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1 octobre 2022

Solaire aérothermique : produire de la chaleur sans réseau électrique, c’est possible !

Panneau aérothermique Le brulant

Il y a eu la révolution du solaire photovoltaïque, et des chauffe-eau fonctionnant au solaire thermique. Maintenant, découvrez les panneaux solaires aérothermiques.

Sans électronique, sans logiciel et indépendant du réseau électrique, le système de chauffage prend un tournant écologique. Pour comprendre ce dispositif, nous avons discuté avec Gérald Gagneur, fondateur de Le Brûlant une entreprise productrice de panneaux aérothermiques en pleine croissance. Toutes les photos illustratrices de cet article proviennent d’ailleurs de ses propres installations.

Sans plus attendre, découvrez comment produire de la chaleur grâce à l’air, sans aucune modification sur votre installation électrique.

Panneau aérothermique Le brulant
Panneau aérothermique par Le Brulant

Un système hybride de transformation de l’énergie solaire

Les panneaux solaires aérothermiques avaient fait leur apparition dans les années 70. Cependant, leur manque de praticité et d’esthétisme les a longtemps relégués au dernier rang des mises en place énergétiques pour l’habitat.

Nous avons donc assisté à l’essor du photovoltaïque (pour l’électricité) et thermique (pour l’eau chaude). Mais l’aérothermie dispose de nombreux avantages, que l’on redécouvre aujourd’hui.

Précisément, son système permet de diminuer sa facture de chauffage en hiver et de ventiler l’intérieur d’un bâtiment.

Composé d’une double ou triple paroi exposée au soleil (dans le cas du brulant, c’est un simple vitrage trempé), le panneau (aussi appelé vitrage pariéto-dynamique ou brûlant) utilise les apports caloriques solaires mêlés aux propriétés thermodynamiques de l’air pour chauffer l’intérieur d’un bâtiment. Plus simplement, le panneau chauffe l’air emprisonné, qui est ensuite poussé dans le bâtiment par un petit ventilateur.

Cet aménagement est d’autant plus intéressant du fait de sa simplicité d’installation et ne nécessite quasiment aucun entretien. Concernant l’entretien des modules, nous avons d’ailleurs fait un article complet sur le nettoyage des panneaux solaires et sa rentabilité (ou non).

Fonctionnement du système aérothermique

Le principe de fonctionnement est simple.

Alors qu’un panneau solaire photovoltaïque transforme l’énergie solaire en électricité, les rendements sont limités (21 % environ).

Un panneau solaire aérothermie lui peut capter et restituer jusqu’à 80% du rayonnement solaire sous forme d’énergie. La production de chaleur par l’air est due à son exposition au soleil. Il chauffe ainsi dans des proportions non négligeables.

Les panneaux solaires aérothermiques sont composés d’une double ou triple paroi en verre, et sont orientés vers le soleil. Ces parois emprisonnent de l’air frais, qui, une fois chauffé par le soleil, est poussé par ventilation mécanique dans le bâtiment.

C’est un caisson isolé doté de chicanes pour augmenter la distance du parcourt de l’air. Ce caisson et fermé par une plaque de verre. à ‘l’intérieur, Un absorbeur solaire capte le rayonnement et l’air qui circule à l’intérieur du caisson se frotte à l’absorbeur se qui permet un échange de calorie entre l’air et l’absorbeur.

D’un côté, le panneau et son absorbeur en aluminium captent donc jusqu’à 80% du rayonnement solaire et de l’autre côté, une gaine collecte l’air chaud habituellement perdu par les panneaux solaires.

Cet air est alors réinjecté dans le bâtiment pour augmenter la température. L’air injecté peut ainsi monter jusqu’à + 39C° en pointe (exemple dans le haut jura avec -1°C en entrée et 38°C en sortie avec un débit d’environ 130m3/h) par rapport à la température extérieure.

