Dit aussi CESI (Chauffe Eau Solaire Individuel). C'est un projet que j'avais de longue date, depuis l'achat de la maison en fait. Ayant quelques expériences réussies en matière d’énergie solaire, je trouvais dommage de dépenser de l’électricité en été pour chauffer de l'eau, alors que le soleil peut assurer largement cette fonction. Surtout que nous sommes plutôt de gros consommateurs d'eau chaude : douche à rallonge, vaisselles à la main, soin des chevaux.
J'aurais aimé l'installer plus tôt mais notre budget travaux ayant été considérablement amputé à cause de la réfection de la toiture non prévue, on avait renoncé à ce projet. L'année dernière quand j'ai touché mon solde de tout compte en quittant mon précédent emploi, je me suis dis que ce serait un bon moyen de placer cet argent. Les simulations donnent un taux de couverture de 70% (c'est a dire que pratiquement 3/4 de l'année nous aurons de l'eau chaude "gratuite") et un retour sur investissement en 13 ans (maintenance comprise) au prix actuel de l’électricité... Vu qu'il est désormais certains que le prix de l'électricité va augmenter fortement dans les années à venir, le retour sur investissement risque d'être bien plus rapide.

Nous avons reçut le matériel en fin d'année dernière, celui-ci étant acheté en passant par le groupement d'achat de l'association APPER (http://www.apper-solaire.org/), mais comme l'installation nécessitait des travaux de toiture plutôt important, j'ai préféré attendre les beaux jours. Enfin beau jours, il faut le dire vite pare que cette année on est pas certains de les voir !

En attendant les beaux jours donc, j'ai commencé par installer le nouveau ballon d'eau chaude à l'emplacement où il desservira le mieux le futur nouveau logement, c'est à dire dans la buanderie. Initialement ce genre de ballon (nous avons opté pour un 300 litres) est prévu pour être posé au sol, mais comme c'est plutôt encombrant et que la place dans la buanderie est limité, j'ai décidé de le transformer en modèle mural. Il a donc fallu construire un support adapté suffisamment solide pour soutenir les 400Kg de ce ballon une fois plein et le fixer correctement au mur (qui à été construit dans l'optique de pouvoir supporter une telle charge).
Pour ce faire, pas loin de 6m de cornière acier de 60x60 épaisseur 6mm on été nécessaire, le tout soudé au semi-auto. La fixation est confié à 7 scellements chimiques via des tiges filetées de 10, dont les 3 supérieurs sont prises directement dans un chainage en béton armé (résistance totale théorique à l'arrachement = 1,7 tonne)
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Ensuite il faut placer le ballon sur son support. Vu que le ballon fait 100Kg à vide, et que le support est à 2m du sol j'ai opté pour l'utilisation d'un palan. Le problème c'est la fixation du palan, surtout qu'a cet endroit je suis sous rampant. La solution c'est le serre-joint.
Vous n'avez pas confiance en vos serre-joint ? moi si !
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Une fois le ballon en place, il reste à le fixer au support. Les taraudages pour les pieds réglables feront très bien l'affaire.
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Bon c'est bien beau, mais il reste beaucoup de boulot et on est pas encore sur le toit. Autour du ballon beaucoup de plomberie reste à faire.
Il faut commencer par fixer et raccorder le groupe de transfert (accessoire contenant le circulateur pour le circuit primaire de chauffage solaire de l'eau ainsi que les différents raccordement pour le remplissage/purge de l'installation, le vase d’expansion, etc.)
Je l'ai placé dans le coin derrière le ballon (donc à environ 3m du sol) donc pas très accessible mais ça evite des longueurs de tuyaux dans tous les sens.
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Viennent ensuite tous les raccordements au ballon et les accessoires tel que sondes de température, résistance d'appoint, vase d'expansion, mitigeur thermostatique en sortie (la température de l'eau en sortie pouvant atteindre et même dépasser les 80°C il faut obligatoirement quelques chose qui empêche les brulures). D'abord l'alimentation en eau avec son groupe de sécurité (et donc également l’évacuation du trop plein) l'alimentation en eau froide du mitigeur et la sortie de l'eau chaude vers la nourrice de distribution. Pour la première fois j'ai utilisé du multicouche, c'est plus facile à travailler que le cuivre et plus propre que le PER, dommage que ce soit aussi cher. Une fois la question de l'arrivé et la sortie de l'eau régler, il faut aussi s'occuper du circuit de chauffage.
