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Dossier Technique

Solaire thermique : les erreurs à éviter

Mis à jour le
4.9/5 (9 avis)
Olivier Broggi
Responsable efficacité énergétique - GRDF CEGIBAT

La production d’ECS solaire thermique pourrait se révéler un atout en tant que chaleur renouvelable. La technologie est mature et les installations défectueuses du passé ne doivent pas porter préjudice à une solution qui fait la part belle aux énergies renouvelables ! Cegibat a identifié une série de 12 pièges à éviter pour que ses promesses soient au rendez-vous.

Parfois décriée en raison de contre-références, le solaire thermique a perdu la confiance de certains maîtres d’ouvrage. Pourtant, bien conçue, bien installée et bien entretenue par des professionnels formés, elle reste une solution efficace pour produire de l’eau chaude sanitaire grâce à une énergie renouvelable.

Fort des nombreux audits d’installation réalisés par Cegibat ou par des bureaux d’études, nous rappelons ici quelques règles simples à suivre pour disposer d’une installation solaire de qualité. Les images qui suivent sont les exemples de ce qu’il ne faut absolument pas faire. Nous espérons qu’elles permettront à la filière d’éviter certains écueils.

12 points de vigilance pour une installation solaire thermique de qualité

1. Placer l’appoint au bon endroit

Ce qu’il faut faire

Dans une installation solaire, l’appoint est conçu pour assurer les 55 °C en sortie de production, et ce, même en l’absence de soleil. Si l’installation solaire fonctionne, elle assure le préchauffage de l’eau chaude sanitaire, l’appoint ne servant qu’à apporter le complément de chaleur. Ainsi, le ballon d’appoint se situe toujours après les ballons solaires, afi n de profi ter de l’apport solaire. Le non-respect de cette bonne pratique peut conduire à ceci.

Ce qu’il faut éviter

Schéma placement de l'appoint au bon endroit
Sur ce schéma, les ballons solaires sont placés après le ballon d’appoint. Un solaire qui ne servira donc jamais à rien.

2. Concevoir un schéma hydraulique le plus simple possible

À suivre

Un schéma simple permet une meilleure compréhension et coordination entre les acteurs de la filière (BET, installateur, exploitant). Sa simplicité de conception est la garantie d’un bon montage et d’une bonne exploitation par la suite.

Dit autrement, si en trente secondes un professionnel ne comprend pas comment fonctionne un schéma, c’est que l’installation risque de connaître des dysfonctionnements.

À éviter

Schéma hydraulique
Schéma trop complexe, où la grande majorité des professionnels, sauf son concepteur, butera sur sa compréhension. L’installateur peut se tromper lors du montage, l’exploitant aura une grande difficulté à rendre l’installation fonctionnelle.

3. Choisir des organes qui résistent aux hautes températures

À suivre

Tous les organes et accessoires d’une installation solaire doivent être capables de résister à des hautes températures, supérieures à 100 °C. En plein été, l’élévation de température est fréquente ; les organes, pompes et autres circulateurs doivent donc être sélectionnés pour y résister.

À éviter

la pompe a fl ashé à cause de la caramélisation du glycol
Ici, la pompe a flashé à cause de la caramélisation du glycol situé dans les panneaux à la suite de leur surchauffe.
bidon destiné à recueillir le glycol
Ce bidon destiné à recueillir le glycol en cas de déclenchement de la soupape ne résistera jamais à une température de 120 °C.
tube PVC
Ce tube PVC se déforme car ce n’est pas du PVC haute température. De surcroît, cette tuyauterie n’est pas calorifugée.
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4. Assurer une bonne étanchéité du bâtiment

À suivre
 
La mise en place de panneaux solaires doit respecter l’étanchéité du bâtiment. Dans tous les cas, l’intégration de panneaux solaires thermiques doit se conformer à la collection des documents techniques unifiés couverture (collection 43.X) et à la collection DTU du solaire thermique (collection NF DTU 65.12. PX).
 

Listes des DTU sur la partie étanchéité

  • NF DTU 43.1, Travaux de bâtiment — Étanchéité des toitures-terrasses et toitures inclinées avec éléments porteurs en maçonnerie en climat de plaine (indice de classement : P 84-204)
  • NF DTU 43.3, Travaux de bâtiment — Mise en oeuvre des toitures en tôles d’acier nervurées avec revêtements d’étanchéité (indice de classement : P 84-206)
  • NF DTU 43.4, Travaux de bâtiment — Toitures en éléments porteurs en bois et panneaux dérivés du bois avec revêtements d’étanchéité (indice de classement : P 84-207)
  • NF DTU 43.5, Travaux de bâtiment — Réfection des ouvrages d’étanchéité des toitures-terrasses ou inclinées (indice de classement : P 84-208)

Rappelons que dans le cas de panneaux posés en toiture-terrasse et sur des supports indépendants, le NF DTU 65.12 recommande de faire un nouveau revêtement d’étanchéité répondant aux exigences des toitures ou zones techniques. Il y aura nécessité d’interposer un écran ou un isolant support répondant aux mêmes spécifi cations qu’en travaux neufs, c’est-àdire de classe C minimale à 80 °C.