Les performances de ce type d’aménagement ne sont pas négligeables. Un panneau solaire photovoltaïque dégage en moyenne quatre kilowatts de chaleur pour un kilowatt d’électricité produit. Si cette chaleur emmagasinée n’est pas utilisée avec un panneau photovoltaïque, elle l’est avec un panneau aérothermique.

Tout est dû à sa construction et aux matériaux utilisés. Le panneau aérothermique est composé :

  • D’une structure,
  • D’un absorbeur,
  • De plaque de verre,
  • D’un petit panneau photovoltaïque (pour le ventilateur),
  • De ventilateurs.
  • D’un thermostat interne..
  • D’un clapet anti retour

Il repose sur un système qu’on pourrait définir comme “proportionnel passif” :

  • Lorsqu’il y a beaucoup de rayonnement solaire le ventilateur tourne très fortement car il est alimenté par un panneau photovoltaïque un peu surdimensionné ainsi la quantité de mètres cubes d’air qui s’engouffre dans le panneau est élevée
  • En cas de baisse de luminosité, le ventilateur ralenti, augmente son échange avec le panneau et se régule.

Quels sont les avantages du système aérothermique ?

Pour en apprendre plus sur les avantages du système aérothermique, nous avons rencontré Gérald Gagneur, qui a créé son entreprise made in France de fabrication de panneaux aérothermiques.

Le premier atout est économique. En effet, face à l’augmentation des tarifs de l’électricité et des autres matières permettant de se chauffer (comme le bois et les granulés de bois), ces panneaux sont une alternative efficace pour diminuer sa consommation électrique et se chauffer en totale autonomie, à moindre coût.

Si un panneau photovoltaïque à un rendement de 20% (c’est-à-dire que lorsqu’il reçoit 1000 watts/m2, il en restitue 200), le brûlant, lui, dispose d‘un rendement estimé entre 60 et 80%.

Il est donc bien plus efficace en termes de dispositif de chauffage pour votre maison. Pour rappel, le chauffage est la principale source de dépense énergétique dans un foyer et dans la majorité des bâtiments d’entreprise.

Combien coûte une installation de panneau solaire aérothermique ?

Le générateur d’air chaud Brulant (hors installation) coûte aujourd’hui aux alentours de 1650 euros, et ne nécessite pas d’entretien particulier une fois mis en place. Pour une version miniature du panneau aérothermique, comptez 850€ environ.

Bien qu’il pense devoir augmenter ses tarifs « le plus tard possible », la rentabilité de votre installation n’en sera presque pas atteinte. Une fois le(s) panneau (x) installé(s), Il est envisageable de chauffer entièrement son lieu de vie, sans autre recours.

💡 L’installation d’un brulant ne nécessite aucunes compétences particulières. Il existe en deux format, mini et grand.

L’air chaud produit est directement injecté dans la maison, sans second échangeur (que l’on trouve dans les systèmes pour l’eau chaude ou dans le photovoltaïque). Dès sa mise en place, les économies sur les factures d’électricité dues au chauffage sont immédiates.

Le deuxième atout est sa facilité de mise en place. Le brûlant nécessite seulement d’être posé sur une façade (et non un toit) exposée au soleil, avec une inclinaison de 12° (optimale pour le rayonnement hivernal). Le soleil étant à 21° au solstice d’hiver.

Ensuite, vous pouvez utiliser votre chauffage à l’aide d’un bouton marche/arrêt classique, et régler le thermostat interne pour permettre au générateur d’air chaud de démarrer une fois la température interne atteinte.

Certains panneaux équipés d’une batterie thermique permettent de stocker la chaleur pour la restituer après le coucher du soleil (ce n’est pas une option possible pour Le Brulant et souvent bien plus couteux).

L’air chaud pulsé à 30cm du sol permet d’emmagasiner la chaleur dans le sol. Ainsi L’inertie du sol permettra de diffuser la chaleur une fois le panneau arrêté.

💡 Après de nombreux tests, ses panneaux sont très réactifs et permettent de capter un maximum de chaleur même en cas de ciel voilé, grâce à la finesse des matériaux.

