cesi_habitat_installation_reno_rage_2012

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P R O G R A M M E D ’ A C C O M P A G N E M E NT D E S P R O F E S S I O N N E L S
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
CHAUFFE-EAU SOLAIRE
EN HABITAT INDIVIDUEL
INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
JJJJJJJJJJJJ
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RRRR RR
www.reglesdelart-grenelle-environnement-2012.fr
Édito
L
e Grenelle Environnement a fixé pour les bâtiments neufs et existants
des objectifs ambitieux en matière d’économie et de production
d’énergie. Le secteur du bâtiment est engagé dans une mutation de très
grande ampleur qui l’oblige à une qualité de réalisation fondée sur de
nouvelles règles de construction.
Le programme « Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 » a pour
mission, à la demande des Pouvoirs Publics, d’accompagner les quelque
370 000 entreprises et artisans du secteur du bâtiment et l'ensemble des
acteurs de la filière dans la réalisation de ces objectifs.
Sous l’impulsion de la CAPEB et de la FFB, de l’AQC, de la COPREC
Construction et du CSTB, les acteurs de la construction se sont rassemblés
pour définir collectivement ce programme. Financé dans le cadre du
dispositif des certificats d’économies d’énergie grâce à des contributions
importantes d’EDF (15 millions d’euros) et de GDF SUEZ (5 millions
d’euros), ce programme vise, en particulier, à mettre à jour les règles de l’art
en vigueur aujourd’hui et à en proposer de nouvelles, notamment pour ce
qui concerne les travaux de rénovation. Ces nouveaux textes de référence
destinés à alimenter le processus normatif classique seront opérationnels
et reconnus par les assureurs dès leur approbation ; ils serviront aussi à
l’établissement de manuels de formation.
Le succès du programme « Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
repose sur un vaste effort de formation initiale et continue afin de renforcer
la compétence des entreprises et artisans sur ces nouvelles techniques et ces
nouvelles façons de faire. Dotées des outils nécessaires, les organisations
professionnelles auront à cœur d’aider et d’inciter à la formation de tous.
Les professionnels ont besoin rapidement de ces outils et « règles du jeu »
pour « réussir » le Grenelle Environnement.
Alain MAUGARD
Président du Comité de pilotage du Programme
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
Président de QUALIBAT
P R O G R A M M E
D ’ A C C O M P A G N E M E N T
D E S
P R O F E S S I O N N E L S
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
Ce programme est une application du Grenelle Environnement. Il vise à revoir l’ensemble des règles de construction, afin de réaliser des économies d’énergie dans le bâtiment et de réduire les émissions de gaz à effet de serre.
www.reglesdelart-grenelle-environnement-2012.fr
Les Recommandations Professionnelles « Règles de l’Art Grenelle
Environnement 2012 » sont des documents techniques de
référence, préfigurant un avant-projet NF DTU, sur une solution
technique clé améliorant les performances énergétiques des
bâtiments. Leur vocation est d’alimenter soit la révision d’un NF
DTU aujourd’hui en vigueur, soit la rédaction d’un nouveau NF
DTU. Ces nouveaux textes de référence seront reconnus par les
assureurs dès leur approbation.
PROFESSIONNELS
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
DES
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
Afin de répondre au besoin d’accompagnement des professionnels du
bâtiment pour atteindre les objectifs ambitieux du Grenelle Environnement,
le programme « Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 » a prévu
d’élaborer les documents suivants :
PROGRAMME
Avantpropos
Les Guides « Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 » sont
des documents techniques sur une solution technique innovante
améliorant les performances énergétiques des bâtiments. Leur
objectif est de donner aux professionnels de la filière les règles
à suivre pour assurer une bonne conception, ainsi qu’une
bonne mise en œuvre et réaliser une maintenance de la solution
technique considérée. Ils présentent les conditions techniques
minimales à respecter.
Les Calepins de chantier « Règles de l’Art Grenelle Environnement
2012 » sont des mémentos destinés aux personnels de chantier,
qui illustrent les bonnes pratiques d’exécution et les dispositions
essentielles des Recommandations Professionnelles et des
Guides « Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 ».
Les Rapports « Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
présentent les résultats soit d’une étude conduite dans le cadre
du programme, soit d’essais réalisés pour mener à bien la
rédaction de Recommandations Professionnelles ou de Guides.
L’ensemble des productions du programme d’accompagnement des
professionnels « Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 » est mis
gratuitement à disposition des acteurs de la filière sur le site Internet du
programme : http://www.reglesdelart-grenelle-environnement-2012.fr
Rénovation
Les Recommandations Pédagogiques « Règles de l’Art Grenelle
Environnement 2012 » sont des documents destinés à alimenter
la révision des référentiels de formation continue et initiale. Elles
se basent sur les éléments nouveaux et/ou essentiels contenus
dans les Recommandations Professionnelles ou Guides produits
par le programme.
3
PROFESSIONNELS
Slmmaire
PROGRAMME
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
DES
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
1 - DOMAINE D'APPLICATION...................................................... 7
2 - RÉFÉRENCES...................................................................................... 8
2.1. • Références réglementaires.......................................................................................... 8
2.2. • Références normatives................................................................................................ 9
2.3. • Autres documents...................................................................................................... 12
3 - DÉFINITIONS..................................................................................... 13
4 - LES SOLUTIONS EN RÉNOVATION................................ 15
4.1. • Les systèmes à thermosiphon.................................................................................. 15
4.1.1. • Les systèmes à thermosiphon monoblocs.................................................. 15
4.1.2. • Les systèmes à thermosiphon à éléments séparés................................... 16
4.2. • Les systèmes à circulation forcée sous pression.................................................... 17
4.3. • Les systèmes autovidangeables............................................................................... 18
5 - LES SCHÉMAS HYDRAULIQUES TYPES..................... 19
5.1. • Appoint séparé par ballon......................................................................................... 19
5.2. • Appoint intégré dans le ballon (à partir de 200 litres)............................................ 21
5.3. • Appoint séparé par chaudière instantanée ou micro accumulation...................... 23
Rénovation
6 - MISE EN ŒUVRE DES CAPTEURS SOLAIRES...... 25
4
6.1. • Informations sur les capteurs.................................................................................... 25
6.2. • La mise en sécurité des intervenants....................................................................... 26
6.2.1. • Les risques de chute..................................................................................... 27
6.2.2. • Les risques de brûlure.................................................................................. 28
6.3. • Implantation du chantier........................................................................................... 28
6.3.1. • Les échelles.................................................................................................... 28
6.3.2. • Élévation du matériel................................................................................... 29
6.3.3. • Manipulation et disposition du matériel..................................................... 29
6.3.4. • Dépose et évacuation des éléments de couverture................................... 30
6.3.5. • Prise en compte du poids des capteurs...................................................... 30
6.4. • Implantation des capteurs......................................................................................... 31
6.4.1. • Généralités..................................................................................................... 31
6.4.2. • Impact de l'inclinaison des capteurs sur les performances
énergétiques................................................................................................... 32
6.5. • L'écran de sous-toiture.............................................................................................. 32
6.6. • Incorporation et semi-incorporation en toiture....................................................... 35
6.6.1. • Planéité du support recevant les capteurs.................................................. 36
6.6.2. • Fixations........................................................................................................ 37
6.6.3. • Raccordement d'étanchéité entre capteurs................................................ 39
6.6.4. • Raccordement d'étanchéité aux éléments de couverture......................... 40
6.6.5. • Ventilation en sous-face............................................................................... 44
6.7. • Indépendant sur support............................................................................................ 44
6.7.1. • Toiture inclinée............................................................................................... 44
6.7.2. • Toiture terrasse............................................................................................... 47
6.7.3. • Paroi verticale................................................................................................ 50
6.7.4. • Au sol.............................................................................................................. 51
Conception : LENOX – Illustrations : COSTIC – Editeur : AQC – ISBN : 978-2-35443-130-3 – Juillet 2013
PROFESSIONNELS
DES
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
7.1. • Raccordement hydraulique du champ de capteurs................................................. 53
7.1.1. • Préconisations pour le raccordement.......................................................... 53
7.1.2. • Méthodologie de raccordement................................................................... 54
7.1.3. • Les pénétrations............................................................................................ 56
7.1.4. • Cas particulier................................................................................................ 57
7.2. • Raccordement hydraulique de la boucle primaire................................................... 58
7.2.1. • Purges d'air, séparateur d'air........................................................................ 58
7.2.2. • Canalisations................................................................................................. 61
7.2.3. • Isolation thermique....................................................................................... 64
7.2.4. • Protection contre le gel................................................................................. 65
