Oui. Un système solaire combiné couvre 20 à 35 % des besoins de chaleur totaux d'une maison, mais il demande environ trois fois la surface de capteurs d'un chauffe-eau solaire, soit à peu près 1 m² par tranche de 10 m² de surface chauffée, plus 60 à 80 litres de stockage par m² de capteur. Il fonctionne avec un plancher chauffant à 30–35 °C ; des radiateurs haute température n'en tirent que très peu.
Le solaire thermique peut-il vraiment chauffer une maison ?
En partie, et la limite tient au calendrier, pas à la technologie. Sous les climats froids et tempérés, l'essentiel de la ressource solaire annuelle arrive en dehors de la principale saison de chauffe : à Ottawa, environ 85 % de celle-ci tombe en dehors de la période allant de la mi-novembre à la mi-mars, et les sites d'Europe centrale ne sont guère plus favorisés. La chaleur solaire abonde précisément quand la maison n'en a pas besoin.
Un système solaire combiné, c'est-à-dire qui assure à la fois l'eau chaude sanitaire et le chauffage des locaux, fait donc son vrai travail durant les intersaisons. De mars à mai et de septembre à novembre, il peut couvrir l'essentiel des besoins de chauffage d'une maison bien isolée les jours ensoleillés, ce qui permet à la chaudière ou à la pompe à chaleur de s'arrêter. En janvier, il apporte un préchauffage, pas de la chaleur à proprement parler.
Quelle surface de capteurs le chauffage des locaux exige-t-il ?
Trois fois celle d'un chauffe-eau solaire, à peu de chose près. La règle empirique allemande est d'environ 1 m² de capteur plan par tranche de 10 m² de surface chauffée, ajustée selon la capacité du bâtiment à conserver la chaleur :
| Niveau du bâtiment | Surface de capteurs par m² de plancher | Maison de 150 m² |
|---|---|---|
| Construction neuve, bien isolée | 0,04–0,06 m² | 6–9 m² |
| Rénové énergétiquement | 0,06–0,08 m² | 9–12 m² |
| Maison ancienne non isolée | 0,08–0,12 m² | 12–18 m² |
Un système solaire combiné type pour une maison individuelle utilise donc 10 à 15 m² de capteurs plans (ou une surface proportionnellement plus faible de capteurs à tubes sous vide) avec un ballon de 600 à 1 000 L. Les ballons de systèmes combinés se dimensionnent à partir de la surface de capteurs et du niveau du bâtiment pris ensemble, car un même champ de 12 m² se comporte très différemment sur une maison des années 1990 et sur une construction neuve. Le stockage est de 60 à 80 litres par m² de capteur, soit plus que les 40 à 60 L/m² d'un système destiné uniquement à l'eau chaude, car la chaleur doit tenir d'un après-midi ensoleillé à une soirée froide. Le rapport entre surface de capteurs et volume du ballon détaille ce calcul.
Quels émetteurs peuvent réellement utiliser la chaleur solaire ?
Plus la température de départ est basse, plus le nombre d'heures par an pendant lesquelles les capteurs peuvent contribuer est élevé :
| Émetteur | Température de départ | Intérêt pour le solaire |
|---|---|---|
| Plancher chauffant | 30–35 °C | Excellent : les capteurs atteignent ce niveau la plupart des jours lumineux, même en hiver |
| Radiateurs surdimensionnés | 40–45 °C | Bon en intersaison |
| Radiateurs standard | 60–70 °C | Faible : les capteurs atteignent rarement ce niveau pendant la saison de chauffe |
C'est la même physique qui rend les basses températures de départ importantes pour les pompes à chaleur, et la raison pour laquelle un système solaire combiné et un circuit d'émetteurs basse température sont généralement prescrits ensemble. Dans une maison équipée de radiateurs à 70 °C, la contribution solaire sera presque entièrement limitée à l'eau chaude.
Comment un système solaire combiné est-il raccordé ?
Autour d'un seul ballon stratifié, et non de deux ballons séparés. Le montage habituel est un ballon tampon avec un ballon d'eau chaude interne ou un module d'eau chaude instantanée au-dessus, chargé par les capteurs au moyen d'une lance de stratification ou d'une vanne de charge à deux voies, de sorte que la chaleur se place dans la couche correspondant à sa propre température. Le retour de chauffage est prélevé au milieu du ballon et renvoyé vers la chaudière ou la pompe à chaleur seulement si le ballon ne peut pas couvrir la charge : c'est ce que le métier appelle le relèvement de la température de retour.
Deux détails déterminent les performances : l'emplacement des sondes (le ballon en demande au moins trois) et un régulateur solaire capable de donner la priorité à l'eau chaude, puis à l'appoint de chauffage, puis à l'évacuation du surplus. Si ces deux points sont mal réalisés, un champ de 15 m² se comporte comme un champ de 6 m².
Un système solaire combiné en vaut-il la peine, ou faut-il investir ailleurs ?
Soyez lucide sur le rendement marginal. Un champ destiné uniquement à l'eau chaude délivre 400 à 500 kWh par m² et par an, parce que chaque kilowattheure produit est utilisé. Portez le champ à la taille d'un système combiné et la productivité spécifique tombe à environ 250–350 kWh/m², car les capteurs supplémentaires produisent surtout un surplus en été. Vous achetez de la chaleur à un prix unitaire croissant.
Ce compromis vaut la peine lorsque la maison a des émetteurs basse température, que la saison de chauffe est longue et ensoleillée (climats alpins et continentaux, Turquie en altitude), que le combustible remplacé est coûteux (fioul, GPL ou électricité en chauffage direct), ou qu'une aide récompense spécifiquement l'appoint solaire au chauffage. C'est un mauvais pari sur une maison mal isolée avec des radiateurs à 70 °C, où l'isolation procure plus de kilowattheures par euro que n'importe quel capteur.
Questions fréquentes
Quel pourcentage du chauffage le solaire thermique peut-il couvrir ?
Un système solaire combiné bien conçu couvre 20 à 35 % des besoins annuels de chaleur totaux (chauffage des locaux et eau chaude) en Europe centrale. Pour la seule part du chauffage des locaux, attendez-vous à 15 à 25 %, concentrés au printemps et à l'automne. Les systèmes qui annoncent bien davantage reposent généralement sur un stockage saisonnier ou sur un bâtiment à très faible consommation d'énergie.
Le solaire thermique peut-il fonctionner avec des radiateurs ?
Il fonctionne bien avec des radiateurs surdimensionnés prévus pour un départ à 40–45 °C, et mal avec des radiateurs standard conçus pour 70 °C. Augmenter la surface des radiateurs, comme on le ferait pour une pompe à chaleur, est ce qui rend l'appoint solaire au chauffage viable en rénovation.
Faut-il un ballon plus grand pour un système solaire combiné ?
Oui : un volume de 600 à 1 000 L est courant pour une maison individuelle, contre 250 à 300 L pour l'eau chaude seule. Prévoyez 60 à 80 litres par m² de capteur, et veillez à ce que le ballon soit stratifié plutôt que constitué d'un volume unique mélangé.
Un système solaire combiné est-il préférable à l'ajout d'une pompe à chaleur ?
Ils fonctionnent mieux ensemble : la pompe à chaleur assure l'hiver, tandis que le champ solaire couvre l'essentiel de l'eau chaude et une bonne partie des besoins du printemps et de l'automne, si bien que le compresseur tourne moins. Seul, un système solaire combiné est l'option la plus solide lorsque le combustible remplacé est coûteux, que les émetteurs fonctionnent déjà à basse température et qu'une aide récompense l'appoint solaire au chauffage.