Mal conçu, cher, peu rentable... Le chauffe eau solaire individuel (CESI) appartient-il au passé?

Energie solaire thermique du système

Ah ! Ces panneaux solaires ! Finira-t-on un jour de faire le tour de la question ?!
Depuis 6 ans que nous ne concevons que des projets bioclimatiques, la pertinence du CESI n’est jamais allée de soi. Le chauffe-eau solaire essuie beaucoup de critiques. Et ses prétendus avantages se révèlent parfois médiocres à l’usage… Petit tour d’horizon de ce que nous avons appris.
 
Le prix : la fourniture et la pose d’un CESI par un professionnel coûte environ 4500 € HT en France, 3000 € en Allemagne ou en Autriche. Ca, c’est l’effet du crédit d’impôt : les fabricants ou revendeurs français se le sont mis dans la poche
 
Dimensionnement (volume du ballon et surface des panneaux) par défaut les entreprises posent des ballons de 300 litres pour 5m2 de panneaux solaires. Ce surdimensionnement est malheureusement devenu la règle : il arrange les fabricants, les poseurs, les vendeurs... On sait que les CESI sont comme les poêles ou chaudières à bois : mieux vaut les sous-dimensionner car cela accroît leurs rendements et leur durée de vie sans trop entamer leur production. Pour un de nos projets situé à Espaly Saint Marcel, les panneaux fourniraient 1433 kwh/an avec 3 m2, 1650 kwh/an pour 4 m2 et 1794 kwh pour 5 m2. On voit bien que les m2 de panneaux en plus sont très mauvais en rendement.
En réalité, une famille de 4 à 5 personnes n’a besoin que de 200 litres. Et même moins si elle a équipé ses robinets d’économiseur d’eau. Le bon dimensionnement est de 200 litres et 2,5 m2 de panneaux. Et qui dit plus petit, dit aussi moins cher…
 
L’emplacement et l’orientation des panneaux : sur le toit, au sol, en façade… ? Dans tous les cas, la première règle sera de les orienter au midi, à la rigueur Sud-est ou Sud-Ouest. En second lieu on veillera à l’absence de « masque solaire ». Troisièmement on pensera l’intégration dans le paysage et dans l’architecture. Quatrièmement la distance entre les panneaux et le ballon : la réduire autant que possible. Moins de 5 mètres c’est bien. Et après ?... Après, la réponse n’est pas dans l’emplacement mais dans l’inclinaison.
 
L’inclinaison des panneaux : que n’entend-on pas sur l’inclinaison optimale et ce Graal de 63 ° à la verticale… Les raisonnements visent toujours le meilleur rendement annuel. Le meilleur rendement annuel ne fournira pourtant pas les meilleures économies d’énergie, pour une raison simple : la production maximale des panneaux est obtenue en été. Or il s’avère que ce n’est pas la saison où nous utilisons beaucoup d’eau chaude…
98% des installations existantes donnent leur plein rendement en juin, juillet, août. C’est à dire lorsqu’on a chaud, qu’on est parti en vacances, qu’on voudrait se rafraîchir. Un comble!
Pendant cette période, ces systèmes sont en surproduction. Ils ne savent pas quoi faire de leur chaleur. Certains montent trop en température et se mettent en sécurité. D’autres délestent leur chaleur dans la piscine voire dans la terre ! Quelle idiotie ! Et l’hiver, l’apport du soleil étant quasi nul, c’est l’énergie d’appoint qui fournit près de 100% du besoin. Comme il s’agit le plus souvent d’électricité, c'est comme si vous aviez un ballon 100% électrique au moment de l’année où votre besoin d’eau chaude est le plus grand… C'est peut-être de l'énergie renouvelable, mais dans un système inefficace.

L’inclinaison des panneaux est la véritable clé dans le système. Si l’on veut un CESI qui réponde au plus près du besoin, alors il faut commencer par comprendre que le besoin n’est pas annualisable. Il varie. S'il est important en hiver et faible en été, il faut donc un CESI qui suive ces variations sur l’année. Et dans ce cas, la meilleure inclinaison pour les panneaux est la verticale. Certes, il faudra plutôt 5 m2 que 3. Mais la cohérence et les économies suivront.
Les installations dans les pans de toiture devraient être interdites : elles ruinent les économies d’énergie attendues du CESI.
Les thermiciens avec qui nous travaillons, comme ERE43, réalisent l’étude pour le chauffage et aussi pour les CESI. On peut savoir combien d’eau chaude, ou plutôt de kwh, l’installation produira, et surtout QUAND elle les produira.
 


Sur les deux schémas qui suivent, on voit la production de deux CESI sur toute une année. Il s’agit de deux de nos projets situés en Haute Loire.

Le premier est un CESI avec 5m2 de panneaux en toiture. En bleu le besoin, en rouge la part couverte par les panneaux solaires, exprimées en kwh.

Le second est équipé avec 6 m2 de panneaux solaires verticaux placés en façades (vitrage solaire ROBINSUN). Seule la production des panneaux est ici représentée, toujours en kwh. On remarque que le pic de production se situe en mars et octobre (équinoxes) alors que le creux est en juin, ce qui est l'assurance de ne pas avoir de surchauffe du système en été.

Pour conclure : faut-il ou non mettre des CESI dans les habitations?
 
D'un point de vue environnemental bien sur. A condition de suivre les observations qui précèdent.

D'un point de vue économique, le surcoût raisonnable par rapport à un ballon tout électrique se situe vers 2500 €. La production d'un CESI est de 2000 kwh/an environ, à 10 centimes environ le kwh électrique cela génère une économie de 200€/an environ. Il faudrait 12 ans pour rentrer dans ses frais, à supposer constant le prix de l'électricité. Et ce sera loin d'être le cas dans les 12 prochaines années où l'on doit plutôt s'attendre à voir son prix doubler.