7.2.5. • Expansion...................................................................................................... 67
7.2.6. • Équipements de sécurité.............................................................................. 69
7.2.7. • Système évitant l'inversion du sens d'écoulement.................................... 70
7.2.8. • Circulateur...................................................................................................... 71
7.2.9. • Débitmètre..................................................................................................... 72
7.2.10. • Dispositif de remplissage, de vidange et de prélèvement....................... 72
7.2.11. • Instruments de mesure et de contrôle....................................................... 73
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
7 - MISE EN ŒUVRE DU CIRCUIT PRIMAIRE................. 53
PROGRAMME
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
8 - MISE EN ŒUVRE DU DISPOSITIF DE
STOCKAGE..................................................................................................74
8.1. • Généralités.................................................................................................................. 74
8.2. • Le local........................................................................................................................ 75
8.3. • Les déperditions du ballon........................................................................................ 76
8.4. • Ballons hydrauliques................................................................................................. 76
8.5. • Raccordements hydrauliques................................................................................... 78
9 - MISE EN ŒUVRE DU SYSTÈME DE
RÉGULATION (INSTRUMENTATION).................................... 79
9.1. • Généralités.................................................................................................................. 79
9.2. • Fonctionnement......................................................................................................... 79
9.3. • Réglages du régulateur............................................................................................. 80
9.3.1. • Les valeurs de delta T.................................................................................... 80
9.3.2. • La consigne de chargement du ballon........................................................ 81
9.3.3. • Les fonctions les plus fréquentes................................................................ 81
9.4. • Les sondes de température....................................................................................... 82
9.4.1. • La sonde d'applique...................................................................................... 83
9.4.2. • La sonde à plongeur..................................................................................... 84
10 - RACCORDEMENTS ÉLECTRIQUES............................... 86
11.1. • Rinçage, essais d'étanchéité.................................................................................... 87
11.2. • Remplissage.............................................................................................................. 89
11.3. • Purge et dégazage.................................................................................................... 89
11.4. • Mise sous pression................................................................................................... 90
11.5. • Réglage du débit....................................................................................................... 90
11.6. • Réglages de la régulation......................................................................................... 91
11.7. • Vérification des organes de mesure et de sécurité................................................. 91
11.7.1. • Organes hydrauliques.................................................................................. 91
11.7.2. • Organes de mesure...................................................................................... 92
11.8. • Tableau de procédures de mise en service............................................................. 92
Protocole de mise en service................................................................................ 93
Rénovation
11 - MISE EN SERVICE ET MISE AU POINT...................... 87
5
PROFESSIONNELS
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DES
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
PROGRAMME
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
12 - RÉCEPTION...................................................................................... 95
12.1. • Explication générale de l'installation...................................................................... 95
12.2. • Quelques détails techniques spécifiques au matériel........................................... 96
12.3. • Explications d'opérations de contrôles simples.................................................... 96
12.4. • Explications des opérations occasionnelles ou saisonnières.............................. 96
12.5. • Explications de garanties de l'installation............................................................. 96
12.5.1. • La Garantie Décennale a une durée de 10 ans......................................... 96
12.5.2. • La Garantie de Parfait Achèvement a une durée d'un an........................ 97
12.5.3. • La Garantie Biennale de Bon Fonctionnement des Équipements
a une durée de 2 ans...................................................................................... 97
12.6. • Remplissage des documents administratifs de description d'installation
(Tous les documents nécessaires)........................................................................... 97
12.7. • Obligations d'entretien et de maintenance : le devoir de conseil........................ 97
13 - ANNEXES....................................................................................... 100
Rénovation
Annexe 1 - Fiche d'autocontrole de fin de chantier – points a verifier...........101
ANNEXE 2 - Fiche de devoir de conseil............................................................. 104
6
PROFESSIONNELS
DES
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DOMAINE D'APPLICATION
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
Ces Recommandations professionnelles ont pour objet de fournir les
prescriptions techniques pour la réalisation d'installations solaires
individuelles destinées à la production d'eau chaude sanitaire, désignées chauffe-eau solaires individuels (CESI).
Elles traitent de la mise en œuvre :
• des capteurs solaires thermiques plans vitrés et sous-vide, à circulation de liquide, indépendants sur supports, semi-incorporés, incorporés ou intégrés en toiture ;
• des différents composants du circuit hydraulique assurant le
transfert de chaleur des capteurs solaires vers le réservoir de
stockage par l'intermédiaire d'un échangeur intégré ou non au
réservoir. La circulation est forcée ou non (installation à circulation forcée ou à thermosiphon). Le circuit est rempli de liquide
caloporteur avec antigel ou non (installation à circuit indirect)
ou d'eau sanitaire (installation à circuit direct). Il est autovidangeable ou non ;
• du réservoir de stockage de l'énergie solaire comportant ou non
un dispositif d'appoint ;
• du système de régulation solaire ;
• du système d'appoint pour la production d'ECS ;
• de la distribution d'eau chaude sanitaire.
Elles s'appliquent à l'habitat existant, situé en France métropolitaine,
dans toutes les zones climatiques, hors climat de montagne conventionnellement caractérisé par une implantation du bâtiment à plus de
900 mètres d'altitude.
Le domaine d'application ne couvre donc pas les départements de la
Guadeloupe, de la Martinique, de la Guyane, de Mayotte et de la Réunion.
Rénovation
Elles ne visent pas les installations réalisées avec des capteurs
solaires non vitrés et des capteurs solaires à air.
7
RÉFÉRENCES
PROFESSIONNELS
2
PROGRAMME
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CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
2.1. • Références réglementaires
■■ Circulaire du 9 aout 1978 modifiée relative à la révision
du Règlement Sanitaire Départemental Type (RSDT).
■■ Arrêté du 23 juin 1978 modifié relatif aux installations fixes destinées au chauffage et à l'alimentation en eau chaude sanitaire
des bâtiments d'habitation et de bureaux ou recevant du public.
■■ Arrêté du 26 octobre 2010 relatif aux caractéristiques thermiques
et aux exigences de performance énergétique des bâtiments nouveaux et des parties nouvelles de bâtiments.
■■ Arrêté du 30 novembre 2005 modifiant l'arrêté du 23 juin 1978 relatif aux installations fixes destinées au chauffage et à l'alimentation
en eau chaude sanitaire des bâtiments d'habitation, des locaux
de travail ou des locaux recevant du public.
■■ Arrêté du 29 mai 1997 relatif aux matériaux et objets utilisés
dans les installations fixes de production, de traitement et de distribution d'eau destinée à la consommation humaine.
Rénovation
■■ Arrêtés du 22 octobre 2010 et du 19 juillet 2011 relatifs à la classification et aux règles de construction parasismiques applicables
aux bâtiments de la classe dite « à risque normal ».
8
■■ Directive 2006/95/CE du 12 décembre 2006 concernant le rapprochement des législations des États membres relatives au matériel
électrique destiné à être employé dans certaines limites de tension.
■■ Directive 97/23/CE du 29 mai 1997 relative au rapprochement
des législations des États membres concernant les équipements
sous pression.
■■ Décret n°2010-1254 relatif à la prévention du risque sismique (NOR :
DEVP0910497D).
■■ Décret n°2010-1255 portant délimitation des zones de sismicité
du territoire français.
PROFESSIONNELS
DES
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■■ Décret n°2002-540 du 18 avril 2002 relatif à la classification
des déchets.
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
■■ Décret 2004-924 du 1er septembre 2004 relatif à l'utilisation
des équipements de travail mis à disposition pour des travaux
temporaires en hauteur et modifiant le code du travail (deuxième
partie : Décrets en Conseil d'Etat) et le décret n° 65-48 du 8 janvier
1965.
PROGRAMME
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
2.2. • Références normatives
■■ NF EN 1991-1-3/NA Juillet 2011, Annexe nationale à l'Eurocode 1 :
Actions sur les structures – Partie 1-3 : Actions générales – Charges
de neige.
■■ NF EN 1991-1-4/NA Juillet 2011, Annexe nationale à l'Eurocode 1 :
Actions sur les structures – Parties 1-4 : Actions générales – Actions
du vent.
■■ NF EN 1993-1-1/NA Mai 2007, Annexe nationale à l'Eurocode
3 : Calcul des structures en acier – Partie 1-1 : Règles générales
et règles pour les bâtiments.
■■ NF EN 1995-1-1/NA, Annexe nationale à l'Eurocode 5 : Conception
et calcul des structures en bois – Partie 1-1 : Généralités – règles
communes et règles pour les bâtiments.
■■ NF EN 1998-1 : Calcul des structures pour leur résistance
aux séismes – Partie 1
■■ : Règles générales, actions sismiques et règles pour les bâtiments.
■■ NF EN 1999-1-1 Juillet 2010, Eurocode 9 – Calcul des structures
en aluminium – Partie 1 –1 : Règles générales.
■■ NF EN 1993-1-8 Décembre 2005, Eurocode 3 Partie 1-8 : Calcul
des assemblages
■■ NF EN 12975-1 : 2006, Installations solaires thermiques et leurs
composants – Capteurs solaires – Partie 1 : Exigences générales.
