Lorsqu'en 1987 j'ai construit ma maison j'avoue que je
n'envisageais nullement de passer au chauffage solaire et pour cause,
je ne savais même pas que chauffer avec le soleil était possible.
En revanche j'étais parfaitement conscient des avantages qu'offrait un plancher chauffant, option que j'ai choisie sans hésiter.
Avec assez peu de connaissances au départ, j'auto-installais mon CESI en
1996 et, ce n'est que vers 2007 que j'ai commencé à fréquenter le forum
de l'APPER tout d'abord en qualité d'invité pour ne franchir le pas et
m'inscrire qu'en janvier 2008. Petit à petit au gré des consultations
des divers posts sur le forum, l'idée d'installer un chauffage solaire
a germé pour devenir au printemps 2009 un projet.
Mon choix a avant tout été dicté par des considérations d'ordre
financier. La conception un peu particulière de ma maison datant de
1987 ne permettant pas d'améliorer l'isolation thermique à un coût
raisonnable, le chauffage solaire m'est économiquement apparu comme le
seul moyen de maitriser la facture de chauffage. Quant au confort
d'été, d'un niveau déplorable, le problème reste entier.
Mode de chauffage existant depuis l'origine:
INSERT BOUILLEUR
avec ballon de stockage bain marie 520/200 litres sans échangeur.
Circulateur primaire commandé par interrupteur manuel.
Idem pour le circuit plancher avec un vanne 3 voies commandée
manuellement avec possibilité de motorisation. Fonctionnement dans
cette configuration pendant 25 ans puis installation d'une chaudière
fioul en 2002 consécutivement au tarissement de mon approvisionnement
en bois de chauffage à un prix proche de 0.
Le ballon a été conservé, j'ai simplement connecté le circuit de la
chaudière en parallèle, la vanne 3 voies a été motorisée et une
régulation plancher/chaudière ajoutée.
MAI 2009
Le pas est franchi mon choix de type de capteur est (provisoirement)
arrêté, commande et livraison de 3 capteurs 30 tubes caloduc
Sunrain via le groupement d'achat APPER.
A cette époque il est déjà question sur le forum d'un fabricant de
capteurs plans français recherchant des clients pilotes afin d'évaluer
la performance de son matériel qui doit entrer en production à brève
échéance.
Banco, je me lance, je revends mes Sunrain et m'engage avec
Héliofrance. Pour info: le logiciel de simulation Polysun donnait
un rendement global annuel très similaire pour quatre capteurs
plans soit 11 m² (Héliofrance) et 90 tubes (Sunrain) soit 16 m²,
surfaces hors tout
évidemment.
DEFINITION DU PROJET
La production d'eau chaude sanitaire étant déjà assurée par le
CESI existant,
l'installation de chauffage sera complètement indépendante et ne
fonctionnera que pendant la période de chauffe, les capteurs restant
bâchés le reste du temps.(bâche camion confectionnée sur mesure).
IMPLANTATION DES CAPTEURS
Le toit de ma maison étant un quatre pentes avec 17°
d'inclinaison, il était d'emblée exclu d'envisager une implantation
des capteurs en toiture. Etant par ailleurs peu enclin à aller
m'enliser dans la procédure d'une autorisation de travaux, j'ai
donc opté pour une implantation au sol, à une distance d'environ
16m de la maison, solution qui me permettait une exposition plein sud,
inclinaison à 65°.
SURFACE DU CHAMP DE CAPTEURS
La simulation Polysun ne faisant apparaître qu'une différence de
rendement de 6,6% en passant de 4 capteurs d'une surface de 11m² à 6
capteurs pour 16.5m² hors tout, j'ai beaucoup hésité à ajouter 2
capteurs. Finalement ce sont 6 capteurs qui seront installés.
GROUPE DE TRANSFERT
Taconova avec circulateur Wilo 25/6
BALLON DE STOCKAGE
Là encore, dilemme! Où positionner le ballon de stockage? Près des
capteurs? C'est à dire dans le garage non chauffé, non isolé? Près de
l'utilisation? Dans la maison, c'est à dire à l'emplacement de l'ancien
ballon de stockage de l'insert bouilleur situé dans la salle de bain
optimisant accessoirement le confort de cette pièce, avec une énorme
contrainte d'espace disponible et, le dernier obstacle pas des
moindres, passage d'une porte à 0,70m.
