Glossaire solaire

Dernière MAJ le 07/12/08

A noter que les définitions suivantes s'appliquent dans le domaine solaire.
La plupart des mots ont une signification plus large et dans ce cas, un dictionnaire vous sera plus utile.

Appoint
Comme le solaire ne peut prétendre à assurer 100% des besoins en énergie, un système solaire a besoin de l'apport d'une autre source d'énergie.
Cela peut être une énergie fossile (gaz, fioul) ou autre (bois, électricité, géothermie).

Armaflex^TM
Marque commerciale. Gamme d'isolants thermiques pour tuyauterie.
Utilisé sur une installation solaire pour ne pas perdre de chaleur circulant dans les tuyaux.
Attention : utiliser de l'Armaflex HT car l'Armaflex standard ne tient que jusqu'à environ 100°C.

Auto construction
Mode de construction d'une installation solaire où l'essentiel du travail de fabrication est faite par le propriétaire. Un auto constructeur peut néanmoins utiliser des éléments préfabriqués industriels.
Si seulement des éléments pré-fabriqués sont utilisés, le terme exact devrait être "auto-installation".

API
Abréviation pour "Automate Programmable Industriel"
Automate Programmable Industriel
Dispositif électronique permettant de piloter une installation physique (industrielle ou personnelle)
Le fait qu'il soit programmable le rend très flexible.
Dans le solaire, un tel automate peut servir à construire une régulation.

Ballon
Réservoir d'eau en général sous pression.
Surtout utilisé pour désigner un réservoir d'eau chaude sanitaire.
A l'étranger, on utilise les termes bouilleur, boillon (CH), boiler (GB) ou Speicher (D)

Ballon combiné
Ballon solaire permettant de chauffer à la fois l'eau du chauffage et l'eau chaude sanitaire.

Boucle solaire
Désigne le circuit hydraulique chauffé directement par les capteurs.
On distingue deux types de boucle solaire :
- Sous pression : Le fluide solaire (caloporteur) reste en permanence dans la boucle solaire, y compris dans le capteur, à une pression suffisante pour atteindre le point le plus haut de l'installation. Si le capteur ou les tuyaux de la boucle solaire sont exposés au gel, le caloporteur doit être traité antigel.
La boucle solaire doit aussi comporter des accessoires obligatoires tels qu'un vase d'expansion (pour compenser la dilatation du caloporteur en chauffe) et une soupape de sécurité.
- Auto-videur (ou "drainback") : Le fluide solaire n'est pompé dans la boucle solaire que lorsque l'on veut collecter de la chaleur solaire. Quand la pompe s'arrête, la boucle solaire se vide par gravité. Antigel et vase d'expansion ne sont pas nécessaires.

Caloduc
Dispositif de transfert de chaleur utilisé dans certains capteurs à tube sous vide.
Il s'agit d'un tuyau scellé contenant un fluide facile à évaporer/condenser.
Le bas du caloduc contient le caloporteur liquide et est chauffé par les rayons solaires.
Le haut du caloduc est en contact avec l'eau de la boucle solaire.
Le fonctionnement est le suivant :
2- Le soleil chauffe le bas du caloduc.
3- Le caloporteur liquide s'évapore et monte dans le haut tuyau.
4- Le caloporteur gazeux touche le haut du caloduc qui est froid, lui cède sa chaleur et condense.
5- Le caloporteur liquide redescend dans la partie basse en glissant sur la surface intérieure du caloduc.
Les fluides utilisés sont des cétones et certains alcools (vaporisation vers 40-60°C).

Caloporteur
Transporteur de chaleur.
En solaire, ce nom désigne le fluide utilisé pour transporter la chaleur entre les capteurs solaires et son stockage et/ou usage (radiateurs, ballon d'eau chaude, etc.)
Sur beaucoup d'installations, le caloporteur est à base d'eau, éventuellement mélangée avec un antigel.
L'eau est en effet bon marché et un transporteur de chaleur efficace grâce à sa forte capacité calorifique (ou chaleur spécifique)