Le ballon choisit contient 2 serpentins de chauffage et donc potentiellement 2 circuits séparé. Celui du bas, le plus puissant, est attribué au chauffage solaire. Celui du haut n'est pas raccordé pour le moment et sera utilisé plus tard pour un appoint bois ou pellet quand viendra la question d'installer un moyen de chauffage dans la maison.
Les différents circuits sont raccordés à travers des raccords diélectriques afin de limiter la corrosion galvanique du ballon et donc augmenter sa durée de vie.
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Le gros du travail intérieur étant terminé, il est temps de monter sur le toit (encore !...) pour installer les panneaux. L'emplacement à été choisit afin de maximiser l'exposition et de limiter la longueur des liaisons hydrauliques entre les panneaux et le ballon. En hiver la grange du voisin à l'Est fait une ombre portée assez loin sur notre toiture jusque tard dans la matinée, il faut donc placer les panneaux le plus haut possible pour éviter ce masque. Au sol il aurait fallut les poser beaucoup trop loin de la maison toujours pour éviter cette ombre, les liaisons auraient coutés trop cher et les pertes trop importante (mais poser les panneaux au sol facilitent leur installation, leur maintenance et leur masquage estival en cas de besoin)
J'ai choisi une pose dite en surimposition, plus simple et moins risquée pour l’étanchéité de notre toiture (toute neuve...) La pose en intégré demande plus de matériel et de bonne connaissances en couverture que je n'ai pas.
Première étape, de-tuiler la surface du chantier... quoi mais j'ai l'impression que je viens juste de finir de tuiler !
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Il faut ensuite fixer les pattes de fixation sur les chevrons (pattes spéciales de forme adapté en acier inoxydable) et y boulonner les rails de fixation des panneaux.
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Comme j'ai utilisé un écartement de chevron plutôt important (permis grâce au poutres en i) j'ai du utiliser des liteaux d'une section plus importante que ce qui est habituellement employé pour de la tuile plate. Les pattes de fixation des panneaux sont prévu pour du liteau de section "standard", j'ai donc du caler pour compenser la différence d’épaisseur.
Ici la cale est un morceau de contreplaqué (une latte de parquet stratifié en fait) qui relie plusieurs chevrons ensemble afin de consolider l'ensemble.
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Ensuite il faut remettre les tuiles... avant les panneaux, parce que quand les panneaux seront posé sur leur support, il sera impossible d'aller remettre les tuiles en dessous. Et il faut remettre toutes les tuiles pour être certain de leur position par rapport au reste de la toiture (ça serait idiot de devoir en recouper d'un coté et d'avoir un trou de l'autre)
Au passage on fait les découpes qui vont bien pour les pattes de fixations et les liaisons hydrauliques et on renforce étanchéité de tout ce bazar à grand coup de mastic.
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Viens alors le moment de poser les panneaux sur le toit. Il faut donc enlever à nouveau les tuiles autour de l'emplacement prévu pour pouvoir monter plus facilement, et de faire appel à un collègue qui n'a pas le vertige car vu la taille et le poids (environ 40Kg) c'est pas possible de monter ça tout seul.
Au niveau des profilés de fixation, j'ai opté pour une solution maison, c'est peut être pas un bon choix mais c'est ce qui m'a semblé le plus rationnel au regard de ce qui est disponible dans le commerce et des frais de port associé. Donc à la place de profilé spécifique en aluminium, j'ai opté pour de la cornière inox (ici de la 30x30x3 mais j'aurais du prendre plus large et plus épais car dans cette section c'est un peu trop souple) et j'ai adapté les fixations à ma sauce.
Tout autour du panneau, dans le profilé du caisson, il y a une rainure faite pour la fixation. En bas du panneau, pour soutenir la majeur partie du poids de celui-ci, la rainure prend normalement appui dans une languette du profilé aluminium afin de caler et bloquer le panneau. J'ai reproduit ce procédé avec un morceau de plat d'inox et quelques boulons.
