Chauffe-eau solaire : fonctionnement, types, prix, aides, avis
Le chauffe-eau solaire individuel (CESI) valorise l’énergie naturellement présente dans les rayons du soleil pour produire de l’eau chaude sanitaire à usage domestique. Réduire les consommations d’énergie fossile est primordial aujourd’hui. À l’échelle individuelle, il est possible de se tourner vers des solutions faisant appel à des sources d'énergie renouvelable afin de se chauffer ou produire de l’eau chaude pour son logement. Le chauffe-eau solaire est un équipement très performant qui peut vous permettre de faire d’importantes économies sur vos factures d’énergie et de réduire votre impact sur l'environnement. Comment fonctionne ce type d’appareil ? Pour quel modèle opter ? Quel est son prix ? Comment l’entretenir ? Le chauffe-eau solaire peut-il couvrir tous les besoins en eau chaude d’un foyer ? Toutes les réponses à vos questions dans cet article dédié.
⚙️ Comment fonctionne un chauffe-eau solaire ?
Le chauffe-eau solaire est un dispositif complet qui capte les rayons du soleil afin d’exploiter les calories qui y sont présentes. Son fonctionnement se base sur trois éléments principaux :
- des panneaux thermiques : aussi appelés « panneaux solaires d’eau chaude », ils sont généralement posés sur le toit de l’habitation, et captent l’énergie de la lumière du soleil ;
- un fluide caloporteur : qui transmet à l’eau, la chaleur produite à partir de l’énergie solaire. Concrètement, ce liquide est chauffé grâce à l’énergie produite par le rayonnement du soleil, avant de circuler jusqu’au réservoir ;
- un réservoir : aussi connu sous le nom de « ballon de stockage solaire », il stocke l’eau chauffée qui peut ensuite être utilisée dans le logement.
D’autres éléments sont essentiels au fonctionnement de ce type de chauffe-eau, comme un circulateur, un régulateur ou une pompe selon les modèles. Ils font le lien entre les panneaux thermiques et le réservoir d’eau en relayant l’énergie solaire.
Il existe différents types de panneaux solaires thermiques. Ils peuvent être vitrés, souples ou sous-vide et offrent chacun un rendement plus ou moins bon. Leurs prix d’achat diffèrent également. Les plus communs aujourd’hui sont les modèles vitrés, qui sont aussi les plus abordables. En revanche, il ne s’agit pas des capteurs les plus efficaces.
Le chauffe-eau solaire nécessite-t-il un appoint ? Selon l’ADEME (l’Agence de la transition écologique), un chauffe-eau solaire est capable de couvrir 50 à 80 % des besoins annuels d’un ménage en eau chaude sanitaire. Même dans le meilleur des cas, il est donc indispensable de prévoir un appoint pour l’ECS. Ceci est plus particulièrement vrai pour les logements situés dans une région à faible ensoleillement. Toutefois, cela ne vous empêche pas de vous équiper de ce type de système. Le chauffe-eau solaire vous permettra tout de même de réaliser des économies d’énergie non négligeables par rapport à un chauffe-eau électrique ou un chauffe-eau gaz. L’appoint prend le relais lorsque l’ensoleillement n’est pas suffisant. Il peut être intégré ou non au ballon solaire, et utiliser diverses énergies, comme le bois, l’électricité, le gaz ou le fioul.
🔎 Quels sont les différents types de chauffe-eau solaire ?
Le chauffe-eau à pompe électrique
Il existe différents types de chauffe-eaux solaires. Les plus courants sont les modèles à pompe électrique, monobloc et thermosiphon.
Le plus répandu en France est le chauffe-eau solaire à pompe électrique (ou « à circulation forcée »). Son nom lui vient du mode de circulation du liquide caloporteur, qui est envoyé jusqu’au ballon d’eau grâce à une pompe. Pour cela, un circulateur ou un bloc hydraulique sont nécessaires. Ces derniers fonctionnent tous deux grâce à l’électricité.
Ce système de chauffe-eau solaire a l’avantage de permettre de réguler la production d’ECS en fonction des besoins. Notez également, que le ballon peut être placé n’importe où dans la maison. En effet, le fluide caloporteur sous pression est dirigé par la pompe, évitant ainsi de devoir installer le réservoir près des capteurs thermiques.