■■ NF EN 12975-2 : 2006, Installations solaires thermiques et leurs
composants – Capteurs solaires – Partie 2 : Méthodes d'essai.
Rénovation
■■ NF EN 12828 Mars 2004, Systèmes de chauffage dans les bâtiments
– Conception des systèmes de chauffage à eau.
9
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« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
PROGRAMME
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
■■ NF EN 12976-1 : 2006, Installations solaires thermiques et leurs
composants – Installations préfabriquées en usine – Partie 1 :
Exigences générales.
■■ NF EN 12976-2 : 2006, Installations solaires thermiques et leurs
composants – Installations préfabriquées en usine – Partie 2 :
Méthodes d'essais.
■■ NF EN 12977-1 : Janvier 2013, Installations solaires thermiques
et leurs composants – Installations assemblées à façon – Partie 1 :
exigences générales pour chauffe-eau solaires et installations
solaires combinées.
■■ NF EN 12977-2 : Janvier 2013, Installations solaires thermiques
et leurs composants – Installations assemblées à façon – Partie 2 :
méthodes d'essai pour chauffe-eau solaires et installations solaires
combinées.
■■ NF EN 12977-3 : Janvier 2013, Installations solaires thermiques
et leurs composants – Installations assemblées à façon – Partie 3 :
méthodes d'essai des performances des dispositifs de stockage
des installations de chauffage solaire de l'eau.
■■ NF EN 12977-4 : Janvier 2013, Installations solaires thermiques
et leurs composants – Installations assemblées à façon – Partie 4 :
méthodes d'essai de performances des dispositifs de stockage
combinés pour des installations de chauffage solaires.
■■ NF EN 12977-5 : Janvier 2013, Installations solaires thermiques
et leurs composants – Installations assemblées à façon – Partie 5 :
méthodes d'essai de performances des systèmes de régulation.
■■ NF EN 1487 : Décembre 2000, Robinetterie de bâtiment – groupe
de sécurité– Essais et prescriptions.
■■ NF EN 60335-1 : Mai 2003, Appareils électrodomestiques et analogues – Sécurité – Partie 1 : prescriptions générales.
■■ NF EN 60335-1 : Juin 2006, Appareils électrodomestiques et analogues – Sécurité – Partie 1 : prescriptions générales.
■■ NF EN 60335-2-21 : Novembre 2004, Appareils électrodomestiques et analogues – Sécurité – Partie 2-21 : règles particulières
pour les chauffe-eau à accumulation.
Rénovation
■■ NF EN 60335-2-21 : Mai 2005, Appareils électrodomestiques et analogues – Sécurité – Partie 2-21 : règles particulières pour les chauffeeau à accumulation.
10
■■ EN 62305-1 : Juin 2006, Protection contre la foudre – Partie 1 :
Principes généraux (CEI 62305-1:2006).
■■ ISO/TR 10217 : Septembre 1989, Énergie solaire. Système de production d'eau chaude. Guide pour le choix de matériaux vis-à-vis
de la corrosion interne.
■■ NF EN 12613 : février 2002, Dispositifs avertisseurs pour ouvrages
enterrés – Dispositifs avertisseurs détectables pour ouvrages
enterrés.
■■ NF EN 1717 : Mars 2001, Protection contre la pollution de l'eau
potable dans les réseaux intérieurs et exigences générales des dispositifs de protection contre la pollution par retour.
■■ Norme EN 13959 : Clapet anti-pollution du DN 6 au DN 250. Famille
E, type A, B, C et D.
PROFESSIONNELS
DES
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■■ NF EN ISO 9488 : janvier 2000, Energie solaire – Vocabulaire.
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
■■ NF P 52-001 : Mai 1975, Soupapes de sûreté pour installations
de chauffage – Spécifications techniques générales.
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CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
■■ NF P 84-204-1-1 : 2004, DTU 43.1 Travaux de bâtiment Etanchéité
des toitures-terrasses et toitures inclinées avec éléments porteurs
en maçonnerie en climat de plaine Partie 1-1 : cahier des clauses
techniques
■■ NF P 40-201 : 1977, DTU 60.1 Plomberie sanitaire dans les bâtiments
à usage d'habitation
■■ DTU 45.2 P1-1 Isolation thermique des circuits, appareils et accessoires de – 80 °C à + 650 °C.
■■ DTU 60.5 Canalisations en cuivre – Distribution d´eau froide
et chaude sanitaire, évacuation d´eaux usées, d´eaux pluviales, installations de génie climatique.
■■ NF DTU 60.1, NF P 40-201 : Février 1977, Plomberie sanitaire
dans les bâtiments à usage d'habitation.
■■ NF DTU 65.11 P1-2 : Septembre 2007, Travaux de bâtiment
Dispositifs de sécurité des installations de chauffage central concernant le bâtiment.
■■ NF DTU 65.12 P1-1, Réalisation d'installations solaires thermiques
avec des capteurs vitrés – Partie 1-1 : Cahier des clauses techniques
types.
■■ NF DTU 65.12 P1-2, Réalisation d'installations solaires thermiques
avec des capteurs vitrés – Partie 1-2 : Critères généraux de choix
des matériaux.
■■ DTU P 06-002 de février 2009 Règle NV 65 Règles définissant
les effets de la neige et du vent sur les constructions et annexes.
■■ DTU 20.12 – NF P10-203-1 de septembre 1993 et NF P 40-201, Gros
œuvre en maçonnerie des toitures destinées à recevoir un revêtement d'étanchéité.
Rénovation
■■ DTU P 06-006 de novembre 2008 Règle N 84 Action de la neige
sur les constructions.
11
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PROGRAMME
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
■■ DTU 43.1, travaux d'étanchéité des toitures-terrasses (pentes
au plus égale à 5%) et toitures inclinées (pentes supérieures à 5%)
avec éléments porteurs en maçonnerie.
■■ DTU 43.3, toitures en tôles d'acier nervurées avec revêtement
d'étanchéité.
■■ DTU 43.4, toitures en éléments porteurs en bois et panneaux dérivés du bois avec revêtement d'étanchéité.
■■ DTU 43.5, réfection des ouvrages d'étanchéité des toitures-terrasses ou inclinées.
2.3. • Autres documents
■■ QUALIT'ENR – Manuel de formation Qualisol CESI pour les installateurs de chauffe-eau solaires individuels en habitat individuel
– 2012.
■■ FFB – UECF – Fiches pratiques Chauffe-eau solaire individuel – 2010.
■■ QUALIT'ENR – Fiche qualité autocontrôle CESI – 2010.
■■ Fiche pratique de sécurité ED 137 éditée par l'INRS, l'OPPBTP
et l'Assurance Maladie.
■■ CSTB – cahier n°3651-2 et 3356 : Cahier de Prescriptions Techniques
pour la mise en œuvre des écrans souples de sous toiture.
■■ Recommandations R467 de la Caisse Nationale d'Assurance
Maladie : « Pose, maintenance et dépose des panneaux solaires
et photovoltaïques en sécurité ».
Rénovation
■■ « La nouvelle réglementation parasismique applicable aux bâtiments dont le permis de construire est déposé à partir du 1er mai
2011 », de janvier 2011, élaborée par le Ministère de l'Écologie,
du Développement durable, des Transports et du Logement.
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DÉFINITIONS
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Générateur d'appoint
Appareil de chauffage supplémentaire utilisé pour produire de la chaleur lorsque l'énergie fournie par le système solaire est insuffisante.
Ballon de stockage
Il est destiné à stocker l'énergie solaire produite par l'installation
solaire. Il est dimensionné en regard de la consommation journalière.
Capteur plan
Capteur solaire sans concentration dans lequel la surface de l'absorbeur est sensiblement plane.
Capteur sous vide
Capteur dans lequel le vide est fait entre la couverture et l'absorbeur.
Champ de capteurs
Groupe de capteurs étroitement raccordés en série, en parallèle ou
selon une combinaison de ces deux modes, avec une entrée hydraulique et une sortie hydraulique.
Capteur solaire indépendant sur support
Capteur solaire semi-incorporé en toiture
Est dit semi-incorporé, un capteur solaire n'assurant ni la fonction de
couverture ou ni celle de parement extérieur mais qui, associé à un
Rénovation
Est dit indépendant, un capteur solaire installé sur un support, n'assurant ni la fonction de couverture, ni celle de parement extérieur. Il est
également appelé capteur en surimposition.
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accessoire adéquat (bac d'étanchéité), constitue un ensemble assurant la fonction couverture.
Capteur solaire incorporé en toiture
Est dit incorporé, un capteur solaire assurant la fonction de couverture ou de parement extérieur.
Capteur solaire intégré en toiture
Est dit intégré, un capteur solaire placé sous un écran transparent,
l'écran étant un élément de couverture (tuile en verre).
