Face aux défis énergétiques actuels, les systèmes solaires combinés (SSC) s’imposent comme une solution innovante et écologique pour répondre simultanément aux besoins en chauffage et en eau chaude sanitaire. Utilisant l’énergie gratuite et inépuisable du soleil, ces installations permettent de réduire considérablement les factures énergétiques tout en limitant l’empreinte carbone des bâtiments. Comprendre comment calculer et dimensionner un système solaire combiné est essentiel pour garantir son efficacité et sa rentabilité. Dans cet article, nous vous proposons une analyse complète du fonctionnement, des avantages et des méthodes de calcul de ces systèmes, pour vous aider à faire le choix le plus adapté à vos besoins.
- 1. Qu’est-ce qu’un système solaire combiné ?
- 2. Principes de fonctionnement d’un système solaire combiné
- 3. Avantages des systèmes solaires combinés
- 4. Applications pratiques des systèmes solaires combinés
- 5. Composants clés d’un système solaire combiné
- 6. Dimensionnement et calcul d’un système solaire combiné
- 7. Analyse économique et rentabilité des systèmes solaires combinés
- 8. Impact environnemental des systèmes solaires combinés
- 9. Études de cas concrets de systèmes solaires combinés
- 10. Comparaison avec d’autres solutions d’énergie renouvelable
Qu’est-ce qu’un système solaire combiné ?
Un système solaire combiné (SSC) est une installation qui utilise l’énergie solaire pour fournir à la fois le chauffage d’un bâtiment et l’eau chaude sanitaire. Contrairement aux systèmes solaires thermiques simples qui ne produisent que de l’eau chaude, les SSC offrent une solution énergétique plus complète pour les habitations.
La différence avec d’autres systèmes solaires
Il est important de distinguer les systèmes solaires combinés des autres technologies solaires :
- Les systèmes solaires thermiques simples : uniquement dédiés à la production d’eau chaude sanitaire
- Les systèmes photovoltaïques : produisent de l’électricité à partir de l’énergie solaire
- Les systèmes solaires combinés : assurent à la fois le chauffage et la production d’eau chaude sanitaire
Principes de fonctionnement d’un système solaire combiné
Les systèmes solaires combinés fonctionnent selon un principe relativement simple mais ingénieux. L’énergie du soleil est captée par des panneaux solaires thermiques qui transmettent cette chaleur à un fluide caloporteur. Ce dernier circule dans un circuit fermé jusqu’à un ballon de stockage, où la chaleur est transmise à l’eau par l’intermédiaire d’un échangeur thermique.
La chaleur ainsi stockée peut être utilisée soit pour le chauffage de l’habitat via un plancher chauffant ou des radiateurs, soit pour la production d’eau chaude sanitaire selon les besoins des occupants.
Les différents composants en interaction
Un système solaire combiné efficace repose sur l’interaction harmonieuse de plusieurs composants :
- Des capteurs solaires thermiques installés généralement sur le toit
- Un circuit primaire contenant le fluide caloporteur
- Un ballon de stockage ou hydro-accumulation
- Un système de régulation qui gère les flux d’énergie
- Un système d’appoint (chaudière, résistance électrique) pour les périodes de faible ensoleillement
- Un système de distribution de chaleur (plancher chauffant, radiateurs)
Innovations technologiques récentes
La recherche et développement dans ce domaine est particulièrement dynamique. En avril 2023, un système innovant combinant pompes à chaleur, solaire en toiture et batteries a été développé pour l’habitat résidentiel, augmentant l’efficacité énergétique globale.
Plus récemment, en janvier 2025, une innovation majeure a été présentée : un système qui combine solaire flottant, stockage à air comprimé et stockage thermique. Cette avancée permet d’optimiser l’utilisation de l’énergie solaire en intégrant des solutions de stockage multiples.
Avantages des systèmes solaires combinés
Les systèmes solaires combinés présentent de nombreux avantages qui expliquent leur popularité croissante auprès des particuliers et des professionnels.
Économies d’énergie substantielles
Un système solaire combiné bien dimensionné peut couvrir entre 20% et 60% des besoins annuels en chauffage et eau chaude sanitaire d’un logement, selon l’ensoleillement de la région et la qualité de l’installation. Ces économies se traduisent directement sur la facture énergétique des ménages.