Capteur
Partie de l'installation qui transforme le rayonnement solaire en chaleur.
En solaire thermique, le capteur communique la chaleur à un fluide caloporteur qui la transporte jusqu'à son utilisation.
On distingue principalement :
- les capteurs à air : c'est l'air qui transporte la chaleur, et entre directement dans l'habitation (fonctionne principalement pour le chauffage).
- les capteurs non vitrés : généralement des tuyaux plastiques noirs, qui servent à chauffer l'eau des piscines
- les capteurs plans vitrés : (dans ce cas on dit aussi "panneau solaire") : ils sont constitués d'une plaque métallique (en général en cuivre) peinte ou revêtue d'une revêtement sélectif incluse dans un châssis vitré et isolé. La plaque métallique est soudée à un tuyau transportant le caloporteur.
- les capteurs à tubes : le capteur est constitué de tubes sous vide parallèles. Le vide permet une bonne isolation des tubes de l'air extérieur et augmente le rendement quand il fait froid.
Le rendement d'un capteur est compris entre 40 et 80% de l'énergie solaire reçue.

CESI
Abréviation de "Chauffe Eau Solaire Individuel".
Installation solaire thermique permettant de chauffer l'eau chaude sanitaire.

Circulateur
Pompe conçue pour faire circuler un liquide caloporteur dans un réseau hydraulique, typiquement utilisée pour le chauffage et le solaire.
Le choix d'un circulateur se fait en examinant les courbes débit / pertes de charge et en sélectionnant celui adapté à l'installation.

Clapet anti-retour
Dispositif d'un circuit hydraulique ayant pour but d'empêcher le fluide d'aller à contre-sens. Il existe deux types principaux :

les clapets à battant
les clapets à ressort : plus étanche que les premiers, ils induisent aussi une perte de charge plus importante.

Couverture
Couverture solaire.
Pourcentage du besoin en énergie couvert par une installation solaire.
Comme le soleil ne brille pas tous les jours et comme il existe un décalage entre besoins en énergie et ensoleillement, une couverture de 100% n'est pas réaliste.

Débit
Concerne généralement le débit dans la boucle solaire.
Le réglage du débit est un compromis entre le rendement et la température : quand le débit dans le capteur est faible, il monte en température, son rendement diminue mais la température du caloporteur est plus haute : on privilégie la facilité d'utilisation de la chaleur sur sa quantité.
On distingue les types de débits suivants :

bas débit ou "low flow" : débit < 20 litres/m²/heure
haut débit ou "high flow" : débit > 30 litres/m²/heure
débit moyen : entre 20 et 30 litres/m²/heure

Delta T
Expression raccourcie dénotant tout écart entre deux températures.

Doigt de gant
Tuyau aveugle (bouché) destiné à accueillir une sonde ou un thermomètre et plongé dans un autre tuyau ou un réservoir pour mesurer la température du fluide situé à l'intérieur de ce tuyau ou réservoir.

Drainback
En français, "auto-videur" ou "auto-vidant"
Mode de fonctionnement de la boucle solaire où la boucle est remplie de liquide caloporteur seulement pendant la collecte de chaleur solaire.
Le reste du temps, la boucle solaire est vide.
Les plus par rapport à une boucle solaire sous pression :
- protection inutile du caloporteur contre le gel
- moins d'équipements dans la boucle solaire (pas de vase d'expansion, pas de soupape de sécurité, etc.)
- gestion facile de la surchauffe
Les moins :
- système possible seulement si une pente continue des tuyaux extérieurs existe (vidange par gravité)
- au démarrage, nécessite une pompe avec plus de pression qu'une installation pressurisée
Synonyme : Draindown

Eau morte
Utilisé dans l'expression "stock à eau morte" ou "cuve à eau morte"
Eau statique servant purement au stockage de chaleur et restant dans un réservoir.
La chaleur solaire est amenée par un échangeur (situé en bas) et reprise par un ou plusieurs échangeurs (situé en haut).
A noter que comme l'eau reste en place, le réservoir n'a pas besoin d'être sous pression, ce qui permet plus de choix dans les matériaux du réservoir (matières plastiques par exemple).

Échangeur (de chaleur)
Dispositif destiné à échanger de la chaleur entre un fluide chaud et un fluide plus froid.
Le serpentin en bas d'un ballon ECS est un exemple d'échangeur typique en solaire.