Boucle de captage (ou circuit primaire)
Circuit comprenant des capteurs, des tuyauteries ou conduits, une
pompe ou circulateur et un échangeur (selon le cas) et servant au
transport de la chaleur extraite des capteurs vers le ballon de stockage.
Installation à capteurs remplis en permanence
Installation dans laquelle les capteurs sont toujours remplis de fluide
caloporteur selon NF EN ISO 9488.
Installation à capteurs autovidangeables
Installation dans laquelle, au cours du fonctionnement normal, les
capteurs se remplissent de liquide caloporteur quand la pompe se
met en marche et se vident dans un réservoir lorsqu'elle s'arrête.
Installation habituellement appelée installation autovidangeable.
Installation à circulation forcée
Installation dans laquelle un circulateur est utilisé pour faire circuler le
fluide caloporteur dans le(s) capteur(s).
Installation à thermosiphon
Installation dans laquelle la circulation du fluide caloporteur entre le
capteur et le réservoir de stockage est assurée uniquement par les
changements de masse volumique de ce fluide.
Installation à circuit indirect, installation avec échangeur
Installation solaire dans laquelle un fluide caloporteur autre que l'eau
sanitaire circule dans les capteurs solaires.
Installation à circuit direct, installation sans échangeur
Rénovation
Installation solaire dans laquelle l'eau sanitaire circule dans les capteurs solaires.
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LES SOLUTIONS
EN RÉNOVATION
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4.1. • Les systèmes à thermosiphon
Une installation de type thermosiphon est une installation dans
laquelle la circulation du liquide caloporteur entre le capteur et le
réservoir de stockage est naturelle (assurée uniquement par les changements de masse volumique de ce liquide). Elle fonctionne sans circulateur ni régulation.
Un système fonctionnant en thermosiphon avec une boucle primaire
remplie de liquide antigel et un échangeur assurant le transfert de
chaleur est appelé système indirect.
En termes de produits, deux familles de systèmes fonctionnant en
thermosiphon se distinguent :
• les systèmes monoblocs (Figure 1) ;
• les systèmes à éléments séparés (Figure 2).
4.1.1. • Les systèmes à thermosiphon
monoblocs
Les capteurs et le ballon sont intégrés sur un même châssis rigide servant de support. Ils sont utilisés dans des zones climatiques où il n'y a
pas de risque de gel.
L'absence de régulation sur le circuit primaire fait que le capteur peut
charger le ballon sans limite. L'utilisation d'une vanne thermostatique
en entrée du ballon peut être une solution pour limiter la température dans le celui-ci mais il faut veiller à ne pas introduire des pertes
de charge supplémentaires pouvant mettre en péril le bon fonctionnement du thermosiphon.
Rénovation
L'ensemble peut-être fixé sur le toit sous réserve qu'il puisse supporter la surcharge.
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s Figure 1 : Schéma de principe d'un thermosiphon monobloc
4.1.2. • Les systèmes à thermosiphon
à éléments séparés
Les capteurs et le ballon sont séparés. Le fond du ballon doit être
plus haut que le bord supérieur du capteur. L'installation doit opposer
le moins de résistance possible à la circulation du liquide. Pour cela
les canalisations doivent être les plus rectilignes possibles, les plus
courtes possibles, lisses et d'un diamètre supérieur aux systèmes
fonctionnant à circulation forcée. Leur cheminement doit respecter
une pente régulière et ne doit pas présenter de contre-pente.
Il est possible de raccorder plusieurs capteurs sur un système thermosiphon. Dans ce cas les circuits hydrauliques de chaque capteur
doivent être équilibrés. Plus le nombre de capteurs augmente, plus
les pertes de charge augmentent. Les systèmes à thermosiphons sont
donc plutôt adaptés pour des petits systèmes.
L'usage de ballons verticaux permet une bonne stratification des températures et facilite la mise en place d'un appoint intégré.
Commentaire
Dans le cas d'un système à thermosiphon, avec mise en œuvre des capteurs
solaires en toiture inclinée, le ballon de stockage est généralement positionné
sous les combles. Du fait de contraintes d'installation et notamment d'une hauteur sous toiture disponible limitée, le ballon est généralement horizontal.
Rénovation
L'absence de régulation implique l'utilisation d'une vanne thermostatique pour limiter la température dans le ballon.
16
L'absence de régulation sur le circuit primaire fait que le capteur peut charger le ballon sans limite. L'utilisation d'une vanne thermostatique en entrée
du ballon peut être une solution pour limiter la température dans le celui-ci
mais il faut veiller à ne pas introduire des pertes de charge supplémentaires
pouvant mettre en péril le bon fonctionnement du thermosiphon.
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CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
s Figure 2 : Schéma de principe d'un thermosiphon à éléments séparés
4.2. • Les systèmes à circulation forcée sous
pression
Une installation à circulation forcée est une installation dans laquelle
un circulateur est utilisé pour faire circuler le liquide caloporteur dans
le(s) capteur(s). La (Figure 3) propose un schéma de principe. Le circulateur fait circuler le liquide caloporteur des capteurs vers l'échangeur
tant que la température en sortie des capteurs est suffisante pour
réchauffer le ballon de stockage.
L'appoint peut être intégré ou externe au ballon de stockage.
Dans ces systèmes, la situation des capteurs n'est pas imposée par
celle du ballon tant que les caractéristiques de la tuyauterie (longueur,
diamètre, hauteur) permettent au circulateur la mise en mouvement
du liquide caloporteur.
Rénovation
La boucle primaire est remplie de liquide antigel qui protège l'installation quelle que soit la zone climatique dans laquelle le CESI est
installé.
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CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
s Figure 3 : Schéma de principe d'un CESI à circulation forcée
4.3. • Les systèmes autovidangeables
Une installation autovidangeable est une installation dans laquelle, au
cours du fonctionnement normal, les capteurs se remplissent de liquide
caloporteur quand la pompe se met en marche, et se vident dans un
réservoir (ou dans l'échangeur surdimensionné) lorsqu'elle s'arrête.
L'installateur doit respecter les conditions particulières suivantes :
• les capteurs et leur raccordement doivent leur permettre de se
vidanger gravitairement ;
• le collecteur extérieur d'alimentation des capteurs doit être en
tous points plus bas que le collecteur interne bas des capteurs ;
• la pompe doit permettre de remonter le liquide au niveau le
plus haut de l'installation ;
Dans le cas où les capteurs sont vidangés dans un réservoir :
• le réservoir doit être disposé au-dessus de la pompe et en dessous du bas des capteurs ;
Rénovation
• la hauteur entre le piquage bas du réservoir et la pompe doit
être au minimum égale à la pression d'aspiration minimale de
la pompe ;
18
• la hauteur entre le collecteur haut des capteurs et le piquage
bas du réservoir doit être inférieur à la hauteur manométrique
de la pompe à débit nul ;
L'utilisation d'un liquide caloporteur antigel n'est plus indispensable
puisque les capteurs vides de liquide ne craindront pas l'effet des trop
faibles températures. En toute rigueur, le choix d'utiliser un liquide
antigel ou non doit être conforme aux préconisations du constructeur.
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LES SCHÉMAS
HYDRAULIQUES TYPES
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5.1. • Appoint séparé par ballon
Le ballon d'appoint est monté en série avec le ballon de stockage
solaire. L'appoint peut être électrique ou hydraulique. Des schémas
de principe sont proposés en (Figure 4) et en (Figure 5).
Les deux volumes, solaire et appoint, sont séparés. Aucun mélange
entre eux n'est possible. L'appoint ne perturbe pas la stratification du
ballon solaire.
Commentaire
Comparativement à une installation avec appoint intégré dans le ballon, la surface au sol occupée ainsi que les pertes thermiques sont plus importantes.
Le volume consacré à l'appoint est plus important que pour une installation avec appoint intégré dans le ballon solaire. Pour un appoint
hydraulique, les séquences marche-arrêt de la chaudière peuvent fortement influencer les performances annuelles du générateur.
La température de l'eau fournie par un chauffe-eau solaire
individuel peut atteindre des niveaux très élevés. Cela rend
la pose d'un limiteur de température, au départ de la distribution, indispensable.
Le limiteur de température doit interdire la circulation du fluide chaud
vers l'eau froide pour éviter une éventuelle déstratification du ballon.
Un clapet anti retour doit être installé sur l'arrivée d'eau froide du
limiteur de température, si ce dernier n'en est pas équipé.
Rénovation
!
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La pose d'un groupe de sécurité sanitaire à l'entrée du ballon d'appoint est proscrite si ce dernier n'accepte pas des températures d'eau
chaude.
Outre le dispositif de sécurité de surpression (par exemple, groupe de
sécurité, soupape) obligatoire, un vase d'expansion sanitaire est fortement conseillé pour éviter un écoulement au groupe de sécurité, principalement l'été avec les montées en température du ballon solaire.