Réduction de l’empreinte carbone
En utilisant l’énergie solaire, ressource renouvelable par excellence, ces systèmes contribuent significativement à la réduction des émissions de gaz à effet de serre liées au chauffage, qui représente près de 66% de la consommation énergétique des foyers français.
Valorisation du bien immobilier
L’installation d’un système solaire combiné augmente la valeur patrimoniale d’un bien immobilier. Les acquéreurs sont de plus en plus sensibles à la performance énergétique des logements, comme en témoigne l’importance croissante du DPE (Diagnostic de Performance Énergétique) dans les transactions immobilières.
Indépendance énergétique accrue
Face à la volatilité des prix des énergies fossiles, les systèmes solaires combinés offrent une plus grande autonomie énergétique aux ménages, réduisant leur vulnérabilité face aux fluctuations du marché.
Un foyer équipé d’un système solaire combiné bien dimensionné peut économiser entre 300 et 800€ par an sur sa facture énergétique, selon la région d’implantation et la taille du logement.
Applications pratiques des systèmes solaires combinés
Les systèmes solaires combinés s’adaptent à diverses configurations et types de bâtiments, avec des applications qui se diversifient constamment.
Dans l’habitat individuel
C’est l’application la plus courante des systèmes solaires combinés. Ils s’intègrent parfaitement aux maisons individuelles, tant en construction neuve qu’en rénovation. L’orientation et l’inclinaison optimales des capteurs permettent de maximiser l’apport solaire.
Dans les bâtiments collectifs
Les immeubles d’habitation peuvent également bénéficier de cette technologie, avec des installations dimensionnées pour répondre aux besoins de plusieurs logements. La mutualisation des équipements permet de réduire les coûts d’installation par logement.
Dans le secteur touristique
Un exemple intéressant d’application a été documenté en octobre 2019, avec un gîte touristique savoyard équipé en énergie solaire et bois. Cette combinaison s’avère particulièrement adaptée aux structures d’hébergement touristique en zone montagneuse.
Applications innovantes
En décembre 2024, une application originale a vu le jour dans les Alpes-de-Haute-Provence, où l’on combine barrières à neige et photovoltaïque dans la station de Montclar, illustrant la polyvalence de ces technologies.
Composants clés d’un système solaire combiné
Pour bien comprendre le calcul et le dimensionnement d’un système solaire combiné, il est essentiel de connaître ses principaux composants et leur rôle.
Les capteurs solaires thermiques
Ils constituent le cœur du système et se déclinent en plusieurs technologies :
- Les capteurs plans vitrés : les plus répandus, offrant un bon rapport qualité/prix
- Les capteurs à tubes sous vide : plus performants mais plus coûteux, particulièrement adaptés aux régions moins ensoleillées
- Les capteurs non vitrés : économiques mais moins efficaces, réservés à des applications spécifiques comme le chauffage de piscine
Le ballon de stockage
Ce réservoir, aussi appelé ballon tampon ou hydro-accumulation, permet de stocker l’énergie thermique captée pendant les heures d’ensoleillement pour la restituer selon les besoins. Sa capacité doit être soigneusement calculée en fonction des besoins du foyer.
| Surface habitable | Surface de capteurs | Volume de stockage recommandé |
|---|---|---|
| 100 m² | 8-12 m² | 500-800 litres |
| 150 m² | 12-16 m² | 800-1000 litres |
| 200 m² | 16-20 m² | 1000-1500 litres |
Le système de régulation
Véritable cerveau de l’installation, il gère les flux d’énergie entre les différents composants, optimisant ainsi l’efficacité globale du système. Il commande les pompes de circulation et les vannes selon des algorithmes de régulation sophistiqués.
Le système d’appoint
Indispensable dans nos climats, il prend le relais lors des périodes de faible ensoleillement. Il peut s’agir d’une chaudière (gaz, fioul, bois), d’une résistance électrique ou d’une pompe à chaleur.
Dimensionnement et calcul d’un système solaire combiné
Le dimensionnement correct d’un système solaire combiné est essentiel pour garantir son efficacité et sa rentabilité. Un système sous-dimensionné ne couvrira pas suffisamment les besoins, tandis qu’un système surdimensionné engendrera des surcoûts inutiles et des problèmes de surchauffe estivale.
