Zoom sur le système solaire combiné

publié le 01/05/2024 | mis à jour le 19/06/2024 | par Aurélie Hubert

Le fonctionnement du système solaire combiné

Le système solaire combiné ou SSC s’appuie sur l’énergie solaire thermique pour produire à la fois du chauffage et de l’eau chaude sanitaire (ECS), d’où le terme « combiné ».

Si son fonctionnement est très proche de celui du chauffe-eau solaire individuel (CESI), le système solaire combiné va encore plus loin, en alimentant non pas un, mais deux circuits d’eau chaude : l’un pour l’eau sanitaire, l’autre pour le chauffage de la maison.

Un système solaire combiné, comment ça marche ?

Ce dispositif est composé de :

• plusieurs panneaux solaires thermiques (également appelés capteurs solaires thermiques), positionnés sur la toiture ou à proximité de l’habitation ;
• un fluide caloporteur ;
• un ballon de stockage combiné ;
• un réseau de tuyauteries venant alimenter :
  • le réseau d’eau chaude sanitaire,
  • les émetteurs de chaleur pour le chauffage (radiateurs hydrauliques basse consommation, plancher chauffant ou murs chauffants).

À noter : dans le cas d’un SSC avec appoint intégré, le dispositif comprendra également un régulateur et une chaudière d’appoint (lire section suivante).

Comment tous ces éléments s’articulent-ils entre eux ? C’est très simple :

• les panneaux solaires thermiques transforment le rayonnement solaire en chaleur (contrairement, rappelons-le, aux panneaux solaires photovoltaïques dont le rôle est de produire de l’électricité) ;
• ces panneaux sont traversés par un serpentin dans lequel circule un fluide dit « caloporteur », c’est-à-dire un liquide généralement composé d’eau glycolée qui a pour propriété de transporter la chaleur ;
• ce fluide est acheminé grâce à une pompe dans le ballon d’eau chaude, auquel il va céder sa chaleur par le biais d’un échangeur de chaleur (ou échangeur thermique) avant d’être redirigé vers les panneaux solaires pour effectuer un nouveau cycle ;
• ainsi chauffée, l’eau stockée dans le ballon peut être acheminée dans les canalisations pour alimenter la maison en chauffage et en eau chaude sanitaire.

Un dispositif qui nécessite d’être complété par un système d’appoint

La performance d’un système solaire combiné à un instant T est fortement corrélée au taux d’ensoleillement. Par conséquent, le SSC ne permet pas de couvrir en permanence l’intégralité des besoins d’un foyer en chauffage et en eau chaude sanitaire : il doit impérativement être complété par un dispositif d’appoint.

Cet appoint peut être :

• directement intégré au système solaire combiné. Dans ce cas, le ballon de stockage est composé de deux échangeurs thermiques et l’appoint de chaleur est apporté par une chaudière traditionnelle (chaudière électrique ou chaudière gaz) qui prend le relais automatiquement dès que la production solaire est insuffisante (cas du schéma de l’ADEME présenté précédemment). La régulation est assurée par un régulateur qui donne toujours priorité au chauffage solaire et ajuste avec précision le fonctionnement de l’appoint, afin d’assurer une température idéale à la maison et un confort thermique constant ;
• totalement indépendant. Il peut s’agir, par exemple, d’une chaudière à granulés, d’une chaudière à condensation, d’une chaudière gaz basse température ou encore d’une pompe à chaleur. L’appoint peut aussi être assuré par un insert ou un poêle à bois pour la partie chauffage, et par une résistance électrique pour la partie production d’eau chaude sanitaire. Point négatif : avec un dispositif d’appoint indépendant, c’est à vous d’assurer la régulation avec, in fine, davantage de difficultés à optimiser la consommation d’énergie. Cette solution est donc plutôt préconisée pour les habitations ayant de faibles besoins en chauffage (petites surfaces situées dans une région bien ensoleillée ou maisons secondaires).

Les différents modèles de système solaire combiné

Il existe deux grands types de systèmes solaires combinés : le SSC à hydroaccumulation et le SSC direct. Voyons cela plus en détails :

Le système solaire combiné à hydroaccumulation

Comme son nom l’indique, ce type de dispositif accumule de l’eau chaude en grande quantité (entre 500 et 2 000 litres) dans un ballon tampon. À l’intérieur de ce grand ballon, est immergé un autre ballon :

• l’eau chaude stockée dans le grand ballon est destinée à alimenter les émetteurs de chaleur (radiateurs basse température, chauffage au sol) ;
• l’eau chaude stockée dans le ballon immergé est destinée à alimenter le réseau d’eau sanitaire.