!
Le court-circuitage possible du ballon d'appoint (avec une
vanne à trois voies manuelle ou automatique) permettant
d'arrêter l'appoint en été doit être évité pour des raisons
sanitaires. L'inconvénient dans ce cas est le maintien des
pertes thermiques du ballon d'appoint durant l'été.
Rénovation
s Figure 4 : Schéma de principe de la solution avec appoint séparé par ballon électrique
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s Figure 5 : Schéma de principe de la solution avec appoint séparé par ballon échangeur
5.2. • Appoint intégré dans le ballon (à partir
de 200 litres)
L'appoint peut être électrique ou hydraulique. Des schémas de principe sont proposés respectivement (Figure 6) et (Figure 7).
Dans le cas d'un appoint électrique, le réchauffeur est fourni par le
fabricant. Il doit être placé entre la moitié et le tiers supérieur du ballon. Pour plus de renseignements sur la gestion spécifique du stock
d'appoint chauffé par électricité, se reporter au manuel « Conception
et dimensionnement ».
Dans le cas d'un appoint hydraulique, l'échangeur supérieur est raccordé à la chaudière. Le ballon solaire vient en remplacement de l'ancien réservoir d'eau chaude sanitaire. La température du ballon de
stockage est contrôlée par la régulation de la chaudière.
Commentaire
Comparativement à une installation avec appoint séparé, cette solution requiert
une surface au sol plus faible.
Rénovation
Dans le cas d'un chauffe-eau avec un ballon horizontal et fonctionnant en
thermosiphon, l'appoint électrique est placé dans le ballon par la constructeur.
Son activation doit se faire manuellement et elle doit être temporisée.
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Dans tous les cas, une horloge de programmation, pour commander
l'appoint électrique, est indispensable pour une bonne gestion de
l'énergie.
!
Si le volume total du ballon avec appoint intégré est supérieur ou égal à 400 litres, la température à sa sortie doit être
en permanence supérieure ou égale à 55°C. Ce maintien en
température peut être difficile notamment dans le cas d'un
appoint par résistance électrique asservie à une horloge de
type heures creuses.
Il existe des ballons mixtes qui possèdent un échangeur hydraulique
et une résistance électrique. Ils sont utilisés quand il n'est pas souhaité de laisser la chaudière en fonctionnement hors de la saison de
chauffe.
Rénovation
s Figure 6 : Schéma de principe de la solution avec appoint électrique intégré
22
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s Figure 7 : Schéma de principe de la solution avec appoint hydraulique intégré
5.3. • Appoint séparé par chaudière
instantanée ou micro accumulation
Le principe de ce système est de préchauffer l'eau avec le solaire et
de mener la température de l'eau à sa valeur de consigne par la chaudière modulante. Avec celle-ci, la puissance de la chaudière varie progressivement en fonction du débit et de la température demandée.
Toutes les chaudières n'acceptent pas une température trop élevée à
leur entrée, d'où la vanne trois voies qui, si la température en sortie
du ballon solaire est suffisante, va by-passer la chaudière.
Il convient de se renseigner impérativement auprès du fabricant de
chaudière sur la faisabilité du raccordement d'un chauffe-eau solaire
individuel.
Compte tenu des niveaux élevés de température que l'eau peut
atteindre, le limiteur de température au départ de la distribution reste
obligatoire.
Rénovation
La (Figure 8) donne un exemple de raccordement à une chaudière
instantanée.
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Rénovation
s Figure 8 : Schéma de la solution avec appoint séparé par chaudière gaz instantanée
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MISE EN ŒUVRE
DES CAPTEURS SOLAIRES
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6.1. • Informations sur les capteurs
Conformément à la NF EN 12975-1 de décembre 2010, les capteurs
solaires doivent être accompagnés d'une notice d'instructions à destination du professionnel, en français s'ils sont commercialisés sous
forme de composants indépendants. Lorsqu'ils font partie d'une installation complète, la notice de montage de l'installation peut traiter
de la totalité de l'installation. Dans ce cas, aucune notice séparée n'est
requise pour le capteur.
La notice d'instructions doit au moins comprendre les informations
suivantes :
• les dimensions et le poids du capteur, les instructions relatives
au transport et à la manutention du capteur ;
• la description du mode opératoire de montage ;
• les recommandations en matière de protection contre la foudre ;
• les instructions relatives au raccordement des capteurs les uns
aux autres et au raccordement du champ de capteurs au circuit
de transfert, y compris les dimensions des conduites de raccordement pour des champs de capteurs pouvant atteindre 20 m² ;
• la pression maximale de service, la perte de charge et les angles
maximal et minimal d'inclinaison ;
• les charges admissibles de vent et de neige ;
• les exigences concernant la maintenance ;
Rénovation
• les recommandations relatives aux fluides caloporteurs pouvant être utilisés (en matière de corrosion également) et les précautions à prendre pendant le remplissage, le fonctionnement
et l'entretien ;
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• les fiches de sécurité(FDS) des substances employées telles que
pâte thermique, fluide caloporteur ou graisse de raccords.
Toute la documentation afférente à la sécurité des personnes, à la
maintenance et à la manipulation du produit doit être mise à la disposition du client, dans la langue nationale du pays dans lequel il est
commercialisé.
Si le poids du capteur à vide est supérieur à 60kg, il est nécessaire de
prévoir un point d'ancrage pour un dispositif de levage, excepté pour
les capteurs qui sont assemblés sur le toit (Norme NF EN 12975-1+A1
de décembre 2010, chapitre 6 – Sécurité).
6.2. • La mise en sécurité des intervenants
Assurer la sécurité des intervenants consiste à :
• éviter les risques ;
• évaluer et identifier les risques qui ne peuvent pas être évités ;
• combattre les risques à la source ;
• adapter le travail à l'homme ;
• tenir compte de l'état d'évolution de la technique ;
• remplacer ce qui est dangereux par ce qui n'est pas dangereux
ou par ce qui est moins dangereux ;
• prendre des mesures de protection collective et leur donner
priorité.
Les principaux risques et dommages encourus par le professionnel
lors de la pose de capteurs solaires en toiture sont :
• une chute de hauteur ;
• des risques liés à la manutention ;
• des chutes d'objet ;
• des risques de brûlures dues aux montées en température des
capteurs ;
• une électrisation due aux lignes électriques aériennes.
Rénovation
La fiche pratique de sécurité ED 137 éditée par l'INRS, l'OPPBTP et
l'Assurance Maladie ainsi que les recommandations R467 de la Caisse
d'Assurance Maladie : « Pose, maintenance et dépose des panneaux
solaires thermiques et photovoltaïques en sécurité décrivent les dispositions principales correspondantes.
26
!
Ces fiches pratiques sont destinées à illustrer les dispositions en matière de prévention des accidents mais ne saurait se substituer aux dispositions réglementaires.
Les salariés doivent être formés au port du harnais.
L'utilisation d'une nacelle élévatrice de personnes (PEMP)
nécessite une formation, une évaluation (sanctionnée par
un CACES®) et une autorisation de conduite de l'employeur
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Les salariés doivent être formés au montage, à l'utilisation
et à la réception des échafaudages, conformément aux
recommandations de la R. 408.
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!
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6.2.1. • Les risques de chute
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Tout travail réalisé avec risque de chute dans le vide doit être sécurisé
avec la mise en place d'un système de protection contre les chutes
(Art. L. 233-13-20 du Code du Travail).
L'emplacement des capteurs solaires, l'accès au poste de travail,
la circulation et les équipements à utiliser sont à étudier en tenant
compte des caractéristiques de l'ouvrage et des opérations de pose,
d'entretien et de maintenance.
On rappelle qu'un système de protection collective (prioritairement
définitive) doit être mis en œuvre. La mise en œuvre de garde-corps
(de préférence fixes) suivant la norme NF E 85-015 est à privilégier. Le
recours à la protection individuelle, par l'utilisation de dispositifs de
protection individuels (EPI), est possible si et seulement si :
• la protection collective (définitive ou encore temporaire) se
révèle techniquement impossible ;
• l'intervention est ponctuelle et de très courte durée. Dans ce
cas, l'intervenant ne doit jamais rester seul.
Commentaire
Une protection individuelle peut être envisagée pour palier des risques résiduels,
notamment au cours des opérations de montage, indépendamment de la protection collective qui reste prioritaire.
Si une entreprise utilise du matériel mis en œuvre par une autre entreprise, les modalités d'utilisation doivent être définies. Une réception
in situ avant le démarrage du chantier est réalisée :
• les opérations de levage et de manutention sont à organiser en
privilégiant les moyens mécanisés et mis en commun, comme
présentés par la recommandation R. 445 « Mécanisation du
transport vertical des personnes et des charges sur les chantiers
– (construction, réhabilitation, entretien) ».