Évaluation des besoins énergétiques
La première étape consiste à évaluer précisément les besoins en chauffage et en eau chaude sanitaire du bâtiment. Cette évaluation prend en compte :
- La surface habitable
- Le niveau d’isolation du bâtiment
- Le nombre d’occupants
- La zone climatique
- Les habitudes de consommation
Calcul de la surface de capteurs nécessaire
En règle générale, on considère qu’il faut entre 0,8 et 1,2 m² de capteurs par 10 m² de surface à chauffer, selon le niveau d’isolation et la zone géographique. Pour une maison de 120 m², cela représente entre 10 et 15 m² de capteurs.
Une règle empirique consiste à prévoir 1 m² de capteur par personne pour l’eau chaude sanitaire, et 1 m² pour 10 m² d’habitat pour le chauffage dans une maison bien isolée.
Détermination du volume de stockage
Le volume du ballon de stockage doit être proportionnel à la surface de capteurs. On recommande généralement :
- 50 à 70 litres par m² de capteur pour un système optimisé pour l’eau chaude sanitaire
- 70 à 100 litres par m² de capteur pour un système combiné (chauffage + eau chaude)
Logiciels de simulation pour un calcul précis
Pour un dimensionnement optimal, il est recommandé d’utiliser des logiciels de simulation spécialisés qui prennent en compte l’ensemble des paramètres locaux et techniques. Ces outils permettent d’estimer avec précision le rendement du système et les économies d’énergie attendues.
Analyse économique et rentabilité des systèmes solaires combinés
L’investissement dans un système solaire combiné représente un coût initial conséquent, mais qui peut s’avérer rentable à moyen et long terme grâce aux économies d’énergie générées et aux aides financières disponibles.
Coûts d’investissement
Le coût d’un système solaire combiné varie généralement entre 15 000 € et 25 000 € pour une maison individuelle, selon la taille de l’installation et la qualité des composants. Ce montant comprend :
- Le coût des capteurs solaires
- Le ballon de stockage
- Le système de régulation
- L’installation et la mise en service
- Les systèmes d’émission de chaleur si nécessaire
Aides financières disponibles
Pour réduire cet investissement initial, plusieurs dispositifs d’aide sont disponibles :
En 2025, plusieurs aides sont disponibles pour l’installation de panneaux solaires, notamment MaPrimeRénov’, la TVA à taux réduit, l’éco-prêt à taux zéro et les aides locales.
Les propriétaires peuvent également bénéficier d’une prime « coup de pouce » pour l’achat d’un système solaire combiné, qui peut couvrir une partie significative de l’investissement.
De plus, depuis janvier 2023, on observe une augmentation des bonifications pour les systèmes solaires dans le cadre des Certificats d’Économie d’Énergie (CEE).
Temps de retour sur investissement
Le temps de retour sur investissement d’un système solaire combiné se situe généralement entre 8 et 15 ans, selon :
- Le coût initial de l’installation
- Les aides financières obtenues
- Les économies d’énergie réalisées
- L’évolution du prix des énergies conventionnelles
Cette durée tend à diminuer à mesure que le prix des énergies fossiles augmente et que le coût des technologies solaires baisse.
Impact environnemental des systèmes solaires combinés
Au-delà de l’aspect économique, les systèmes solaires combinés présentent un intérêt environnemental majeur, contribuant à la transition énergétique et à la lutte contre le changement climatique.
Réduction des émissions de CO2
En substituant une partie de l’énergie fossile par de l’énergie solaire, ces systèmes permettent de réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre. Un système solaire combiné standard permet d’éviter l’émission de 1,5 à 3 tonnes de CO2 par an pour une maison individuelle.
Analyse du cycle de vie
L’impact environnemental d’un système solaire combiné doit être évalué sur l’ensemble de son cycle de vie :
- Fabrication des composants
- Transport
- Installation
- Utilisation
- Fin de vie et recyclage
Même en tenant compte de ces différentes phases, le bilan environnemental reste largement positif, avec un « temps de retour énergétique » (durée nécessaire pour que le système produise autant d’énergie qu’il en a fallu pour le fabriquer) d’environ 1 à 2 ans.
Innovations pour réduire l’impact
Des avancées technologiques continuent d’améliorer l’empreinte écologique de ces systèmes. En février 2025, des chercheurs ont développé des molécules organiques qui réduisent la chaleur des cellules photovoltaïques, améliorant ainsi leur efficacité et leur durée de vie.