Le système solaire combiné direct

Le SSC direct est aussi appelé plancher solaire direct (PSD).

Avec ce dispositif, le fluide caloporteur ne circule pas uniquement entre les capteurs solaires et le ballon de stockage : il circule également dans la dalle du plancher chauffant ou au sein des murs chauffants. Ces derniers ont donc une double fonction : ils sont émetteurs de chaleur et servent au stockage de l’eau chaude destinée au chauffage.

Une chaudière d’appoint permet d’alimenter le réseau de canalisations lié au chauffage lorsque la chaleur émise par les capteurs solaires est insuffisante et de produire l’eau chaude sanitaire.

Comparatif entre SSC à hydroaccumulation et SSC direct

Retrouvez dans le tableau ci-dessous les points forts et points faibles des différents types de système solaire combiné :

Système solaire combiné, quels avantages ?

Il existe de nombreux avantages à installer ce type de chauffage solaire chez soi.

Un dispositif économique et performant

Le système solaire combiné a un double intérêt, puisqu’il permet de chauffer son logement et de chauffer son eau. C’est donc un dispositif particulièrement intéressant pour une maison neuve ou pour une maison existante dotée d’un chauffage central, car une seule installation permet de répondre à deux besoins distincts.

En outre, le SSC est un système de chauffage économique à l’usage, car il s’appuie sur l’énergie solaire pour fonctionner : une énergie 100 % gratuite et disponible partout !

Les capteurs solaires thermiques offrent un rendement énergétique (pourcentage d’énergie utilisée par rapport au pourcentage d’énergie générée) de 80 % pour les modèles à plans vitrés, et jusqu’à 90 % pour ceux sous vide : il y a donc peu de pertes entre l’énergie solaire captée par les capteurs et l’énergie produite. À titre indicatif, les panneaux solaires photovoltaïques sont bien moins performants, leur rendement étant situé autour de 15 % à 20 %. Attention toutefois : ces données correspondent à des mesures réalisées en laboratoire, dans des conditions optimales : en réalité, le rendement moyen d’un capteur solaire thermique est plutôt compris entre 35 % et 40 %.

Ces bonnes performances permettent au système solaire combiné permet de couvrir, selon l’ADEME, entre 40 % et 60 % des besoins en chauffage d’un foyer. Il est particulièrement intéressant dans les régions froides, mais bien ensoleillées (en montagne, par exemple), où les besoins en chauffage sont plus importants et où le recours limité à un dispositif d’appoint permet de réaliser des économies d’énergie conséquentes : l’ADEME avance le chiffre de 70 % d’économies pour le chauffage et l’eau chaude sanitaire pour des foyers habitant en région montagneuse dans une maison très bien isolée.

Un dispositif écologique

L’énergie solaire est gratuite, mais elle est également disponible à volonté et renouvelable !

Par ailleurs, lorsqu’il n’y a pas de recours au dispositif d’appoint (qu’il soit indépendant ou intégré), le système solaire combiné ne rejette ni gaz à effet de serre (GES), ni polluant. Son impact environnemental est donc réduit.

Un dispositif durable

Enfin, le système solaire combiné est un équipement fiable et durable, sous réserve bien sûr d’un entretien régulier (comme pour tout dispositif de chauffage) :

• les panneaux solaires thermiques de bonne qualité ont généralement une durée de vie comprise entre 20 et 30 ans (la plupart des fabricants proposent une garantie de 10 ans) ;
• un bon ballon d’eau chaude durera entre 15 ans et 20 ans.

Installer un système solaire combiné chez soi

Vous envisagez d’installer un système solaire combiné dans votre maison ? Voici quelques conseils pour une mise en œuvre réussie.

Les conseillers France Rénov’ à votre écoute

Avant de vous lancer, n’hésitez pas à prendre rendez-vous avec un conseiller France Rénov’. Service public de la rénovation de l’habitat, France Rénov’ propose des « espaces conseil » partout en France, afin d’informer et d’accompagner les particuliers dans leur projet. Ce service est entièrement gratuit.

Trouver un installateur qualifié

Réaliser une installation solaire thermique est une action complexe qui doit impérativement être confiée à un professionnel compétent. Celui-ci sera par ailleurs en mesure de vous conseiller sur le dimensionnement de votre projet (nombre de panneaux solaires thermiques, capacité du ballon de stockage, etc.).

