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Le premier chauffage solaire indépendant et... réversible

Avec EnerSun System, Catherine Baldo et Christian Chassin à la tête de l’entreprise Azur Chauffage à Rians (Vaucluse) révolutionnent les systèmes solaires combinés.


Photo EnerSun System : Catherine Baldo, 43 ans, titulaire d’un DESS de gestion et administration des entreprises, s’est consacrée au développement d’Azur Chauffage. Depuis 2004, elle s’est impliquée dans la défense des petites entreprises en intégrant la Capeb. Secrétaire ajointe du bureau de la section plomberie chauffage du Vaucluse depuis 2005, elle en est le référent pour le solaire.
Christian Chassin, 49 ans, est installateur de chauffages traditionnels à eau chaude, de Cesi et SSC.

C’est la face cachée du solaire. Certes, le marché français 2006 du solaire thermique devrait avoisiner les 300 000 m², soit 210 MWth installés et 80 % de mieux par rapport à 2005… Certes, le Plan Soleil initié en 1999 et achevé en 2006 pour la relance nationale du solaire a rayonné, soutenu par un discours fort des pouvoirs publics, des subventions et le relais du crédit d’impôt aux particuliers à 50 % de la facture des équipements. Mais si l’on observe l’offre commerciale, ce marché du solaire thermique reste en faveur des chauffe-eau solaires individuels (Cesi) : plus de 35 000 installés soit l’équivalent de 150 000 m2, contre 5 000 environ pour les systèmes solaires combinés (SSC), équivalents à 51 000 m². Pourtant, c’est cette offre qui répond le mieux à un allégement du lourd poste du chauffage en terme de consommation énergétique résidentielle. Pour Catherine Baldo et Christian Chassin, « les SSC existants présentent quatre défauts principaux. Aucun n’est indépendant d’une autre énergie, il n’existe pas de système de stockage intersaison, ni de gestion centralisée qui permette une optimisation de la production et de la demande. Enfin les contraintes liées à l’utilisation de l’eau comme fluide caloporteur limitent le nombre et la puissance des capteurs solaires utilisés ». En système solaire combiné, le solaire fournit seulement 35 à 40 % de l’énergie. Un niveau que Catherine Baldo et Christian Chassin jugent insuffisant et perfectible, l’idéal étant d’atteindre pratiquement une autonomie solaire. À partir de là, avec l’expérience d’installateur de Christian Chassin, ils ont créé en 2004 EnerSun System : une structure de conception d’un véritable chauffage solaire indépendant.

Un circuit de glycol pur

Les limites physiques des systèmes solaires sont connues : ébullition du fluide, dilatation des matériaux, etc. Christian Chassin s’est tourné vers un fluide caloporteur capable de supporter une température de 160 °C : du glycol pur. Mis à température par des capteurs sous vide à haut rendement, il est mis en circulation dans le réseau et stocké dans une série de réservoirs de taille moyenne : deux ou trois d’une capacité de 150 à 200 l pour un logement de 100 m2 pour gérer en cascade la montée en température et la décharge d’énergie pour alimenter le chauffage par plancher et le préparateur d’eau chaude sanitaire (voir le graphique ci-dessous). Pour une telle installation, environ 800 l de glycol de qualité alimentaire seraient nécessaires… Largement avancé avec des partenaires tels que le Centre scientif que et technique du bâtiment (CSTB) de Valbonne (Alpes Maritimes) et le fournisseur international de système de régulation Honeywell, la recherche sur ce concept repose sur l’utilisation de pièces résistantes aux conditions de températures et de pression (vannes hautes températures, joints résistants au glycol…) et sur le paramétrage logiciel très subtil de l’ensemble. La régulation développée prend en compte en permanence les températures et les pressions en différents points pour optimiser la production solaire et son utilisation en fonction des demandes enregistrées. Le dimensionnement est réalisé en fonction de l’installation à chauffer mais aussi de l’autonomie souhaitée par l’utilisateur : le nombre de ballons et de capteurs seront ainsi proportionnels au degré d’autonomie demandé. Quel est le fonctionnement ? Lorsqu’une demande de chauffage est enregistrée, le système EnerSun propose la meilleure configuration de réseau : utilisation directe de l’énergie produite par les émetteurs ou puisage dans un des réservoirs. Les capteurs produisent les calories et la régulation maintient en température les réserves pour le chauffage et la production d’ECS. En été, le fluide alimentera le préparateur d’ECS, et le surplus d’énergie sera déchargé dans un système de sécurité. Le système peut être indépendant. S’il reçoit un appoint de chauffage – chaudière gaz, fioul ou électrique, bois, PAC, etc. –, c’est pour pallier à l’épuisement total des réserves de calories dans les ballons. « Il peut être autonome de tous types d’énergies, en lui associant des panneaux photovoltaïques couplés à des batteries qui fourniront l’électricité nécessaire au fonctionnement des circulateurs, moteurs de vanne, régulation et même résistance électrique du préparateur d’ECS », révèle Christian Chassin.


Photo EnerSun : EnerSun fonctionne avec ou sans appoint de calories. Les capteurs peuvent élever la température du glycol pur jusqu’à 160 °C. L’énergie est répartie dans une série de petits ballons.La régulation, ici primordiale, assure l’alimentation du chauffage à basse température et du réchauffage de l’eau sanitaire.

Haute température pour production de froid

Autre avantage d’EnerSun : la très haute température produite pour alimenter des planchers chauffant peut aussi être exploitée par une machine à absorption pour produire du froid et ainsi alimenter des ventilo-convecteurs pour climatiser le logement. Ce chauffage solaire du futur, breveté en février, n’est pas encore commercialisé. « Les premiers essais réalisés dans de très mauvaises conditions confirment des rendements trèsintéressants, indique Christian Chassin. Nous espérons pouvoir très prochainement travailler sur un site pilote qui permettra de valider le système tant au niveau du dimensionnement, qu’au niveau des mises au point des différentes composantes – régulation, système de contrôle, circulateurs, tests de capteurs solaires… –, et, au niveau des calculs de rendement. La commercialisation ne pouvant être envisagée qu’après une série de tests et mesures en situation ». Un dossier de fi nancement européen – avec le soutien de Synergy Plus pour le dépôt de demande de fi nancements européens – porte sur la réalisation d’un prototype sur un site pilote ; la validation des résultats sera effectuée par le CSTB. Le groupe Honeywell, qui développe régulation, contrôle, vannes et instrumentations, joue un rôle primordial. En outre GDF est présent dans le consortium de développement. L’obtention du fi nancement européen permettrait de lancer un test d’un an et d’organiser l’industrialisation l’année suivante. Et demain ? « EnerSun System prendra toute sa dimension sur des bâtiments HQE puisque les pertes dues au bâti seront minimisées, les circulations d’air maîtrisées – l’idéal serait une ventilation double flux – permettant une autonomie très grande, voire totale, assure Catherine Baldo. L’implantation géographique sera importante et il faut un compromis acceptable entre investissement et autonomie, ce qui sera calculé dans le projet européen». La conquête du futur ne s’arrête pas là pour ce chauffage solaire : la climatisation fera l’objet du dépôt d’un second projet européen en collaboration notamment avec Arsenal Research en Autriche.

Stéphanie Lacaze-Haertelmeyer

* Source : Association Enerplan, février 2007

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