La plupart des articles sur le chauffage renouvelable décrivent ce qui devrait fonctionner en théorie. Celui-ci décrit ce qui fonctionne depuis des années sur notre propre toiture. Dans une étude publiée dans Energy Proceedings (vol. 61, 2025 ; doi:10.46855/energy-proceedings-12108), des chercheurs de l'Université Necmettin Erbakan, de Solimpeks et de sa start-up de R&D Innorma R&D ont évalué le système de pompe à chaleur assistée par le solaire qui assure toute l'année le chauffage et le rafraîchissement d'un bâtiment administratif de 1 637 m² à Konya, en Turquie.
Qu'est-ce qui a été construit ?
La toiture porte 298 capteurs : 78 modules photovoltaïques (270 W chacun) et 220 capteurs hybrides PVT de 270 W électriques et 550 W thermiques chacun — soit une puissance installée de 21 kWe de PV et 59 kWe de PVT. Les capteurs fonctionnent avec douze ballons de stockage thermique de 1 m³ et trois pompes à chaleur aérothermiques de 50 kW associées à des ventilo-convecteurs, pour maintenir le bâtiment à une température intérieure cible de 24 °C pendant les quatre saisons, le surplus d'électricité étant exporté vers le réseau.
Le climat de Konya en fait un banc d'essai exigeant : 1 028 m d'altitude, climat semi-aride, étés chauds et secs, hivers froids et neigeux — et l'une des meilleures ressources solaires de Turquie, avec environ 1 650–1 700 kWh/m² d'irradiation annuelle.
Comment le système gère-t-il l'hiver et l'été ?
Deux stratégies propres à chaque saison maintiennent les capteurs productifs toute l'année :
| Saison | Stratégie | Effet | | --- | --- | --- | | Hiver | L'eau chaude des ballons de stockage circule dans les capteurs PVT | Fait fondre la neige sur le champ de capteurs, évitant les pertes par ombrage | | Été | Le refroidissement actif des PVT évacue la chaleur des cellules | Meilleure production électrique et chaleur utile pour la pompe à chaleur |
C'est la symbiose PVT-pompe à chaleur en pratique : la chaleur de basse température récupérée sur les capteurs relève la température de la source de la pompe à chaleur et améliore son coefficient de performance saisonnier, tandis que les cellules PV refroidies produisent davantage d'électricité. Le principe général de ce couplage est expliqué dans notre réponse sur le PVT comme source d'une pompe à chaleur.
Que montrent quatre années de données ?
Entre 2020 et 2023, le système de pompe à chaleur a couvert entièrement les besoins de chauffage du bâtiment — la consommation de gaz naturel, auparavant d'environ 650 MWh, a été totalement supprimée. La production thermique a culminé pendant les mois les plus froids (plus de 107 000 kWh en décembre comme en janvier), en suivant les températures extérieures moyennes mensuelles de Konya, de 0,1 à 2,1 °C. Pendant les mois d'été, le système a atteint un SCOP de 6,2 à 11,4 et, par rapport aux systèmes conventionnels à énergie fossile, l'étude rapporte un gain d'efficacité global d'environ 66 % et une réduction des émissions de CO₂ d'environ 65 %.
Une plateforme SCADA surveille et pilote l'ensemble de l'installation en temps réel : températures des ballons de stockage, températures des zones intérieures, débits massiques, données météorologiques, état des défauts et mode de fonctionnement saisonnier, avec réglage à distance des consignes et des débits. L'étude attribue la stabilité des performances du système d'une saison à l'autre à cette couche de supervision, associée au refroidissement des PVT régulé en température.
Pourquoi cette étude de cas est-elle importante ?
Premièrement, elle repose sur des mesures, et non sur des modèles : les résultats proviennent de quatre années de fonctionnement enregistré par SCADA, publiés dans une revue à comité de lecture. Deuxièmement, elle démontre à l'échelle d'un bâtiment ce que les exigences de la directive EPBD sur les bâtiments à émissions nulles demanderont aux constructions neuves dans toute l'Europe à partir de 2028–2030 : un chauffage sans énergie fossile reposant sur l'association du solaire et de la pompe à chaleur. Et troisièmement, elle montre que l'approche s'applique au-delà des maisons individuelles — des bureaux de plus de mille mètres carrés peuvent fonctionner entièrement sans chaudière à gaz.
La recherche a été financée par l'appel conjoint 2023 du partenariat CET (Cetp-FP-2023-00114), et le système continue de fonctionner — et d'enregistrer des données — sur notre toiture de Konya. Les travaux futurs étendront l'analyse à d'autres climats et à la performance technico-économique à long terme.