Enfin, la ventilation apporte un air renouvelé (et purifié) qui est bénéfique à l’habitat, surtout en périodes de grands froids d’hiver, où l’on hésite à ouvrir la fenêtre.

Quelles sont les conditions d’installations ?

Ce module est très simple à mettre en place. Il suffit de disposer d’une façade extérieure exposée au soleil (Sud). Pour l’aérothermie, l’installation sur le toit n’est pas la plus optimale car peu de toits permettent la bonne inclinaison.

De plus, le poids de cet élément est assez conséquent du fait de ses matériaux. Un panneau pèse environ 70 kg. La plaque de verre trempé de 4mm d’épaisseur pour 1,70 m2 dont il dispose pèse déjà 18 kg à elle toute seule, mais sa résistance est exceptionnelle.

Le support sur lequel repose le module est standard, il s’agit de supports de climatiseurs pouvant supporter jusqu’à 140 kg, combiné à des équerres qui soutiennent par le haut.

Les panneaux aérothermiques sont particulièrement recommandés pour la rénovation d’habitat, dans le cas où la maison aurait été mal conçue en termes d’orientation au soleil ou mal isolée.

Un système de panneaux aérothermiques peut aussi être utile dans le cadre d’une construction neuve sur laquelle il n’y aurait pas la possibilité d’exposer ses fenêtres au sud. La pose de panneaux aérothermiques est plus simple et plus économique qu’une ouverture de fenêtre dans un mur !

💡 Il est recommandé d’installer un brûlant par pièce pour un chauffage optimal. Un panneau produit de la chaleur pour une pièce jusqu’à 50 m2. Si vous recherchez simplement un apport de calorie en complément, un brûlant peut couvrir une surface jusqu’à 90m2.

Quel est l’impact environnemental du solaire aérothermique ?

Si l’impact environnemental des panneaux photovoltaïques était déjà limité, l’impact carbone de ce type d’installation est encore plus faible ! C’est une solution économique mais aussi extrêmement écologique. Le bilan carbone d’un tel système est extrêmement bas et permet d’économiser plusieurs centaines de kilos de CO2 par an.

La quasi-totalité des matières sont recyclables (bois, verre, aluminium…) et produits ou traités en France. Ce système est low tech, c’est-à-dire qu’il fonctionne sans électronique ou électricité, et donc ne consomme rien pour produire son énergie. Il est entièrement autonome.

Il est aussi composé d’éléments faciles à réparer et à trouver dans le commerce. Panneau photovoltaïque, ventilateur, thermostat ne sont pas piégé dans le système.

A l’heure actuelle, ces installations sont encore jeunes et leur évolution dans le temps est toujours en observation. Cependant, à l’instar des panneaux photovoltaïques qui ont une durée de vie croissante grâce à l’évolution des progrès technologiques (ils atteignent déjà 25 ans d’utilisation optimale), nous pouvons estimer qu’il en est de même pour l’aérothermie.

Dans les deux cas, la baisse d’efficacité est généralement due à la perte de propriétés du verre avec le temps.

💡 Constitués de très peu d’éléments, l’entretien est minime et la durée de vie longue.

Si cette solution arrive à s’imposer parmi les options de chauffage individuel et industriel, beaucoup d’évolutions sont envisageables et possibles. Il pourrait alors être possible de chauffer de très grandes surfaces.

Par exemple, en recouvrant une façade entière exposée au sud d’un bâtiment industriel, ou d’un gymnase, souvent trop froid, il serait possible de le chauffer intégralement l’hiver.

Si ce type de panneau était utilisé en été, il pourrait également chauffer un intérieur jusqu’à + 62°. Dans une industrie de fonte de lingots par exemple, cela représenterait une économie énergétique de 10%. Un pas de plus vers l’autonomie énergétique de l’industrie.

Malo Ricordel, Directeur Général

J’assure le développement stratégique et commercial de l’entreprise. Passionné d’innovation, de transition énergétique et d’entrepreneuriat, j’ai à cœur de vous fournir les informations les plus précises possibles.

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