Privilégiez une entreprise ayant reçu la mention RGE (pour « Reconnu garant de l’environnement ») et répertoriée dans l’annuaire des professionnels RGE de France Rénov’ (après avoir indiqué votre commune, sélectionnez la rubrique « Installations d’énergies renouvelables », puis la sous-rubrique « Chauffage et/ou eau chaude solaire »).

Notre conseil : pour l’installation de votre système combiné, recherchez un professionnel RGE ayant reçu spécifiquement la qualification « Qualisol Combi » délivrée par l’organisme Qualit’EnR et qui reconnaît son engagement dans la « qualité d’installation des systèmes solaires combinés et de chauffe-eau solaires individuels ». La certification Qualibat 5241 (Installation de chauffage solaire et ECS) est également gage de sérieux et d’expertise.

Choisir le matériel adéquat

La qualité de l’équipement est essentielle pour une installation solaire réussie et rentable sur le long terme. Votre installateur RGE sera en mesure de vous conseiller à ce sujet.

Quelques conseils :

• optez pour un dispositif solaire intégrant un système de comptage de l’énergie produite et un dispositif de gestion des surchauffes en été : certains panneaux, par exemple, sont auto-vidangeables et se vident automatiquement de leur eau lorsque le risque de surchauffe (ou de gel) est avéré ;
• si votre eau est très calcaire, choisissez un ballon de stockage à échangeur émaillé ou lisse, afin de limiter le dépôt de tartre ;
• privilégiez du matériel commercialisé par les marques les plus reconnues, aussi bien pour les capteurs solaires que pour le ballon d’eau chaude (Viessmann, De Dietrich, Thermador, Roth, Chaffoteaux, etc.) ;
• enfin, vérifiez la présence d’un label de qualité :
  • CSTBat,
  • Solar Keymark,
  • Ô Solaire.

Zoom sur les capteurs solaires

Les capteurs solaires jouent un rôle essentiel dans le rendement énergétique d’un système solaire combiné. Différents types de capteurs existent sur le marché :

Outre le modèle de panneaux solaires thermiques, l’orientation a aussi son importance : idéalement, le dispositif doit être positionné plein sud et les capteurs posés avec une inclinaison de 60°. Toutefois, il vous faudra composer avec l’existant. Selon l’ADEME, votre SSC demeurera performant avec :

• une orientation des panneaux de 45 °C vers l’ouest ou vers l’est ;
• une inclinaison des panneaux comprise entre 25 °C et 90 °C.

Enfin, que les capteurs soient placés en toiture, en façade, en terrasse ou sur une pergola, il est essentiel d’éviter les ombres dues à la présence de végétaux ou de bâtiments alentour.

Les démarches administratives à réaliser pour installer un système solaire combiné

À l’instar d’un projet photovoltaïque, un projet solaire thermique sur une maison existante nécessite la délivrance d’une autorisation d’urbanisme :

• s’il s’agit d’une maison neuve (construction), l’installation du système solaire combiné doit être mentionnée dans la demande de permis de construire (PC) ;
• s’il s’agit d’une maison existante, le dépôt d’une simple déclaration préalable (DP) sera suffisant dans la plupart des cas.

Renseignez-vous directement auprès de votre mairie : certaines communes imposent le respect de règles de construction ou de règles esthétiques précises (couleur de toiture, etc.).

Par ailleurs, si votre habitation est située à proximité de l’un des 43 000 monuments historiques français (sites classés ou inscrits), il vous faudra solliciter en amont de votre projet l’avis favorable d’un architecte des bâtiments de France (ABF). Pour information, sont considérés comme étant aux abords d’un monument historique tous les bâtiments situés dans un rayon de 500 mètres.

À noter : la transmission à la mairie d’une Déclaration attestant l’achèvement et la conformité des travaux (DAACT) est obligatoire dans les 30 jours suivant la mise en place des panneaux solaires (certains installateurs proposent de se charger pour vous de ces formalités).

Entretenir son système solaire combiné

Tout dispositif de chauffage requiert un entretien assidu : le système solaire combiné n’y échappe pas ! C’est la clé pour prolonger la durée de votre équipement, prévenir de pannes éventuelles et vous assurer d’un rendement optimal.

L’ADEME recommande de faire réaliser un entretien approfondi de votre SSC par un professionnel régulièrement. En revanche, celui-ci n’est pas obligatoire au sens légal du terme (contrairement à l’entretien d’une chaudière à gaz ou au ramonage des conduits pour un poêle à granulés, par exemple).

