Climatisation solaire : comment ça fonctionne ?

Présentant de nombreux avantages économiques et écologiques, l’énergie solaire est de plus en plus au cœur de la technologie et des innovations. Chaque année, les ingénieurs rivalisent d’imagination pour créer de nouveaux appareils et équipements fonctionnant grâce à la chaleur et à l'énergie générées par le soleil. Beaucoup connaissent les systèmes de chauffage à l'énergie solaire, mais peu d’entre nous pensent à cette solution pour rafraîchir une pièce.

Pourtant, la climatisation solaire n’est pas une innovation si récente puisque les premiers modèles sont apparus au début des années 1990. À l’époque, des vignerons des Pyrénées-Orientales utilisent l'énergie solaire avec ce système afin de préserver leur production. Si le concept ne date pas d’hier, il est pourtant encore peu répandu en France et pour cause, il demeure coûteux à l’achat.

La climatisation solaire est un type de climatisation split. Comme son nom l'indique (split en anglais signifie "scinder, diviser"), ainsi ce type de climatiseurs se compose de plusieurs éléments :

• au moins une unité extérieure au logement comprenant le moteur,

• au moins une unité intérieure (monosplit) qui capte et délivre l’air dans une seule pièce ou plusieurs unités intérieures (multisplit) installées dans plusieurs pièces de la maison.

Dans le cas d’une climatisation solaire, le système split utilise directement l’énergie solaire pour refroidir l’air.

On distingue 4 types de climatiseurs solaires :

• par absorption (le plus répandu) qui fonctionne en mélangeant de l’eau avec du bromure de lithium afin de produire du froid envoyé dans le système de climatisation,

• par adsorption qui récupère la vapeur d’eau à l’aide d’un récipient sous vide et mélangée à du gel de silicium afin de produire du froid envoyé dans le système de climatisation,

• par dessiccation-évaporation en système ouvert qui utilise de l’eau directement en contact avec l’air afin d’augmenter l’humidité de l’air et de refroidir la température,

• par effet thermique-vortex qui fait chauffer l’air dans un tuyau noir pour former un vortex par un système d’ailette et récupérer l’air plus frais qui se trouve au centre du vortex et l’envoyer dans la pièce à rafraîchir.

Les panneaux solaires photovoltaïques sont utilisables avec une climatisation classique ou réversible fonctionnant à l’électricité. Grâce à des batteries rechargées en parallèle durant la journée, ce système peut fonctionner en permanence jour et nuit.

Une climatisation solaire photovoltaïque peut également fonctionner comme une climatisation réversible en venant alimenter un système de chauffage électrique pour augmenter la température en hiver.

La climatisation solaire thermique fonctionne avec des capteurs thermiques et un système de rafraîchissement (extérieurs au logement) qui sont reliés aux unités intérieures du climatiseur solaire, placées dans les pièces à rafraîchir. Tout comme pour les panneaux solaires photovoltaïques, ce système peut être réversible pour produire de l’air chaud en hiver.

Les 4 technologies de rafraîchissement solaires les plus couramment utilisées pour ce type de climatisation pour la maison sont :

• la machine à absorption,

• la machine à adsorption (ces deux premières machines sont également appelées machines à sorption),

• le système à dessiccation-évaporation,

• l’effet thermique-vortex.

La climatisation solaire par absorption consiste à capturer la chaleur des rayons du soleil grâce aux panneaux solaires thermiques et à utiliser celle-ci pour chauffer un couple de fluides réfrigérant/absorbant (de l’eau et du bromure de lithium) qui passe tour à tour à l’état liquide/vapeur. Ce processus de vaporisation en cycle fermé, sans cesse relancer par une pompe, se fait en absorbant la chaleur de l’air ambiant pour en rafraîchir la température.

La climatisation solaire par adsorption utilise également le principe de fluide réfrigérant en couplant l’eau, non pas avec un liquide, mais avec un solide poreux adsorbant (du silica-gel) placé dans deux compartiments. Toutefois, cette méthode est encore, à ce jour, peu commercialisée sur le marché des climatiseurs solaires destinés aux particuliers.

