs de Marseille a été
amélioré et est aujourd'hui produit par l'entreprise CLIPSOL qui ouvre dans le solaire
depuis une vingtaine d'années.
Pour une maison individuelle, elle varie usuellement entre 10 et 25 m². Une surface trop
petite ne permettra pas de couvrir suffisamment les besoins. Une surface trop importante,
même si elle augmente le taux de couverture des besoins, fera chuter la productivité des
capteurs et ne traduira pas une bonne récupération de l'énergie solaire.
Il faut compter environ 4 000 F ramené au m² de capteur (coût
comprenant le capteur, module de transfert, ballon d'ECS, chaudière), ce qui représente
un surcoût de 40 à 70 000 F par rapport à un chauffage classique. Des subventions sont
disponibles (voir article page 3), ainsi qu'une baisse de la TVA à 5,5 % (voir article
page 14).
Un plan de relance des énergies renouvelables piloté par l'Ademe se
met en place. Des aides à l'investissement seront disponibles pour les particuliers qui
désirent se chauffer avec un plancher solaire direct. Ces aides sont de 7000 F + 1000
F/m² de capteurs solaires et peuvent être complétées par certains conseils régionaux
et généraux.
Les particuliers ayant une maison de plus de deux ans pourront bénéficier d'une TVA à
5,5 %.
Entre 1994 et 1998 s'est déroulé sur 15 régions françaises un
programme de diffusion de la technique du Plancher Solaire Direct à Appoint Intégré.
Grâce à des aides de l'Europe (programme "Thermie"), de l'Ademe et de la
Région Rhône-Alpes, 75 maisons ont été réalisées et instrumentées, de manière à
obtenir des bilans réels de fonctionnement (voir carte ci-après).
Toutes les maisons ont été équipées du même système de chauffage, avec couplage
direct des capteurs solaires à un plancher chauffant basse température, sans stockage
intermédiaire.
Les caractéristiques des maisons réalisées présentent une grande variété :
Un suivi des performances a été réalisé par l'ASDER. Le système de
régulation est relié par un modem à la ligne téléphonique usuelle de la maison. Au
début de chaque mois, l'installation transmet automatiquement à un poste central une
quarantaine de paramètres.
Plus de 950 mois de suivis sur 55 installations différentes ont pu être cumulés, dont
44 années complètes de mesures, avec les résultats suivants :
Au-delà de ces résultats difficiles à synthétiser du fait de la
grande dispersion des caractéristiques des installations, les suivis réalisés ont
permis de valider une nouvelle méthode de calcul, développée par le CSTB, CLIPSOL et
l'ASDER, grâce à l'exploitation de 44 fichiers de mesures annuels complets. Le graphique
ci-dessous présente la comparaison entre valeurs mesurées et valeurs calculées, et
montre une bonne adéquation entre les deux séries de valeurs.
Cette nouvelle méthode de calcul peut donc être utilisée avec une bonne fiabilité pour
les calculs de dimensionnement d'installations. Plusieurs logiciels seront d'ailleurs
très prochainement disponibles ( CSTB, CLIPSOL). D'autre part, un programme de
démonstration fonctionnant sous Excel, et présentant les bilans et photos de 22 sites
est disponible à l'ASDER.