Rénovation
• pour les échafaudages, il convient de se référer à la recommandation R. 408 « Prévention des risques liés au montage, à l'utilisation et au démontage des échafaudages de pied » ;
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Les travaux ne doivent pas être réalisés lorsque l'environnement présente un risque pour l'opérateur : vent fort, orage, gel, neige, forte
pluie.
6.2.2. • Les risques de brûlure
Le professionnel doit être attentif et se protéger des éventuelles montées en température des capteurs solaires (supérieures à 200°C sous
certaines conditions d'ensoleillement).
6.3. • Implantation du chantier
L'installation d'un CESI requiert une préparation du chantier prenant
en compte la quantité des éléments de couverture à manipuler et la
nécessité de l'utilisation de nombreux outils, ainsi que la manutention
des capteurs et de leurs accessoires.
6.3.1. • Les échelles
Les échelles, escabeaux et marchepieds ne doivent pas être utilisés
comme poste de travail.
L'échelle est un moyen d'accès. Comme le montre la (Figure 9), elle doit
être appuyée avec stabilité, être maintenue immobile et fixée tant
en partie haute que basse, et doit dépasser de 1 mètre le plancher à
atteindre.
Rénovation
Lors des déplacements sur l'échelle, pour assurer leur sécurité, les
utilisateurs doivent respecter le principe des trois points d'appui
(2 pieds-1 main ; 1 pied-2 mains).
28
s Figure 9 : mise en sécurité d'une échelle
PROFESSIONNELS
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Comme vu (Figure 10), en partie haute, la plateforme de déchargement se
termine parallèlement au plan de la toiture, dans le but de sécuriser
les opérations de manutention durant la phase de pose.
DES
La mise en place d'un dispositif de levage est nécessaire afin d'assurer un maximum de sécurité durant toutes les phases du chantier.
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6.3.2. • Élévation du matériel
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s Figure 10 : positionnement du monte-matériaux
Commentaire
La sécurisation de la zone doit interdire l'utilisation des portes d'accès lorsqu'elles
sont situées sous l'échelle ou le monte-matériaux.
6.3.3. • Manipulation et disposition du matériel
Durant toute la durée de la pose des capteurs, la zone d'intervention
en dessous de la toiture sera balisée pour en interdire l'accès afin de
prévenir les risques liés aux chutes d'éléments sur le sol.
Dans le cadre d'une mise en œuvre en toiture, une attention particulière sera portée sur les emplacements à prévoir pour l'entreposage
des matériels avant leur pose définitive : capteurs et accessoires,
outillage. Il est nécessaire d'empêcher la chute et le glissement des
outils et des éléments stockés.
Comment faire
La mise en place d'une retenue (filet, plinthe,…) en bas de versant est conseillée.
Rénovation
La circulation des personnes sera prévue et organisée afin de limiter
au maximum les déplacements et les chevauchements.
29
6.3.4. • Dépose et évacuation des éléments
de couverture
Lorsqu'il est prévu que les capteurs remplacent des éléments de couverture, la dépose de ces derniers doit être réalisée. Pour cela, il faut :
• évaluer les quantités d'éléments de couverture à évacuer ;
• évaluer celles à conserver pour la remise en état de la toiture,
en prévoyant les casses probables ;
• dégager, comme vu (Figure 11), la périphérie de la réservation prévue pour le champ de capteurs sur une largeur de 50 cm pour
faciliter la pose des éléments et les déplacements.
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Comment faire
Les emplacements de stockage doivent prendre en compte l'inclinaison du toit,
la solidité des éléments de charpente, tout en assurant la sécurité des personnes.
s Figure 11 : réservation à prévoir autour de l'emplacement du champ de capteurs
Rénovation
6.3.5. • Prise en compte du poids des capteurs
30
L'implantation des capteurs en toiture engendre une modification des
efforts et de la charge sur les structures. Un calcul des surcharges sur
les structures ainsi que des efforts dus aux charges climatiques sur un
capteur doit être réalisé.
Concernant les capteurs à tube sous vide, lors des épisodes neigeux
avec des périodes de gel nocturne et de dégel le jour, la formation de
blocs de glace sur les capteurs est possible. Ces surcharges occasionnelles peuvent être importantes et créer des dégâts : bris des tubes,
augmentation anormale ou dépassement du poids admissible par la
structure, déplacement et déformation des éléments de couverture.
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Le calcul de structures sera fait suivant les règles définies avec les effets de la
neige et du vent sur les constructions (NV65/99 et Eurocode 1– NF EN 1991-1-3 et
NF EN 1991-1-4) et du type de matériaux utilisé, construction métallique (Eurocode
3 et DTU série 32) ou charpente bois (Eurocode 5 et DTU série 31).
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Commentaire
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6.4. • Implantation des capteurs
6.4.1. • Généralités
Les éléments architecturaux et visuels jouent un rôle important dans
le positionnement du ou des capteurs, indépendamment de l'orientation et de l'inclinaison.
L'implantation en toiture est une mise en œuvre souvent pratiquée,
mais plusieurs facteurs peuvent amener à proposer d'autres types de
pose : montage en façade, toit de véranda, châssis au sol ou en terrasse, dépendance (abri de jardin, abri à bois, cabanon, auvent à voiture). Quelques soit le type d'implantation, le professionnel doit porter
une attention particulière aux matériaux utilisés. Les produits utilisés
sont exposés aux intempéries durant des périodes de 20 à 30 ans, ils
doivent résister :
• aux variations de température (dilatation) ;
• à la pluie, la grêle, le vent, la neige ;
• au rayonnement ultraviolet ;
• à la salinité de l'air et aux polluants atmosphériques (suivant les
régions) ;
• au grignotage des petits animaux et au picorement des oiseaux.
Les petites pièces servant à la fixation des capteurs doivent être en
matériau peu sensible à la corrosion, tels que l'acier inoxydable, l'aluminium ou l'acier galvanisé par trempage à chaud.
Les types de pose peuvent être :
• incorporation au plan de la couverture (appelé aussi intégration) : le capteur joue un rôle d'étanchéité ;
Rénovation
Dans le cas où les métaux utilisés pour la fabrication des supports et
des coffres des capteurs sont de natures différentes, le contact direct
de ces métaux doit être évité par la mise en place de bandes de feutre
bitumé par exemple.
31
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• semi-incorporation : le capteur est posé sur un bac support ou
un châssis assurant l'étanchéité ;
• pose sur support indépendant au-dessus du plan de la couverture, en façade, sur toiture terrasse ou au sol.
La mise en œuvre des capteurs solaires en partie courante doit respecter les préconisations des notices de montage des fabricants et/ou
des évaluations techniques par tierces parties (Avis Technique) relatives aux capteurs solaires.
Si les conditions d'inclinaison établies lors de la conception sont
remplies par la toiture existante, l'implantation des capteurs doit se
faire parallèlement au plan de la couverture et en partie courante de
celle-ci.
Le repérage de la présence d'obstacles limitant l'ensoleillement sur
le champ de capteur oblige à réaliser un relevé de masque afin d'en
mesurer la portée sur les capteurs. Une identification des points clefs
représentant la globalité des obstacles est définie sur la ligne d'horizon. Les points caractéristiques sont relevés à l'aide d'une boussole
(azimut) et d'un clinomètre (hauteur angulaire) et ensuite reportés sur
un diagramme de course solaire.
Commentaire
L'étude de masque est décrite dans le fascicule « Conception et dimensionnement ».
6.4.2. • Impact de l'inclinaison des capteurs
sur les performances énergétiques.
Pour une installation où le besoin d'eau chaude sanitaire est relativement constant toute l'année, l'impact de l'inclinaison des capteurs sur
les performances énergétiques de l'installation est négligeable.
Comment faire
Pour l'orientation des capteurs solaires, la plage admise est de ± 45° par rapport
au Sud. Pour l'inclinaison, une fourchette de 20° à 60° est admissible (l'inclinaison
optimale est la latitude du lieu considéré, en moyenne 45° en Métropole).
6.5. • L'écran de sous-toiture
Pour la pose incorporée en couverture, le système constituant une
paroi froide, l'évacuation des condensations doit être assurée par :
Rénovation
• un écran de sous-toiture jusqu'à la gouttière ou l'égout ;
32
• ou un dispositif assurant l'étanchéité sous le capteur qui permet
alors de rejeter les eaux de condensations sur le plan d'étanchéité de la couverture.
• récupérer et évacuer d'éventuels condensats en sous-face du
coffre et des abergements ;
• éviter d'éventuelles entrées de neige poudreuse.
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• réduire l'aspiration entre les tuiles. L'effet de siphonage qui
s'exerce de part et d'autre des éléments de couverture est
absorbé par l'équilibre des pressions et dépressions. Cela permet l'abaissement des pentes de couverture dans une proportion de 1/7e de la valeur de pente sans écran ;
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On entend par écran de sous toiture, un élément continu souple ou
rigide, disposé sous les éléments de couverture et leurs bois support.