En revanche, le chauffe-eau solaire à pompe électrique est moins économique que les autres systèmes. En effet, une certaine consommation d’électricité est tout de même nécessaire pour faire fonctionner sa pompe. Ces dépenses énergétiques restent bien moins importantes que celles d’un chauffe-eau électrique.
Le chauffe-eau monobloc
Le chauffe-eau solaire monobloc est un unique appareil, qui rassemble le ballon d’eau et les capteurs thermiques. Très simple à installer, il peut être posé dans le jardin ou sur la façade de la maison ou sur sa toiture.
Ce système présente néanmoins quelques points faibles. La réserve d’eau étant placée à l’extérieur, les déperditions de chaleur peuvent relativement être importantes, notamment durant la nuit et en hiver, lorsque les températures sont plus basses.
Très répandu dans les DOM-TOM, le chauffe-eau solaire monobloc convient très bien à un climat tropical. L’appareil est alors capable de couvrir 100 % des besoins en ECS d’un foyer. Il peut également convenir dans certaines régions de France métropolitaine et d’Europe du Sud (comme l’extrême quart sud-est de la France, l’Espagne, le Portugal et la Grèce).
Le chauffe-eau à thermosiphon
Avec un chauffe-eau solaire à thermosiphon, la réserve est installée en hauteur par rapport aux panneaux solaires thermiques. La circulation de l’eau au sein du système se fait ainsi par convection naturelle. L’eau chaude étant plus légère que l’eau froide, elle monte dans le ballon alors que l’eau froide descend vers les capteurs.
Ce type de chauffe-eau a l’avantage de fonctionner en toute autonomie, sans électricité. Il est donc moins soumis aux divers risques de panne.
Son point faible est la difficulté que peut représenter son intégration dans le bâti. Le ballon d’eau posé au-dessus des capteurs est généralement peu esthétique. Le toit doit également être capable de supporter le poids de cet appareil, qui représente quelques dizaines de kilos par panneau.
🧐 Comment choisir son chauffe-eau solaire ?
Le dimensionnement
Le volume du ballon d’eau chaude est un paramètre à définir avant de s’équiper d’un chauffe-eau solaire. Comptez une consommation journalière d’eau moyenne de 40 litres par personne. Pensez également à prendre en compte les autres usages de l’ECS, comme les cycles de la machine à laver ou du lave-vaisselle, par exemple.
Ne surdimensionnez pas votre ballon solaire. Cela provoquerait une consommation plus importante au niveau de l’appoint, car les capteurs ne suffiraient pas à chauffer l’eau.
Par exemple, pour un foyer composé de 1 à 4 personnes, il est conseillé de s’équiper d’un réservoir d’une capacité de 100 litres. Pour 7 à 8 personnes, 300 litres sont nécessaires.
La puissance
La surface des capteurs solaires détermine la quantité d’eau chaude que le système peut produire. Plus elle est importante, plus le chauffe-eau solaire peut en fournir. La surface de panneaux thermiques et le volume du ballon d’eau chaude sont donc deux éléments qu’il est important de définir conjointement.
Pour estimer la puissance des panneaux solaires nécessaire à votre installation de chauffe-eau solaire, il est important de se baser sur le taux d’ensoleillement du logement. Pour ce faire, il est recommandé de faire appel à un professionnel qualifié. Ce dernier prendra en compte un certain nombre de critères afin de déterminer la puissance de chauffe-eau solaire qui convient :
- les besoins du foyer en ECS (nombre de personnes dans le logement) : prévoir 0,5 à 1 m² de capteurs par occupants ;
- le climat : le rendement solaire varie en fonction de la situation géographique du logement ;
- l’espace disponible pour l’installation (sur le toit de la maison, sur sa façade ou dans le jardin).
Attention à ne pas sous-dimensionner ou surdimensionner le chauffe-eau solaire, au risque de se retrouver dans l'un des cas de figure suivants :
- le chauffe-eau solaire est sous-dimensionné : il est moins cher à l’achat, mais moins efficace par la suite. Les économies d'énergie sont donc moins importantes ;
- le chauffe-eau solaire est surdimensionné : cela peut entraîner une surchauffe des capteurs. La production d’ECS serait alors moins bonne. Notez également que si vous êtes équipé d’un chauffe-eau solaire à pompe, la consommation d’électricité sera plus importante. De plus, un ballon trop volumineux encombrerait inutilement l’espace.