À éviter

Sans prise en compte de ces éléments, voici ce que l’on risque de rencontrer.

Panneaux solaires - étanchéité du bâtiment
Ici, des exemples de montage permettant de voir qu’une infi ltration d’eau est possible sous le zinc.
Panneaux solaires - étanchéité du bâtiment
Ici, des exemples de montage permettant de voir qu’une infi ltration d’eau est possible sous le zinc.
Panneaux solaires - étanchéité du bâtiment
Ici, des exemples de montage permettant de voir qu’une infi ltration d’eau est possible sous le zinc.
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5. Adapter le dimensionnement de l’installation et le volume du ballon solaire

 

À suivre

Pour éviter les risques de surchauffe, une installation solaire ne doit pas être surdimensionnée. Cegibat conseille un dimensionnement adapté au besoin à couvrir par le solaire en fonction de la typologie du bâtiment et de prendre en compte une taille minimale du ballon de stockage solaire. Ci-dessous, un rappel des ratios Socol.

  • En résidentiel

> 30 litres par personne et par jour à 60 °C, en tenant compte du ratio d’occupation des logements

Dimensionnement de l’installation - Personnes
Nombre de personnes par logement

et en prenant en compte la saisonnalité

Dimensionnement de l’installation - Periode
Saisonnalité
  • En tertiaire

> Ratios d’ECS à prendre en compte :

  • maison de retraite : 15 litres par lit et par jour à 60 °C
  • hôpital : 25 litres par lit et par jour à 60 °C
  • restautation : 3 litres par couvert et par jour à 60 °C
  • camping : 12 litres par personne et par jour à 60 °C
  • hôtellerie :
Dimensionnement de l’installation - Litres
Nombre de litres/chambres
Dimensionnement de l’installation - Orientation
Surface de panneaux solaires thermiques

Ces ratios permettent de donner une première approche du dimensionnement et doivent ensuite être optimisés par les logiciels solaires (Solo 2018, par exemple).

À éviter

Certains pourraient être tentés d’ajouter quelques m² de panneaux solaires pour passer le seuil RT et rendre le bâtiment réglementaire. C’est une mauvaise idée car surdimensionner une installation solaire, c’est prendre le risque de surchauffe dans les panneaux en été, et donc faire de la « casse » sur l’installation.

Un trop grand nombre de capteurs pour une maison
Un trop grand nombre de capteurs pour une maison.

6. Éviter les ombres portées

À suivre

Les panneaux fonctionnent avec l’énergie solaire. La prise en compte des ombres est donc indispensable si on souhaite qu’ils donnent le meilleur rendement et pour optimiser le retour sur investissement de l’installation.

Un audit solaire réalisé par un expert du domaine est indispensable afin de qualifier l’incidence solaire sur une année complète. Cet audit permet de définir notamment la distance entre 2 champs de capteurs solaires et éviter les masques de l’un sur l’autre.

À éviter

Faute de respecter cette règle voici ce qui pourrait arriver

Ici, c’est la construction en terrasse qui limite l’exposition solaire.
Ici, c’est la construction en terrasse qui limite l’exposition solaire.
Le rendement de ces panneaux solaires est réduit par l’ombre portée de l’autre rangée de panneaux.
Le rendement de ces panneaux solaires est réduit par l’ombre portée de l’autre rangée de panneaux.
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7. Calculer la prise au vent

À suivre

La prise au vent des panneaux doit être systématiquement étudiée.

Les panneaux doivent être fixés au support comme indiqué dans la notice du fabricant afin de garantir leur tenue, quels que soient les aléas climatiques du site. De plus, les supports doivent être installés et fixés comme indiqué dans le NF DTU 65.12 et en tenant compte de la nature de la toiture.

À éviter

Tous les pavés de support ont basculé faute de barres de contreventement.
Tous les pavés de support ont basculé faute de barres de contreventement.
Le panneau manquant a été emporté par un coup de vent et est tombé 12 mètres plus bas…
Le panneau manquant a été emporté par un coup de vent et est tombé 12 mètres plus bas…
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8. Veiller à l’accessibilité des panneaux solaires

À suivre

L’ensemble d’une installation solaire doit être accessible pour la maintenance des équipements.

De plus, dans le cas de capteurs installés en toiture-terrasse, le NF DTU 65.12 rappelle qu’un chemin de circulation d’une largeur minimale de 80 cm doit être prévu pour faciliter les opérations de maintenance. Il rappelle également que l’implantation des capteurs doit respecter une distance minimale d’un mètre par rapport aux émergences en toiture.

À éviter

Un exemple de panneaux inaccessibles
Un exemple de panneaux inaccessibles.
Ce panneau très proche du bord met l’exploitant en danger.
Ce panneau très proche du bord met l’exploitant en danger.
Ici, le seul accès au toit se fait par une  échelle, mais, avec cet acrotère, cette  photo aurait aussi pu illustrer la règle  n° 6 sur les ombres.
Ici, le seul accès au toit se fait par une échelle, mais, avec cet acrotère, cette photo aurait aussi pu illustrer la règle n° 6 sur les ombres.
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9. Réaliser l’isolation thermique des canalisations et des ballons

À suivre

L’ensemble des canalisations d’une installation solaire doit être isolé selon les prescriptions du NF DTU 45.2 P1. Il en va de même pour les ballons de stockage.

