Avantages et coûts des solutions de chauffage solaire

Différents systèmes de chauffage solaire pour la maison

On distingue plusieurs grands types d'appareils pour le chauffage à l'énergie solaire :

• le chauffe-eau solaire individuel (CESI) qui se concentre sur la production d'eau chaude sanitaire,
• le système solaire combiné (SSC) qui peut à la fois fournir de l'eau chaude sanitaire et un chauffage domestique en alimentant les radiateurs ou un plancher chauffant,
• les radiateurs solaires directement alimentés par les panneaux solaires,
• le plancher chauffant solaire qui combine l'énergie solaire et le chauffage par le sol,
• les panneaux aérovoltaïques qui combinent photovoltaïque et thermique pour produire de l'électricité et de la chaleur,
• et enfin le mur trombe, une solution passive qui capte la chaleur du soleil dans un mur massif pour la restituer progressivement à l'intérieur.

Chauffe-eau solaire individuel (CESI)

Le chauffe-eau solaire individuel (CESI) est un système permettant de produire de l'eau chaude sanitaire à partir de l'énergie solaire. Il comprend des panneaux solaires thermiques installés généralement sur le toit, un circuit de fluide caloporteur relié à un ballon d'eau chaude. Le fluide est chauffé dans les capteurs puis transmet sa chaleur à l'eau du ballon via un échangeur thermique. Différentes configurations existent :

• le CESI à thermosiphon qui fonctionne par convection naturelle,
• le CESI à circulation forcée équipé d'une pompe,
• le CESI optimisé qui préchauffe l'eau avant l'appoint d'une chaudière...

Un CESI peut couvrir entre 40 et 80% des besoins en eau chaude d'un foyer selon les régions.

Système solaire combiné (SSC)

Le système solaire combiné (SSC) produit à la fois de l'eau chaude sanitaire et du chauffage pour le logement. Comme le CESI, il comprend des panneaux solaires thermiques et un ballon de stockage de l'eau chaude, mais l'eau chaude est également distribuée dans un circuit de chauffage central alimentant par exemple des radiateurs à eau ou un plancher chauffant. On distingue trois principaux types de SSC : le système à hydroaccumulation qui stocke l'eau chaude dans un grand ballon tampon, le système solaire direct qui fait circuler directement le fluide caloporteur chaud dans les émetteurs de chaleur, et les systèmes mixtes qui combinent ces deux techniques. En fonction de la région et de l'isolation du bâtiment, un SSC peut couvrir de 40 à 60% des besoins totaux en chauffage et eau chaude.

Les radiateurs solaires

Un radiateur solaire est un radiateur à eau classique alimenté par des panneaux solaires thermiques au lieu d'une chaudière. Le fluide caloporteur chauffé par les capteurs solaires transmet sa chaleur à l'eau du circuit de chauffage qui alimente les radiateurs. Un système d'appoint (chaudière, pompe à chaleur...) est nécessaire par temps nuageux ou froid.

Le plancher chauffant solaire

Le plancher chauffant solaire combine les avantages du chauffage par le sol et de l'énergie solaire. Des capteurs solaires thermiques chauffent un liquide caloporteur qui circule dans un réseau de tuyaux intégré dans le plancher, diffusant ainsi une chaleur douce et homogène dans la maison.

Il existe deux types : le plancher solaire direct (PSD) où le liquide circule directement des capteurs au plancher, et le système solaire combiné (SSC) avec un ballon tampon.

Les panneaux solaires aérovoltaïques ou hybrides

Les panneaux solaires hybrides ou aérovoltaïques sont des dispositifs combinant la production d'électricité photovoltaïque et la récupération de chaleur pour le chauffage. Il en existe deux grands types :

• Les panneaux aérovoltaïques qui récupèrent la chaleur dans un système de ventilation soufflant l'air chaud dans l'habitation. Ils permettent de produire à la fois électricité et chauffage d'air.
• Les panneaux hydrauliques qui comportent un échangeur pour chauffer un fluide caloporteur liquide, généralement de l'eau, et alimenter des circuits d'eau chaude sanitaire ou de chauffage central.

