Dossier : Panneaux solaires : mode d’emploi
Un capteur solaire thermique doit être aujourd’hui considéré comme un élément de composition architecturale, au même titre qu’une porte ou une fenêtre. Il s’agit donc d’allier la production énergétique des capteurs, leur esthétique, ainsi que le respect du patrimoine architectural et paysager environnant.
7 Chapitres à consulter :
Panneaux solaires : les capteurs solaires tubulaires DF sous vide d’Idéal Standard
Profitez de tous les bienfaits de l'énergie solaire avec les nouveaux capteurs tubulaires d'Idéal Standard. Adapté à toutes les toitures, ce système de captage performant saura vous offrir une eau chaude et un chauffage optimum, pour un coût minimum !
© Idéal Standard
Une liberté d'installation exceptionnelle
Les capteurs solaires DF s'adaptent facilement à toutes les configurations possibles et préservent l'esthétisme extérieur de votre habitat. En effet, ils peuvent être posés :
- sur toit incliné (avec ou sans angle correctif),
- horizontalement sur terrasse ou sur toiture plane,
- verticalement en façade,
- en collecteur horizontal ou vertical.
Ainsi, une installation de capteur tubulaire est près de 25 % moins encombrante qu'une implantation classique équivalente.
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Un captage performant
Les capteurs solaires à tubes sous vides sont employés pour la production d'eau chaude sanitaire ou de chauffage combiné. Grâce au vide, les déperditions thermiques sont minimisées : le tube reste constamment froid au toucher. De cette manière, le capteur reste efficace, même lorsque les températures chutent, c'est-à -dire lorsque le besoin en eau chaude est le plus important. En outre, pour optimiser leur rendement, les tubes sont orientables jusqu'à 25°, évitant ainsi les ombres projetées afin de capturer pleinement des rayons du soleil.
Un équipement durable
Grâce à leur conception en borosilicate, les tubes garantissent l'étanchéité et donc la protection du vide. Ainsi, les risques de condensation ou de corrosion des éléments sont écartés et l'équipement est efficacement protégé. Les températures utiles sont ainsi accessibles plus tôt dans la matinée et le restent plus tard dans la soirée. Par ailleurs, le système possède une haute redondance : un tube brisé ou manquant ne perturbe pas le fonctionnement de l'ensemble du système.
En savoir plus
Rendez-vous sur www.ideal-standard.fr
Panneaux solaires : contraintes et règlementation
Avant toute réalisation de projet, il convient de se renseigner auprès du service d'urbanisme de votre mairie ou à la Direction Départementale de l'Equipement (DDE). Ces dernières vous permettront de recueillir toutes les informations utiles sur le dispositif réglementaire appliqué lors de l'implantation de capteurs solaires. L'occasion de vous informer également sur les conditions d'obtention d'une autorisation de construire.
Le Plan Local d'Urbanisme (PLU)
Ce Plan remplace le Plan d'Occupation des Sols (POS). Il fixe les règles générales et les servitudes d'utilisation des sols, ainsi que celles concernant l'aspect extérieur des constructions (dimensions et aménagement de leurs abords). Il garantit la qualité architecturale et l'insertion harmonieuse des constructions dans leur milieu environnant. Ainsi :
- il identifie et localise les éléments de paysage.
- Il délimite les lieux, constructions et espaces à protéger, à mettre en valeur ou à requalifier pour des motifs culturels, historiques ou écologiques.
- Il définit, le cas échéant, les prescriptions propres à assurer la protection de chacun de ces éléments.
- Il précise, selon la zone géographique concernée, les contraintes de pose des capteurs solaires.
Si le solaire n'est pas particulièrement mentionné par le Plan Local d'Urbanisme, il faut respecter les prescriptions générales concernant le bâti, comme la composition de la toiture, sa pente ou sa couleur...
Une mise en œuvre limitée
Dans certains secteurs, il existe des règlements plus contraignants qui peuvent aller jusqu'à l'interdiction pure et simple de toute mise en œuvre de panneaux solaires.
- la Zone de Protection du Patrimoine Architectural Urbain et Paysager (ZPPAUP), vise la portion du territoire à protéger ou à mettre en valeur pour des motifs d'ordre esthétique ou historique.
- le Périmètre de Protection d'un site inscrit ou classé protège l'intérêt architectural ou historique de certains sites. Leur évolution est soumise à une vigilance très particulière.
- le Périmètre de Rénovation Immobilière (PRI), qui permet d'intervenir à la fois sur l'extérieur des bâtiments et sur les logements, avec une possibilité d'expropriation pour rénovation.
- le Plan de Sauvegarde et de Mise en Valeur (PSMV), qui concerne des secteurs présentant un caractère historique esthétique ou de nature à justifier la conservation, la restauration et la mise en valeur de tout ou partie d'un ensemble d'immeubles.