À éviter

Le non-respect de cette règle peut conduire à ceci

Ces canalisations n’ont aucune isolation et les tuiles ont été  percées, créant des possibles défauts d’étanchéité de la toiture
Ces canalisations n’ont aucune isolation et les tuiles ont été percées, créant des possibles défauts d’étanchéité de la toiture.
Trou d’homme non isolé.
Trou d’homme non isolé.
Aucune isolation des canalisations solaires sur ce chauffe-eau solaire collectif individualisé, ce qui présente un risque élevé de brûlure.
Aucune isolation des canalisations solaires sur ce chauffe-eau solaire collectif individualisé, ce qui présente un risque élevé de brûlure.
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10. Équiper l’installation solaire de purgeurs d’air

À suivre

L’ensemble des canalisations d’une installation solaire doit être isolé selon les prescriptions du NF DTU 45.2 P1. Il en va de même pour les ballons de stockage. À éviter — Le non-respect de cette règle peut conduire à ceci À suivre — L’ensemble des points hauts d’une installation solaire collective fonctionnant en pression doit être équipé de purgeurs d’air haute température (110 °C). Dans le cas de purgeurs d’air automatiques, ceux-ci doivent être équipés d’une vanne intercalée entre le capteur et le purgeur.

Une fois l’installation en service et l’air purgé, les vannes doivent être fermées. Les manettes peuvent être démontées. De plus, le diamètre du purgeur doit être d’au moins ½ pouce. Dans le cas de purgeurs manuels, l‘utilisation de réservoir de récupération est recommandée.

À éviter

Les vannes sur les purgeurs doivent être fermées.
Les vannes sur les purgeurs doivent être fermées.
La crosse de jonction entre les deux panneaux crée un point haut : il sera impossible de purger l’air
La crosse de jonction entre les deux panneaux crée un point haut : il sera impossible de purger l’air.
Ici, le purgeur d’air a été enlevé. Si quelqu’un manipule la vanne, il risque de recevoir un jet de glycol.
Ici, le purgeur d’air a été enlevé. Si quelqu’un manipule la vanne, il risque de recevoir un jet de glycol.
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11. Positionner les ballons verticalement pour permettre une bonne stratification

À suivre

Pour une bonne stratification dans les ballons, ceux-ci doivent être placés verticalement.

À éviter

Couché, le ballon solaire aura plus de mal à stratifier ! De plus, le trou d’homme n’est pas isolé.
Couché, le ballon solaire aura plus de mal à stratifier ! De plus, le trou d’homme n’est pas isolé.

12. Sélectionner des équipements capables de durer dans le temps

À suivre

Les équipements et les accessoires d’une installation solaire doivent être sélectionnés pour durer dans le temps.

Pour les canalisations situées à l’extérieur, un revêtement doit être posé de manière à assurer la protection du calorifuge vis-à-vis des intempéries et des agents agressifs (humidité, intempéries, rayonnement solaire, animaux, etc.), y compris aux points singuliers (arrêt de calorifuge, réductions, coudes, etc.).

Certains isolants ne nécessitent pas de revêtement car ils assurent eux-mêmes cette protection. La mise en oeuvre de l’isolant est assurée selon les prescriptions du NF DTU 45.2 P1-1.

De plus, il est rappelé que les canalisations admises par le NF DTU 65.12 sont :

  • les tubes en cuivre conformes à la norme NF EN 1057 et/ou NF EN 12 449 ou
  • en tubes flexibles en acier inoxydable annelés de type 304 L ou 316 L.

À éviter

Une isolation détériorée et une canalisation en acier noir, matériau non préconisé par le DTU.
Une isolation détériorée et une canalisation en acier noir, matériau non préconisé par le DTU.

À suivre

Les matériels utilisés sur le chantier doivent être identiques ou équivalents à ceux proposés par les fabricants. Cette erreur de départ peut avoir des conséquences fâcheuses.

À éviter

Des colliers de gouttières avaient été utilisés pour tenir les canalisations…. Cela n’a duré qu’un temps.  De plus, Il s’agissait d’une installation autovidangeable, qui ne vidange plus car la pente a disparu.
Des colliers de gouttières avaient été utilisés pour tenir les canalisations…. Cela n’a duré qu’un temps. De plus, Il s’agissait d’une installation autovidangeable, qui ne vidange plus car la pente a disparu.
4 stations solaires, 100 joints environ sur une seule installation.  La mise en place d’une grosse station solaire aurait été préférable car aujourd’hui l’exploitant passe toutes les semaines pour remettre du glycol dans cette installation qui ne résiste pas à la pression.
4 stations solaires, 100 joints environ sur une seule installation. La mise en place d’une grosse station solaire aurait été préférable car aujourd’hui l’exploitant passe toutes les semaines pour remettre du glycol dans cette installation qui ne résiste
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