ECS
Abréviation de "Eau Chaude Sanitaire".
C'est tout simplement l'eau chaude du robinet.

Glycol
En solaire, plus exactement éthylène-glycol ou propylène-glycol.
Produits utilisés pour leurs propriétés antigel et leur haute température d'ébullition.
En solaire, le "glycol" est utilisé pour éviter le gel du caloporteur dans les capteurs ou les tuyaux situés à l'extérieur.
Attention : l'éthylène-glycol (utilisé dans les moteurs de voiture) est un poison par ingestion et polluant, n'utiliser que le propylène-glycol.

Groupement d'achat
Association de personnes se groupant pour négocier des conditions d'achats plus avantageuses par effet de volume.

Hauteur
Hauteur du soleil.
Angle que fait le soleil par rapport à l'horizon terrestre.
Cet angle est facile à connaitre au midi des dates suivantes :
- équinoxes (de printemps ou d'automne) : 90°-latitude du lieu
- solstice d'été : latitude + 23°
- solstice d'hiver : latitude - 23°
La hauteur à midi évolue de manière sinusoïdale entre les deux valeurs extrèmes des solstices.

Inclinaison
Angle d'un capteur solaire par rapport à l'horizontale.
Le rendement d'un capteur solaire est meilleur quand il est perpendiculaire aux rayons solaires.
Selon l'usage et au latitude de la France métropolitaine, une inclinaison idéale se situe entre 45 et 60°.

Insolation
Quantité d'énergie reçue en un point pendant une durée donnée.
Elle dépend :
- de la latitude (le soleil est plus haut aux latitudes basses)
- de la saison (le soleil est plus haut l'été et reste visible plus longtemps)
- des nuages

Intégration
Intégration des capteurs
De manière à ne pas dégrader l'aspect esthétique d'un bâtiment, les capteurs doivent être autant que possible "intégrés" à l'environnement.
Cela peut être fait de différentes manières :
- capteurs à plat sur le toit
- capteurs sur terrasse peu visibles du sol
- capteurs sur le sol peu visible du voisinage
- groupement contigu des capteurs en champs de capteurs
L'intégration désigne aussi le fait de remplacer une partie de la couverture du toit (tuiles, ardoises) par les capteurs.

Intensité
Puissance fournie par les rayons solaires sur une surface donnée (en W/m²).

Isolation
Les conduites transportant de la chaleur solaire doivent être très bien isolées pour éviter au maximum les pertes thermiques.
Les matériaux d'isolation utilisés doivent être résistants aux hautes températures : Armaflex HT, laine de verre, laine de roche.

Légionellose
Maladie similaire à une pneumonie, pouvant être mortelle et provoquée par des bactéries : les lésionnelles.
C'est l'inhalation des lésionnelles qui est dangereuse (douche, tours de climatisation) et non leur absorption.
Les lésionnelles prolifèrent dans une eau tiède stagnante, surtout entre 32 et 42°C (par exemple un ballon d'eau chaude tiède peu utilisé).
Un moyen d'éliminer les lésionnelles est de porter régulièrement les ballons d'eau sanitaire à plus de 55°C.

Lyre anti-thermosiphon
Forme d'un tuyau permettant d'éviter la circulation spontanée par thermo-siphon.
Les lyres sont à utiliser sur toutes les tuyaux connectés à un réservoir et partant vers le haut.
En effet, quand le réservoir est chaud, l'eau chaude va s'élever par thermo-siphon dans tous les tuyaux partant vers le haut, entamant une circulation. Cette circulation, même sur une courte distance provoque des pertes de chaleur nuisibles.
La lyre consiste à diriger le tuyau sortant du réservoir vers le bas sur 15-20 cm avant de remonter.
Ce simple dispositif suffit à bloquer la circulation par thermo-siphon.

Masque
Tout obstacle (arbres, maisons, murs, etc.) pouvant faire de l'ombre aux capteurs aux heures de collecte solaire.
Avant de choisir l'emplacement des capteurs, l'étude des masques est importante car ils peuvent réduire de beaucoup l'efficacité d'un installation.
Étudier les masques est d'autant plus essentiel que :
- les capteurs sont placés bas, car les obstacles possibles sont plus nombreux
- les capteurs doivent servir à la saison froide, car le soleil est moins haut.

