L'énergie solaire, source d'énergie propre et économique, utilisée pour la production d'eau chaude sanitaire, le chauffage et le rafraîchissement, permet d'épargner une large part des énergies conventionnelles et contribue à la protection de l'environnement et à la lutte contre l'effet de serre. Malgré ces avantages, cette source d'énergie propre reste peu répandue.
Cette plateforme d'essais virtuels a plusieurs missions. Elle est dédiée d'une part à l'évaluation des composants et systèmes solaires thermiques et notamment les chauffe-eau solaires pouvant bénéficier des primes à l'investissement de l'ADEME dans le cadre du plan Hélios 2006 et d'autre part, aux développements d'essais virtuels pour les systèmes de chauffage et de rafraîchissement et enfin à la climatisation solaire des locaux avec une première expérimentation en France dans le cadre du programme de recherche européen SOLARCLIM.
Le CSTB se positionne parmi les trois plus importants laboratoires d'essais européens pour tester les composants et systèmes solaires thermiques : capteurs solaires à circulation de liquide (eau chaude sanitaire, chauffage des locaux et des piscines, et plus récemment climatisation) et chauffe-eau solaires individuels.
Ces laboratoires d'essais combinent la simulation et l'expérimentation. Les essais virtuels combinent une simulation de l'environnement du produit à tester (énergie produite par les capteurs solaires, effets de la météorologie), les comportements humains et matériels (puisage d'énergie lié à l'occupant, déclenchement du chauffage lié aux conditions extérieures), et l'utilisation en grandeur réelle du matériel à tester.
Les essais consistent à évaluer les performances thermiques des produits en fonction de leur implantation géographique (Nice, Hong Kong, Fort de France…) mais aussi la résistance aux chocs thermiques (soleil/orage, soleil/eau froide), à l'arrachement (vent) et à l'eau (pluie). Les capteurs et chauffe-eau solaires sont également soumis aux assauts du vent jusqu'à des vitesses équivalentes à plus de 200 kilomètres/heures et à un vieillissement accéléré correspondant à 15 voire 20 ans de fonctionnement en conditions réelles.
Les résultats des simulations réalisées sur les systèmes combinés fournissent une aide aux architectes pour les grands projets de construction. Ils permettent de définir leur besoin en matériel (capteurs…), et d'en déduire les apports quantitatifs et qualitatifs escomptés (gain d'énergie et réduction des coûts, contribution à la préservation de l'environnement, etc.).
Les essais sont réalisés dans le cadre de la procédure d'Avis Technique qui conditionne les primes de l'ADEME ou de la certification CSTBat. Ce laboratoire est également équipé pour délivrer la SolarKeymark, la marque de certification européenne du CEN (Comité Européen de Normalisation).
Les industriels du chauffage ou les entreprises spécialisées dans les matériels de systèmes combinés (capteurs solaires thermiques, ballons de stockage, régulation électronique) et de rafraîchissement solaire (machines à ad- et absorption), peuvent faire tester leur installation. Ce système rafraîchissant silencieux est non polluant, car il ne consomme ni énergie électrique, ni HCFC (fluides frigorigènes du compresseur de climatisation) et ne nécessite pas ou peu de maintenance. La production de froid par machine à absorption, qui utilise une source chaude à basse température (80°C à 120°C) peut être fournie par un brûleur gaz, ou, en l'occurrence par l'énergie solaire récupérée de capteurs solaires plans, sélectifs ou sous vide. Ce concept de climatisation ou rafraîchissement solaire est déjà expérimenté sur les bâtiments du CSTB à Sophia Antipolis : une première en France dans les immeubles de bureaux.
S'inscrivant dans le projet européen SOLARCLIM, coordonné par le bureau d'études TECSOL, cette opération pilote vise à démontrer l'efficacité de la climatisation solaire dans des conditions techniques et économiques réelles. Elle est composée de 50 m2 de capteurs sous vide et d'une machine à absorption de 35 kW placée dans un local technique. Les capteurs produisent de l'eau à une température comprise entre 75°C et 95°C. Les niveaux de froid produits varient entre 7°C et 12°C.
Financée par l'ADEME, la région Provence Alpes Côte d'Azur et l'Union européenne, cette opération de démonstration représente un investissement de plus de 150.000 €.
Article publié le 27 février 2004
