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SOMMAIRE

LENERGIE SOLAIRE THERMIQUE 2

Etat des lieux 2

LA TECHNIQUE DU SOLAIRE THERMIQUE 5

Le chauffage eau solaire individuel 5

Principe de fonctionnement 5

Le systme solaire combine (SSC) 8

Les capteurs 9

CONSEIL DE MISE EN UVRE 12

Pertinence dune installation 12

Lorientation des capteurs 13

Lintgration architecturale 15

Quelques conseils retenir 17

REFERENCES 18

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Le solaire Thermique

Le flux solaire peut tre directement converti en chaleur par l'intermdiaire de

capteurs solaires thermiques.

Cette technique est applicable au chauffage des habitations, des piscines, la

production d'eau chaude sanitaire (ECS), ou encore au schage des rcoltes

(fourrage, crales, fruits).

Contrairement aux ides reues, lintrt du solaire est sensiblement le mmesur tout le territoire. En effet l'ensoleillement est plus fort dans le Sud, mais

dans le Nord, les besoins en chauffage sont plus importants et plus tals sur

l'anne.

ETAT DES LIEUX

Le chauffage solaire s'est dvelopp dans de nombreux pays europens au

cours des dernires annes, avec l'appui des tats et des rgions : en Grce,

mais aussi en Allemagne, Autriche, Suisse, Hollande, Danemark...

A l'inverse, le march franais du solaire thermique s'est effondr : en 1998, les

ventes ne reprsentaient plus qu'environ 1 800 m poss, soit une division par

30 par rapport 1980. On ne dnombre aujourd'hui gure plus de 2 industriels

franais : Giordano (plus de la moiti du chiffre d'affaires) et Clipsol, qui a misau point un produit original : le plancher solaire direct (PSD).

Devant ce constat, l'ADEME met en place, depuis 1999, un programme de

relance du solaire thermique en France mtropolitaine : Le Plan Soleil.

Grce ce programme, le march s'est relanc. La France comptait 726 500 m

de capteurs solaire thermique en 2003, ce qui la positionne au quatrime rang

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europen derrire l'Allemagne (5,4 Mm), la Grce (2,9 Mm) et l'Autriche (2,7

Mm).

Lintroduction du Solaire Thermique dans le paysage nergtique marocain

rpond plusieurs attentes et apporte les solutions optimales aux problmes

de lnergie que vit et subit notre pays .

1980 : 15530m y ont t installs jusquen 1990 soit 1320 installations

en 10 ans 132 installations/an = 11 installations /mois pour une

dizaine dartisans et dimportateurs ctait vou lchec.

1984 : Visionnaire son habitude, Feu Sa Majest Le Roi Hassan II prne

lutilisation du Solaire comme source dnergie.

1984 : La Banque Mondiale attribue au Maroc la qualification de march

idal pour le solaire.

1986/88 : A nouveau, appels de Feu Sa Majest le Roi Hassan II en faveur du

Solaire

1993 : 900 m solaires de plus ! ! !

Surfaces cumules de capteurs solaires installs dans les principaux pays

dEurope et du monde en 1998 m2

Pays Total

Allemagne 2 630 000

Grce 2 493 000

Autriche 1 884 000

France 654 600

Espagne 341 000

Danemark 294 000

Italie 250 000

Portugal 215 000

Grande Bretagne 207 000

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Pays-Bas 206 500

Sude 150 000

Finlande 90 000

Belgique 18 000

Irlande 1 500

Luxembourg 1 000

Total U.E 9 435 600

Japon 6 500 000

Etats-Unis 8 900 000

Suisse 451 000

Le Maroc est en mesure, aujourdhui, dassurer la fourniture de Chauffe-eau

Solaires aux consommateurs qui le souhaitent. Quils soient individuels ou

collectifs, la profession, regroupe au sein de lAMISOL peut rpondre aux

besoins.

La crise de lnergie que nous avons traverse aurait d fortement encourager

le dveloppement du solaire.

Or, nous commenons peine prendre conscience de notre gisement solaire,

qui est le ntre, jusqu la fin des temps.

Casablanca compte, elle seule, 3000 H de soleil/an.