Mitigeur
Comme la température de l'eau chaude sanitaire d'un ballon solaire peut être très élevée (jusqu'à 90°C), le montage en sortie d'un mitigeur thermostatique est obligatoire pour éviter les brûlures. Le mitigeur mélange de l'eau froide à l'eau chaude sortant du ballon pour obtenir une température standard d'utilisation (par exemple : 50°C).

Orientation
Angle d'orientation des capteurs par rapport au sud.
Les capteurs ont un meilleur rendement face au sud, mais un écart raisonnable avec le sud est possible.
Une orientation idéale est plus importante pour le chauffage que pour l'ECS.
Par convention, les angles sont mesurés négatifs vers l'est et positif vers l'ouest, le 0° étant plein sud.
Synonyme : azimut

PER
Poly-Éthylène Réticulé
Matière plastique servant (entre autre) à fabriquer des tuyaux pour installation hydraulique (chauffage, eau sanitaire).
Ses plus par rapport au cuivre : coût, pas de cintrage, pas de brasure
Ses inconvénients : coût des raccords, allongement à la température, finition en montage apparent, tenue en température et pression
Pour le solaire, le PER doit être utilisé avec prudence car il ne résiste pas à plus de 90°C.

Préchauffage
Type d'installation solaire où la chaleur solaire est utilisée pour préchauffer l'eau de retour du chauffage central avant qu'elle n'entre dans la chaudière.

PSD
Abbréviation de "Plancher Solaire Direct"
Cela désigne un type d'installation de chauffage solaire où le caloporteur passe directement des capteurs dans un plancher chauffant. Ce plancher est construit avec une épaisseur augmentée pour stocker la chaleur solaire dans le béton.
Ce système a un bon rendement car il n'y a pas d'échangeurs. Par contre, il est rarement possible de le construire en rénovation.

Purgeur
Dispositif situé à un point haut d'un circuit hydraulique dont l'objectif est de purger le circuit, c'est à dire d'en retirer l'air résiduel..
Un purgeur peut être :

manuel : il demande alors une action manuelle pour purger (exemple : les purgeurs de la plupart des radiateurs)
automatique : le purgeur fonctionne en permanence sans intervention extérieure

Pour le solaire, attention à la température limite supportée par un purgeur s'il est utilisé au dessus des capteurs.

Régulation
Dispositif en général électronique servant à piloter une installation solaire via des sondes (de température, de détection, etc) et des actionneurs (pompes, vannes, etc.).
La régulation peut être un dispositif spécifique fabriqué spécialement pour le solaire, ou programmé sur un automate programmable industrielle.

Rendement
Définit en pourcentage la portion d'énergie utile par rapport à l'énergie utilisée.
Exemple :
- rendement d'une chaudière : quantité de chaleur utilisable par rapport à sa consommation
- rendement d'une installation solaire : quantité de chaleur utilisable par rapport à la chaleur solaire captée
- rendement d'un capteur : quantité de chaleur transmise au caloporteur par rapport à l'énergie solaire reçue

Sélectif
Adjectif s'appliquant au revêtement de certains capteurs.
Un revêtement sélectif est conçu pour transformer l'insolation en un maximum de chaleur.
Le Tinox^TM est un exemple de revêtement sélectif.

Serpentin
Échangeur de chaleur tubulaire, le plus souvent liquide/liquide ou gaz/liquide.
En solaire, le liquide chauffé par le soleil circule dans le serpentin d'un ballon pour chauffer le contenu de celui-ci.

Sonde
Dispositif de mesure.
En solaire, terme utilisé pour désigner les senseurs de température situés à différents endroits de l'installation.
Les températures lues par les sondes sont utilisées par la régulation de l'installation, par exemple pour prendre les décisions de mise en marche du circulateur solaire.
Les sondes PT (platine) sont très utilisées car solides et précises.