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Notez bien que ce plat ne pince absolument pas le profilé du panneau. Celui-ci doit être libre de coulisser, aussi bien pour faciliter l'installation, que pour permettre au cadre du panneau de se dilater librement et donc éviter la casse. Entre la cornière et le plat, des rondelles permette un calage à l’épaisseur adéquat. (Toute la visserie est bien entendu en inox et les écrous de type nylstop)
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Pour les côtés c'est le même principe qui est appliqué, des brides viennent s'encastrer dans la rainure sans la pincer (toujours grâce à des rondelles de calage) et avec un jeu suffisant pour permettre la dilatation.
Tout à été minutieusement préparé et percé au sol avant l'installation en toiture.
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Une fois les panneaux en place...
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Il ne reste plus qu'a installer les liaisons hydrauliques, les raccords entre panneaux, le purgeur et la sonde de température, et de remettre les tuiles !
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En ce qui concerne les liaisons hydraulique, il s'en vend généralement de 2 types : nue ou déjà isolées. Si la différence de prix est significative, n’hésitez pas à prendre la version nue, contrairement à ce que l'on pourrait croire, enfiler 10 mètres de tube dans un manchon isolant "Armaflex" ne pose pas de difficulté particulière. Les fabricants d'isolant préconisent de fendre le manchon en deux, d'y placer le tuyau, et de recoller le manchon. C'est inutile, en appliquant la technique que j’appellerais "de la chenille" ça s’enfile très facilement : on enfile le tube dans le manchon jusqu’à ce que ça coince, ensuite on comprime le manchon en tenant au niveau du bout du tube tout en continuant d'essayer de l'enfiler, sous la pression le manchon va se "dilater" et continuer de s'enfiler. On tient alors le bout du manchon sur le tube et on relâche le bout du tube. Le manchon en cherchant à reprendre sa forme normale va avancer sur le tube (puisque vous le tenez à l'autre bout) quitte à l'aider un peu. En recommençant encore et encore, on enfile facilement 10m de tube en quelques minutes et sans difficulté (pas facile à expliquer, mais extrêmement simple à faire une fois qu'on à trouvé la technique).

A l’intérieur, sur la charpente et jusqu'au ballon solaire, il faut fixer ces liaisons hydraulique. Cependant, à cause de l'isolant (plutôt fragile en plus) il ne faut pas le faire n'importe comment. Un simple collier comprimerait l'isolant et provoquerait des pertes (voir une destruction de l'isolant à force) Il faut donc quelque chose de large qui ne comprime pas la mousse.
Là encore j'ai opté pour une solution maison : des bouts de sangle bagagère. On en trouve facilement à bas prix sans cliquet ni accessoire dans n'importe quel magasin de bricolage. J'ai opté pour de la sangle de 50mm de large. Ça se coupe très facilement avec une vieille lame chauffée à rouge, même technique pour la percer (ça évite à la sangle de s’effilocher) Comptez 1 bout de 25cm par attache. Une vis à bois et une rondelle, et le tour est joué
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Une fois que tout est monté et que le circuit est bouclé, il reste à procéder à la mise en service.
La première chose à faire est un rinçage de l'installation à l'eau du robinet. Sur le groupe de transfert on branche un tuyau d'arrosage sur la vanne de remplissage, et un bout de tuyau sur la vanne de purge et on envois la sauce. Ça se fait bien sûr par une journée pluvieuse ou alors le soir quand les panneaux sont froids, sinon bonjour le choc thermique !
Le but est d'abord de débarrasser le circuit des différents débris qu'il pourrait contenir (morceau de teflon, de filasse, de pâte à joint, particules métallique d'usinage, sable,...) afin qu'ils ne viennent pas détériorer certains appareils qui se trouvant dans ce circuit (circulateur, débitmètre)
On en profite pour mettre l'installation en pression et vérifier qu'il n'y a pas de fuite (donc c'est mieux de le faire tant qu'on peut encore monter sur le toit pour inspecter les raccords...)

