Pourquoi réaliser le suivi d'une installation solaire thermique ?
Le suivi d’une installation solaire collective est obligatoire pour s’assurer de son bon fonctionnement. En effet, les dysfonctionnements d’une installation solaire peuvent aisément passer inaperçus, puisque le service d’eau chaude sanitaire reste effectif. Assurer un suivi de cette installation thermique, par un monitoring plus ou moins complet, permettra de vérifier que la performance du système est en accord avec celle attendue, voire de détecter rapidement les pannes, et ainsi agir sur l’installation pour garantir son bon fonctionnement et sa pérennité.
Après l’embellie des années 2000, portée notamment par la généralisation du BBC, le marché du solaire thermique rencontre des difficultés, aussi bien sur le marché de la maison que du logement collectif. Les causes de cette crise? Une RT 2012 moins contraignante en logement collectif, développement d’autres énergies renouvelables (thermodynamique), ou encore la méfiance de la maitrise d’ouvrage.
L'énergie solaire, un levier pour atteindre les objectifs énergétiques
Pour autant, les ambitions en matière de politique énergétique sont importantes :
- une réduction de la consommation énergétique finale de 50 % en 2050 par rapport à la référence 2012, en visant un objectif intermédiaire de 20 % en 2030
- une réduction de la consommation énergétique primaire des énergies fossiles de 30 % en 2030 par rapport à l’année de référence 2012, en modulant cet objectif par énergie fossile en fonction du facteur d’émissions de gaz à effet de serre de chacune
- la part des énergies renouvelables à 23 % de la consommation finale brute d’énergie en 2020 et à 32 % de cette consommation en 2030
Il sera impossible d’atteindre de tels objectifs, sans une contribution grandissante de l’énergie solaire.
Un enjeu : garantir le bon fonctionnement des installations thermiques
La confiance des acteurs doit être retrouvée en leur garantissant le bon fonctionnement des installations solaires thermiques. Celui-ci ne réside pas uniquement dans la bonne conception et mise en œuvre de ces dernières, mais aussi dans leur suivi et leur maintenance. En effet, contrairement à d’autres solutions, une panne est plus difficilement détectable sur une installation solaire thermique. En cas de défaillance de l’installation solaire, l’appoint permettra une bonne mise en température de l’eau qui arrivera au robinet sans soulever d’interrogation chez l’utilisateur.
Un dysfonctionnement non détecté, peut engendrer une dérive importante de la performance de l’installation et donc générer des coûts de fonctionnement supérieurs à ceux attendus. Pour lutter contre ce phénomène, le suivi d’une installation solaire thermique tout au long de la durée de vie est une obligation. Il est d’ailleurs intégré dans les conditions d’attribution du Fonds Chaleur de l’ADEME.
Comment assurer le suivi d'une installation solaire thermique ?
Le suivi de performance
En premier lieu, la performance d’une installation solaire thermique peut être évaluée par sa productivité, c'est-à-dire par la quantité d’énergie solaire utile produite par m² de capteur installé. Pour calculer cette productivité, prévoyez a minima la mise en place de deux sondes de température (eau froide et eau chaude solaire) et d’un compteur d’eau froide.
Energie utile solaire = 1,16 x Vecs x (T ecs solaire – T eau froide)
Avec :
•Vecs = le volume d'eau réchauffé par l'énergie solaire
•T ecs solaire = la température d’eau chaude solaire à la sortie du ballon solaire
•T eau froide = la température d’eau froide à l’entrée du ballon solaire
Une installation solaire thermique qui fonctionne correctement doit avoir une productivité moyenne annuelle comprise entre 350 et 450 kWh utiles par m² de capteur (en fonction de la zone géographique).
Il n’est cependant pas conseillé d’attendre un an de fonctionnement pour vérifier le bon fonctionnement d’une installation. Il est préférable de comparer chaque mois la productivité réelle avec la productivité théorique, calculée lors de l’étude de conception (avec des logiciels type SOLO, TRANSOL…), en veillant néanmoins à tenir compte de paramètres externes pouvant impacter la productivité réelle : besoin d’eau chaude sanitaire réel et rayonnement solaire.