Panneaux solaires : bien choisir les matériaux
Le choix des matériaux et des composants utilisés est important car les capteurs ont une durée de vie approximative de 20 à 25 ans. Ils sont exposés durant cette période aux intempéries diverses : variations de température, pluie, grêle, neige, rayonnement UV, matières polluantes et corrosives... Résistance et durabilité doivent donc être des qualités à ne pas négliger. Voici quelques éléments à connaître pour vous aider à faire le bon choix !
Résistance et qualité optimum
Les matériaux utilisés doivent être peu sensibles à la corrosion. Des panneaux en acier inox ou aluminium seront donc la garantie d'un équipement durable. Le zinc, quant à lui, doit être de bonne qualité pour les composants galvanisés et doit bénéficier d'une bonne protection contre toutes les dégradations éventuelles. Il faut également faire attention aux charges mécaniques, comme le vent, la neige, ainsi qu'au poids des capteurs (1 m² de capteur en fonctionnement pèse environ 25 kg, les tubes sous vide étant plus légers).
Attention aux fixations !
Si les capteurs solaires sont conçus pour durer longtemps, les structures de fixation (et particulièrement l'isolation thermique des tuyaux) sont souvent de moins bonne qualité. L'intérêt de l'intégration des capteurs est ainsi aussi bien technique qu'esthétique. Certaines marques et modèles de capteurs sont en effet conçus pour remplacer la couverture d'un toit.
Panneaux solaires : l'aspect visuel
Parmi les critères de choix essentiels, l'impact visuel et esthétique des capteurs ne doit pas être négligé : position, forme, proportions, style... s'ils vous permettent de réduire votre consommation d'énergie, ce ne doit pas être aux dépens de l'aspect extérieur de votre habitat !
Pour tous les goûts
Si on les compare avec d'autres composants couramment utilisés dans l'habitat comme les fenêtres de toit, les capteurs présentent nombre de différences de matières, de couleurs et de formes... L'offre et le mode de fonctionnement évoluent pour être au plus près de ceux qui, décidés à passer aux nouvelles énergies, se retrouvent freinés par l'approche peu esthétique des solutions sur le marché. Aujourd'hui, l'offre en capteurs solaires s'adapte à tous les besoins architecturaux et à toutes vos envies.
Les clés d'une intégration réussie
- En parallèle des contraintes techniques d'implantation, il existe des principes à respecter qui conditionnent la réussite d'une intégration.
- Définir l'impact visuel des capteurs, quel que soit l'endroit où se trouve l'habitation (zone urbaine, zone rurale, zone de protection patrimoniale, ...), en définissant les points de vue (proches et lointains) sur les capteurs induits par le bâti et la topographie du terrain.
- Répondre à différents critères de positionnement et de surface et privilégier ainsi une certaine symétrie, tant dans l'implantation des capteurs que dans l'adéquation entre la forme de la surface qui accueille les capteurs et enfin dans celle des capteurs eux-mêmes.
- Respecter la composition du bâtiment dans son ensemble sans considérer uniquement la façade d'implantation.
- Offrir une nouvelle fonction aux capteurs en plus de leur rôle habituel de production de chaleur : de protection solaire, de couvertures pour les vérandas, d'éléments graphiques ou de bardage de façade en positionnement vertical, etc.
- Choisir un style : l'apparence des capteurs peut être semblable, voire identique à celle des matériaux de façade ou de toiture. Selon les fabricants, ils sont de différentes dimensions (plusieurs dimensions sont envisageables pour une même surface de captage), de formes, de finitions et de couleurs, ce qui leur permet de pouvoir s'adapter plus ou moins facilement au bâti.
Panneaux solaires : Choisir la bonne implantation
Il s‘agit ensuite de considérer la construction à équiper pour définir l'endroit le plus adapté à l'implantation des capteurs. Chaque solution d'implantation possible entrainera divers types de surcoûts qu'il faudra prendre en compte.
En toiture inclinée
L'implantation des panneaux solaires en toiture inclinée est la plus habituelle. Il existe plusieurs types de toitures inclinées :
- Ã une pente,
- symétriques (inclinaisons identiques sur les 2 pans de toit),
- à pentes asymétriques (par exemple une pente de toit à 45° et l'autre à 20°),
- à pentes décalées (le haut du toit, près du faîtage, est incliné par exemple à 45° et le reste à 60°).
La pente de la toiture doit être en adéquation avec les usages souhaités du système solaire (chauffage et/ou eau chaude sanitaire). A noter : la production solaire sera optimisée par des toitures à pentes décalées ou à pentes asymétriques (il faut vérifier si de telles dispositions sont compatibles avec les règlements d'urbanisme locaux).
En façade
L'implantation des panneaux solaires en façade peut être effectuée de deux manières possibles :
- les capteurs sont inclinés grâce à un support métallique. Un système qui permet de choisir l'inclinaison optimale de l'équipement. On peut dans certains cas créer des auvents ou des vérandas, voire des brise-soleil (les capteurs ont alors une seconde fonction). Les capteurs peuvent également trouver leur place naturellement grâce à des décrochements de façade ou des bow-windows.
