Face aux défis climatiques actuels et à la hausse constante des coûts énergétiques, les solutions renouvelables gagnent du terrain dans nos foyers. Parmi elles, le système solaire combiné représente une innovation particulièrement prometteuse pour optimiser notre consommation énergétique domestique. Cette technologie, qui exploite l’énergie solaire pour produire simultanément chauffage et eau chaude sanitaire, s’inscrit parfaitement dans la transition énergétique française. Découvrons ensemble le fonctionnement de ce système, ses avantages, ses limites, et comment il peut transformer notre façon de consommer l’énergie au quotidien.
- 1. Qu’est-ce qu’un système solaire combiné ?
- 2. Principes de fonctionnement du système solaire combiné
- 3. Composants d’un système solaire combiné
- 4. Avantages du système solaire combiné
- 5. Inconvénients et défis des systèmes solaires combinés
- 6. Applications pratiques des systèmes solaires combinés
- 7. Comparaison avec d’autres sources d’énergie
- 8. Impact environnemental des systèmes solaires combinés
- 9. Réglementations et incitations pour les systèmes solaires combinés
- 10. Tendances futures des systèmes solaires combinés
Qu’est-ce qu’un système solaire combiné ?
Un système solaire combiné (SSC) est une installation qui permet d’utiliser l’énergie du soleil pour répondre à deux besoins essentiels d’un logement : le chauffage des espaces et la production d’eau chaude sanitaire. Contrairement aux installations solaires plus simples qui se limitent au chauffage de l’eau, le SSC offre une solution plus complète en intégrant le chauffage de l’habitat.
Le système solaire combiné est particulièrement adapté aux régions bénéficiant d’un bon ensoleillement, comme le sud de la France, mais peut également être efficace dans d’autres régions grâce à des systèmes d’appoint complémentaires.
D’après L’Énergie Tout Compris, le système solaire combiné représente une solution de plus en plus adoptée par les foyers français cherchant à réduire leur dépendance aux énergies fossiles tout en maîtrisant leur budget énergétique.
Principes de fonctionnement du système solaire combiné
Pour comprendre le fonctionnement d’un système solaire combiné, il est essentiel d’en saisir les mécanismes fondamentaux et les principes thermiques qui le sous-tendent.
Le circuit de captation solaire
Le système repose sur un circuit primaire composé de capteurs solaires thermiques installés généralement sur le toit. Ces capteurs absorbent les rayons du soleil et les transforment en chaleur. Un fluide caloporteur (souvent un mélange d’eau et d’antigel) circule dans ce circuit et se réchauffe au contact des capteurs.
Ce fluide chauffé est ensuite acheminé vers un ballon de stockage où il transfère sa chaleur à l’eau contenue dans le ballon via un échangeur thermique. Le fluide refroidi retourne alors vers les capteurs pour un nouveau cycle de chauffe.
Distribution de la chaleur
Une fois la chaleur stockée dans le ballon tampon, elle peut être distribuée de deux façons :
- Vers le circuit d’eau chaude sanitaire pour les besoins quotidiens
- Vers le circuit de chauffage de l’habitation (plancher chauffant, radiateurs basse température, etc.)
Un système de régulation intelligent gère la distribution de cette chaleur en fonction des besoins et des priorités définies. Par exemple, l’eau chaude sanitaire peut être priorisée en été tandis que le chauffage sera favorisé en hiver.
Système d’appoint
Pour garantir un confort optimal même lors des périodes de faible ensoleillement, le système solaire combiné intègre généralement un système d’appoint. Selon une actualité récente de génie climatique magazine (octobre 2024), ces systèmes peuvent désormais être compatibles avec différentes sources d’énergie :
Pompe à chaleur
Solution électrique qui extrait la chaleur de l’air extérieur pour compléter le chauffage solaire.
Chaudière biomasse
Utilise des combustibles renouvelables comme les granulés de bois pour assurer le complément de chauffage.
Cette compatibilité avec différentes sources d’énergie renouvelable renforce l’intérêt écologique du système solaire combiné.
Composants d’un système solaire combiné
Un système solaire combiné performant repose sur plusieurs éléments clés qui travaillent en synergie pour maximiser l’efficacité énergétique.