• Une relève manuelle des données sur site et un traitement manuel par le maître d’ouvrage ou son exploitant. C’est la solution la moins chère mais elle demande du temps et l’implication des acteurs concernés, dans la durée
• Une relève manuelle avec contrat de bon fonctionnement simplifié (CBF) : un contrat est passé par le maître d’ouvrage avec un prestataire particulier qui effectue les relevés et analyse les données
• Une relève automatique avec un contrat de bon fonctionnement simplifié ou détaillé : un télécontrôleur suit à distance l’installation. Il relève, calcule, stocke et transmet, à échéances programmées et pas de temps réguliers, l’ensemble des valeurs mesurées par les sondes de température et les compteurs hydrauliques. Raccordé à un réseau de communication (ligne téléphonique, ADSL...), le télécontrôleur permet de surveiller l'installation solaire localement et à distance (télégestion). Un contrat est passé par le maître d’ouvrage avec un prestataire spécifique qui s’assure de la relève à distance des données et de leur analyse.
Le suivi de fonctionnement
Au-delà du suivi de performance, il est également possible de réaliser un suivi détaillé de l’installation en temps réel. A la clé ? Une bonne visualisation du comportement de l’installation (profils de consommation et de production, fonctionnement de la régulation…) et un diagnostic facilité en cas de dysfonctionnement.
• La consommation énergétique de l’appoint pour déterminer le taux de couverture solaire
• La consommation des auxiliaires pour connaître le fonctionnement des circulateurs et permettre un bilan énergétique complet de l’installation
• La température de sortie de capteur pour détecter une éventuelle surchauffe
Le suivi détaillé peut entrer dans le cadre d’un contrat de bon fonctionnement, pour une installation solaire thermique de plus de 50 m² de capteurs. La Garantie de Résultats Solaires (GRS) rassemble autour d’un contrat: bureau d’études, installateur, fabricant du capteur et exploitant. Ce contrat est signé à la réception de l’installation pour une durée de 4 années (durée négociable entre les différents acteurs). L’objectif ? Atteindre une productivité cible, la plus proche de celle théorique, sous peine de pénalités pécuniaires dont le montant dépend du montant des travaux et de la différence entre la productivité cible et la productivité réelle. Une marge est néanmoins prévue pour tenir compte, notamment, de la variabilité du rayonnement et de la consommation réelle constatée. Cette marge est généralement fixée à 10 %, la productivité cible est dans ce cas égale à 90 % de la productivité théorique calculée en phase d’étude. Les modalités de règlement des pénalités sont définies entre les différents membres signataires lors de la rédaction du contrat de GRS.
Découvrez ci-dessous un exemple de pénalité pour un contrat de 5 ans.
Montant des travaux
• Montant brut : 50 000 € (60 m²)
• Subvention : 40%
• Montant subvention déduite : 30 000 €
Production annuelle
• Théorique : 40 MWh
• Garantie : 32 MWh
• Mesurée en moyenne sur 5 ans : 30 MWh
Ratio production/garantie = 30/32 = 93,75% (déficit : 6,25 %)
Pénalité : 6,25%*30 000 = 1 875 €
Comment obtenir une aide du Fonds Chaleur ?
Le Fonds Chaleur permet un financement partiel des installations solaires thermiques par l’ADEME. Il est accessible pour les installations de plus de 25 m² de capteurs, sous réserve du respect d’un cahier des charges précis. Or, le suivi des performances de l'installation figure justement parmi les critères d'attribution des aides.
Vous avez un projet d'installation solaire et souhaitez lancer une démarche pour obtenir une aide du Fonds Chaleur ? Voici la procédure, étape par étape.
