Le chauffage solaire de A comme "avenir" à Z comme "zizanie"

Genèse

Notre maison à été construite avec l'option tout électrique, donc une isolation poussée. La dépense globale annuelle d'énergie est approximativement de 1100 € annuel pour l'électricité auquels vient s'ajouter environ 100 € pour 10 à 15 stères de bois de chauffage en "affouage".
Ce budget supportable aurait pu rester en l'état, mais peut-être que la dégradation de l'environnement s'ajoutant à mon gout pour le bricolage, j'ai envisagé de franchir ce seuil critique qui précède les "em...ments".

Un pas vers le confort et les économies d'énergie a déjà été fait avec la construction d'une véranda sur la façade est couplée avec une grande terrasse au sud.
Seul petit problème, même avec un rideau masquant la toiture, dès le mois de mai, impossible de vivre avec fenêtres fermées, la température grimpe allégrement à 40°.

La construction d'une véranda habitable toute l'année sur la terrasse sud avec son chauffage fait pencher la balance, mais il a quand même eu 3 ans de réflexion avant que cette solution devienne évidente.
Les pages qui suivent décrivent les différents stades de cette évolution et sa mise en service qui doit intervenir au printemps 2009 (en principe).
Les recherches

Quand on est totalement ignorantde la chose, dans un premier temps, il faut faire le tri dans l'information. Sur internet, avec "chauffage solaire" en entrée, on obtient 563000 pages francophones !!!!.
Vaste problème pour trier le bon grain de l'ivraie d'autant que je ne savais pas franchement ce que je voulais, ni ce qui est raisonnablement envisageable tant du coté fonctionnel que de la rentabilité économique. Surtout que les enfants étant élevés, nous ne sommes en général que 2 dans la maison.

Une certitude, le créneau doit être rentable pour certains, car les offres de devis avec promesse de rentabilité sont légions. j'ai voulu vérifier et j'ai entré "astrologue" dans un moteur de recherche et j'ai obtenu 191000 pages à comparer avec les 563000 citées plus haut.

Premier principe, il faut lire des m2 de documents et plus on en lis, plus on doute.
Heureusement, des forums sérieux avec conseils désinteressés sont de plus en plus nombreux, et l'autoconstruction ayant de plus en plus d'adeptes, des éléments de comparaisons sont enfin disponibles.
Les doutes pour faire le bon choix

Je ne suis pas un spécialite du chauffage et de la technique solaire, et plus je lisais de documents, moins mon jugement s'affirmait. A presque 70 ans, on n'assimile pas le charabia technique comme à 20 ans. C'est un reproche général que je fais, la plupart des internautes qui SAVENT postent des messages abscons pour le "vulgus pécus" que je suis.

Par exemple, je n'ai jamais trouvé un mémo clair comparant les avantages et inconvénients entre capteur plan et capteur à tube, risques de surchauffe entre les différents types de capteurs, pertes d'efficacité pour un montage vertical sur un mur, etc.

Entre temps est sorti le livre de Pierre Amet "installer un chauffage solaire" qui, tout en restant hardu à parcourir pour un novice, débroussaille passablement le terrain, celà vient peut-être du fait que je comprends mieux ce que je lis en feuilletant un livre qu'en surfant sur le net.
En résumé, si on désire installer en auto-construction un chauffage solaire, ce n'est pas évident, il faut beaucoup chercher pour trouver une solution viable et rentable, il n'y a pas à ce jour de technique très supérieure aux autres, les renseignements pris auprès de propriétaires d'installations proche de chez soi sont aussi importantes pour le choix final.
Les données de base

Notre terrasse sud ayant quelques problèmes d'infiltration,
2 options étaient possibles :
soit casser le revêtement, refaire l'étanchéité et remettre un nouveau carrelage.
soit laisser le carrelage existant et couvrir la terrasse pour la transformer en veranda habitable toute l'année.

C'est cette dernière option qui à été choisie, l'investissement étant à peu près identique pour chaque solution, le fait de pouvoir réaliser en auto-construction la véranda à fait pencher la balance, d'autant que le coin barbecue couvert en cours d'aménagement pouvait s'intégrer sans difficultés dans le nouveau projet.

Par contre, l'aménagement de la véranda supprimant la terrasse, il fallait envisager une solution car cette terrasse était le coin préféré de mon épouse.
J'ai donc dû envisager un endroit ensoleillé suffisamment grand pour placer 2 bancs solaires. Seule solution, créer un balcon coté ouest et en profiter pour y joindre un escalier donnant directement accès au jardin.

Une utilisation continue suppose un chauffage pour l'hiver, indépendamment du poêle à bois qui chauffe parfaitement, il faut un système qui peut assurer une mise hors-gel en cas d'absence prolongée. Ne voulant pas continuer avec des radiateurs électriques, j'ai opté pour des convecteurs à eau chaude (que j'avais en stock depuis + de 20 ans et qui étaient encore dans leur emballage).

Cette solution permettait d'envisager d'intégrer directement des panneaux solaires dans la construction et de les incorporer dans l'habillage afin de protéger et isoler aux maximum les tuyaux du fluide de chauffage pendant les travaux.
Pour résumer, les besoins sont une installation solaire qui puisse tempérer en hiver, un ballon de 500 litres d'eau accouplé à un ballon tampon de 300 litres, afin d'utiliser le moins possible une résistance de 6 Kw pour porter cette eau au 55° nécessaire au circuit de convecteurs. Dès que les conditions atmosphériques le permettront, le pré-chauffage d'un ballon de 300 litres accouplé au ballon actuel de 200 litres d'ECS sera mis en service.
L'été les capteurs inférieur pourront-être occultés pour éviter la surchauffe, un seul capteur assurant la production d'Eau Chaude Sanitaire.
Les systèmes en présence

Il y a aujourdhui sur le marché, 2 familles de capteur solaire thermique. Les capteurs plans et les capteurs à tubes. En plus chaque famille comporte plusieurs types ce qui ne facilite pas la vie.
Mes besoins sont bien spécifiques (ce qui est le cas de tout un chacun), les capteurs doivent être verticaux, j'ai besoin d'un rendement maximum en hiver, je peux occulter les capteurs inférieurs sans problèmes l'été.

