Pompe à chaleur solarothermique : la solution de chauffage écologique et économique pour votre maison

La pompe à chaleur solarothermique, ou PAC solarothermique, est une installation combinant des panneaux solaires thermiques et une pompe à chaleur air-eau ou une pompe à chaleur eau-eau. En grande partie alimentée par de l’énergie renouvelable, elle vous permet de bénéficier d’importantes économies d’énergie et de recevoir des aides à la rénovation énergétique. À la clé, une technologie propre et plus respectueuse de l’environnement !

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La pompe à chaleur solarothermique : qu’est-ce que c’est ?

La pompe à chaleur solarothermique est un système de chauffage central associant les avantages du chauffage solaire et de la thermodynamique d’une pompe à chaleur.

De quoi se compose la PAC solarothermique ?

La PAC solarothermique se compose donc de trois éléments essentiels :

• des panneaux solaires thermiques qui captent les rayons du soleil pour en récupérer la chaleur et chauffer de l’eau circulant dans un circuit fermé ;
• une cuve de stockage contenant l’eau chaude générée par les capteurs solaires thermiques ;
• une pompe à chaleur qui utilise un fluide frigorigène pour générer de la chaleur : il peut s’agir d’une pompe à chaleur air-eau ou d’une pompe à chaleur eau-eau.

Les panneaux solaires thermiques, comment ça marche ?

Les composants solaires des capteurs solaires thermiques peuvent par exemple consister en un réseau de tubes parallèles sous une plaque de verre servant à concentrer la chaleur du rayonnement solaire.

Cette chaleur est transportée depuis le collecteur thermique par un fluide frigorigène pour chauffer l’eau du ballon de stockage.

L’installation de panneaux solaires thermiques est à distinguer d’un système photovoltaïque en ce que ce dernier ne génère pas directement de chaleur, mais produit de l’électricité.

Retour sur le fonctionnement de la pompe à chaleur

Le principe de fonctionnement d’une pompe à chaleur s’appuie sur un cycle de compression et de détente d’un fluide frigorigène. Ce fluide frigorigène absorbe les calories de l’air extérieur dans le cas d’une PAC air-eau, ou d’une eau souterraine (eau de nappe phréatique) dans le cas d’une pompe à chaleur eau-eau. À la suite de quoi :

1. le fluide frigorigène passe par un vaporiseur qui le fait passer à l’état gazeux ;
2. il passe par un compresseur qui augmente à la fois sa pression et sa température ;
3. cette chaleur est transmise à l’eau du circuit de chauffage central ou de production d’eau chaude sanitaire par le biais d’un échangeur ;
4. passant par un détendeur, il diminue en pression et récupère à nouveau les calories à partir de son environnement extérieur.

Diverses configurations de pompe à chaleur solarothermique

Grâce à ses composants, une pompe à chaleur solarothermique peut présenter deux grandes configurations :

• on parle de système solaire combiné (SSC) lorsque les capteurs thermiques servent à produire l’eau chaude sanitaire (ECS) tandis que la pompe à chaleur est utilisée pour produire du chauffage. Le fonctionnement de l’ensemble repose alors sur une dualité entre deux énergies. Bien souvent, le modèle de PAC utilisé est dans ce cas une pompe à chaleur air-eau ;
• une pompe à chaleur solarothermique mêlant les deux sources d’énergie renouvelable (et ne les séparant pas contrairement au SSC) utilise la chaleur solaire pour améliorer les performances de la pompe à chaleur. Pour cela, l’eau du ballon de stockage est utilisée pour chauffer encore davantage le fluide frigorigène de la PAC à l’aide d’un échangeur thermique. La plupart du temps, ces installations utilisent alors une pompe à chaleur eau-eau.

Les avantages de la PAC solarothermique

Via l’utilisation de sources multiples d’énergies renouvelables, les avis sur la pompe à chaleur solarothermique le confirment : elle vous permet de réduire considérablement vos factures d’énergie thermique par rapport à des chauffages classiques. En effet, d’une part, l’utilisation de l’énergie renouvelable solaire est en libre accès et totalement gratuite. En couvrant une importante partie de vos besoins en eau chaude sanitaire, l’installation vous permet de ce fait d’alléger le montant de vos factures d’énergie.