Pris srieusement, le soleil devient une vritable solution notre ma nquednergie, une source demplois permettant la multiplication dunits

industrielles ou artisanales.

Aurait-on encore des doutes sur la fiabilit de cette technologie ?

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LA TECHNIQUE DU SOLAIRE THERMIQUE

Le Chauffe Eau Solaire Individuel

1. Principe technique de fonctionnement:

Le chauffe-eau solaire individuel permet de produire de l'eau chaude

sanitaire partir du rayonnement solaire. Des capteurs solaires thermiques(1) absorbent le rayonnement du soleil qu'ils retiennent et transforment en

chaleur. Le circuit primaire (2), tanche et calorifug, contient un mlange

d'eau et d'antigel. Ce liquide s'chauffe en passant dans les tubes du capteur,et se dirige vers un ballon de stockage.

Pour restituer la chaleur, un changeur thermique (3) cde ses calories

solaires l'eau sanitaire. Le liquide primaire ainsi refroidi repart vers lecapteur (4) o il est chauff nouveau tant que l'ensoleillement reste

efficace.

Le ballon solaire (5) est une cuve mtallique isole qui constitue la rserve

d'eau sanitaire. L'eau chaude soutire est remplace immdiatement par la

mme quantit d'eau froide du rseau (6), rchauffe son tour par le

liquide du circuit primaire.

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Sc

ma

e

c

e

Dans l schma ci ssus, la ci culati n du li uide primaire est force par

un circulateur (7) qui fonctionne comme une pompe lectrique. Ce dernierest coupl un rgulateur (8) qui compare la temprature du liquide

primaire au ni eau des capteurs (9) avec celle de l eau sanitaire contenue

dans le ballon (10). Ds que l eau du ballon a atteintla bonne temprature, le

rgulateur coupe la circulation.

Comme une installation solaire ne peut couvrir 100% des besoins toute

l anne, il est ncessaire d'quiperle ballon d'un dispositif d'appoint (12).

Cet appoint peut tre une rsistance lectrique ou un couplage avec votre

chaudire actuelle.

L'appoint

Pour pallierle manque de soleil et s'assurer d'avoirtoujours de l'eau chaude

la bonne temprature et en quantit suffisante, il est ncessaire d'avoir

recours un systme d'appoint en eau chaude. Cet appoint peut tre soit

intgr au ballon solaire soit spar.

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Si vous ne possdez pas de ballon, vous opterez pour un appointintgr. Le

principe est simple, votre ballon solaire peut tre connect votre chaudire

actuelle ou une rsistance lectrique peut tre installe directement dans le

ballon solaire.

Si vous possdez dj un ballon de stockage, le ballon solaire sera reli ce

dernier et aura pour fonction de prchaufferl'eau. Vous faites ainsi des

conomies puisque votre chaudire ne fonctionnera que pour maintenirl'eau

temprature. Le schma ci dessous permet de mieux comprendre ces 2

systmes d'appoint :

Source GDF

Le choix du systme dpend essentiellement de votre installation actuelle de

production d'eau chaude et de chauffage. La prise en compte de son ge, de

son nergie de fonctionnement et de la prsence ou non d'un ballon de

stockage vous permet de dterminer aismentle type d'installation solaire

thermique le plus adapt votre situation. Surla base de ces trois critres, le

tableau ci dessous vous permet de l'identifier en un clin d'il :

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LeSyst e sol i e combi (SSC) ou Combisol i e

Comme son nom l'indique, le Systme solaire combin, associe chauffage

de l'eau sanitaire et chauffage de l'habitat. En plus de rchaufferl'eau

sanitaire, le caloporteurtransmet sa chaleur au rseau d'eau de chauffage

galement stocke dans un ballon ettoujours parle biais d'un changeur

thermique. C'est ensuite l'eau de chauffage qui circule dans les radiateurs

pour rchaufferl'air ambiant.

L encore, il convient de conserver une chaudire classique pour prendre le

relais en cas de besoin.

En France, seul un millier de Systmes solaires combins sontinstalls et

sont essentiellement des PSD (PlancherSolaire Direct). Le PSD fonctionne

selon le mme principe est un CombiSolaire, la seule diffrence que lecaloporteur passe directement dans un rseau de tubes intgrs au plancher.