Les capteurs solaires thermiques
Il existe principalement deux types de capteurs utilisés dans les SSC :
| Type de capteur | Caractéristiques | Performance |
|---|---|---|
| Capteurs plans vitrés | Surface plane sous vitre, absorbeur métallique | Bon rendement, coût modéré |
| Capteurs à tubes sous vide | Tubes cylindriques sous vide d’air | Excellent rendement, prix plus élevé |
Selon l’actualité de NeozOne d’août 2024, la société française Héliofrance propose des panneaux solaires thermiques particulièrement efficaces pour les systèmes combinés, permettant de « chauffer gratuitement l’eau de la maison » une fois l’installation amortie.
Le ballon de stockage
Véritable cœur du système, le ballon de stockage est un réservoir isolé qui permet de conserver la chaleur produite. Pour un système combiné, il existe plusieurs configurations :
- Ballon multifonction avec zones stratifiées pour différents usages
- Système à deux ballons distincts (un pour l’ECS, un pour le chauffage)
- Ballon tampon avec échangeurs multiples
La capacité du ballon varie généralement entre 500 et 1500 litres pour une maison individuelle, selon la surface à chauffer et le nombre d’occupants.
Système de régulation
Le régulateur est le cerveau du système. Il gère les flux d’énergie en fonction des paramètres suivants :
- Température des capteurs solaires
- Température du ballon de stockage
- Besoins en chauffage (via thermostat d’ambiance)
- Demande d’eau chaude sanitaire
- Disponibilité de l’énergie d’appoint
Les systèmes les plus récents intègrent des algorithmes prédictifs qui peuvent anticiper les besoins et optimiser le fonctionnement en fonction des prévisions météorologiques.
Avantages du système solaire combiné
L’installation d’un système solaire combiné présente de nombreux bénéfices tant sur le plan économique qu’environnemental.
Réduction significative des factures d’énergie
L’un des principaux atouts du SSC réside dans sa capacité à réduire considérablement les dépenses énergétiques d’un foyer. En effet, un système correctement dimensionné peut couvrir :
- Entre 20% et 60% des besoins annuels en chauffage
- Jusqu’à 70% des besoins en eau chaude sanitaire
Ces économies permettent généralement d’amortir l’investissement initial sur une période de 8 à 12 ans, selon l’ensoleillement de la région et le système d’appoint choisi.
Impact environnemental positif
Un système solaire combiné contribue significativement à la réduction de l’empreinte carbone d’un logement. D’après une étude citée dans l’actualité de Meilleurs Agents (juin 2024) sur les solutions de chauffage décarbonées, l’installation d’un SSC permet de réduire les émissions de CO₂ d’une maison individuelle de 1,5 à 3 tonnes par an, selon l’énergie substituée.
Exemple concret : Une maison de 120m² chauffée au fioul émettant environ 4,5 tonnes de CO₂ par an peut réduire ses émissions à moins de 2 tonnes en adoptant un système solaire combiné avec appoint biomasse.
Confort et autonomie énergétique
Au-delà des aspects économiques et écologiques, le SSC offre un confort thermique optimal grâce à :
- Une chaleur douce et homogène, particulièrement avec un plancher chauffant
- Une réduction de la dépendance aux fournisseurs d’énergie traditionnels
- Une protection contre les hausses futures du prix des énergies fossiles
L’actualité d’août 2024 sur le SUNPAD, un chauffe-eau solaire prêt à l’emploi, illustre cette recherche d’autonomie avec un système capable de fournir jusqu’à 350 litres d’eau chaude par jour grâce à l’énergie solaire seule.
Inconvénients et défis des systèmes solaires combinés
Malgré leurs nombreux avantages, les systèmes solaires combinés présentent certaines limitations qu’il convient de connaître avant de s’engager.
Investissement initial conséquent
Le principal frein à l’adoption des SSC reste leur coût d’installation. Pour une maison individuelle, il faut compter :
| Composant | Coût approximatif |
|---|---|
| Capteurs solaires (15-25m²) | 6 000 à 10 000 € |
| Ballon de stockage | 2 000 à 4 000 € |
| Système de régulation | 1 000 à 1 500 € |
| Installation et raccordement | 3 000 à 5 000 € |
| Total | 12 000 à 20 000 € |
Heureusement, comme le souligne l’actualité de Mes-Allocs.fr de mars 2025, plusieurs aides financières peuvent alléger cet investissement, notamment MaPrimeRénov’, les Certificats d’Économies d’Énergie (CEE), ou encore la TVA réduite à 5,5%.