Ensuite on procède à la purge de l'installation pour chasser toute l'eau (un compresseur d'air peut être utile) et au passage mesurer la contenance du circuit primaire, ça sera utile pour préparer le fluide caloporteur ou même savoir combien il faut en acheter.
Le remplissage définitif se fait avec une solution antigel généralement à base de monopropylène glycol (MPG) non toxique (en cas de fuite du serpentin, la pression dans le circuit primaire pourrait "contaminer" l'eau chaude de votre installation... ce serait bête d'avaler ou d’inhaler des produits toxiques en prenant sa douche... donc l'éthylène glycol des liquides de refroidissement automobile est à proscrire)
Pour ma part j'ai opté pour du MB444D des Produits Chimique du Mont-Blanc (PCMB) dilué à 50% dans de l'eau distillée. On trouve facilement ce produit (ou sont remplaçant le MB444E) sur le net, et la réputation de PCMB n'est plus à faire (dans l'industrie en tout cas). Mon installation contient environ 20 litres de fluide caloporteur.
Pour le remplissage plusieurs techniques : la station de remplissage, le pulvérisateur de jardin à pression préalable, la pompe d'arrosage,... Personnellement j'ai opté pour cette dernière. Ayant une pompe inutilisé de notre kit de récupération d'eau de pluie je l'ai affectée au remplissage du chauffe-eau solaire. Rien de bien compliqué, il faut un récipient dans lequel pomper le fluide caloporteur préparé en quantité suffisante, et des morceaux de tuyaux d'arrosage pour le raccordement. Sur la station de transfert la vanne de purge est ouverte et un tuyau ramène le fluide dans le récipient de pompage. On met en route la pompe et on laisse circuler un moment jusqu’à ce que le fluide ressorte de la purge sans bulle. Il faut bien sur veiller à ce que la pompe n'aspire pas d'air ni de mousse. Quand toute l'installation est bien remplie et que le retour se fait sans bulle depuis un moment, il est temps de mettre en pression l'installation. On ferme alors la vanne de purge est on laisse la pression monter à la valeur désirée. En principe c'est fonction de la hauteur manométrique de l'installation et de tout un tas de paramètres. J'ai opté pour la solution simple : pression de gonflage du vase d'expansion + 0.3 bar, soit 2.8 bars. Quand la pression est atteinte, on ferme la vanne de remplissage et on coupe la pompe.
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Vient alors le moment de mettre en service le circulateur et de procéder au réglage de débit. Le fabricant des panneaux préconise en général un débit optimal adapté aux panneaux. On commence par choisir la vitesse du circulateur qui permet d'approcher le plus possible ce débit (le débitmètre intégré à la station de transfert est fait pour ça) puis on ajuste avec la vis de restriction sur le débitmètre). Sur notre installation, comme la hauteur manométrique n'est pas très importante (environ 5m) et que liaison sont plutôt courtes, les pertes de charges sont faibles. La première vitesse du circulateur suffit largement. J'ai même du mettre trop de débit, car le restricteur laminait de trop pour atteindre le bon débit et ça faisait du bruit (il nous faudrait théoriquement 3.5l/mn, j'ai du régler à 5l/mn).

Quand toute la partie hydraulique est au point, il reste plus qu'à mettre en service la régulation.
Pour ma part j'ai opté pour un Maxisun de chez ard-tek (Patrick NIES). Solution un peu luxueuse pour un simple CESI mais mon installation est amenée à évoluer et j'espère bien exploiter toute les possibilités de ce formidable appareil. Pour plus d'info, ard-tek.com ou forum APPER
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A l'heure où j'écris ces lignes pas de soleil, alors notre installation en est là :
(les 379.5°C extérieur c'est parce que je n'ai pas encore raccordé la sonde)
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Pour info, l'installation de ce chauffe-eau solaire nous à couté un peu plus de 2000€ (mes calculs donnent 1989 € mais j'ai du égarer quelques tickets de caisse)

Si vous avez des questions ou souhaitez me contacter à ce sujet, je suis disponible sur les forums de l'APPER ou de ard-tek sous le pseudo Forhorse.