vendredi 1 juillet 2011

Poêle à inertie

Aussi appelé : « Kachelofen », « poêle alsacien », « poêle de
masse » ou « poêle maçonné ».

Principe

Ce sont des poêles à bois, très lourds (souvent plus d’une tonne)
permettant de brûler du bois à haute température (souvent à
plus de 900 °C).

Cette température élevée permet une combustion presque totale
(moins d’imbrûlés et de goudrons) et plus d’énergie restituée.

Une flambée type dure environ une heure, et plus le bois est de
petite dimensions (et sec !), plus le feu est rapide et monte en
température.

L’inertie du poêle capte cette chaleur et la distribue en rayonnant
tout autour pendant plusieurs heures.

L’inertie thermique importante de ces poêles permet un rayonnement
calorifique jusqu’à 20 heures. Une ou deux flambées suffisent
pour une journée avec un poêle à inertie correctement
dimensionné.

Un échangeur de chaleur peut être intégré pour chauffer l’eau
sanitaire et des radiateurs et/ou murs/sols chauffants.

Avantages

• grande capacité ;
• combustion améliorée ;
• four (et grand foyer pouvant aussi servir de four) ;
• échangeur de chaleur pour l’eau sanitaire et des radiateurs/
murs/sols chauffants ;
• des portes vitrées participant à la création d’une ambiance ;
• un système peu polluant (les fumées noires sont des gaz qui
ne brûlent qu’à haute température) ;
• un banc chauffant…

Véranda chauffante

Autre pompe à chaleur naturelle basée sur l’effet de serre : vous
pouvez utiliser l’air de votre véranda, chauffé par le soleil, pour
remplacer, s’il est plus froid, celui de votre habitat.

Le dispositif de captage et de régulation énoncé dans le
paragraphe précédent conviendra tout à fait.

Un toit de véranda en légère pente rassemblera plus facilement
l’air chaud, et le système le plus simple consiste à ménager une
ou deux bouches avec volets en point haut de la véranda aboutissant
au bas de l’étage, permettant une circulation thermosyphonique
naturelle.

Il vous faut donc prévoir une véranda au toit plus élevé que le
plafond de votre rez-de-chaussée.

Vos combles, une pompe à chaleur naturelle

Un des dispositifs les plus simples et les moins chers à réaliser
consiste à utiliser la chaleur absorbée par la toiture de votre
maison pendant les heures ensoleillées des mois froids.

En effet, le toit irradié par le soleil (l’ardoise étant encore un
meilleur absorbeur que les tuiles) échauffera l’air des combles et
il suffira de le réinjecter dans les pièces à vivre tant que sa température
sera supérieure à celle de l’intérieur.

Une simple VMC régulée munie de 2 sondes permet de toujours
optimiser cet échange.

Bien entendu, le point de puisage de l’air chaud sera au plus haut
de la toiture et ce procédé ne peut être mis en oeuvre que pour
des combles isolés sur plancher, sauf à réserver une couche d’air

suffisante entre l’isolation et la toiture permettant cette convection
naturelle.

Récupérateurs dans une cheminée ouverte

Le système décrit précédemment est adaptable à une cheminée
ouverte qui, à l’état brut, possède un des moins bons coefficients
de rendement.

Il existe aussi des systèmes à air pulsé qui viennent réchauffer cet
air dans l’âtre, sous forme d’un serpentin en fonte ou de chenets
creux.

Dans ce cas, un petit extracteur électrique permet de faire varier
la chaleur ventilée en modifiant sa vitesse de rotation.

Enfin, et cela reste vrai pour tous les modes de chauffage utilisant
une cheminée, il suffit de la tuber inox (recommandé pour tous
les feux de bois), de fermer soigneusement et hermétiquement
ce compartiment en début et en fin de cheminée, d’y ouvrir une
grille d’admission en partie basse et des grilles de diffusion dans
les parties des étages à chauffer, pour récupérer une partie non
négligeable de la chaleur qui autrement aurait été perdue ! Ce
compartiment doit être parfaitement étanche à toute fumée pour
ne pas diffuser dans les pièces d’habitation une production
éventuelle de monoxyde de carbone.

Rappelez-vous que le tuyau du poêle qui chauffait la classe de
nos aînés la traversait complètement avant de rejoindre
l’extérieur. (chaque mètre rayonné correspond à un apport calorifique
linéaire d’environ 1 000 W !)

Alimenter un radiateur avec un poêle

Le poêle est un des moyens de chauffage les plus anciens. Il
chauffe généralement très bien, mais seulement dans un rayon
immédiat ou dans la pièce dans lequel il est installé.

On peut assez facilement le transformer en mini « chauffage
central » en lui faisant alimenter un ou plusieurs radiateurs.

