Le solaire thermique est une forme d’énergie renouvelable qui permet de produire de la chaleur à partir du rayonnement solaire. Contrairement au solaire photovoltaïque qui produit de l’électricité, le solaire thermique est principalement utilisé pour la production d’eau chaude sanitaire, le chauffage et le rafraîchissement des bâtiments, ainsi que pour la production de chaleur industrielle et de réseaux de chaleur.
La technologie solaire thermique
Le solaire thermique utilise différentes technologies pour convertir le rayonnement solaire en chaleur utilisable. Les capteurs solaires collectent la chaleur qui est ensuite transportée par un fluide caloporteur dans un circuit hydraulique. Ce circuit comporte généralement un ou plusieurs ballons de stockage qui permettent de fournir de la chaleur à tout moment de la journée. Un système de régulation contrôle la circulation du fluide dans le circuit et donne la priorité à l’énergie solaire lorsque celle-ci est disponible. En cas de besoin, lorsque l’ensoleillement est insuffisant, un système d’appoint peut être utilisé pour générer la chaleur nécessaire.
Différents types de capteurs solaires sont disponibles en fonction des températures visées. Les capteurs non vitrés, simples et peu coûteux, produisent de l’eau jusqu’à environ 30°C. Les capteurs plans vitrés, plus répandus, produisent de l’eau entre 50 et 90°C. Les capteurs sous vide, quant à eux, sont les plus efficaces mais aussi les plus chers et fragiles. Ils peuvent atteindre des températures allant jusqu’à 120°C dans certains cas.
Le solaire thermique est adapté aux applications à basse et moyenne température, généralement inférieures à 100°C, telles que la production d’eau chaude pour les bâtiments, les réseaux de chaleur et l’industrie. Il peut également être utilisé pour des applications haute température, au-delà de 100°C, permettant la création de vapeur pour l’industrie et la production d’électricité.
L’énergie solaire est disponible partout, gratuite à l’usage, renouvelable et non polluante. Grâce à des équipements robustes et fiables, elle peut fournir une part importante des besoins en eau chaude pendant de nombreuses années, avec des prix stables. Les capteurs solaires ont une durée de vie d’environ 20 à 30 ans, les ballons de stockage plus de 20 ans, et les éléments du circuit hydraulique environ 10 ans.
Le solaire thermique pour les besoins d’eau chaude et de chauffage
Le chauffe-eau solaire est une solution simple et efficace pour chauffer une partie de l’eau sanitaire d’un bâtiment. Selon la région et la taille de l’installation, il peut couvrir de 40 à 80% des besoins moyens annuels en eau chaude sanitaire, voire la totalité des besoins estivaux, permettant d’éteindre complètement la chaudière en été.
Il est important de prendre en compte les besoins en eau chaude lors de la conception de l’installation solaire. Différents schémas d’installation existent pour s’adapter aux différentes tailles de bâtiments et aux profils d’utilisation de l’eau chaude. Les maisons individuelles peuvent opter pour un chauffe-eau solaire individuel (CESI), tandis que les bâtiments collectifs et tertiaires se tourneront vers un chauffe-eau solaire collectif (CESC). Une fraction de l’énergie solaire peut également être utilisée pour le chauffage avec un système solaire combiné (SSC).
Le solaire thermique en industrie et sur les réseaux de chaleur
Le solaire thermique est encore peu connu dans le secteur industriel, pourtant il peut s’intégrer à de nombreux procédés consommateurs de chaleur. Environ 30% des besoins de chaleur de l’industrie concernent des températures inférieures à 140°C, ce qui les rend adressables par le solaire thermique. Les secteurs consommant de grandes quantités d’eau chaude, tels que le lavage industriel et l’agro-alimentaire, sont des cibles privilégiées pour l’intégration du solaire thermique dans les stratégies de décarbonation.
Les installations solaires thermiques sur les réseaux de chaleur sont une solution complémentaire à la récupération de chaleur et au bois énergie. Elles sont particulièrement intéressantes pour les réseaux dont la chaudière est peu utilisée en période estivale. Ces installations, équipées de capteurs de grande dimension, peuvent couvrir environ 80% des besoins de chaleur en période estivale. Dans certains pays, des opérations de stockage inter-saisonnier permettent de couvrir plus de 90% des besoins d’un réseau urbain.
Le rafraîchissement solaire
Le rafraîchissement solaire permet de produire du froid à partir de la chaleur issue des capteurs solaires. Cette technologie est encore peu répandue en raison de certains freins, tels que la gestion des hautes températures et la consommation élevée d’eau.
Les actions de l’ADEME
L’Agence de la Transition Écologique (ADEME) soutient le développement du solaire thermique collectif en finançant des projets destinés aux collectivités, aux associations et aux entreprises. Des partenariats sont également établis avec des acteurs tels qu’Enerplan pour favoriser la communication et la qualité des installations solaires. L’ADEME propose également des aides financières pour les études de faisabilité des projets solaires.
En conclusion, le solaire thermique est une solution fiable et durable pour la production de chaleur. Que ce soit pour les besoins d’eau chaude et de chauffage, l’industrie, les réseaux de chaleur ou le rafraîchissement, le solaire thermique offre de nombreux avantages en tant qu’énergie renouvelable. Avec le soutien de l’ADEME et des professionnels qualifiés, il est possible de mettre en place des installations solaires performantes et respectueuses de l’environnement.