Stagnation
Dans une installation à boucle solaire sous pression, la stagnation se produit quand le soleil brille et que le circulateur est arrêté (volontairement ou non).
La température monte dans les capteurs et provoque la vaporisation du caloporteur puis une augmentation de la pression et de la température dans les parties de l'installation proche des capteurs.
Dans beaucoup d'installations, c'est le moyen de gestion par défaut de la surchauffe.

Stock
Appellation générique pour désigner un réservoir, sous pression ou non, contenant en général de l'eau et destiné à stocker de la chaleur solaire.
Le stock peut contenir de l'eau chaude sanitaire (ballon d'eau chaude), de l'eau de chauffage, ou de l'eau statique (eau morte).

Stratification
Propriété des fluides qui les font s'agencer en fonction de leur densité, les plus denses en bas, les moins denses en haut.
L'eau froide étant plus dense que l'eau chaude, les deux peuvent cohabiter dans un réservoir sans se mélanger, l'eau chaude en haut, l'eau froide en bas.
Cette propriété est utilisée dans les ballons d'eau chaude et les stocks solaires pour séparer l'eau chauffée (en haut) de l'eau refroidie (en bas) et éviter que les deux mélangés ne fasse que de l'eau tiède inutilisable.

Surchauffe
En été quand quand l'intensité solaire est élevée, un système solaire collecte et stocke beaucoup de chaleur.
Quand la température du stock atteint sa limite maximale, on ne peut plus stocker, le système est en surchauffe car le soleil continue d'amener de l'énergie.
Toute installation solaire doit être protégée contre la surchauffe par des moyens adaptés.
La manière de gérer la surchauffe dépend du type de boucle solaire :
- dans un système drainback, on arrête la pompe, les capteurs se vident et on les laisse chauffer à vide.
- dans un système sous pression, on peut appliquer une des solutions suivantes :
+ ne rien faire : le circulateur s'arrête et on laisse la chaleur solaire vaporiser le caloporteur (stagnation)
+ radiateur de surchauffe : faire circuler le caloporteur dans un radiateur extérieur destiné à évacuer le trop-plein de chaleur
+ refroidissement nocturne : faire circuler le caloporteur la nuit pour vider un peu de chaleur du stock et pouvoir stocker la chaleur du jour suivant
+ écoulement de sécurité : une soupape thermique laisse s'écouler de l'eau chaude, remplacée par de l'eau froide
+ diminuer le rendement : faire fonctionner le capteur à très haute température (> 100°C) pour diminuer son rendement

Système Solaire Combiné (SSC)
Installation solaire permettant à la fois le chauffage de l'eau chaude sanitaire et le chauffage.

Thermosiphon
Phénomène physique lié à la différence de densité selon sa température.
L'eau chaude est moins dense que l'eau froide.
L'eau chaude dans un tuyau a donc tendance à monter tant que l'eau située au dessus est plus froide qu'elle et cela entame une circulation.
Ce phénomène peut être utilisé volontairement pour faire circuler un fluide dans un circuit sans pompe.
Par contre, il peut aussi entraîner une circulation non souhaitée et entraîner des pertes de chaleur.

Tickelmann
Connexion hydraulique des capteurs qui garantit une perte de charge identique dans chaque capteur, ce qui permet d'avoir un débit identique dans chacun d'eux.
Le principe général est que la somme des longueurs du tuyau d'arrivée et de retour de chaque capteur soit la même pour tous les capteurs.

Vanne
Dispositif hydraulique à commande manuelle ou électrique (électrovanne).
Les vannes les plus courantes ont pour objectif de :
- couper ou laisser passer un flux (vanne Tout Ou Rien ou vanne TOR)
- diriger un flux vers plusieurs sorties (vanne de direction)
- mélanger plusieurs flux selon une proportion variable (vanne de mélange)
Les électrovannes peuvent être à solénoïdes (avec une bobine) ou à moto-réducteur (surtout vannes de mélange).
Les électrovannes permettent à la régulation d'agir sur les circuits hydrauliques.

Vase d'expansion
Dispositif destiné à absorber l'augmentation de volume d'un fluide qui chauffe dans un circuit hydraulique.
Un vase d'expansion contient une membrane séparant le liquide d'une poche de gaz sous pression.
L'absorption du volume se fait par compression de la poche de gaz.