Pour l’entretien de votre système solaire combiné, nous vous invitons à suivre les recommandations suivantes :

Combien coûte un système solaire combiné ?

Le budget à prévoir pour l’installation d’un SSC est bien évidemment variable en fonction de nombreux critères, tels que le type de panneaux solaires choisis (à plans vitrés ou sous vide) ou encore les besoins en chauffage et en eau chaude sanitaire du foyer.

Le prix moyen d’un SSC selon l’ADEME

Selon l’Agence de la transition écologique, il faut compter en moyenne entre 1 100 € et 1 300 € HT par mètre carré de capteurs solaires. Ce prix inclut l’ensemble des équipements (dont le ballon de stockage et le système de régulation), pose comprise.

Prenons l’exemple d’une maison correctement isolée de 120 m². Pour fournir l’énergie nécessaire au chauffage et à la production d’ECS, 12 m² de capteurs seront nécessaires (soit 0,1 m² de capteurs par mètre carré de surface à chauffer). Ainsi, si l’on se réfère aux tarifs moyens mentionnés ci-dessus, le système solaire combiné coûtera, pose comprise, entre 13 200 € et 15 600 € HT.

C’est un investissement conséquent, mais qui sera rentabilisé sur le long terme grâce à l’utilisation d’une énergie gratuite, le rayonnement solaire. Selon Qualit’EnR (l’association pour la qualité d’installation des systèmes à énergies renouvelables), un système solaire combiné est amorti au bout de 10 à 15 ans, et plus rapidement encore si vous avez bénéficié d’aides financières (nous y reviendrons plus tard dans cet article). En outre, installer ce type de dispositif augmente la valeur immobilière de votre bien.

Le prix moyen d’un SSC en France en 2022

D’après Observ’ER, les prix effectifs des 1 350 systèmes solaires combinés vendus en 2022 dans l’Hexagone ont été légèrement supérieurs à ceux estimés par l’ADEME : 1 455 € HT par mètre carré de capteurs solaires en moyenne (pose comprise).

Précisons que l’année 2022 a vu les prix du marché s’envoler, avec +8,8 % d’augmentation par rapport à 2021.

Les aides financières à l’installation d’un système solaire combiné

Bonne nouvelle : la pose d’un système solaire combiné est éligible à certaines aides financières.

MaPrimeRénov’

Il s’agit du principal dispositif public d’accompagnement à la rénovation énergétique. Dans sa mouture 2024, MaPrimeRénov’ est octroyée pour « l’installation d’un système de chauffage ou d’eau chaude sanitaire décarboné » tel qu’un système solaire combiné :

• sous conditions de ressources (revenus très modestes à intermédiaires) ;
• aux propriétaires (occupants ou bailleurs) d’un logement :
  • occupé à titre de résidence principale,
  • construit depuis au moins :
    • 15 ans en métropole,
    • 2 ans en Outre-mer.

Pour bénéficier de l’aide MaPrimeRénov’, il est impératif de faire appel à un installateur professionnel RGE. Par ailleurs, la facture ne doit pas dépasser 16 000 € pose comprise et avant remises éventuelles.

Pour l’année 2024, le montant de MaPrimeRénov’ est compris entre 4 000 € et 10 000 € selon les revenus du foyer.

La Prime énergie

Cette aide est octroyée par les acteurs privés du secteur de l’énergie (fournisseurs de gaz et d’électricité, notamment) dans le cadre des Certificats d’économies d’énergie (CEE). Elle est accessible à tous sans conditions de ressources et peut prendre différentes formes (prime, bon d’achat, avoir sur la facture, etc.).

Pour être éligible à la Prime énergie, le système solaire combiné doit respecter les critères de performance détaillés dans la fiche Opération standardisée n° BAR-TH-143. Parmi les critères requis :

• les capteurs solaires doivent posséder une certification CSTBat, Solar Keymark ou équivalente ;
• ils doivent également présenter une productivité d’au moins 600 watts par mètre carré de surface d’entrée de capteur.

Le montant de la Prime énergie s’élève à quelques centaines d’euros et est variable d’un acteur à l’autre : n’hésitez pas à comparer leurs offres.

La Prime « Coup de pouce Chauffage »

Lorsque le SSC vient en remplacement d’une chaudière individuelle fonctionnant au charbon, au fioul ou au gaz, les ménages peuvent bénéficier d’une prime CEE bonifiée, appelée « Coup de pouce Chauffage ».

En 2024, son montant minimal est de 5 000 € (le respect des critères de performances définis dans la fiche Opération standardisée n° BAR-TH-143 est bien évidemment requis).

