Préchauffage solaire  en Haute-Saône
à St Loup/Semouse 70
par Philippe Ridderbeeks
Phridder chez aol.com

1) Introduction

 Automne  2005, au vu de la hausse substantielle du cours du fuel qui de plus

 devint structurelle  suite à la pénurie récurrente due à l’élévation  de la consommation

mondiale  ainsi que d’une prise de conscience personnelle que nous vivions dans un

 monde « fini »  je me suis intéressé à  l’énergie solaire et en quelques clics sur le net

j’ai déniché le site de Mr Amet Pierre qui m’a convaincu rapidement de la faisabilité

d’un appoint solaire  sous notre ciel de Franche-Comté.

 Ayant personnellement beaucoup rénové ma demeure, je me suis rapidement

tourné vers l’auto-installation et l’auto-construction.
 

2) Principes

 S’agissant d’une ancienne ferme en mur de pierre  (120 m² habitables) possédant

un chauffage central à radiateurs surdimensionnés suite au renforcement de l’isolation à

chaque fois que cela était possible (double-vitrage, doublage des murs par l’intérieur,

isolation  des plafonds), j’avais remarqué que l’eau du chauffage était souvent tiède lors

des journées ensoleillées dès le mois de février.

 La chaudière à fuel possédant une vanne 4 voies régulée en fonction de la

température extérieure, j’ai opté pour le préchauffage du retour chauffage via un

serpentin en cuivre ( couronne de cuivre en 22 mm de diamètre par 35 m de long soit

une surface d’échange de 2.4 m²)

3) Matériel utilisé

J’ai rapidement commandé à l’association Apper  5 panneaux PM tinox de 1.8m²

que je pouvais facilement installer  sur une terrasse au sud du bâtiment. (inclinaison à 60°)

  Comme base de calcul pour l’échangeur solaire , j’ai pris la formule

0,2 x Surface des panneaux < Surface de l’échangeur < à 0,3 x Surface des panneaux.

J’ai utilisé 2 couronnes de cuivre en 14 mm de diamètre par 25 m de long raccordées en

parallèle  soit une surface de 2.2 m². .

Pour le réservoir à eau morte, j’ai utilisé un ancien tank à lait de 1000l maximum

 ( 1.3m de diamètre sur 72 cms de haut)  remplis actuellement à 600l soit une hauteur

d’eau de 45 cms ) . Il est à noter que le rapport   hauteur/ diamètre est défavorable à la

stratification , néanmoins le système fonctionne correctement pour l’utilisation

chauffage.  Le serpentin du haut repose sur 3 étriers ; je peux donc facilement  le

 remonter et adapter le volume de mon réservoir à eau morte (de 600l à 1000 L. en cas

d’augmentation de ma surface de panneaux solaires.

L’isolation de la cuve est réalisée par un entourage de laine de verre de 10 cms d’épaisseur  et

de 20 à 30 cms sur le haut de la cuve. Le tout est entouré de lambris en en PVC.

schéma installation

Rq :  Les liaisons cuve- panneaux sont réalisées en PER 16 mm entourées par un

manchon isolant  et le tout est placé dans un tube PVC de 100 mm.

 La régulation se fait autant pour le serpentin solaire que pour la boucle du

préchauffage du retour radiateur  grâce à un interrupteur différentiel électronique .

 Protection thermique : la boucle de décharge via un radiateur en cas de surchauffe est

commandée par un thermostat . Ce dernier ouvre l’électrovanne EV2 et ferme l’EV1, ce qui

permet de refroidir l’eau venant des panneaux par le radiateur de surchauffe, ensuite l’eau

circule dans le serpentin du bas , puis retourne aux panneaux. Ce système de mise en série du

radiateur de surchauffe et du serpentin solaire me garantit un retour d’eau à moins de 100°c

sous 1 atmosphère puisque la cuve  est à pression atmosphérique. En pratique le thermostat de

surchauffe  s’enclenche dès 85° c.
 