Le dispositif comprend :

• un serpentin en cuivre recuit de 18/20 placé à l’intérieur du
foyer ;
• 2 tubes 3/4 filetés à une extrémité et brasés à chaque bout du
serpentin ;
• une plaque métallique servant de platine au dispositif et
obstruant intérieurement l’ouverture exécutée sur le foyer (sa
fixation étant assurée par une contre-plaque à l’extérieur et des
boulons) ;
• montés sur les extrémités filetées : un raccord, une vanne
d’arrêt, un mamelon, le tout en 3/4 ;
• la partie de tubulure aller et retour proprement dite alimentant
le(s) radiateur(s) ;
• à la sortie du dernier radiateur, un raccord en T aboutissant à un
vase d’expansion placé au dessus de l’installation ;
• un dispositif de vidange et de purge.

Ceux qui souhaitent réguler la température de manière plus fine
peuvent installer en sortie de poêle un circulateur, piloté par un
thermostat relié à une sonde thermique.

Adapter son système de chauffage à son installation existante

En combinant les 3 moyens de chauffage connus (le rayonnement,
la convection et la conduction), on peut augmenter de
façon notable le rendement et le confort de son chauffage.

Outre ceux déjà évoqués, il existe d’autre systèmes permettant
d’adapter des dispositifs existants en les optimisant vers une utilisation
à la fois plus économique et respectueuse de l’environnement.

Cette liste n’est évidemment pas exhaustive.

Le chauffe-eau solaire

Principe

Un tuyau d’arrosage plein d’eau abandonné au soleil…

Peu à peu, la température de l’eau s’élève ; plus le tuyau est
sombre, plus l’eau est chaude. Elle devient même brûlante si le
tuyau est placé sous une vitre correctement orientée.

Simple et efficace, le chauffe-eau solaire individuel, basé sur ce
principe, fournit de l’eau chaude sanitaire et/ou de chauffage
en réalisant d’importantes économies !

Depuis l’envolée du cours des matières fossiles, ce qui était vrai
hier l’est encore plus aujourd’hui, surtout pour ceux qui se chauffaient
au fioul, au gaz ou à l’électricité.

En constante amélioration depuis plus de vingt ans, les chauffeeau
solaires sont maintenant des équipements robustes et
fiables.

En 1999, les pouvoirs publics ont décidé d’attribuer, dans le cadre
du Plan Soleil, des primes « CESI » aux acquéreurs de chauffeeau
solaires individuels, pour stimuler l’équipement des particuliers.



Fonctionnement

De façon plus professionnelle, des tuyauteries de couleur sombre
(absorbeur), intégrées dans des panneaux, emprisonnent les
calories grâce à un vitrage et une isolation adaptés, puis transmettent
la chaleur absorbée à l’eau (circuit direct) ou au liquide
caloporteur (circuit à échangeur) qu’elles contiennent.

Le vitrage laisse pénétrer la lumière solaire et minimise les pertes
par rayonnements infrarouges de l’absorbeur en utilisant l’effet de
serre, tout en limitant les pertes de chaleur avec l’air ambiant.

Le capteur solaire est d’autant plus performant que le revêtement
de l’absorbeur aura un coefficient d’absorption élevé et un coefficient
d’émission faible (voir « La partie vitrage » p. 103).

Les matériaux qui présentent ces caractéristiques sont dits
« sélectifs ». Les performances du capteur sont encore améliorées
en isolant la face arrière du module.
Deux fabricants en France proposent des capteurs pouvant
remplir la fonction de toit couvrant, pour une meilleure intégration
architecturale.

Un ballon d’eau chaude accumule et conserve cette eau chaude,
puis la restitue à la demande.

Une pompe/circulateur et un système de vannes assurent la
régulation de l’installation et l’optimisation de la production de
chaleur selon l’ensoleillement.

Il paraît évident pour l’utilisateur d’un tel système de prendre
l’habitude de consommer son eau chaude de préférence sur la
fin de journée plutôt que le matin !

Le dispositif

Captage de l’énergie solaire
Un capteur solaire comprend :

• une plaque et des tubulures noires qui constituent
l’absorbeur (reçoit le rayonnement solaire et s’échauffe) ;

• un coffre rigide et thermiquement isolé autour de l’absorbeur
(la partie supérieure, vitrée, laisse pénétrer le soleil et retient la
chaleur comme une petite serre).

Cet ensemble peut être placé sur un toit ou au sol, avec quelquefois
un dispositif d’orientation automatisé qui suit la course du
soleil.

Il est conseillé d’effectuer un parcours zénithal avant toute
implantation des panneaux, pour être sûr de leur ensoleillement
constant



Transport des thermies

C’est généralement le circuit primaire qui s’en charge, sauf si le
circuit est direct (sans échangeur).

Étanche et calorifugé, il contient le plus souvent de l’eau additionnée
d’antigel. Ce liquide s’échauffe en passant dans les tubes du capteur
avant d’être envoyé vers un ballon de stockage, ou un circuit de
décharge si sa température devient trop importante.

Restitution de la chaleur

C’est dans l’échangeur thermique (ou serpentin) que le liquide
caloporteur transmet sa chaleur à l’eau sanitaire ou de chauffage.

Le liquide primaire, refroidi, repart vers le capteur, où il est chauffé
à nouveau tant que l’ensoleillement reste efficace.

