Pourquoi le chauffe-eau solaire est la solution idéale pour votre maison ?

Qu’est-ce qu’un chauffe-eau solaire ?

Un chauffe-eau solaire individuel (CESI) est un dispositif permettant d’alimenter votre logement en eau chaude sanitaire (ECS) à partir d’une énergie renouvelable : le soleil.

Utilisant l’énergie solaire thermique, ce système de production d’ECS permet de limiter son impact environnemental tout en augmentant son autonomie énergétique.

L’installation d’un CESI vous permet de réduire considérablement votre facture d’énergie en fournissant, parfois totalement, une maison en eau chaude sanitaire.

Comment fonctionne un chauffe-eau solaire ?

Un CESI se décompose en plusieurs éléments :

• un capteur solaire (ou panneau solaire thermique) ;
• un ballon solaire (réservoir de stockage de l’ECS) ;
• des accessoires comme le circulateur, le régulateur ou l’échangeur pour transporter l’énergie solaire (via un fluide caloporteur) vers le ballon ou les panneaux.

Disposés en toiture, les capteurs solaires sont irrigués d’un fluide caloporteur (porteur de chaleur) qui se réchauffe au contact du soleil. Ce fluide rejoint ensuite un ballon solaire pour y chauffer l’eau sanitaire.

Un chauffe-eau solaire fonctionne en journée, mais, la nuit ou en cas de mauvais temps, vous pouvez compter sur le ballon solaire qui aura stocké de la chaleur tout au long de la journée.

Le CESI permet d’assurer au minimum 50 % des besoins en eau chaude sanitaire. Ce pourcentage peut monter jusqu’à 80 % dans certaines régions et peut même atteindre 100 % lors de la période estivale.

De cette manière, pour assurer vos besoins tout au long de l’année, un chauffe-eau solaire doit être couplé à un système d’appoint. L’appoint peut prendre plusieurs formes et peut être assuré par votre ancien système de production d’ECS par exemple (ballon électrique ou au gaz, chaudière à production d’ECS instantané, etc.).

Autrement, si vous souhaitez profiter de ces travaux de rénovation pour remplacer un système obsolète, vous pouvez opter pour une solution plus respectueuse de l’environnement et plus économique comme un chauffe-eau solaire thermodynamique ou une pompe à chaleur pour réaliser une climatisation solaire. Vous multipliez ainsi les économies d’énergie.

Enfin, l’appoint peut également être intégré à votre système solaire thermique : c’est ce que l’on appelle un ballon bi-énergie. Principalement utilisé pour les CESI à circulation forcée, le ballon bi-énergie comporte un échangeur alimenté via le bas du ballon par l’énergie solaire et :

• une résistance électrique à mi-hauteur pour la version électrosolaire. Cette dernière réchauffe l’eau quand cela est nécessaire ;
• ou un second échangeur placé en haut du ballon et relié à une chaudière (gaz ou bois) ou une pompe à chaleur pour la version hydrosolaire. La circulation entre les deux dispositifs est coupée lorsque la température est suffisamment élevée (période estivale).

Zoom sur le système solaire combiné

Vous souhaitez vous tourner vers un système permettant à la fois d’assurer la production d’eau chaude sanitaire et constituer un appoint pour le chauffage du logement ? Vous pouvez vous tourner vers le système solaire combiné.

Ce dernier, relié à votre système de chauffage central, diffuse l’énergie solaire via des émetteurs de chaleur (radiateurs, plancher chauffant, etc.).

Comment éviter la surchauffe d’un chauffe-eau solaire ?

Les CESI sont dimensionnés pour répondre à vos besoins hivernaux et estivaux. Alors, quand arrivent les mois les plus chauds, ils sont en surproduction. Pour éviter d'endommager votre équipement solaire, voici quelques solutions pour éviter les surchauffes :

• installer une sonde de régulation à la sortie des capteurs et au point le plus bas du ballon de stockage pour contrôler la température du fluide. De cette manière, le démarrage de la pompe n’aura lieu que lorsque la température se trouve au-dessous d’un certain niveau ;
• vidanger l’eau accumulée dans le système d’évacuation ;
• couvrir les capteurs au cours des périodes de canicule.

Pour assurer le bon fonctionnement (schéma panneau solaire) de votre système de production thermique d’ECS, il est important de respecter quelques règles.

Premièrement, concernant l’installation des panneaux solaires, l’idéal est que votre toiture soit dégagée (aucun ombrage), orientée vers le sud avec une inclinaison entre 30 et 45°. À savoir qu’il est également possible d’installer les panneaux solaires au sol. Les capteurs nécessitent une surface moyenne de 2 à 4 m². Une fois installés, les capteurs sont reliés au ballon de stockage de l’eau chaude sanitaire.