Si j'ai pas tout faux dans ce que j'ai cru comprendre, les capteurs plan sont moins chers à l'achat, fonctionnent mieux quand il sont inclinés et ont un meilleur rendement l'été.
les capteurs à tube sont plus cher à l'achat, ont un bon rendement même verticalement, mais sont moins souple dimensionnellement (apper = 1 seul modèle).

La visite d'une installation voisine me conforte dans ma décision. 6 capteurs plans à 40° qui maintiennent de décembre à fin février, l'eau de chauffage à 40/45° avec un ballon de 1000 litres), expérience sur seulement 1 hiver. Le propriétaire de l'installation se dit très satisfait malgré le manque de recul. Il est vrai que c'est une installation dans une construction bois neuve avec finalité écologique.
Le choix final de l'installation

Après bien des hésitations, le choix s'est porté sur les capteurs à tubes fournis par "l'APPER". Le choix à évolué dans le temps. 2 capteurs 30 tubes, mais, pour assurer une production d'eau de chauffage suffisante en hiver, cette solution était un peu juste au niveau de la surface de capteurs.

Un temps, un assemblage de capteur tubes et plan à été envisagée, la largeur des capteurs plans permettant d'en intégrer 4 dans l'espace libre mais le mélange des techniques ne me plaisais pas trop.

Finalement la possibilité d'obtenir 2 capteurs 25 tubes à fait pencher la balance. Donc un capteur 30 tubes sur la partie haute du pignon et 2 capteurs 25 tubes placés sur le mur de la nouvelle véranda, avec la possibilité d'incorpores un 4éme capteur 20 tubes pour la partie capteurs.

Le circuit chauffage, installé au sous-sol sous la veranda, est composé d'un ballon à un serpentin, capacité 500 litres (c'est ce qui passe dans les portes), équipé d'une résistance 6 kW triphasée assurant le complément pour arriver à 55°, température nécéssaire pour le circuit des convecteurs.

Le circuit ECS est composé d'un ballon à un serpentin capacité 300 litres qui préchauffe l'eau sanitaire devant passer par le ballon actuel pour atteindre sa température finale. Dans un premier temps, 2 vannes 3 voies manuelles assurent le choix chauffage/ECS mais une fois que le système sera maitrisé, les vannes seront vraissemblablement automatisées.
La partie "mécanique" est à peu près dans sa version finale, mais il reste la partie régulation et là c'est une autre aventure qui commence. J'ai vu passer des informations sur des circulateurs à 3 vitesses, des sondes dans tous les coins completé par un programmateur millenium !!!!!!!. ça, ça va être dur à assimiler, d'autant que je suis nul dans cette branche.
Enfi, j'ai l'hiver qui arrive pour comprendre un peu ce qui doit se passer.
Le choix final de l'installation (suite et peut-être pas fin)

En juillet, je pensais avoir trouvé le choix final !!!!
Mais en continuant à lire, à voir des réalisation diverses, je n'était plus très sur de moi.

Tant que le matériel n'est pas commandé c'est pas trop grave. Plusieurs discussions concordantes avec des auto-installateurs voisins penchent dans le même sens. Compte tenu de mes besoins, une installation avec des capteurs plans sera aussi efficace en hiver (besoin principal) qu'une installation de capteurs à tubes pour un prix moindre.

J'en suis là pour l'instant, en ce début septembre 2008, j'ai encore 3 mois devant pour faire le choix final, la commande de matériel doit intervenir en fin d'année pour pose en mai/juin
Avant-propos

Je fais partie de ces gens qui doivent absolument faire un dessin avant d'entreprendre un travail. Jai eu la chance grace à mon métier d'utiliser des logiciels de dessin technique et 3D. De ce fait, j'ai constitué une bibliothèque avec tous les éléments constitutifs de la maison ce qui permet d'avoir une idée assez précise d'un aménagement quelconque

Car c'est maintenant que les problèmes commencent, le choix général est fait, on passe aux détails et c'est fou ce qu'il en a.

Je vais relater dans ces pages tout ce qui va se passer à partir d'aujourdhui en juillet 2008 jusqu'à la mise en route finale
Les photos dans un premier temps ne vont pas toutes correspondre, mais selon avancement, je procéderai à des mises à jour
Les canalisations

Voilà, je commence à chiffrer le coût approximatif de l'opération et les tuyaux cuivre avec les raccords comptent pour une bonne part dans l'addition finale.

premiers problèmes à trancher :
diamètre des tuyaux 12 ou 22 mm, il y a des tenant de chaque formule et l'impact économique n'est pas le moindre, surtout couplé à l'isolation
bitube isolé (c'est plus facile mais plus cher) ou tube cuivre rigide avec raccords
Pour les tubes du circuit primaire, je crois que je vais passer un maximun en tube rigide avec raccords bicones, tube cuivre en couronne pour les courbes à grand rayon et peut-être bitube isolé pour raccorder les 2 capteurs haut d'accès plus difficile.