Ses fonctions essentielles sont :
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L'écran de sous-toiture ne doit pas être considéré comme un revêtement étanche et ne peut se substituer ni aux matériaux de couverture,
ni à une membrane d'étanchéité complémentaire pour la couverture
en climat de montagne.
Il doit être sous « Homologation couverture » du CSTB avec un classement E1 ou sous Avis Technique avec un classement W1 selon la
norme EN 13859-1 ou bénéficier d'une autre évaluation équivalente
par tierce partie.
En cas d'absence de ventilation en sous face de l'écran de sous-toiture (cas d'une pose sur voligeage), ce dernier doit également être
Hautement Perméable à la Vapeur (HPV) ou Sd1 selon « Homologation
couverture » du CSTB.
Si les éléments de couverture existants sont conservés, ceux-ci
reposent sur les liteaux posés directement sur les chevrons. En
revanche, les capteurs solaires reposent sur de nouveaux liteaux
posés sur contrelattes. L'ajout de l'écran de sous-toiture uniquement
sous les capteurs solaires conduit à un décalage, vers le haut, du
plan des liteaux supportant les capteurs comparativement aux liteaux
situés sous les éléments de couverture environnants. Les plans d'étanchéité à des hauteurs différentes peuvent être difficiles à gérer avec
les abergements périphériques (risques de fuite plus importants).
L'écran de sous-toiture doit descendre jusqu'à l'égout. Les préconisations du cahier du CSTB n°3651-V2-P2 doivent être respectées et
notamment les règles suivantes :
• recouvrement minimal entre lés de 20 cm (pour des pentes
supérieures à 30%) ou 10 cm (pour des pentes inférieures à
30%) ;
• ventilation de la face supérieure de l'écran de sous-toiture selon
les DTU des séries 40.1 et 40.2 ;
• ventilation de la face inférieure si l'écran de sous-toiture n'est
pas classé Sd1.
Rénovation
• écran de sous-toiture non apparent dans la gouttière pour ne
pas l'exposer de façon prolongée aux ultra-violets ;
33
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En parties haute et latérales, l'écran de sous-toiture doit être installé
au-delà de la stricte surface des capteurs solaires et être présent sous
les abergements.
!
L'écran de sous toiture doit déborder largement la périphérie du champ de capteurs, particulièrement aux angles.
Commentaire
Dans le cas d'une toiture disposant d'un écran de sous-toiture existant, il convient
de vérifier sa qualité dès le prédiagnostic de l'installation existante. Le professionnel doit assurer son devoir de conseil et informer son client de son diagnostic.
Dès lors qu'il existe un écran de sous toiture souple, toutes précautions doivent être mises en œuvre pour éviter des déformations, des
détériorations, des déchirures.
Il est important de ne prendre aucun appui sur l'écran souple de soustoiture lors des opérations de pose des capteurs solaires.
De par leur constitution robuste et leur densité, les écrans de sous toiture rigides permettent de prendre des appuis sans remettre en cause
l'intégrité du produit. Lors des opérations de pose et de manutention,
les déplacements des opérateurs sont facilités.
Dans les cas particuliers du Sarking et panneaux sandwich ou composites, il convient de se référer aux Avis Techniques ou DTA de ces
procédés d'isolation continue par l'extérieur.
Rénovation
Les traversées de l'écran de sous toiture doivent être traitées en tant
que points singuliers, de manière étanche et assurer la continuité des
ruissellements jusqu'à l'égout. L'étanchéité des passages sera réalisée grâce à l'utilisation d'accessoires fournis ou de techniques explicitées par le fabricant. La (Figure 12) donne un exemple de réservation
pour les conduites de liaison avec un raccord de type bande adhésive.
34
s Figure 12 : réservation (fourreau) pour les conduites de liaison (raccord avec bande adhésive)
6.6. • Incorporation et semi-incorporation
en toiture
Les préconisations de la notice de montage du fabricant et/ou l'avis
technique du procédé doivent être respectées. L'avis technique précise notamment :
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Les remontées d'étanchéité doivent être réalisées à l'aide de bandes ou de pattes
de 50 mm de hauteur minimum, fixées par collage ou agrafage sur la périphérie
du fourreau.
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Comment faire
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• la pente minimale de limite d'emploi du capteur pour l'incorporation en toiture ;
• le mode de raccordement entre capteurs ;
• le mode de raccordement entre le châssis du capteur et les éléments de couverture.
Commentaire
Certains procédés mis à disposition par les fabricants ne comprennent pas nécessairement tous les constituants nécessaires à la mise en œuvre du système aux
points singuliers (abergements latéraux et hauts par exemple). Si aucune préconisation n'est spécifiée dans l'avis technique, le choix des composants complémentaires au kit fourni par le fabricant doit être réalisé par le professionnel en
regard notamment du type de jonction à réaliser.
!
Du fait des diverses spécificités de chaque type de couverture et de chaque région, il est recommandé d'utiliser des
procédés livrés avec les abergements adaptés à la toiture
existante (pente, éléments de couverture,…).
L'implantation des capteurs se fait en partie courante de la couverture
selon la pente du versant. Quand la toiture le permet, il se doit de
conserver une distance de 1,50 mètre entre le ou les capteurs et tous
les bords du toit :
• pour permettre d'assurer un accès facile à toute intervention
ultérieure (entretien) ;
• pour des raisons de sécurité en cas de bris de verre (projection
de morceaux de verre) ;
• pour limiter la charge du vent sur le capteur, importante en rive.
Par ailleurs, afin d'assurer un écoulement correct des eaux de ruissellement, il faut tenir compte de la surface de toiture collectée, en
projection horizontale, présente en amont du champ de capteurs. A
ces fins, les sections des pièces d'écoulement sont dimensionnées,
Rénovation
• pour faciliter le démontage ou le remplacement d'un capteur ;
35
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à minimum, pour admettre un débit maximal de précipitations de 3l/
min.m². (DTU 20.12 – NF P10-203-1 de septembre 1993 et NF P 40-201 ;
DTU 60.1).
La pente minimale de la couverture doit être respectée. Elle est définie
dans les DTU de la série 40. Les éventuels éléments d'étanchéité pour
le raccordement aux éléments de couverture ne doivent pas créer de
pente inférieure à la pente admissible.
Commentaire
Les eaux de ruissellement du plan supérieur de la toiture se déversent sur les
bavettes hautes du champ de capteurs ; afin de faciliter l'écoulement de ces
volumes d'eau, il est recommandé d'installer les capteurs en partie supérieure de
la couverture, en complément des dispositions constructives permettant d'assurer l'étanchéité à l'eau entre les éléments de couverture et les capteurs solaires.
6.6.1. • Planéité du support recevant
les capteurs
Il est indispensable de vérifier la planéité du support sur lequel sont
posés les capteurs. La présence de chevrons irréguliers ou du flambage (Figure 13) d'un élément porteur, nécessite un calage à l'aide de
matériaux compatibles avec ceux existants sur la charpente. Même
lorsque des éléments de charpente représentent des points hauts,
leur section ne doit jamais être diminuée.
s Figure 13 : calage pour retrouver la planéité de la couverture
La fixation des capteurs doit être effectuée dans les éléments porteurs
de la charpente. Lorsque l'emplacement des chevrons ne correspond
pas à l'entraxe de ces fixations, il est nécessaire, comme vu en (Figure
14), de réaliser un chevêtre pour assurer une bonne assise aux capteurs
et aux éléments d'étanchéité. Les sections des pièces utilisées pour la
création des chevêtres doivent correspondre à celles existantes.
Rénovation
!
36
La réalisation d'un chevêtre et le renforcement de la structure porteuse nécessitent les compétences d'un charpentier et le respect de règles professionnelles.
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s Figure 14 : réalisation d'un chevêtre pour la pose des capteurs
6.6.2. • Fixations
Les fixations du capteur doivent résister aux effets des charges
extrêmes du vent et de la neige définies dans les règles NV 65 (DTU
P 06-002) et les règles N 84 (DTU P 06-006) ainsi qu'à l'Eurocode
3 partie 1-8.
Le principe de pose utilisé pour le champ de capteurs doit disposer
des tolérances nécessaires afin de supporter les déformations mécaniques normales de la charpente. Le dispositif de fixation ou de maintien prévu pour absorber les contraintes doit respecter les règles des
espacements et du jeu entre les composants sans créer de dommage
à l'ouvrage.
Commentaire
« Fixation » : les éléments sont solidaires de la charpente, l'ensemble (capteurs et
pattes) supporte les déformations.
« Maintien » : les éléments sont libres, une dilatation est permise.
Capteurs incorporés
Selon le type de toiture, il faut prendre en compte l'épaisseur des éléments de couverture afin de rendre le capteur incorporé esthétiquement cohérent.