Concernant la mise en place du ballon solaire, il convient de minimiser la distance entre les capteurs et le ballon afin de limiter les pertes de chaleur (et le montant du devis). De la même manière, celui-ci devra être installé, de préférence, dans un local chauffé ou isolé.

Le CESI reste un système rapide à mettre en place. Pour bénéficier d’une installation de qualité et optimiser votre production, il est préférable de contacter un professionnel RGE (Reconnu Garant de l’Environnement).

Les différents types de chauffe-eaux solaires

Fonctionnement du CESI

Chaque chauffe-eau solaire fonctionne selon un principe bien précis :

1. la circulation forcée. La chaleur du fluide caloporteur est transmise au ballon à l’aide d’une pompe électrique ;
2. le thermosiphon. La circulation du fluide est assurée par des différences de température : lorsqu’il est chaud, le fluide monte. Ces types de CESI fonctionnent sans l’aide d’un circulateur.

Dans le cas d’un CESI à éléments séparés, le ballon solaire est installé à l’intérieur du logement. De cette manière, l’eau chaude est toujours disponible à débit élevé.

Adapté à une demande d’eau chaude régulière et tout au long de l’année, le chauffe-eau solaire à éléments séparés peut être à circulation forcée ou à thermosiphon. Le système à thermosiphon est moins coûteux mais moins performant qu’un système à circulation forcée. Cependant, la mise en place de ce dernier est particulièrement délicate.

Un CESI monobloc fonctionne sur le principe du thermosiphon. Dans cette configuration, le ballon est couplé au capteur et donc installé sur le toit.

Malgré le fait qu’il se présente comme le chauffe-eau solaire le plus abordable financièrement, l’inconvénient principal de ce type d’équipement réside dans le fait que, placé à l’extérieur, le ballon est soumis aux variations de températures.

De ce fait, il est plutôt réservé aux climats chauds. En France, il peut également convenir aux résidences habitées en été.

Le CESI optimisé limite les pertes thermiques : l’eau stockée dans le ballon est préchauffée par l’énergie solaire. Ainsi, la chaudière fonctionne lorsque l’eau a besoin d’un complément de chauffe lors de son prélèvement. Intégrant un circulateur, le CESI fonctionne sur le principe de la circulation forcée.

Un CESI optimisé peut, par ailleurs, alimenter un dispositif de chauffage. Compact et facile à installer, ce dernier est avant tout réservé aux maisons de moins de 120 m².

Lorsqu’il ne fonctionne pas, le CESI à autovidange se vide. De cette manière, le fluide ne stagne pas dans les panneaux solaires, ce qui permet d’écarter les risques de gel, de surchauffe, de fuites ou tout autre type de dysfonctionnement.

Pour cela, est ajouté au circuit un réservoir intérieur chargé de collecter le fluide lors des phases d’arrêt du circulateur (principe de circulation forcée). Ce type d’installation est particulièrement apprécié pour son installation et son entretien simplifiés.

1/ Calculer la taille adaptée pour un ballon solaire

En fonction du nombre de personnes ainsi que de la présence ou non d’un appoint (ballon thermodynamique, chaudière, pompe à chaleur, etc.), la taille du ballon solaire varie, en moyenne, entre 100 et 300 litres.

Tout en sachant que les besoins moyens journaliers sont estimés entre 40 et 60 litres/personne, pour une famille de 4 personnes, le ballon aura une capacité de 200 à 300 litres.

Le saviez-vous ?

Avec un ballon surdimensionné, l’appoint consomme énormément pour maintenir l’eau à la bonne température.

2/ Calculer la puissance adaptée pour un CESI

La surface des panneaux dépend principalement du climat ainsi que du nombre de personnes utilisant de l’eau chauffée. Ainsi, l’Ademe (Agence de la transition écologique) estime que pour produire 40 à 60 litres d’eau/jour/personne, une famille de 4 personnes doit installer :

• 2 m² de capteurs pour système mis en place dans le nord de la France ;
• 4 m² de capteurs pour un projet dans le sud de la France.

Attention, des capteurs surdimensionnés engendrent un surcoût à l’achat ainsi qu’un risque de surchauffe. Si l’installation est trop importante par rapport aux besoins de votre foyer, la production n’est pas efficace.

3/ Le matériel

Comme nous l’avons évoqué précédemment, il existe plusieurs types de techniques, de ballons, de capteurs ou encore de fonctionnement pour un CESI.

Afin de vous tourner vers la meilleure combinaison pour votre intérieur, nous vous invitons à réaliser plusieurs devis (au minimum 3) auprès de différents installateurs. De cette manière, vous pourrez en étudier les équipements ou encore les services inclus pour vous tourner vers l’offre qui vous offrira le meilleur rapport qualité/prix.

Le prix d’un chauffe-eau solaire clé en main (matériel et main-d'œuvre) est compris entre 900 et 1 800 €/m² de capteur.