Les autres dispositifs d’accompagnement pour l’installation d’un système solaire combiné

Les travaux d’amélioration de la qualité énergétique mentionnés à l’article 18 bis de l’annexe IV du Code général des impôts peuvent bénéficier d’une TVA à taux réduit (5,5 %) : c’est le cas des « équipements de production de chauffage ou de fourniture d’eau chaude sanitaire fonctionnant à l’énergie solaire et dotés de capteurs solaires », tels que les systèmes solaires combinés. Le taux de 5,5 % s’applique à la fois sur le matériel et sur la pose. Pour en bénéficier, vous devez impérativement confier l’installation de votre SSC à un professionnel. Aucune démarche à effectuer : le bon taux de TVA sera directement appliqué sur votre facture.

Un prêt à taux d’intérêt nul, appelé « Éco-prêt à taux zéro », peut également être accordé sans condition de ressources aux propriétaires (occupants ou bailleurs) d’une habitation construite depuis au moins 2 ans et occupée à titre de résidence principale (ou destinée à l’être). D’un montant maximal de 15 000 €, ce prêt doit être remboursé dans un délai de 15 ans.

Enfin, certaines collectivités peuvent octroyer des aides spécifiques à leurs usagers : n’hésitez pas à vous informer auprès d’un conseiller France Rénov’ afin de connaître l’ensemble des dispositifs à votre portée.

Système solaire combiné : questions fréquentes

Encore relativement méconnu, le système solaire combiné fait l’objet de nombreuses interrogations ou idées reçues. Voici les réponses aux questions les plus fréquemment posées à propos du SSC.

Est-ce une bonne idée d’installer un système solaire combiné si l’on habite dans le nord de la France ?

Bien sûr ! Si votre installation est réalisée dans les règles de l’art (dimensionnement, orientation et inclinaison des panneaux solaires thermiques, etc.), votre système solaire combiné fonctionnera de manière efficace. Même avec un temps nuageux, les capteurs solaires produisent de la chaleur. C’est ce qu’explique très bien Qualit’EnR : « Il n’y a pas que les rayons directs du soleil qui comptent, le rayonnement diffus découlant de la couche nuageuse atteint également les panneaux et contribue à chauffer votre logement. L’inclinaison spécifique d’une installation de chauffage solaire permet de gagner en efficacité l’hiver, lorsque le soleil est bas dans le ciel, et d’éviter une surchauffe du système l’été. »

Un système solaire combiné est-il rentable si l’on est rarement chez soi en journée ?

Si les capteurs produisent de la chaleur grâce aux rayons du soleil, le SSC continue à produire du chauffage et de l’eau chaude sanitaire une fois la nuit tombée, puisque l’eau chaude est stockée dans le ballon de stockage en grande quantité (notamment pour les modèles à hydroaccumulation). Une fois chaude, cette eau ne refroidit pas aussitôt le soleil couché !

Le système solaire combiné reste donc rentable même si vous êtes peu présent à votre domicile en journée, surtout si l’appoint au solaire est performant (pompe à chaleur, par exemple).

Peut-on installer soi-même un système solaire combiné ?

En effet, il est possible d’acheter des kits solaires thermiques sur des sites spécialisés, à installer soi-même. Toutefois, à moins que vous soyez très connaisseur, rien ne vaut l’expertise et les conseils d’un installateur professionnel. En outre, si vous êtes éligible aux aides financières et notamment à MaPrimeRénov’, il serait dommage de s’en priver !

Comment contrôler le bon fonctionnement de son système solaire combiné ?

Si vos factures d’énergie vous semblent anormalement élevées et que vous vous interrogez sur le bon fonctionnement de votre installation solaire, voici un test très simple à effectuer par temps ensoleillé : coupez votre dispositif d’appoint et vérifiez si vous avez toujours de l’eau chaude. Si ce n’est pas le cas, cela signifie que votre SSC dysfonctionne : nous vous conseillons de contacter un professionnel.

Quelle est la différence entre système solaire combiné et PAC solarothermique ?

Une pompe à chaleur solarothermique n’est autre qu’un système solaire combiné intégrant une pompe à chaleur (PAC aérothermique air-eau le plus souvent) comme dispositif d’appoint. Elle est donc composée des mêmes éléments (capteurs solaires, fluide caloporteur, ballon de stockage, etc.). Lorsque l’ensoleillement ne permet plus aux capteurs solaires d’alimenter le système, c’est la PAC air-eau qui prend le relais.