C'est donc la dalle qui sert de zone de stockage de l'eau rchauffe. Le PSD

dispense donc de ballon d'eau de chauffage et de radiateurs. La chaudire

traditionnelle reste un complment ncessaire.

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es capteurs

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT

Les capteurs solaires de type plan sont le plus couramment utiliss.

Ils se composent d'un absorbeur situ dans un coffrage isol en face

arrire et constitu d'un vitrage en face avant. Cet absorbeur

possde une couche slective qui augmente la captation de l'nergie

solaire tout en limitant les pertes par rayonnement. Le vitrage quant

lui vite le refroidissement de l'absorbeur par le vent et cre un

effet de serre qui augmente le rendement du capteur. L'isolation

l'arrire du capteur diminue les pertes de chaleur.

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Un autre type de capteur plus simple et plus conomique est utilis pour

Le chauffage des piscines. Appel capteur moquette, il est simplement

Compos dun rseau de tubes noirs accols les uns aux autres.

C'est la surface de l'absorbeur que le rayonnement solaire est

converti en chaleur. Un liquide caloporteur circule dans l'absorbeur et

vient transmettre sa chaleur via un changeur l'eau sanitaire. De cefait, le circuit solaire est totalement indpendant du circuit consommateur

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Photographie 1 : Chauffe-eau solaire individuel (4 m de capteurs)

Les capteurs plans sont utiliss pour la production d'eau chaude

sanitaire sur des habitations ou des installations collectives. Un premier

ballon de stockage solaire est gnralement plac en amont d'un

deuxime ballon d'appoint (au gaz, fioul ou lectrique). Celui-ci assure le

maintien en temprature de consigne de l'eau chaude. Dans le cas d'un

Btiment neuf, il est possible d'installer un seul ballon qui intgre un

deuxime changeur ou une rsistance lectrique.

A RETENIR :

Une installation solaire thermique ne couvre jamais 100% les

besoins de chaleur (exception fate pour le chauffage de leau des

piscines). En effet, compte tenu de la forte variation de

lensoleillement entre lt et lhiver, il y aurait une surproduction

en t quine se justifie pas conomiquement. Voil pourquoi uneinstallation solaire thermique est toujours complte par un appoint

(gaz ou lectrique le plus souvent).

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besoi sesti . S oductionnedoit sdpasser lesbesoins. edpassement peut treautoris condition ue lnergieexcdentairesoit aloriseparailleurs chauffagedunepiscine, process, etc. . ;linstallationdoit tre installesurunbtiment ayant desbesoinseneauchaudeent : lestablissementsscolaireset lesgroupessportifs

inutiliss ltneconstituent pasdesbtimentssur lesquelleslinstallationseracorrectement exploiteet rentabilise. establissementsayant uneconsommation trs irrgulireau longdelannesont moinsadaptscar ilsnepermettent pasuneutilisationoptimisede linstallation.

L i i

orientationdescapteursdoit trepleinsudd'unemanire idale.Toutefois, il faut tenircomptedesdeuxparamtressui antsdans lecadreduchoixd'uneorientation :

y lesmasquesenvironnants,

y l'orientationdusite.ans lecaso lesiteprsentedesmasques importants l'estvgtation, btiments, etc. , il est peut treprfrabled'orienterplus

l'ouest lechampsolaireplutt quede leplacerpleinsud. aproductionseraalorsplus importante l'aprs-midi sanspourautant dfavoriserlematin qui n'est pasensoleilldu fait desmasques). 'orientationdubtiment est aussi prendreencomptedans lamesureo lescapteurs seraient placssurla faadedubtiment ouencoresurla toiture.Il s'agit l d'intgreraumieux lescapteursaubti quitte produireunpeumoinsd'nergie.

Li li i

Lescapteurssolairesvont dlivrer lemaximumdepuissancedans lecaso lerayonnementsolaireparvient 90 dans leplanduchampsolaire.Il est alors intressant d'inclinerlescapteurspourmaximiserlapriodeo l'onsouhaite leplusdeproduction.

ans lidal, il faut orienterlescapteurssolairespleinsudet les incliner40 pour laproductiondeauchaudesanitaireet 60 pour laproductiondeauchaudesanitaireet lechauffage cela favorisera laproductionenhiverpuisque lesrayonsdusoleil sont plusbasenhiver).