Demandez conseil à un professionnel labellisé RGE La certification RGE (Reconnu garant de l’environnement) est attribuée aux professionnels du bâtiment qualifiés pour la réalisation de travaux de rénovation énergétique. Faire appel à un artisan RGE pour son chauffe-eau solaire apporte donc une garantie concernant ses compétences sur ce type d’installation. Notez également qu’il s’agit d’une condition à respecter pour bénéficier des aides pour la rénovation énergétique.
💰 Combien coûte un chauffe-eau solaire ?
Le prix d’un chauffe-eau solaire est élevé. Il faut compter entre 900 et 1 700 €/m² de capteurs.
Le coût de ce type d’installation est généralement compris entre 3 000 et 7 000 €. Il varie en fonction de la surface de panneaux solaires thermiques à poser et des particularités du logement.
Cet investissement élevé peut toutefois être amorti relativement rapidement. Là encore, les économies réalisables varient en fonction du projet, ainsi que des habitudes de consommation du foyer. Lors de l’étude de faisabilité, le professionnel pourra vous renseigner sur la rentabilité de votre installation.
💸 Quelles aides pour financer un chauffe-eau solaire ?
Le chauffe-eau solaire est éligible aux différentes aides financières pour la rénovation énergétique :
- MaPrimeRénov’ (anciennement CITE) :
- les Certificats d’économies d’énergie (CEE) ou « primes énergie » ;
- la TVA à 5,5 % ;
- l’éco-PTZ (éco prêt à taux zéro) ;
- le chèque énergie ;
- les aides de l'Anah (l'Agence nationale de l'habitat) ;
- les aides locales (régions, départements, communes).
Pour être éligibles aux différentes aides pour chauffe-eau solaire, les équipements d'eau chaude sanitaire ou de chauffage fonctionnant à l'énergie solaire doivent être dotés de capteurs solaires disposant d'une certification CSTBat ou de la certification Solar Keymark ou équivalente.
Panneaux solaires thermiques et panneaux photovoltaïques : quelles différences ? Alors que les panneaux solaires thermiques produisent de la chaleur, les panneaux photovoltaïques produisent de l’électricité. Les deux systèmes peuvent être combinés si l’espace nécessaire est disponible. Vous pouvez également bénéficier de différentes aides financières pour l’installation de panneaux photovoltaïques.
🔧 Comment installer un chauffe-eau solaire ?
L’installation d’un chauffe-eau solaire nécessite de faire réaliser une étude de faisabilité. Cette étape permet de vérifier la rentabilité de ce système dans chaque situation.
Avec le système le plus courant, à pompe électrique, il est indispensable d’effectuer une étude de la toiture qui prend en compte plusieurs critères :
- sa pente ;
- son exposition ;
- son orientation.
Pour un rendement optimal du chauffe-eau solaire :
- les panneaux thermiques doivent être orientés côté sud ;
- l’inclinaison de la toiture doit être d’environ 45 degrés ;
- les masques solaires doivent être évités. Il s’agit des éléments qui pourraient créer de l’ombre sur les panneaux (arbres, cheminée, etc.). Ces zones d’ombres entraînent une baisse significative de la productivité du chauffe-eau solaire ;
- le ballon d’eau chaude doit être installé au plus près des points d’eau dans le logement. Cela permet d’éviter le gaspillage qui se produit lorsqu’il y a une latence entre la demande et l’arrivée de l’eau chaude. Il doit également être placé au plus près des capteurs afin de limiter les déperditions de chaleur. S’il s’agit d’un modèle à pompe électrique, placez-le dans un local chauffé pour éviter que l’eau ne refroidisse trop rapidement.
Pensez à déclarer l’installation des capteurs thermiques Une déclaration à la mairie est obligatoire pour l’installation de panneaux solaires sur la toiture d’une maison, qu’il s’agisse d’un projet de construction ou non. Si le logement est situé dans un site classé, le projet doit être validé par un architecte des bâtiments de France.
💭 Quels sont les avantages et inconvénients du chauffe-eau solaire ?