La plus difficile des tâches fut en réalité de
trouver un ballon d'une capacité acceptable pouvant franchir cette
fameuse porte et pouvoir être logé dans un espace de 1m par 1m, avec
nécessité d'enjamber la baignoire pour la mise en place.
Faisant délibérément abstraction des ratios surface capteurs/capacité
de ballon généralement admis, après une recherche longue et laborieuse,
je fais le pari d'opter pour un ballon du type bain marie d'une
capacité de moitié inférieure: 750/120 L au lieu de 1500 litres
mais comportant un échangeur en cuivre annelé d'une surface de 3.74m².
Je n'avais pas à l'origine prévu de faire le préchauffage de
l'ECS, mais comme le seul ballon satisfaisant à mes contraintes
d'encombrement étant de ce type j'ai tiré un tuyau supplémentaire et
maintenant, je me félicite d'avoir mis en œuvre cette option (des
mesures de consommation sont en cours et j'attends la fin de l'hiver
pour faire le point).
Il est à noter que la paroi intérieure du ballon ECS est recouverte
d'une feuille de cuivre destinée à prévenir le développement de
légionelles.
MISE EN ŒUVRE
FONDATIONS ET SUPPORTS
Avec 16,5 m2 de capteurs surélevés de 0,60m, plutôt que de m'évertuer à
creuser des fondations individuelles d'une masse permettant de résister
aux vents sévissants dans la vallée du Rhône j'ai choisi de couler une
dalle de 8.50 x1.20x 0.12.
N'étant pas un bon soudeur, j'ai écarté la solution du cadre métallique
soudé et peint en m'orientant vers une structure en cornières pliées et
boulonnées en partant de tôles galvanisées à froid épaisseur 25/10 pliées
avec visserie inox et écrous frein, les six pieds étant de l 'IPN de 80
mm galvanisé à chaud après soudure, le tout chevillé dans la dalle.
LIAISON CAPTEUR / BALLON
Un artisan en cessation d'activité, membre de l'APPER, cédait du
matériel à un prix intéressant. Je lui ai acheté deux couronnes dia 20
mm d'inox annelé isolé avec armaflex ht. Il a naturellement fallu
creuser la tranchée (15m environ sur 0,70m de profondeur) une
semaine de sport avec le gros HILTI la pelle, la pioche et la pelle.
Les deux tubes inox indépendants ont été glissés dans un tube pvc de
160mm avec à l'intérieur une entretoise de mousse de polyuréthane tous
les 0,50m destinés à maintenir les deux lignes bien centrées entre
lesquelles j'ai introduit de la vermiculite exfoliée.
BRANCHEMENT CAPTEURS
Par souci d'économie, et de facilité de mise en œuvre, j'ai au départ réalisé une connexion en 2x3 en série (voir la suite).
MISE EN PLACE DU BALLON
Il a tout d'abord fallu enlever le ballon existant situé dans un
renfoncement de la salle de bain en ayant au préalable enlevé les deux
coquilles d'isolant, opération nécessitant d'enjamber la baignoire.
Le nouveau ballon étant censé prendre la place de l'ancien, de la même
marque (H S), il a dû, lui aussi être
"déshabillé".
Là, première surprise l'isolant que j’imaginais être comme l'ancien,
des coquilles de polyuréthane sous l'habillage en tôle galvanisé,s'est
en réalité révélé être de la laine de verre enroulée et maintenue par
du fil de fer, rendant impossible, à cause de l'exiguité de
l'emplacement, de la reposer après passage par la porte de la salle de
bain. Qu'à cela ne tienne, des plaques de mousse de polyuréthane de
50mm feront l'affaire et remplaceront avantageusement la laine de verre.
La seconde surprise arrive lorsque je découvre au dernier moment que le
diamètre de 700mm du ballon nu, chiffre confirmé par écrit, est en
réalité de 750mm, cote interdisant le passage par la porte de la salle
de bain.
INSERT BOUILLEUR - CHAUDIERE FUEL
L'insert bouilleur en est à son 25ème hiver de chauffe et semble
pouvoir en assurer encore autant, il est pour diverses raisons un grand
dévoreur de bûches donc d'un rendement médiocre, mais comme j'ai la
possibilité de couper du bois tous les hivers, celà n'est que moindre
mal.
