Comparatif chauffe-eau thermodynamique et chauffe-eau solaire

CETI, CESI, chauffe-eau thermodynamique solaire : qu’est-ce qui distingue ces différents appareils ? Quelles économies permettent-ils, à quels cas sont-ils adaptés ?

 

Les chauffe-eau thermodynamiques et solaires sont des équipements performants de production d’ECS (eau chaude sanitaire). Ils permettent d’économiser plus de 50% d’énergie par rapport aux productions intégrées à une chaudière ou une pompe à chaleur, et jusqu’à 75% par rapport aux conventionnels chauffe-eau électriques ou à gaz qu’ils sont amenés à remplacer dans les années qui viennent. Actuellement déjà, les CETI et CESI tendent à s’imposer dans le neuf et en remplacement d’installations défectueuses. Revenons sur les caractéristiques de chacun.

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Type de chauffe-eau	Ballon électrique*	CETI (thermodynamique)	CESI (solaire)
Economie d’énergie	–	60-70%	40-75%
Conditions d’installation	Espace intérieur	Local attenant, en ventouse ou combiné VMC	Toit, terrasse ou jardin orienté Sud
Appoint nécessaire	Non	Non, résistance intégrée pour basses températures	Oui, couplage au ballon existant ou appoint électrique intégré
Prix indicatif	600 – 1 500 €	2 000 – 3 500 €	3 000 – 5 500 €
Crédit d’impôt (équipement seul)	0%	26 %	32 %
Retour sur investissement	–	4-7 ans	7-16 ans
En remplacement	–	3-5 ans	5-14 ans

 

* Référence pour les indicateurs d’économie d’énergie et de retour sur investissement

La technique du chauffe-eau solaire ou CESI est classique bien qu’encore insuffisamment répandue : un ensemble de capteurs solaires thermiques est installé côté sud du logement, soit sur le toit ou la terrasse, ou encore en façade voire dans l’espace extérieur du logement. La méthode est performante et réclame très peu d’entretien.

 

Il existe différents types de capteurs. Les capteurs plans, les plus courants, conviennent à la majorité des situations, mais leur coût reste un peu élevé. Il existe également des tuiles solaires thermiques, qui s’intègrent directement à la couverture existante. Il existe enfin différentes variantes de moquettes solaires qui sont des capteurs souples relativement bon marché. Ils s’installent en terrasse ou sur des toits à faible pente. Leur rendement n’est cependant pas suffisant en hiver où ils ne résistent pas au gel. A côté des capteurs plans, les capteurs à tubes sous vide sont capables de produire de l’eau très chaude même par temps très froids. Ils sont donc particulièrement adaptés aux zones plus fraîches de l’est ou aux régions montagneuses.

 

Les chauffe-eau solaires redoutent surtout les surchauffes d’été, c’est pourquoi il convient de ne pas surdimensionner les capteurs pour chercher à couvrir l’intégralité des besoins annuels. A noter qu’une inclinaison forte des capteurs (45-60°), voire l’intégration verticale à une façade, privilégieront la production d’hiver sur celle de l’été. Le CESI pourra typiquement fournir 40 à 50% des besoins d’ECS au nord de la Loire et jusqu’à 80% dans les contrées plus douces. La surface de capteurs nécessaires est de l’ordre de 5 m² au nord pour moins de 3 m² au sud ou dans les DOM.

 

Le ballon de stockage peut être dimensionné pour répondre à une journée de mauvais temps. Il est nécessairement combiné à un appoint pour le complément des besoins, qui est soit une résistance électrique intégrée au ballon, une chaudière ou tout système de chauffe-eau préexistant auquel il sera couplé. Les chauffe-eau en thermosiphon sont avantageux sur le pourtour méditerranéen : le ballon de stockage est intégré directement au capteur ou disposé dans les combles au-dessus du niveau du capteur, ce qui ne requiert aucun espace intérieur au logement et permet se passer de pompe de circulation (l’eau chauffée monte spontanément).

Un chauffe-eau thermodynamique n’est autre qu’une pompe à chaleur spécialisée dans la production d’eau chaude, ou encore, vu différemment, un ballon d’eau chaude équipé d’une pompe à chaleur. L’adjectif thermodynamique signifie que la chaleur est puisée dans l’environnement de l’appareil, ce qui le distingue d’un chauffe-eau électrique conventionnel qui produit l’eau chaude directement par effet Joule à l’aide d’une résistance chauffante. Les chauffe-eau thermodynamiques étant mieux adaptés à la production d’eau chaude, leur coefficient de performance (COP) sera plus élevé que celui des PAC combinées chauffage/ECS pour le même usage.

 

Un chauffe-eau thermodynamique s’installe très facilement dans un local non chauffé attenant à l’habitation tel qu’une buanderie, un cellier, un garage ou une cave. Comme l’appareil est quelque peu bruyant, il convient d’isoler phoniquement le local ou de l’installer à l’écart des pièces de vie. La variante la plus courante de CET puise des calories dans l’air ambiant du local pour les transférer à l’eau. En conséquence il refroidira l’air du local, ce qui peut engendrer une surconsommation de chauffage induite sur le logement. Il faut donc veiller à ce que le local reste bien hors-gel, c’est pourquoi une installation dans les combles ne convient pas. Une variante éventuellement plus efficace est d’installer le chauffe-eau en ventouse, à l’intérieur du logement ou dans une pièce annexe, auquel cas l’appareil pompe et rejette directement l’air extérieur par une conduite d’air à travers un mur du logement.

 

Dans tous les cas, il est toujours préférable d’installer le ballon à l’intérieur du logement pour limiter les pertes de stockage liées au ballon et améliorer le rendement global du dispositif. A ce titre, différentes méthodes simples et peu coûteuses permettent en plus de renforcer l’isolation d’origine du ballon d’eau.

 

Au titre de l’efficacité, il existe également des systèmes récupérant la chaleur de l’air extrait au logement, qui seront sans incidence sur la facture de chauffage. Dans cette approche, le chauffe-eau est soit relié à la VMC préexistante, ou alors il assure lui-même l’extraction d’air moyennant l’installation d’un nouveau circuit de ventilation, ce qui peut s’avérer intéressant en réhabilitation de logements mal ventilés.

 

Un troisième type d’appareils équipés d’un circuit de fluide caloporteur qui extraient la chaleur d’une unité extérieure, comme le fait une PAC aérothermique, ou par une boucle enterrée comme les PAC dites géothermiques. Une variante plus récente, encore émergente, fonctionne comme un réfrigérateur inversé et puise la chaleur depuis un échangeur à plaque installé sur le toit ou un mur extérieur du logement. Bien orientée, la plaque récupère également de l’énergie solaire en journée, d’où la dénomination parfois employée de « chauffe-eau thermodynamique solaire ».

De véritables systèmes combinés solaires-pompe à chaleur commencent à voir le jour : l’air chauffé par un capteur solaire thermique, l’arrière d’une installation photovoltaïque ou un toit solaire est récupéré par le chauffe-eau thermodynamique ou une pompe à chaleur pour chauffer l’eau sanitaire, voire le logement lui-même. Ces dispositifs intégrés, très performants, sont amenés à se développer dans un avenir proche.

 

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