Les systèmes hybrides offrent une production combinée d'électricité et de chaleur pour chauffer et ventiler au moyen d'un seul équipement compact. Leur efficacité pour le chauffage reste toutefois limitée, mieux adaptée à un appoint en mi-saison.

Le mur trombe

Le mur trombe est un système de chauffage solaire passif constitué d'un mur noir massif placé derrière une paroi vitrée. Il capte la chaleur du soleil et la restitue progressivement à l'intérieur par convection naturelle. Adapté aux constructions neuves, il permet d'améliorer le confort thermique en réduisant les besoins de chauffage.

Installation d'un chauffage solaire

L'installation d'un système de chauffage solaire dépend avant tout de sa nature : chauffe-eau solaire individuel ou système solaire combiné. Mais dans tous les cas, il faut tenir compte de plusieurs paramètres pour une installation optimale :

• L'orientation la plus favorable est plein sud, mais une orientation légèrement décalée vers le sud-est ou le sud-ouest reste acceptable
• L'inclinaison idéale des capteurs se situe entre 30 et 45° par rapport à l'horizontale, voire jusqu'à 60°
• Les masques éventuels projetant de l'ombre sur les panneaux (arbres, bâtiments...) doivent être pris en compte
• Pour le CESI, le ballon de stockage doit être placé au plus près des capteurs et dans un endroit isolé pour éviter les déperditions
• Pour le SSC, la configuration de l'installation (système hydroaccumulé, direct ou mixte) dépendra de l'existant (construction neuve ou rénovation).

Le recours à un installateur professionnel qualifié RGE est indispensable pour garantir les performances.

Coûts d'un chauffage solaire et aides financières

L'investissement pour un système de chauffage solaire est significatif puisqu'il faut compter entre 1 100 et 1 300 €/m² de capteurs pour l'installation d'un SSC, ou de 900 à 1 700 €/m² pour un CESI monobloc, jusqu'à 1 300 €/m² pour un modèle optimisé. Une installation complète de CESI démarre à environ 4 500 € tandis qu'un SSC pour une maison de 100 m² exige un budget de 11 000 à 13 000 € minimum. Le coût varie selon les équipements et la complexité de la configuration.

Différentes aides financières permettent néanmoins d'alléger la facture, comme la prime Coup de pouce chauffage (jusqu'à 6 000€), MaPrimeRénov' (jusqu'à 11 000€), l'éco-PTZ à taux zéro ou la TVA à 5,5 %. La Prime Eco Energie Auchan peut également financer l’installation d’un chauffe-eau solaire [sous réserve que le devis ait été signé avant le 1er janvier 2025]. Elles sont soumises à conditions de ressources ou d'ancienneté du logement et conditionnées au recours à un professionnel RGE certifié.

Un investissement dans le chauffage solaire, malgré son coût élevé, permet de réaliser des économies substantielles sur le long terme et de valoriser un bien immobilier grâce à son faible impact environnemental.

Avantages et inconvénients du chauffage solaire

Les principaux avantages du chauffage solaire sont :

• L'utilisation d'une énergie renouvelable, gratuite et illimitée
• Un impact environnemental très faible avec une réduction des émissions de gaz à effet de serre
• La possibilité de couvrir une partie significative des besoins en chauffage et eau chaude sanitaire
• Des économies importantes sur les factures d'énergie sur le long terme, après amortissement du coût d'installation
• Une installation simple à entretenir avec une grande longévité
• Une valorisation du bien immobilier et une aide à l'obtention du diagnostic de performance énergétique (DPE)
• L'éligibilité à des aides financières pour alléger l'investissement

Les inconvénients majeurs sont :

• Un investissement initial élevé, même s'il est amorti sur la durée
• La nécessité de prévoir un système d'appoint pour les périodes sans ensoleillement
• Une efficacité variable selon l'ensoleillement et les saisons, plus faible l'hiver
• Un rendement et une température accessibles limités, inadaptés aux besoins de chaleur très élevée
• Des contraintes d'installation liées à l'orientation, l'inclinaison et l'absence d'ombrage des panneaux