Dépendance aux conditions climatiques
La performance d’un système solaire combiné est naturellement liée à l’ensoleillement disponible. Cette dépendance implique plusieurs contraintes :
- Rendement variable selon les saisons et les régions
- Nécessité d’un système d’appoint fiable pour les périodes peu ensoleillées
- Dimensionnement complexe pour éviter la surchauffe estivale tout en assurant un rendement hivernal suffisant
Attention : Un système mal dimensionné peut générer des surchauffes en été, entraînant une usure prématurée des composants ou nécessiter une dissipation de chaleur excédentaire.
Complexité technique et maintenance
Les systèmes solaires combinés sont techniquement plus sophistiqués que d’autres solutions de chauffage, ce qui implique :
- Une conception et une installation nécessitant une expertise spécifique
- Un entretien régulier des différents composants
- Des contrôles périodiques du fluide caloporteur (tous les 2 à 3 ans)
- Un risque accru de dysfonctionnements en cas d’installation inappropriée
Applications pratiques des systèmes solaires combinés
Les systèmes solaires combinés trouvent leur place dans divers contextes, avec des configurations adaptées aux besoins spécifiques de chaque projet.
Maisons individuelles
C’est l’application la plus courante des SSC. Pour une maison individuelle, la configuration idéale comprend généralement :
- Des capteurs orientés sud avec une inclinaison de 45° à 60°
- Une surface de capteurs de 1 à 1,5 m² par 10 m² de surface à chauffer
- Un ballon de stockage de 50 à 100 litres par m² de capteurs
- Un émetteur de chaleur à basse température (plancher chauffant idéalement)
Petits collectifs et bâtiments tertiaires
Les systèmes solaires combinés s’adaptent également aux immeubles de petite taille et aux bâtiments tertiaires comme :
- Les résidences collectives de 5 à 15 logements
- Les petits hôtels et gîtes ruraux
- Les bâtiments publics (écoles, crèches, mairies)
- Les établissements sportifs avec besoins en eau chaude (piscines, vestiaires)
Dans ces applications, le dimensionnement est plus complexe et nécessite souvent une gestion centralisée avec comptage individuel de l’énergie consommée.
Comparaison avec d’autres sources d’énergie
Pour évaluer objectivement l’intérêt d’un système solaire combiné, il est utile de le comparer à d’autres solutions de chauffage disponibles sur le marché.
| Système de chauffage | Coût d’installation | Coût de fonctionnement | Impact environnemental | Autonomie |
|---|---|---|---|---|
| Système solaire combiné + appoint biomasse | Très élevé | Très faible | Excellent | Bonne |
| Pompe à chaleur air/eau | Élevé | Faible à moyen | Bon | Dépendant de l’électricité |
| Chaudière gaz à condensation | Modéré | Moyen à élevé | Moyen | Dépendant du réseau gaz |
| Chaudière fioul | Modéré | Élevé | Mauvais | Dépendant des livraisons |
L’actualité de Batirama.com d’août 2024 mentionne un objectif ambitieux : « Quadrupler la production de chaleur solaire en France d’ici 2030 ». Cette perspective s’inscrit dans la stratégie nationale de décarbonation du chauffage, où les systèmes solaires combinés jouent un rôle central aux côtés d’autres technologies comme les pompes à chaleur.
Impact environnemental des systèmes solaires combinés
L’analyse du cycle de vie complet d’un système solaire combiné permet d’évaluer son véritable impact environnemental.
Bilan carbone global
Si la phase d’utilisation d’un SSC génère très peu d’émissions, il convient d’intégrer dans l’analyse :
- L’énergie grise nécessaire à la fabrication des composants
- Le transport des matériaux et équipements
- L’installation et la maintenance du système
- Le recyclage en fin de vie
Selon les études récentes, le « temps de retour énergétique » d’un système solaire combiné est d’environ 1 à 3 ans, ce qui signifie qu’après cette période, l’énergie produite compense celle utilisée pour sa fabrication.