Contrairement aux climatiseurs solaires par sorption, le climatiseur solaire par dessiccation-évaporation utilise un cycle ouvert et passif qui laisse l’eau en contact direct avec l’air. Ce fluide dit caloporteur subit d’abord une déshumidification en traversant une roue à dessiccation. Il est ensuite refroidi à deux reprises par échange thermique et humidificateur. Enfin, il finit par être évacué dans la pièce à refroidir et garantir la température programmée.

Tout comme la climatisation par dessiccation, la climatisation solaire par effet thermique et vortex est passive. L’air, chauffé dans un tuyau noir, créé une aspiration. Un vortex se forme alors via une ailette puis un tuyau récupère l’air plus frais qui se trouve au centre du vortex. L'air frais qui se créé est conduit vers la climatisation pour refroidir l’air des pièces de la maison.

Toutes ces solutions que nous vous présentons sont particulièrement techniques. C’est pourquoi nous vous conseillons de faire appel à un professionnel pour procéder à l'installation de votre climatiseur qui vous aidera à déterminer quelle climatisation solaire est la plus adaptée à vos besoins.

Qu'il s'agisse de photovoltaïque ou thermique, pour que votre climatisation solaire fonctionne dans les meilleures conditions et soit rentable à la consommation d'énergie de votre logement, il est préférable d'effectuer son installation dans une région ensoleillée. Les personnes habitant dans le nord de la France ou dans un lieu avec une pluviométrie plus élevée pourront toutefois opter pour un système hybride.

Avant l’installation de votre climatiseur solaire, il est donc important de faire pratiquer un bilan thermique. Ce dernier, réalisé par des professionnels, vous permettra d’avoir l’assurance que ce système est bénéfique pour vous et compatible avec votre maison. Le spécialiste pourra par la suite vous aiguiller vers le meilleur modèle et la puissance adaptée à vos besoins.

La climatisation solaire présente de nombreux avantages qui nous poussent à penser qu’il s’agit d’une bonne idée. Voici les principales raisons de choisir une climatisation solaire.

La climatisation solaire associe confort thermique, écologie et économies d’énergie

L’installation d’un climatiseur classique nécessite un investissement de départ beaucoup moins conséquent que pour un climatiseur de type solaire. Cela étant, sur le long terme, cette optimisation du soleil vous permet de réaliser une importante économie d’énergie.

En outre, vous profitez d’une température intérieure fraîche même lors de forts épisodes de chaleur, tout en réduisant votre facture d’électricité ainsi que votre impact environnemental.

La climatisation solaire a une bonne durée de vie

Ces systèmes font preuve d'une bonne longévité à condition d'être bien entretenus. En effet, il est conseillé de faire réviser votre climatiseur solaire une fois par an par un professionnel afin d’assurer le bon fonctionnement et la durée dans le temps du matériel.

Les panneaux solaires, quant à eux, sont peu exigeants en termes d’entretien. Souvent, la pluie se charge de les nettoyer. 

A l’achat et à la pose, la climatisation solaire est assez onéreuse et le montant du devis peut être assez élevé. Selon que celle-ci soit réversible ou non joue également sur le total du devis. Néanmoins, ce coût de départ peut ensuite être rentabilisé par les nombreux avantages offerts par ce système bien moins énergivore qu’une climatisation classique, ainsi que par les aides financières en place pour vous accompagner à l'installation de ce type de climatiseurs. 

Pour la fourniture et l'installation d'une climatisation photovoltaïque, le prix moyen est de 6 000 à 20 000 euros et de 20 000 à 30 000 euros pour une climatisation thermique.

Néanmoins, ce coût de départ peut ensuite être rentabilisé par les nombreux avantages offerts par ce système bien moins énergivore qu’une climatisation classique. Vous pouvez aussi bénéficier des aides financières d’état pour vous accompagner à son installation (la Prime Énergie, TVA à taux réduit ou encore les aides de l’Anah par exemple).