Stockage de l’eau chaude



Le ballon solaire est une cuve métallique bien isolée qui conserve
l’eau chaude obtenue (de 200 à 900 l) et limite son refroidissement.

L’eau chaude soutirée est immédiatement remplacée par la
même quantité d’eau froide du réseau dans le bas du ballon,
réchauffée à son tour par le liquide du circuit primaire (par stratification
thermique, l’eau chaude se retrouve dans le haut du ballon).

Circulation et régulation du liquide primaire
La circulation du liquide peut être naturelle ou forcée :

• Dans les chauffe-eau solaires « en thermosiphon », elle est
naturelle (dans ce cas le ballon est placé plus haut que les
capteurs). Le liquide caloporteur circule grâce à sa différence de
densité avec l’eau du ballon. Tant qu’il est plus chaud, donc
moins dense qu’elle, il s’élève naturellement par thermorégulation.
• Dans les chauffe-eau solaires à circulateur, c’est une petite
pompe électrique qui met en mouvement le liquide caloporteur,
uniquement lorsqu’il est plus chaud que l’eau sanitaire
du ballon. Un dispositif de régulation renseigné par des
sondes gère les différences de températures (si la sonde du
ballon est plus chaude que celle du capteur, le circulateur est
arrêté ; dans le cas contraire, il est remis en service et le liquide
primaire réchauffe l’eau sanitaire du ballon).

Dans les deux cas, il est utile de prévoir une boucle de décharge,
pour disperser dans la terre un échauffement trop important qui
risquerait d’endommager le dispositif (surtout en été quand le
capteur alimente aussi un chauffage solaire).

Ce circuit de décharge peut aussi servir à réchauffer l’eau d’une
piscine.

Réchauffeur complémentaire

En cas d’insuffisance d’ensoleillement (hiver, demi-saison, longue
période de mauvais temps…), ou de soutirage d’eau chaude

supérieur à la capacité de production, l’énergie solaire ne peut
alors assurer la totalité de la production d’eau chaude.

Le ballon est donc équipé d’un chauffage d’appoint qui prend
le relais en cas de besoin, et reconstitue le stock d’eau chaude :

• résistance (appoint électrique), souvent placée à mi-hauteur
du ballon solaire ;
• serpentin (appoint hydraulique), raccordé à une chaudière à
céréales, bois, gaz, fioul… installée après le ballon, dans lequel
l’eau est malgré tout préchauffée.

Un second ballon pourvu d’un réchauffeur électrique peut
également servir d’appoint.


Quelles dimensions ?

L’efficacité, et donc les économies, nécessitent avant tout un
dimensionnement optimal de l’installation solaire. Le projet doit
tenir compte de l’ensoleillement de la région et des besoins des
utilisateurs, sachant que la production d’eau chaude solaire et
même une partie du chauffage sont possibles sous tous les
climats européens.


Voici un tableau qui vous guidera dans le choix de la superficie
des capteurs et le volume du ballon à installer (pour une
consommation journalière de 50 à 60 litres d’eau chaude à 45 °C
par personne et une couverture des besoins par le solaire
comprise entre 50 et 70 %) :



Choix du système à installer
Si vous avez déjà une installation de production d’eau chaude, ce
qui est le cas général en rénovation, plusieurs possibilités s’offrent
à vous, qui sont plus ou moins avantageuses :



Coût

Les chauffe-eau solaires sont aujourd’hui d’un bon rapport qualité
prix. Ils permettent des économies annuelle de 40 à 60 % en
moyenne, soit environ 150 € sur l’année.

Pour 3 à 5 m2 de capteurs avec un ballon de 200 à 300 litres
(3 à 4 personnes), il faut compter entre 5 000 et 9 000 € TTC,
pose comprise

Aides

Celles qui s’appliquent à toute la France :
• Le crédit d’impôt pour les dépenses d’équipements (hors main
d’oeuvre) concerne les logements particuliers neufs ou anciens,
à un taux de 50 % pour les installations de chauffe-eau solaire
individuel et système solaire combiné (CESI – SSC). Les
capteurs solaires doivent disposer d’une certification CSTBat ou
Solar Keymark.

• La TVA à 5,5 % s’applique pour l’installation de capteurs
solaires dans l’habitat principal ou secondaire lorsque les
travaux sont exécutés et facturés par des professionnels.
Celles qui s’appliquent localement : les conseils régionaux ou
généraux, les communautés d’agglomérations, de villes... peuvent
accorder des aides spécifiques pour ce type d’équipement (de
300 à 2 000 €).

Les mesures fiscales et d’aide à l’équipement étant en constante
évolution, il vous appartiendra de vérifier auprès des services
fiscaux, de l’ADEME et des collectivités territoriales quelles en sont
les modalités au moment de la réalisation de votre projet.

Attention

Renseignez-vous à la mairie de votre domicile afin de savoir
si le règlement du plan d’occupation des sols n’apporte pas
de clause particulière quant à l’emplacement des capteurs
solaires.