Le bilan carbone global reste largement positif, avec une réduction significative des émissions de gaz à effet de serre par rapport aux énergies fossiles. En intégrant l’ensemble du cycle de vie, un SSC émet 5 à 10 fois moins de CO₂ qu’un système au gaz naturel pour une même production de chaleur.
Réglementations et incitations pour les systèmes solaires combinés
Le déploiement des systèmes solaires combinés bénéficie d’un cadre réglementaire favorable et d’incitations financières substantielles.
Cadre réglementaire
La réglementation environnementale 2020 (RE2020), en vigueur pour les constructions neuves, favorise indirectement les SSC en :
- Imposant un seuil maximal d’émissions de gaz à effet de serre
- Limitant la consommation d’énergie primaire
- Valorisant les énergies renouvelables produites sur site
Pour les bâtiments existants, le Diagnostic de Performance Énergétique (DPE) intègre également la présence d’un système solaire combiné comme un facteur d’amélioration de la note énergétique.
Aides financières disponibles
Selon l’actualité de Mes-Allocs.fr, plusieurs dispositifs d’aide peuvent être mobilisés pour financer un système solaire combiné :
- MaPrimeRénov’ : jusqu’à 10 000 € selon les revenus du foyer
- Certificats d’Économies d’Énergie (CEE) : prime variable selon les fournisseurs d’énergie
- TVA réduite à 5,5% sur l’équipement et l’installation
- Éco-prêt à taux zéro : jusqu’à 30 000 € sans intérêts
- Aides locales : proposées par certaines collectivités territoriales
Ces aides peuvent couvrir jusqu’à 50% du coût total de l’installation, rendant l’investissement beaucoup plus accessible.
Tendances futures des systèmes solaires combinés
Le secteur des systèmes solaires combinés connaît une évolution rapide, portée par l’innovation technologique et les politiques énergétiques.
Innovations technologiques
Plusieurs évolutions technologiques promettent d’améliorer encore les performances des SSC :
- Capteurs solaires à haut rendement intégrés architecturalement
- Matériaux à changement de phase pour un stockage thermique plus compact
- Systèmes de pilotage intelligents connectés aux prévisions météo
- Hybridation avec des panneaux photovoltaïques (systèmes PVT)
L’actualité de septembre 2024 concernant le partenariat entre Tucoenergie et TotalEnergies pour l’installation de panneaux solaires en France illustre cette dynamique d’innovation et d’industrialisation qui bénéficie également aux systèmes solaires combinés.
Perspectives de développement
L’objectif de quadrupler la production de chaleur solaire en France d’ici 2030, mentionné dans l’actualité de Batirama.com, témoigne d’une ambition forte pour ce secteur. Pour y parvenir, plusieurs leviers sont activés :
- Simplification des démarches administratives
- Formation accrue des installateurs
- Sensibilisation du grand public aux avantages des solutions solaires thermiques
- Renforcement des aides financières
La croissance attendue du marché devrait également permettre des économies d’échelle et une baisse progressive des coûts d’installation, rendant ces systèmes accessibles à un plus grand nombre de foyers.
Conclusion
Le système solaire combiné représente une solution d’avenir pour la décarbonation du chauffage et de la production d’eau chaude dans les bâtiments. Son principe de fonctionnement ingénieux permet d’exploiter une ressource gratuite et inépuisable – le soleil – pour répondre aux besoins énergétiques domestiques.
Malgré un investissement initial conséquent, les avantages économiques et environnementaux sur le long terme, combinés aux nombreuses aides disponibles, rendent cette technologie de plus en plus attractive. L’évolution constante des performances, la simplification des installations et l’intégration de l’intelligence artificielle dans la gestion des systèmes promettent un avenir radieux pour les systèmes solaires combinés.
Dans un contexte d’urgence climatique et de volatilité des prix des énergies fossiles, investir dans un système solaire combiné constitue non seulement un choix économique judicieux, mais aussi un geste concret pour la planète. Avec l’objectif national de quadrupler la production de chaleur solaire d’ici 2030, ces systèmes devraient devenir une composante majeure du mix énergétique des bâtiments français.
Vous souhaitez en savoir plus sur les systèmes solaires combinés et obtenir un devis personnalisé pour votre logement ? Contactez les experts de ThermoDirect pour un accompagnement sur mesure dans votre projet de rénovation énergétique.
