Chauffe-eau solaire ou thermodynamique ?

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Quand on cherche un système de production d'eau chaude sanitaire plus économe qu'un ballon électrique classique, on hésite souvent entre un chauffe-eau solaire ou un chauffe-eau thermodynamique. Voyons tout de suite pourquoi !

Chauffe-eau solaire, thermodynamique : fonctionnement

Qu'est-ce qui différencie le chauffe-eau solaire du chauffe-eau thermodynamique ? En premier lieu, la manière dont l'énergie est créée, récupérée.

Chauffe-eau thermodynamique

En effet, un ballon thermodynamique fonctionne sur le principe de la pompe à chaleur. C'est un système qui permet de récupérer des calories quelque part pour les transmettre à plus haute température à un autre endroit. C'est le principe du réfrigérateur qui « pompe » les calories à l'intérieur du réfrigérateur et les transmet dans la pièce où il se situe.

Dans le cas du chauffe-eau thermodynamique, le système récupère les calories :

  • dehors ;
  • ou dans une pièce non chauffée ;
  • ou dans l'air extrait par la ventilation (dans ce dernier cas, il faudra alors avoir recours à un système spécial qui joue les deux rôles : ventilation et production d'eau chaude sanitaire).

Ce système fonctionne à l'électricité, car pour « transférer » les calories à une température plus élevée, il faut notamment un compresseur.

Pour prendre l'air nécessaire au fonctionnement du chauffe-eau thermodynamique dans la pièce, il faut :

  • Que celle-ci soit suffisamment grande (de 6 à 20 m², soit 18 à 60 m³ de volume, en fonction de la taille du ballon) et correctement aérée. Le débit d’air en entrée du ballon thermodynamique varie de 350 à 500 m³ par heure ;
  • Avoir conscience que la pièce sera refroidie par le système ; elle doit donc être isolée thermiquement de la partie chauffée de la maison.

Attention : ces possibilités sont ainsi considérablement réduites : seul un sous-sol très bien ventilé et dont le plafond est isolé du reste de la maison conviendrait.

  • Placer le ballon dans l'espace chauffé, et non dans la pièce où on récupère l'air nécessaire à son fonctionnement.

À noter : le fait que la pièce soit refroidie augmente les déperditions du ballon lui-même, qui est censé conserver de l'eau chaude.

Chauffe-eau solaire

Un chauffe-eau solaire est constitué de :

  • Capteurs solaires thermiques : ce sont tout simplement des plaques métalliques noires, dans lesquelles va circuler un liquide anti-gel qui récupère la chaleur du soleil.

Remarque : les capteurs devront être orientés vers le sud (entre sud-est et sud-ouest), sans risque d'ombre important (immeuble, colline, arbre).

L'énergie solaire est « concentrée » grâce à un revêtement sélectif des plaques métalliques, au verre qui recouvre les plaques noires, et à l'isolant qui se situe en dessous.

Attention : ces plaques métalliques sont à ne pas confondre avec les capteurs photovoltaïques qui produisent de l'électricité.

  • Un ballon d'eau chaude sanitaire muni d'un ou plusieurs échangeurs : la chaleur récupérée par le liquide anti-gel va à son tour chauffer le ballon d'eau chaude sanitaire en circulant dans un serpentin à l'intérieur du ballon : c'est ce qu'on appelle un « échangeur ».

Pour pouvoir avoir de l'eau chaude quand il n'y a pas eu de soleil depuis plusieurs jours, il faut que le ballon puisse être chauffé par une autre énergie, qu'on appellera « énergie d'appoint ». Celle-ci peut être fournie par une chaudière (il faut alors un deuxième échangeur pour que l'énergie de la chaudière chauffe le ballon) ou par une résistance électrique insérée dans le ballon.

Coût d'installation d'un chauffe-eau solaire ou thermodynamique

Pour une famille de 4 personnes, il faut compter entre 2 500 et 5 000 € pour un chauffe-eau thermodynamique, qui a l’inconvénient des systèmes compacts : la plupart du temps, si une pièce est défectueuse, tout le système devra être changé...

Pour ce qui est du chauffe-eau solaire, il faut compter entre 5 000 et 8 000 € pour une famille de 4 personnes.

Notez en outre que le décret n° 2020-912 du 28 juillet 2020 crée une obligation d’entretien des climatiseurs dont la puissance est comprise entre 4 et 70 kW, au moins tous les deux ans (article R. 224-44-3 du Code de l’environnement). Pour les systèmes déjà installés au 1er juillet 2020, le premier entretien devra être effectué au plus tard le 1er juillet 2022. Les systèmes thermodynamiques destinés uniquement à la production d'eau chaude pour un seul logement ne sont pas concernés.

Bon à savoir : pour ces deux systèmes, des aides financières peuvent éventuellement être disponibles : crédit d'impôt, certificats d'économie d'énergie, aides locales (renseignez-vous auprès de l'Espace Info Énergie le plus proche).

Chauffe-eau solaire ou thermodynamique : gain énergétique

Une étude de performance réelle des ballons thermodynamiques réalisée par le Costic (Centre d'étude et de formation en génie climatique équipement technique du bâtiment) donne les conclusions suivantes :

  • Un chauffe-eau thermodynamique sur air extrait consomme 2,5 à 3 fois moins d'électricité qu'un chauffe-eau électrique classique.
  • Un chauffe-eau thermodynamique sur air extérieur est quant à lui soumis aux variations des conditions extérieures. Celles-ci dégradent la performance moyenne annuelle de ces systèmes.
  • Un chauffe-eau thermodynamique sur air ambiant n'est pas recommandé, car il entraîne souvent une surconsommation de chauffage pour le logement.

Remarque : il faut se méfier des gains annoncés par les fabricants : souvent, les performances sont données pour une température de 15°C, dans le cas d'un air pris dans une pièce. Or, dans la réalité, cette température est bien plus basse en hiver, ou alors c'est qu'elle est compensée par des consommations de chauffage supplémentaires !

L'énergie solaire, elle, permet de produire entre 50 et 70 % des besoins en eau chaude sanitaire. Le reste est produit par une énergie d'appoint, qui peut au choix être fournie par la chaudière utilisée pour le chauffage, une résistance électrique, ou un autre système.

Un chauffe-eau solaire couplé à une chaudière permet en outre l'augmentation de la durée de vie de la chaudière, car elle n'aura plus à produire l'eau chaude sanitaire en dehors de la saison de chauffe : un chauffe-eau solaire bien dimensionné produit 100 % de l'eau chaude sanitaire en été.

Pour en savoir plus :

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