Comme pour tout système de production d’eau chaude sanitaire, le prix du chauffe-eau solaire varie selon plusieurs paramètres comme la localisation, la surface de capteur installée, la capacité du ballon solaire, etc.

Prix de l’entretien

Enfin, il ne faut pas oublier de prendre en compte les coûts d’entretien. Les capteurs solaires ne nécessitent pas d’entretien particulier, un simple nettoyage annuel à l’eau claire est attendu. Du côté du ballon, un nettoyage tous les 3 ans permet d’éliminer le tartre accumulé. Autrement, un contrôle régulier de la pression et de la régulation est recommandé.

Il est cependant conseillé de faire appel à un professionnel tous les deux ans pour assurer le bon fonctionnement et la durabilité de votre équipement. Comptez entre 150 et 200 € pour une telle prestation.

Les coûts d’entretien de votre CESI concernent donc principalement son appoint (chaudière, chauffe-eau thermodynamique, pompe à chaleur, etc.) et assurent la longévité de votre équipement.

Les aides financières pour votre CESI

Plusieurs dispositifs financiers encouragent l’installation d’appareils de chauffage ou de production d’eau chaude sanitaire fonctionnant grâce aux énergies renouvelables. L’installation d’un chauffe-eau solaire permet de prétendre à :

• MaPrimeRenov’ ;
• aux primes CEE ;
• un taux de TVA réduit à 5,5 % ;
• un Éco-prêt à taux zéro ;
• une aide de certaines collectivités territoriales (régions, départements ou communes).

Les avantages d’un chauffe-eau solaire

Un chauffe-eau solaire vous permet de réaliser d’importantes économies, mais cela ne s’arrête pas là :

• se nourrissant d’une énergie renouvelable illimitée, gratuite et disponible partout, un CESI ne rejette pas de CO2 ;
• permet de couvrir entre 50 et 80 % des besoins moyens annuels en ECS ;
• une durée de vie élevée ;
• un dispositif adapté à toutes les régions de France, peu importe leur nombre d’heures d'ensoleillement annuel ;
• une énergie silencieuse ;
• des frais de maintenance peu élevés ;
• une réduction des factures d’énergie ;
• un projet éligible à différentes aides financières gouvernementales ;
• peut servir de solution de chauffage ;
• un investissement rentable.

Quels sont les inconvénients du chauffe-eau solaire ?

L’inconvénient principal du chauffe-eau solaire est son prix. En effet, l’investissement de départ est plus élevé que pour un chauffe-eau classique. Mais, pour compenser le coût de l'investissement, l’État a mis en place différents dispositifs financiers.

Autre point qui peut être considéré comme un inconvénient : l’appoint. Un appoint peut être nécessaire pour couvrir tous vos besoins. Attention, un CESI produit tout au long de l’année, mais son rendement est moins élevé en hiver et les jours de mauvais temps.

Enfin, le CESI ne fonctionne pas la nuit, il faut donc impérativement veiller à se tourner vers un ballon très bien isolé pour que l’eau ne refroidisse pas pendant la nuit.

Ainsi, il y a beaucoup plus d’avantages que d’inconvénients à choisir le CESI pour votre logement !

Quel est le coût d’installation d’un chauffe-eau solaire ?

Le prix d’un chauffe-eau solaire par m² de capteur installé est estimé :

• entre 1 000 et 1 800 € pour un CESI monobloc ou à éléments séparés ;
• à environ 1 300 € pour un CESI optimisé ;
• entre 600 et 1 200 € pour un CESI autovidangeable.

Pour une famille de 4 personnes et pour une production entre 40 et 60 litres/jour/personne, on estime l’investissement dans un ballon de 300 litres et dans 2 à 4 m² de capteurs solaires entre 4 800 et 9 000 €.

Quelle est la durée de vie d’un chauffe-eau solaire ?

Entretenus régulièrement et bien utilisés, les différents composants d’un chauffe-eau solaire ont une durée de vie :

• de 20 à 30 ans pour des capteurs solaires de qualité ;
• de 15 à 20 ans pour un cumulus performant ;
• d’environ 10 ans pour le circulateur, les sondes de température et la régulation.

Comment fonctionne un chauffe-eau solaire ?

Un chauffe-eau solaire est composé de capteurs solaires thermiques, d’un ballon de stockage et d’accessoires permettant la circulation du fluide caloporteur dans le système.

Les panneaux solaires thermiques, installés en toiture, transforment le rayonnement solaire en chaleur. Cela est possible grâce à la présence d’un fluide caloporteur qui circule dans les panneaux.

Une fois réchauffé, le fluide rejoint le ballon solaire (ballon de stockage), ou il cèdera sa chaleur via un échangeur, pour ensuite rejoindre à nouveau les panneaux et entamer un nouveau cycle.