✅ Les avantages d'un chauffe-eau solaire
Le chauffe-eau solaire affiche de nombreux avantages :
- respectueux de l’environnement : les émissions de CO₂ sont réduites de 45 à 70 % selon le type de chauffe-eau solaire et l’appoint utilisé (ADEME) ;
- économique : l’énergie solaire est gratuite, et il peut couvrir 50 à 80 % des besoins annuels d’un foyer en eau chaude sanitaire. En été, si l’installation est bien dimensionnée, l’appoint peut ne pas être nécessaire ;
- éligible aux aides de l’État : fonctionnant grâce à une source d’énergie renouvelable, le chauffe-eau solaire peut vous permettre de bénéficier de diverses aides financières pour son installation ;
- longévité : bien entretenus, les différents éléments du chauffe-eau solaire ont une excellente durée de vie (20 à 30 ans pour des capteurs solaires de qualité, 15 à 20 ans pour un réservoir performant et environ 10 ans pour le circulateur, les sondes de température et la régulation) ;
- entretien limité : un contrôle est à prévoir tous les 2 à 3 ans ;
- conforme à la RE 2020 : cette réglementation impose le développement des équipements utilisant des énergies renouvelables dans les constructions neuves.
❌ Les inconvénients d'un chauffe-eau solaire
Le chauffe-eau solaire compte tout de même quelques inconvénients :
- rendement variable : il dépend notamment du climat et de l’orientation des panneaux thermiques. Il change également en fonction de la saison ;
- prix très élevé à l’achat : il s’agit d’un investissement important qui peut, cependant, être rentabilisé grâce aux économies réalisables sur les factures d’énergie ;
- appoint obligatoire : le chauffe-eau solaire ne peut généralement pas couvrir 100 % des besoins d’un ménage ;
- changement de ballon d’eau chaude : en rénovation, il est impossible de conserver le même ballon d’eau chaude pour installer un chauffe-eau solaire.
❓ Foire aux questions sur le chauffe-eau solaire
- Comment entretenir son chauffe-eau solaire ?
- Quelles sont les économies réalisables avec ce type de chauffe-eau ?
Comment entretenir son chauffe-eau solaire ?
L’entretien du chauffe-eau solaire assure une bonne longévité et un rendement optimal du dispositif. Il consiste en un simple contrôle à faire réaliser tous les 2 à 3 ans. Vous pouvez confier cette tâche à votre installateur.
Ce type d’intervention est généralement facturé 120 à 180 €.
En fonction du type de chauffe-eau solaire, les éléments suivants peuvent alors être vérifiés :
- les capteurs ;
- la pression ;
- le fluide caloporteur ;
- la pompe électrique ;
- l’isolation thermique des tuyaux.
Au quotidien, veillez à ce qu’aucun obstacle ne gêne les capteurs solaires, comme des feuilles mortes, par exemple. Si un arbre a poussé et crée une ombre sur votre installation, taillez les branches qui obstruent la lumière.
Quelles sont les économies réalisables avec ce type de chauffe-eau ?
D’après l’ADEME, l’eau chaude sanitaire peut représenter jusqu’à 20 % des factures d’énergie d’un ménage. Le choix de l’équipement produisant l’ECS dans un logement détermine donc en grande partie le montant des factures.
Les économies réalisables avec un chauffe-eau solaire sont très importantes. Pouvant aller jusqu’à 75 %, elles varient cependant pour chaque installation (taux d’ensoleillement, surface des capteurs, besoins en ECS du foyer, etc.).
Les économies réalisables avec un chauffe-eau solaire varient également selon les saisons. En hiver, les journées sont plus courtes et le rendement de l’appareil moins bon. En revanche, l’ensoleillement en été peut permettre au chauffe-eau solaire de subvenir à la totalité des besoins du foyer.
Quelle alternative au chauffe-eau solaire ? Le chauffe-eau thermodynamique produit également de l’eau chaude sanitaire grâce à une source d’énergie renouvelable. Cette dernière peut varier selon les modèles. Toutefois, le chauffe-eau thermodynamique le plus courant est aérothermique. Ce sont donc les calories présentes dans l’air qui sont utilisées pour chauffer l’eau. Le fonctionnement de ce type d’équipement est semblable à celui de la pompe à chaleur (PAC). Il est donc très économique et écologique. Comme le chauffe-eau solaire, il est éligible aux diverses aides financières de l’État.