Protection contre les coupures de courant :  un onduleur d’ordinateur accouplé à une

batterie de voiture permet une autonomie d’au moins 24 heures. Je n’ai pas remarqué de

dysfonctionnement du circulateur lorsque celui-ci est alimenté via ce convertisseur qui produit

des pseudo-sinusoïdes. Il est à peine plus bruyant.

En belle saison et en cas d’absence prolongée il est préférable de bâcher les panneaux solaires

pour plus de sécurité.

 Protection contre le gel : mélange eau- antigel jusqu’à –20°c (à base de

monopropylène glycol dilué à 40%)

4) Résultats

J’ai mesuré le gain en t°  de la cuve à eau morte (600L) . (préchauffage arrêté)

Le  21/12/2006 gain de 19°c par journée froide et bien ensoleillée. Gain de 11400 Kcal.

Le 3/2 /2007 gain de 27°c  (le stock est passé de 25 à52°c). Gain de 16200 kcal.

Le 11/3/2007 gain de 35°c (le stock est passé de 30 à 65°c) Gain de 21000 Kcal.

Le 24 /2/2008 gain de 35 °( le stock est passé de 20 à 55 °c) journée ensoleillée . gain de

21000 Kcal

Ce qui est intéressant dans cette installation c’est que malgré l’utilisation de radiateurs et que

l’isolation du bâtiment est assez moyenne (j’ai encore beaucoup d’amélioration à faire),

la température de ma cuve à eau morte  descend aux environs de 20°c à
25°c durant la nuit. En effet de 19h à 7h du matin ,  je baisse la température du départ

radiateur de quelques degrés ce qui par voie de conséquence diminue la température du retour

radiateur également.

En journée hivernale ensoleillée, le préchauffage s’enclenche aux environs de 30- 35°c pour

se couper  vers 25-30°c ,  la nuit le préchauffage se réactive  et la température au matin se

situe vers  20°c- 25°c.

5) Quelques coûts

5 panneaux tinox de 1.8 m²    +/- 1500€  (transport y compris)
tank à lait  de 1000L d’occasion    450€  (frais d’isolation y compris)
les 2 serpentins en cuivre (35 m en 22 mm et 2 couronnes 25 m en 14 mm) 370€
2 interrupteurs différentiels basique 32€
1 thermostat (surchauffe) 25€
2 électrovannes  130€
1 vanne motorisée 4 voies 100€
fournitures plomberies +/-200€
supports en fer (profilés)   350€
onduleur d’occasion 20€
batterie d’automobile  60€
monopropylène glycol 100€

soit  - de 3500 €

6) Projets futurs

L’installation de L’ECS est un projet à court terme  . Elle sera basée sur un ballon

solaire de 300 l à double serpentins. Mon chauffe–eau électrique actuel  de 150L sera

connecté en série avec ce dernier. Comme particularités il est à noter : la gestion de la

surchauffe(dès 65°c) grâce à la cuve à eau morte ; les calories stockées par celle-ci ne seront

pas toutes perdues puisque je connecterai le serpentin  haut du ballon d’eau chaude (300L) au

serpentin haut de ma cuve à eau morte  (régulation par thermosiphon et électrovanne  ou par

interrupteur différentiel via un circulateur) ce qui doit permettre une augmentation de

l’autonomie .
 

 Doubler la surface de panneaux et renforcer l’isolation du bâtiment.
 

 Abandonner l’énergie fuel au profit d’une chaudière à bois ou à pellets.
 
 

7) Remerciements

 Un grand merci à l’association Apper , à son président, au forum,.. sans

qui je n’aurais pas mis le pied à l’étrier au vu des prix pratiqués par la filière professionnelle.

 Un grand merci particulier à Jean G. de Basse Rentgen   qui m’a ramené mes 5

panneaux  lors d’un groupement d’achat en Février 2006.
 
 

Philippe Ridderbeecks