Le solaire thermique est une forme d’énergie renouvelable qui utilise le rayonnement solaire pour produire de la chaleur. Il peut être utilisé dans de nombreuses applications, telles que le chauffage de l’eau, le chauffage des bâtiments et même la production de chaleur pour l’industrie. Contrairement au solaire photovoltaïque, qui produit de l’électricité, le solaire thermique se concentre sur la production de chaleur.
La technologie derrière le solaire thermique
Le solaire thermique repose sur des capteurs solaires qui convertissent le rayonnement solaire en chaleur utilisable. Cette chaleur est ensuite transportée par un fluide caloporteur à travers un circuit hydraulique, comprenant généralement des ballons de stockage, pour être utilisée à tout moment de la journée. Un système de régulation contrôle la circulation du fluide dans le circuit et privilégie l’énergie solaire lorsque celle-ci est disponible. Si besoin, lorsque l’ensoleillement est insuffisant, un système d’appoint prend le relais pour générer la chaleur nécessaire.
Différents types de capteurs solaires sont disponibles en fonction de la température souhaitée. Les capteurs non vitrés sont les plus simples et sont généralement utilisés dans les pays chauds pour la production d’eau chaude. Les capteurs plans vitrés sont les plus répandus et produisent de l’eau à des températures allant de 50 à 90 ℃. Les capteurs sous vide, bien que plus coûteux et fragiles, offrent une efficacité maximale et peuvent atteindre des températures allant jusqu’à 120 ℃.
Le solaire thermique peut être utilisé pour des applications à basse et moyenne température, généralement inférieures à 100 ℃, telles que la production d’eau chaude dans les bâtiments, les réseaux de chaleur et l’industrie. Il peut également être utilisé pour des applications haute température, au-delà de 100 ℃, permettant ainsi la production de vapeur pour l’industrie et la production d’électricité.
L’énergie solaire est une ressource disponible partout, gratuite à l’utilisation, renouvelable et non polluante. Grâce à des équipements fiables et durables, une installation solaire peut fournir une grande partie des besoins en eau chaude pendant de nombreuses années, avec des coûts stables. Les capteurs solaires ont une durée de vie de 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 en eau chaude et chauffage
Le chauffe-eau solaire est une solution simple pour chauffer l’eau sanitaire dans un bâtiment. Selon la région et la taille de l’installation, il peut couvrir de 40 à 80 % des besoins annuels en eau chaude. Pendant l’été, il peut même suffire à lui seul, permettant d’éteindre complètement la chaudière.
Il est essentiel de bien connaître les besoins en eau chaude lors de la conception d’une installation solaire. Différents schémas d’installation existent, adaptés aux maisons individuelles (CESI), aux bâtiments collectifs et tertiaires (CESC) et même pour le chauffage (SSC). Il est recommandé de faire appel à des bureaux d’études spécialisés et à des installateurs qualifiés pour garantir des installations fiables et performantes.
Le solaire thermique en industrie
Le solaire thermique est une solution de chaleur renouvelable adaptée à de nombreux processus industriels nécessitant de la chaleur, comme le préchauffage ou le séchage. Environ 30 % des besoins de chaleur de l’industrie sont à des températures inférieures à 140 ℃, ce qui peut être couvert par le solaire thermique. Les secteurs consommant de grandes quantités d’eau chaude, tels que le lavage industriel ou l’agro-alimentaire, sont particulièrement propices à l’utilisation du solaire.
Différentes options de financement sont disponibles pour les projets solaires industriels, ce qui permet aux entreprises de trouver le modèle économique qui leur convient. Une fois l’investissement initial réalisé, seuls les coûts de maintenance doivent être pris en compte, ce qui garantit une stabilité des coûts de l’énergie à long terme.
Le solaire thermique sur les réseaux de chaleur
Les installations solaires thermiques sur les réseaux de chaleur sont complémentaires aux solutions de récupération de chaleur et au bois énergie. Elles peuvent couvrir environ 80 % des besoins de chaleur en été. Dans certains pays, des installations solaires sur réseaux avec stockage permettent d’assurer plus de 90 % des besoins du réseau tout au long de l’année.
En France, des projets pilotes ont été réalisés, démontrant le potentiel des installations solaires sur les réseaux de chaleur. Ces projets ont bénéficié du soutien de la collectivité et du Fonds Chaleur pour leur financement.
Le rafraîchissement solaire
Le rafraîchissement solaire permet de produire du froid à partir de la chaleur captée par les capteurs solaires. Cette technologie est principalement utilisée dans les zones ensoleillées avec des capteurs à tubes sous vide ou des capteurs plans double vitrage, associés à une machine à absorption ou à adsorption. Cependant, certains défis techniques, tels que la gestion des hautes températures et la consommation d’eau, doivent encore être surmontés pour une diffusion plus large de cette technologie.
Les actions de l’ADEME
L’ADEME soutient le développement du solaire thermique collectif pour les collectivités, les associations et les entreprises. Des mesures de soutien financier sont disponibles pour les particuliers via MaPrimeRenov. L’agence encourage également la qualité des installations solaires grâce à des démarches de certification et de qualification des professionnels, ainsi qu’à des projets de recherche et d’innovation dans le cadre du Programme d’Investissements d’Avenir.
Les projets solaires peuvent bénéficier du Fonds Chaleur, qui vise à promouvoir les technologies de production de chaleur renouvelable en France. Les critères d’éligibilité incluent la réalisation d’une étude de faisabilité par un bureau d’étude qualifié, l’utilisation de capteurs certifiés et la mise en place d’un schéma hydraulique conforme par un installateur qualifié. L’ADEME propose également un soutien financier pour les études de faisabilité.
En outre, l’ADEME organise chaque année un appel à projets dédié aux Grandes Installations Solaires Thermiques (GIST) pour financer les projets de grande envergure sur les réseaux de chaleur (>1500 m²) et en industrie (>500 m²). Les projets sont évalués sur la base de critères de performance technique et économique, favorisant ainsi l’émergence de projets ambitieux et compétitifs.
Pour en savoir plus sur le solaire thermique, consultez le guide grand public édité par l’ADEME sur la chaleur solaire chez soi. L’ADEME met également à disposition sur son site un ensemble d’informations et de documents pour accompagner les porteurs de projets solaires, de la conception à l’exploitation de l’installation. Il est fortement recommandé de faire appel à des professionnels qualifiés pour garantir des installations solaires fiables et performantes.