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Figure 4 : Reprsentation 3D

de l'orientation et de

l'inclinaison dun capteur

solaire inclin 45

e positionnement des capteurs

Le positionnement des capteurs et leur intgration au btiment ou au site

doivent tre tudis prcisment de manire garantir un rendement

satisfaisant tout en respectant les rglements durbanisme.

La pose des capteurs solaires thermiques peut se faire :

sur une toiture terrasse,

intgr dans une toiture en pente, intgr en faade (dconseill pour la production deau chaude

sanitaire, uniquement pour le chauffage),

intgr sur un auvent ou une verrire,

positionn sur un garde-corps,

au sol sur des chssis mtalliques,

etc.

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Pour les moquettes solaires (chauffage de leau des piscines), tant

donne lutilisation principalement estivale de lnergie fournie par les

capteurs, ceux-ci peuvent tre poss lhorizontale ou sur un plan peu

inclin afin que les rayons du soleil soient le plus possible

perpendiculaires au plan des capteurs. Ils ne peuvent pas tre

positionns en faade dun btiment ( la verticale). Les moquettessolaires sont forcment places en surimposition lorsquelles sont

installes en toiture ; elles ne peuvent pas tre intgres la toiture.

La dure de vie de ces installations est dune quinzaine dannes.

Lintgration architecturale

Sur un btiment, les capteurs solaires deviennent un lment de

composition architectural et ce titre, il faut respecter certaines rgles

qui vont dans le sens dune intgration raisonne et harmonieuse.

Sur une toiture terrasse :

orienter les capteurs solaires conformment aux faades,

se dcaler des bordures du toit sil ny a pas dacrotre,

prfrer linstallation de plusieurs ranges de faible hauteur, plut t

quun faible nombre de ranges sur une hauteur plus grande,

habiller larrire des capteurs dans le cas dun btiment industriel

de faible hauteur.

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Sur une toiture en pente :

Intgrer les capteurs dans la toiture en vitant les surimpositions,

viter les disproportions entre la surface des capteurs et la surface

qui les reoit,

rechercher des structures de fixation ayant les m mes coloris que

la toiture,

viter les contrastes entre les capteurs en toiture et la faade.

En faade dun btiment :

Prvoir limplantation des capteurs la conception du btiment et

viter de placer des capteurs en faade dun btiment existant,

privilgier un positionnement en harmonie avec le bti, respecter

les symtries et viter les pices rapportes,

conserver la cohrence de composition de la faade avec les

lments existants (porte, fen tres, etc.),

Sur des structures spcifiques :

Les capteurs solaires thermiques peuventgalement tre installs surune toiture dungarage, sur un auvent, sur une verrire, sur ungarde-corps, etc. Il faut alors veiller conserver une harmonie et faire

en sorte que les capteurs deviennent un lment part entire

naturellement intgr au btiment.

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Quelques conseils retenir

Lors de linstallation :

y Il faut placer le ballon solaire au plus prs des capteurs et

calorifuger les canalisations,

y Il faut veiller une bonne accessibilit de la sonde de temprature

du capteur, de la purge dair et des raccordements de manire faciliter la mise en service et lentretien,

y Veiller soigner les passages de cbles et tuyauteries travers la

toiture et les murs,

Lors du fonctionnement :

y Une absence annuelle pendant les priodes estivales (tout le mois

de juillet par exemple) est dfavorable la rentabilit de

linstallation,y Mettre en place des mitigeurs et de la robinetterie thermostatiques

permet dconomiser leau,

y Sensibiliser les utilisateurs plut t prendre des douches que desbains.

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REFERENCES

1) Site XL conseil gnral des lands, guide technique thmatique sur lnergie

solaire thermique (2009).

2) Actu _ environnement (2009).

3) Site energyrenouvelable, le solaire thermique ; source_ Eurobserverver.

4) Site S comme solaire (2006), technique du solaire thermique.

5) Site du centre national de documentation du MAROC BdD, document

joint : (tat de dveloppement du solaire thermique au MAROC).