Le constat

Les désordres sont de deux types :

• Fonctionnels
  
  • mauvaise implantation, orientation des capteurs solaires,
  • circulation de fluide dans les capteurs insuffisante,
  • surface de capteur surdimensionnée par rapport à la capacité de stockage et aux besoins ;
• Performanciels
  L'énergie solaire est insuffisante pour produire de l'eau chaude sanitaire toute l'année, un appoint avec une autre énergie est donc nécessaire. Une conception défectueuse ou un réglage mal maîtrisé de la régulation peut générer une surconsommation de l'énergie d'appoint.

Le diagnostic

Il existe plusieurs types de chauffe-eau solaires individuels dont l'appoint peut être soit intégré par résistance dans le ballon, soit séparé et produit par une chaudière de chauffage central (voir schéma ci-dessous).

Désordres fonctionnels

• Un arbre peut constituer un écran, et également une source de feuilles se déposant sur les capteurs : des capteurs encrassés, et/ou avec une exposition ne permettant pas la réception optimum des rayons du soleil, voient leur rendement diminuer.

• En l'absence de soleil et par température extérieure négative, il y a risque de gel de fluide solaire circulant dans les capteurs si les pentes (contribuant à assurer la vidange automatique) ne sont pas assurées. L'absence ou l'insuffisance de protection antigel est à l'origine du gel des tubes dans les capteurs et dans la tuyauterie de liaison située à l'extérieur.
• Les fournisseurs de capteurs solaires proposent souvent, avec le ballon, un ensemble comprenant une pompe de circulation d'eau, une soupape de sécurité, un vase d'expansion, un clapet de non-retour et quelquefois un dispositif de décharge.
  
  La pompe fournit un débit d'eau pour une hauteur manométrique disponible. Le dimensionnement de cette dernière est fonction de la longueur de la liaison entre les capteurs et le ballon, et de la complexité de son parcours.
  
  Si la distance entre le capteur et le stockage est trop longue, ou bien si le réseau comporte un grand nombre de coudes, sa résistance hydraulique augmente et la pompe initiale peut ne pas être suffisamment puissante.
• La présence d'air perturbe les échanges thermiques dans le capteur contribuant à l'élévation de sa température et à diminuer la performance de l'installation.
• Les capteurs solaires sont très rarement occultables et ne peuvent pas être protégés de l'ensoleillement.
  En cas de mauvais dimensionnement ou de non soutirage de l'eau chaude sanitaire, l'eau primaire surchauffe. Son augmentation de volume et de pression est absorbée dans les premiers temps par le vase d'expansion. Si l'installation est mal dimensionnée, la soupape de sécurité s'ouvre.
  En cas de défaut d'entretien elle peut rester bloquée, entraînant la déformation des capteurs.
  La mise en place d'un mitigeur en sortie du ballon évite les risques de brûlure est obligatoire.
• En cas d'absence prolongée de soutirage d'eau chaude sanitaire, les capteurs doivent être occultés ou un dispositif de décharge mis en place pour évacuer l'énergie non consommée et éviter la montée en température non maîtrisée de l'eau du circuit primaire et de l'eau chaude sanitaire.

Désordres liés au défaut de performance

• Le contrôle du différentiel température de l'eau, en sortie des capteurs et bas du ballon, est indispensable. La pompe ne doit en effet fonctionner que lorsque l'énergie solaire est suffisante pour élever la température de l'eau dans les capteurs.
  En l'absence de ce contrôle, la pompe pourrait fonctionner et envoyer de l'eau chaude, produite par l'énergie d'appoint, dans les capteurs.
• Un dysfonctionnement de ce contrôle peut également entraîner l'utilisation intempestive de l'énergie d'appoint alors que l'énergie solaire assure seule le chauffage de l'eau.
  Dans les deux cas, il y a surconsommation de l'énergie d'appoint.

Les bonnes pratiques

• S'assurer de l'absence de masques ou de risques d'occultation des capteurs lors de l'installation.
• Optimiser l'orientation les capteurs.
• Ne pas surdimensionner la surface de capteurs.
• Protéger l'installation contre le gel.
• Mettre des purgeurs avec vannes d'isolement en point haut de l'installation et introduire l'eau glycolée en éliminant l'air contenue dans le réseau.
• Vérifier que les caractéristiques de la pompe sont cohérentes avec la configuration de la liaison capteurs/ballon.
• Vérifier les sécurités : soupapes de sécurité, asservissement de la pompe aux contrôles de température de l'eau en sortie des capteurs.
• Vérifier la régulation.
• Informer l'utilisateur sur la nécessité qu'il vérifie périodiquement son installation et faire l'entretien de l'installation par un professionnel.

A consulter

• DTU 65.12 : Réalisation des capteurs solaires plans à circulation de liquide pour le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire.
• DTU 60.1 : Plomberie sanitaire.
• DTU de la série 40 : Couverture.
• Cahiers du CSTB n° 1612, 1613, 1614 , 1827 et 1983.