Étape 1 : vérifier que le suivi de l'installation solaire thermique remplisse les conditions de l'ADEME
Il est demandé que :
- l’énergie solaire utile soit mesurée en sortie de ballon solaire et représente l’énergie fournie par l’installation solaire à la production d’eau chaude sanitaire
- le maître d’ouvrage propose une date de déclenchement du suivi des performances dans un délai de 6 mois maximum après la mise en service de l’installation
Étape 2 : remettre à l'ADEME un tableau de bord de suivi des performances de l'installation
Mois par mois, sur une durée de 12 mois, le maître d'ouvrage doit recenser les valeurs suivantes dans un tableau de bord :
- le volume d’eau froide traitée (mesurée en entrée ballon)
- l’énergie solaire utile
- la productivité solaire en kWh utile/m² de capteur du système solaire afin de comparer ces valeurs avec les valeurs minimales annuelles fixées par l’ADEME (voir ci-après)
La notion de suivi solaire durant 10 années (appelée X10A) n’est plus d’actualité. En effet, comme le rappelle Céline Coulaud, ingénieur ADEME « Nous demandions un monitoring très poussé et nous avions du mal à récupérer les données. Aujourd’hui, nous nous focalisons sur les résultats et non sur les moyens à mettre en œuvre. C’est plus simple et plus flexible. »
Étape 3 : Même en cas de financement validé, poursuivre le suivi pour s'assurer de recevoir l'intégralité des aides
Le versement des aides du Fonds Chaleur se fait en 3 paiements :
- un versement à la notification après signature du contrat avec l'ADEME
- un versement à la réception de l’installation sur présentation d’un PV de réception et d’une attestation de mise en service certifiant le bon fonctionnement de l’installation solaire
- le solde sur présentation dans un délai maximum de 24 mois après la réception des résultats réels de la production solaire consolidée au moins sur 12 mois, et de la preuve que le suivi des performances et la maintenance de l’installation sont effectifs et confiés à du personnel formé (copie du contrat de suivi, copie du carnet d’entretien précisant le détail des opérations réalisées ainsi que le nom et la fonction de l’intervenant)
Si la productivité solaire utile minimum de l’installation n’est pas atteinte (350, 400 ou 450 kWh/m² selon la zone), le montant du solde est nul.
Ces valeurs sont les valeurs minimales et il est tout à fait possible d’obtenir des valeurs de productivité solaire utile supérieures (500 à 600 kWh utiles par m² de capteur solaire).
Les offres de suivi pour une installation solaire thermique
Pour accompagner les maîtres d’ouvrages dans leur démarche de suivi d’installation solaire, SOCOL met à disposition un tableau de bord type.
Les valeurs devant être renseignées mensuellement dans le tableau de bord sont :
• le volume ECS consommé réel
• le volume ECS consommé prévisionnel
• l’écart entre volume ECS consommé réel et prévisionnel
• l’énergie solaire thermique utile réelle
• l’énergie solaire thermique utile prévisionnelle
• l’écart entre énergie solaire thermique utile réelle et prévisionnelle
• l’énergie en sortie de ballon
• la consommation énergie d’appoint
Bien complété, ce tableau de bord donne une bonne vision de la performance de l’installation mois par mois.
Les offres de suivi sont nombreuses sur le marché. Découvrez ci-après celles des acteurs historiques du solaire.
Le suivi de Tecsol
Tecsol propose une prestation de télésuivi des installations détaillé ou simplifié.
Dans le cas du suivi simplifié, le responsable de l’installation procède à la relève manuelle des données qu’il envoie à Tecsol pour analyse. En retour, Tecsol lui transmet une quittance mensuelle qui permet d’évaluer la performance mensuelle du système.
Le suivi détaillé est un télésuivi avec relève automatique au pas de temps 10 minutes. Chaque mois Tecsol envoie au responsable de l’installation une quittance présentant la performance du système ainsi qu’un diagnostic de fonctionnement. Celle-ci permet également d’alerter le responsable en cas de dysfonctionnement. Si un dysfonctionnement est détecté au cours du mois, le responsable en est informé immédiatement sans attendre l’envoi de la quittance.
Le suivi de l'Ines Formation et Evaluation
L’Ines Formation et Evaluation propose le dispositif « TéléSuiviWeb », créé en 2007 avec l’appui de partenaires institutionnels (ADEME, la Région Rhône-Alpes et le Conseil Général de la Savoie). Il permet de comparer mois par mois la production solaire utile réelle à la production solaire utile théorique.
Tous les résultats sont consultables sur le site web de l'Ines. La relève des compteurs de suivi peut se faire manuellement ou automatiquement par télérelève. Les gammes de prix sont les suivantes :
- pour l’installation des compteurs : de 200 € (pour un suivi de la performance simplifié avec relève manuelle) à 4000 € (pour un suivi détaillé de la performance et du fonctionnement avec télérelève)
- pour le suivi (analyse des données + information du responsable de site) : de 100 €/an (pour un comparatif de la productivité de l’installation à la productivité théorique avec information par mail ou sur site internet dédié) à 600 €/an (pour suivre de façon détaillé le fonctionnement de l’ensemble de l’installation et de ses performances, et être alerté en cas de dysfonctionnement).
Quelle que soit la solution de suivi retenue, il est préférable de procéder à l’installation des matériels de suivi lors de celle du système solaire, de façon à limiter les contraintes d’installation et les coûts.