- les capteurs sont verticaux et peuvent prendre place en surimposition, voire en incorporation à la façade, disposition verticale qui convient particulièrement pour les usages de chauffage solaire et les systèmes solaires combinés. Ici, les surchauffes estivales sont atténuées, tout en couvrant la totalité des besoins d'ECS en été et en offrant une parfaite intégration.
En toiture terrasse
Les capteurs sont inclinés et orientés pour une production énergétique optimale. Ils peuvent être masqués du sol par un éventuel acrotère (le périmètre surélevé de la terrasse) : l'impact visuel est alors négligeable. Cette disposition paraît idéale, à condition de respecter quelques règles de base. Ainsi, s'il n'y a pas d'acrotère et que l'impact visuel est significatif, il faut respecter si possible la symétrie du bâtiment et le parallélisme des lignes dans l'implantation des capteurs. Le système de fixation devra être choisi avec soin et l'étanchéité de la toiture terrasse impeccable. Les capteurs seront placés à une distance minimum de 1,50 m de l'acrotère pour des raisons de maintenance et de sécurité.
Au sol
C'est souvent la solution la moins onéreuse en rénovation. L'implantation au sol permet ainsi de ne pas intervenir sur l'enveloppe du bâti. On optera pour une structure utilisée comme support avec éventuellement un habillage (ou carénage). Dans le cas d'un terrain pentu, on préfèrera un talus incliné et orienté de façon adéquate (meilleure intégration dans le paysage environnant). Pensez aussi à veiller aux éventuelles ombres portées par la végétation ou les bâtiments voisins (les « masques »).
Panneaux solaires : impact de la pente et de l’orientation de la toiture
L'intégration architecturale n'est pas tout : le couple inclinaison/orientation a une influence essentielle sur les performances énergétiques de l'installation. Ainsi, c'est dans la pente et l'orientation que suivront les capteurs que réside le secret d'un bon rendement.
Une question de pente
Le rendement énergétique est plus important en hiver qu'en été pour le chauffage, alors qu'il doit être en principe identique tout au long de l'année pour l'eau chaude sanitaire. Au nord de la Loire, la pente devra être de 45°, avec une toiture orientée vers le Sud (à plus ou moins 30° d'écart en termes d'orientation). Dans le midi, on se contentera des pentes usuelles (une pente de 20°sera suffisante, le besoin de chauffage étant moindre). Si l'on ne dispose pas de la nature de toiture exigée, (notamment en cas de pentes orientées Est/Ouest), on peut en profiter pour ajouter une construction telle qu'un appentis, un garage ou une pergola, en pignon afin de créer une pente utilisable orientée plein Sud sur laquelle on pourra implanter les capteurs. La meilleure orientation : plein sud, pour capter un maximum d'ensoleillement. Toutefois, sud-est ou sud-ouest, convient encore très bien.
Une surface relative au nombre d'usagers
En matière de surface, 4m² de capteurs minimum seront posés pour obtenir une production de 200 litres/jour, nécessaire à 4 personnes maximum (quand il y a du soleil, sinon, un appoint électrique prend la relève). A partir de la 5ème personne, on ajoute 1 m² par personne. En ce qui concerne le chauffage, on aura une surface de capteurs qui dépend de celle de la maison, allant de 12 m² (pour une maison de 60 m² au sol sur deux niveaux) à 25m² (pour une maison de 150 m² au sol sur deux niveaux).
Qu'en est-il de l'implantation ?
L'implantation des capteurs doit également permettre d'éviter que les masques ne projettent des ombres sur leur surface. Idéalement, les capteurs doivent être dégagés de toute ombre pour au moins 6 heures par jour pendant toute l'année.
Panneaux solaires : les points clé
Avant de faire installer des capteurs solaires pour améliorer le rendement énergétique de votre habitat, voici quelques éléments à prendre en compte !
Démarches administratives
- L'installateur se doit de vous informer des démarches administratives à faire, mais la demande incombe au maître d'ouvrage et propriétaire, seul responsable en cas de litige avec les autorités ou le voisinage.
- Une déclaration de travaux n'est pas nécessaire en cas d'installation de capteurs au sol.
Garanties et ATec
- En cas d'intervention sur la toiture, l'installateur doit impérativement être couvert par une garantie décennale concernant l'étanchéité.
- Lorsque les capteurs sont directement intégrés dans la toiture, ils bénéficient d'un double avis technique du Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (à la fois capteur et couverture) et d'une garantie décennale contractuelle pour ces 2 fonctions.
Réduction des coûts de réalisation
Le capteur solaire peut permettre de limiter le coût de la réalisation, notamment dans le cas d'une intégration du système dès la conception du bâtiment : des coûts sont ainsi évités au niveau de certains matériaux comme les tuiles lors d'une implantation en toiture. En outre, on peut également optimiser le passage des canalisations.
Attention à l'implantation
Si vous choisissez une implantation éloignée du bâti, attention à la longueur de canalisation, aux pertes énergétiques associées, mais aussi aux conséquences d'éventuels travaux d'entretien et de maintenance.
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