La chaudière fuel est à l'arrêt depuis trois ans je ne l'ai même pas mise en route pour essai cette année.
REGULATION
A cette époque, Patrick(07) NIES planchait déjà sur une version
moins élaborée de son MAXISUN et je m'étais engagé à faire partie de
ses premiers clients. J'ai par conséquent opté temporairement pour un
régulation basique de marque URV type: ESR 21 R de même origine
que les lignes d'inox annelé, ce qui a permis à mon installation de
fonctionner d'une façon tout à fait satisfaisante jusqu'à ce jour.
La mise en service du MAXISUN version définitive ne serait selon les dernières nouvelles d'Ardèche, qu'une question de semaines.
MISE EN SERVICE DE L'INSTALLATION
Par une belle journée ensoleillée du 19 décembre 2009 l'heure de la
mise en service arrive, tout se passe normalement, Helios fait son
boulot, les températures montent graduellement, coup d’œil sur le
débitmètre du groupe de transfert, il reste désespérément immobile, et
le delta T entrée/sortie du ballon oscille entre 18/20°C, verdict:
débit très nettement insuffisant.
Après un bilan (effectué par Frédéric Mykieta d'HELIOFRANCE ) des
pertes de charges du circuit primaire, que j'avais à l'origine négligé
de faire, il s'avère que l'inox annelé est le principal fautif,
vérification est faite que l'empirisme a ses limites.
Après avoir, à titre d'essai, mis un second circulateur en série, la
seule option possible pour améliorer le débit résidait dans la
modification du mode de connexion des capteurs. En passant de deux
groupes de 3 capteurs en série (qui n'était pas au départ une bonne
solution) à deux groupes en parallèle ce qui a apporté une amélioration
notoire mais toutefois insuffisante, puisque en obtenant au final un
débit maxi de 540L/minute je dois faire tourner le circulateur (wilo
25/6) en vitesse 3 et consommer 82w/h pour obtenir un delta T
moyen de 10°C entre entrée et sortie du serpentin.
Pour l'instant je fonctionne presque en mode PSD puisque dès que la
température en haut du ballon atteint 38°C, un thermostat à bulbe met
le circulateur plancher en marche, la vanne trois voies pilotant la
température plancher restant en permanence sur une position médiane.
Arrivé à mi-saison de chauffe, j'isole, à l'aide d'une vanne manuelle,
un des deux groupes de 3 capteurs et le bâche afin d'éviter la
surchauffe.
Quelques chiffres reléves aujourd'hui 13 février 2013:
Journée idéale ensoleillée avec mistral 40/50 Km/h température extérieure + 3°C à 15h30
- Température haut du ballon le matin 34°C
- Démarrage
des
capteurs
9h10
- Démarrage du circulateur plancher 11h15
- Temp. haut du ballon à
15h40
47.5 °C
- Temp.
milieu du
ballon
43.3°C
- Temp. bas du
ballon
40°C
- Temp.
capteurs
53.2°C
- Temp. départ
plancher
35°C
- Temp. retour
plancher
31 °C
- temp.ambiance
22.4°C
Si l'ensoleillement actuel devait perdurer, l'autonomie chauffage/ECS serait atteinte
Autre chiffre intéressant: Nous avons été absent du 15 au 28 janvier de
cette année. La température dans la maison était à notre retour de
15.7°C en laissant l'installation vivre sa vie avec uniquement le
solaire comme moyen de chauffage.
Depuis décembre 2009 je suis un apperien satisfait des résultats de son
installation dans sa configuration actuelle même si avec 16.5m2 de
capteurs elle aurait peut être pû être plus performante.
Impossible de conclure sans remercier tous les membres de l'association
qui m'ont fait profiter de leurs expériences, connaissances, expertises
par le biais du forum, sans lesquels je n'aurais jamais pu mener à bien
un tel projet. Mes remerciements vont aussi à Frédéric Mykieta qui,
lors du lancement d'Héliofrance m'a fait confiance en me fournissant
des capteurs de présérie et qui m'a suivi dans le déroulement des
travaux.
APPER m'a convaincu que c'était possible, je l'ai réalisé et, à mon
tour j'essaie de transmettre le savoir que j'ai reçu dans la limite de
mes compétences.
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