Études de cas concrets de systèmes solaires combinés
L’examen de projets réels permet de mieux comprendre les performances et les bénéfices concrets des systèmes solaires combinés dans différents contextes.
Maison individuelle en région Rhône-Alpes
Une famille de 4 personnes habitant une maison de 140 m² a installé un système solaire combiné comprenant 12 m² de capteurs et un ballon de stockage de 1000 litres. L’installation a permis de couvrir 45% des besoins en chauffage et 75% des besoins en eau chaude sanitaire, générant une économie annuelle de 650€ sur la facture énergétique.
Projet innovant en Guyane
En octobre 2021, la Guyane a inauguré une centrale unique au monde combinant solaire, batteries et hydrogène. Ce projet démontre la complémentarité possible entre différentes technologies renouvelables pour assurer une alimentation énergétique stable et durable.
Gîte touristique en Savoie
Un gîte touristique savoyard équipé en énergie solaire et bois illustre parfaitement l’intégration des systèmes solaires combinés dans des bâtiments traditionnels. Cette réhabilitation respectueuse du patrimoine architectural démontre la flexibilité de ces solutions.
Malgré ces succès, il convient de noter que l’année 2024 a connu un déficit solaire qui a entraîné une baisse des installations et des revenus dans certaines régions, rappelant l’importance d’un dimensionnement adapté aux conditions locales.
Comparaison avec d’autres solutions d’énergie renouvelable
Pour faire un choix éclairé, il est important de comparer les systèmes solaires combinés avec d’autres solutions d’énergie renouvelable disponibles sur le marché.
Système solaire combiné
Avantages : Production de chauffage et d’eau chaude, énergie gratuite, faible entretien
Inconvénients : Dépendance à l’ensoleillement, investissement initial élevé, besoin d’un système d’appoint
Coût moyen : 15 000 – 25 000 €
Durée de vie : 20-30 ans
Pompe à chaleur
Avantages : Performances élevées, fonctionnement toute l’année, installation simple
Inconvénients : Consommation électrique, nuisances sonores, efficacité réduite par grand froid
Coût moyen : 10 000 – 20 000 €
Durée de vie : 15-20 ans
Chaudière biomasse
Avantages : Énergie renouvelable, performances stables, forte puissance
Inconvénients : Espace de stockage, approvisionnement, entretien régulier
Coût moyen : 12 000 – 22 000 €
Durée de vie : 20-25 ans
Systèmes hybrides : l’avenir des installations renouvelables
L’avenir semble se dessiner vers des systèmes hybrides, combinant plusieurs sources d’énergie renouvelable. Par exemple, en novembre 2022, une innovation appelée Windbox a été développée, permettant de combiner énergie éolienne et solaire dans un même dispositif.
De même, des recherches menées en août 2021 ont démontré l’intérêt de combiner le solaire flottant avec l’hydroélectricité, maximisant ainsi l’utilisation des infrastructures existantes.
Remplacement des chaudières à gaz
Face à l’évolution de la réglementation et à la hausse des prix du gaz, la question du remplacement des chaudières à gaz devient cruciale. Les systèmes solaires combinés, seuls ou en association avec d’autres technologies comme les pompes à chaleur, constituent une alternative crédible et écologique.
Conclusion : Faire le bon choix pour votre système solaire combiné
Le calcul et le dimensionnement d’un système solaire combiné nécessitent une approche personnalisée, tenant compte des spécificités de chaque projet : besoins énergétiques, configuration du bâtiment, zone climatique, budget disponible. Pour garantir la performance et la rentabilité de l’installation, il est vivement recommandé de faire appel à des professionnels qualifiés.
Les systèmes solaires combinés représentent une solution d’avenir pour réduire la dépendance aux énergies fossiles et limiter l’impact environnemental du chauffage résidentiel. Avec l’évolution constante des technologies et la baisse progressive des coûts, leur pertinence économique ne cesse de s’améliorer.
Si vous envisagez l’installation d’un système solaire combiné, n’hésitez pas à consulter les avis de nos clients qui ont déjà franchi le pas. Pour approfondir votre réflexion, notre guide complet sur les systèmes solaires combinés vous apportera toutes les informations nécessaires pour faire le meilleur choix.
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