D’autre part, la pompe à chaleur est un équipement très performant dont l’efficacité énergétique est bien au-delà des systèmes de chauffage classiques. Mieux encore, le caractère thermodynamique de ces installations leur permet de consommer moins d’électricité qu’elles ne génèrent de chaleur !
Par exemple, une pompe à chaleur eau-eau dont le coefficient de performance (COP) énergétique est de 5 produit l’équivalent de 5 kWh de chaleur pour chaque kWh d’électricité consommée.

Au-delà d’une amélioration de votre consommation d’énergie et des économies d’énergie qui en découlent, l’installation d’une PAC solarothermique vous permet aussi de bénéficier des avantages suivants :

• il s’agit par définition d’une solution écologique et utilisant une énergie propre, qui n’émet ni gaz à effet de serre, particules polluantes. Vous pouvez donc compter sur la réduction des émissions de CO2 de votre chauffage central ;
• comme évoqué à plusieurs reprises, l’installation vous permet de générer à la fois du chauffage et de l’eau chaude sanitaire via l’utilisation d’une énergie renouvelable ;
• il s’agit d’un système fiable dont la durée de vie peut aller jusqu’à 20 ans lorsqu’il est convenablement installé et bien entretenu ;
• l’installation d’un tel système de chauffage vous fait bénéficier d’une véritable valorisation immobilière au regard des futurs acheteurs. Si vous préférez louer votre bien, elle fait partie des opérations permettant d’améliorer le statut énergétique de votre bien. Par conséquent, vous pouvez vous soustraire à l’interdiction de louer des passoires thermiques ;
• la pompe à chaleur solarothermique est éligible aux aides financières.

Les critères à vérifier avant d’installer une PAC solarothermique

Comme la PAC solarothermique utilise deux installations différentes, chacune présente ses contraintes que le professionnel en charge de vos travaux doit prendre en compte.

Pour la PAC

Pour la partie PAC, il devra ainsi accorder une importance particulière à la puissance et au dimensionnement de la pompe à chaleur. Ceci afin d’éviter la surconsommation et vous fournir un chauffage adapté aux besoins de votre foyer. Le niveau d’isolation thermique de votre logement doit également entrer en ligne de compte : un logement mal isolé est source de déperditions thermiques qui limitent fortement les performances de votre chauffage.

L’emplacement géographique, enfin, est aussi une donnée importante à considérer en fonction du modèle installé. Les pompes à chaleur air-eau sont particulièrement tributaires des variations des températures extérieures, et perdent en efficacité si ces dernières tombent très bas (comme c’est le cas en montagne par exemple).

Néanmoins, la chaleur constante du sous-sol permet aux pompes à chaleur eau-eau de ne pas être concernées par ce phénomène.

Pour les capteurs solaires

L’inclinaison du toit, l’orientation des panneaux solaires et le degré d’ensoleillement de votre région sont les éléments principaux à prendre en compte pour installer les capteurs solaires thermiques. Il est généralement recommandé d’opter dans l’idéal pour une orientation plein sud et une inclinaison à 45°.

Installation d'une PAC solarothermique : coûts et rentabilité

Voici un tableau récapitulant les coûts d’une PAC solarothermique au travers du prix d’un système solaire combiné ou de celui des différents éléments composant l’installation :

Bien installée et bien dimensionnée, la pompe à chaleur solarothermique vous permet de réduire jusqu’à 70% le montant de vos factures de chauffage. Les économies d’énergie réalisées à long terme vous permettent d’amortir ces dépenses, de même que les aides financières auxquelles elle est éligible.

Les aides pour installer une pompe à chaleur solarothermique

Les aides pour installer une pompe à chaleur solarothermique sont les suivantes :

• la prime énergie CEE (certificats d’économies d’énergie) qui vous est versée par les vendeurs d’énergie. Elle peut être augmentée par le biais du Coup de pouce Chauffage si votre installation vient en remplacement d’une chaudière ancienne au fioul, au gaz ou au charbon ;
• MaPrimeRénov’, qui remplace le crédit d’impôt à la transition énergétique et les aides de l’ANAH (agence nationale de l’habitat). Ce dispositif s’adresse uniquement aux propriétaires ;
• l’éco-PTZ, qui vous permet d’emprunter entre 15 000 euros (si vous n’installez que votre pompe à chaleur solarothermique) et 50 000 euros dans si l’opération s’inscrit dans le cadre d’une rénovation globale ;

les aides locales, car certaines collectivités territoriales proposent des dispositifs à leurs administrés qui choisissent de rénover leur bien.