Rénovation
Les prescriptions de mise en œuvre du fabricant doivent être
conformes à ces règles et le matériel fourni doit permettre de respecter les procédures de montage reprises dans l'Avis technique ou son
équivalent.
37
PROFESSIONNELS
Pour les toitures recouvertes d'éléments à pureau plat, les liteaux sont
coupés à l'emplacement des capteurs, alors que sur les toitures à
tuiles galbées les liteaux sont conservés.
Comme vu en (Figure 15), le capteur est fixé sur les chevrons, pannes ou
chevêtre à l'aide de pattes, d'équerres ou de vis adaptées transversalement et maintenu en pied et/ou en tête de capteur. Les liteaux ne
sont pas des éléments porteurs.
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s Figure 15 : capteur incorporé posé sur chevêtre
Capteurs semi-incorporés
Les capteurs semi-incorporés ne remplacent pas directement les éléments de couverture, un bac intermédiaire en sous face des capteurs
assure l'étanchéité.
Rénovation
Comme vu en (Figure 16), le bac est fixé ou maintenu en tête et en pied
ou latéralement sur une planche d'épaisseur égale à celle des liteaux.
38
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s Figure 16 : capteur semi-incorporé avec bac d'étanchéité
Commentaire
L'étanchéité entre le capteur et son cadre doit être justifiée par le fabricant. L'Avis
Technique ou son équivalent permet d'apporter les justifications.
Sur la (Figure 15) et la (Figure 16) l'écran de sous-toiture et son contre lattage ne sont
pas représentés.
6.6.3. • Raccordement d'étanchéité entre
capteurs
L'étanchéité entre capteurs, pour les raccordements longitudinaux
et transversaux, est assurée avec les accessoires fournis par le fabricant du procédé. Lorsque ce dernier préconise l'utilisation de produits
complémentaires d'étanchéité (mousse, joint en matière synthétique),
il convient d'utiliser ceux-ci conformément à la notice technique afin
de garantir l'herméticité des raccordements. On donne (Figure 17) différentes solutions pour le raccordement entre capteurs.
Rénovation
s Figure 17 : différents types de raccordements entre capteurs
39
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6.6.4. • Raccordement d'étanchéité
aux éléments de couverture
Les raccordements aux éléments de la toiture font appel aux savoir
faire des métiers de la couverture et de la zinguerie. Les accessoires
de raccordement (bavette, joint, cornière…) sont propres à chaque
procédé de capteur solaire et leur utilisation relève de la procédure
d'Avis Technique ou son équivalent. Néanmoins, ils doivent respecter
les prescriptions des DTU des couvertures concernées, ce qui signifie
qu'une maitrise de ces règles est indispensable.
Ces raccordements sont réalisés entre les éléments de couverture et
les capteurs (capteurs incorporés), ou les bacs en sous face (capteurs
semi-incorporés).
Comment faire
Conformément aux règles de l'art en matière de raccordements d'étanchéité, la
pratique impose de débuter par la mise en place des abergements inférieurs et
de terminer par le capotage supérieur.
Raccordement en pied de capteur
Le raccordement en pied de capteur se fait de la façon suivante :
• si l'étanchéité est assurée par un cadre ou un bac en sous face
du capteur, une bavette assure la reconduite des eaux d'écoulement sur les éléments de couverture inférieurs en respectant les
recouvrements définis dans les DTU de la série 40 ;
• si l'étanchéité est assurée par le capteur, le raccordement est
traité comme une rive de tête conformément aux DTU de la
série 40.
Rénovation
La (Figure 18) illustre deux exemples de raccordement en pied de capteur, avec arrêt sur la couverture et arrêt en égout.
40
s Figure 18 : exemples de raccordement en pied de capteurs
La largeur de la bavette d'étanchéité doit permettre :
• de recouvrir les éléments de couverture situés sous les capteurs
sur 100 mm minimum (à augmenter en fonction des éléments
de couverture, de la pente de la toiture, …) ;
• d'être recouverte par les capteurs solaires sur un minimum de
200 mm ;
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Dans le cas d'un raccordement en pied de capteur avec
arrêt sur la couverture, l'écran de sous-toiture doit impérativement descendre jusqu'à l'égout.
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!
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• l'absence de toute contre-pente : un écart d'au moins 2° entre
la pente de la toiture et celle de l'abergement doit être respecté
afin de prendre en compte les aléas du chantier.
La longueur de la bavette d'étanchéité doit être égale à la largeur hors
tout des capteurs à laquelle il convient d'ajouter :
• la largeur des abergements latéraux ;
• une largeur fonction des éléments de couverture environnants.
L'entrepreneur engage sa responsabilité civile et sa garantie décennale. Au titre du dernier intervenant et en amenant une modification
fondamentale au complexe toiture en place, il lui appartient donc de
vérifier la bonne conformité de la collecte des eaux en pied de capteurs. A titre indicatif, il est rappelé ici que la section utile « Su »
nécessaire pour évacuer l'eau collectée, est le produit de la largeur
utile « Lu » par la profondeur utile « Pu » : Su = Lu × Pu.
La (Figure 19) donne les valeurs des sections utiles minimales. Elles sont
établies d'après les dispositions de la norme NF P 40-201 (Référence
DTU 60.1) adaptées aux chéneaux ou caniveaux rectangulaires ou trapézoïdaux, en admettant un débit maximal de précipitations de 3 l/
min.m².
Surface de toiture collectée, en projection
horizontale (m²)
Section utile Su minimale (cm²)
Pente du fond de chéneau ou caniveau
0 % (et <0.5%)
≥ 0.5 %
≥ 1 %
0 à 150
292
165
132
160
308
176
138
170
319
182
143
180
336
187
149
200
363
204
160
Raccordement latéral
Le raccordement latéral se traite comme une pénétration continue conformément aux DTU de la série 40. La (Figure 20) illustre deux
Rénovation
s Figure 19 : sections utiles minimales en fonction de la surface de toiture collectée
41
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exemples de raccordement latéral, avec l'utilisation d'une bavette de
rive pour les capteurs en bord de toit et d'un couloir de rive pour raccordement aux éléments de couverture.
Les exemples de raccordement suivants sont donnés à titre indicatif.
Ils permettent de symboliser l'endroit du raccordement aux éléments
de couverture. Il appartient à l'homme de l'Art de déterminer le type
de raccordement conforme et pérenne. Ceux-ci sont généralement :
• ardoises ou tuiles plates : noquets métalliques ;
• tuiles à emboîtement à relief : couloir latéral avec pince relevée
sur la contrelatte ;
• tuiles à pureau plat : couloir métallique ;
• en bordure de toit : bavette de rive.
s Figure 20 : exemples de raccordement latéral
Raccordement en tête de capteur
Le raccordement peut être traité par :
• une bavette supérieure fixée au capteur et renvoyant les eaux
d'écoulement sur le plan du capteur (Figure 21) ;
• une bavette supérieure fixée au capteur et rejetant les eaux
d'écoulement sur les abergements latéraux (Figure 22) ;
Le recouvrement des éléments de couverture sur la bavette doit être
conforme aux prescriptions des DTU de la série 40. La (Figure 21) et la
(Figure 22) illustrent deux exemples de raccordement en tête du capteur,
avec un écoulement des eaux de pluie sur le capteur ou sur les couloirs latéraux.
Rénovation
Le plateau de bois inséré sous la capote supérieure, nommé couramment « platelage » par la profession, sert avant tout au bon supportage de la tôlerie, lui évitant de subir des déformations préjudiciables.
La bonne pratique doit éviter de « fixer » la capote et permettre les
dilatations en assurant son « maintien libre »
42
A noter que la pente résiduelle de la capote supérieure doit être inférieure à 3%.
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s Figure 21: exemple de raccordement en tête du capteur avec écoulement des eaux sur le capteur. La
pente doit toujours être positive.
s Figure 22 : exemple de raccordement en tête du capteur avec écoulement des eaux sur les couloirs
latéraux
Comment faire
Dans le cas de raccordement avec écoulement des eaux sur les couloirs latéraux,
prendre en considération la surface de toiture supérieure afin de déterminer les
sections nécessaires à cet écoulement.
Compte tenu des contraintes thermiques subies par les bavettes
métalliques, les techniques de raccordement et de maintien doivent
permettre la libre dilatation des pièces d'abergements. La (Figure 23)
illustre deux exemples de raccordement, avec coulisseau à joint
debout et à joint couché.
Rénovation
Le mode de raccordement sur des couvertures en petits éléments doit
permettre de conserver 2 rangées de tuiles (ou 3 rangs d'ardoises ou
tuiles plates) minimum en tête du raccordement.
43
PROFESSIONNELS
Lorsque les raccordements périphériques du système fourni doivent
être adaptés à la toiture, il convient de faire appel aux compétences
requises de l'homme de l'Art afin de réaliser une adaptation pérenne
des abergements.
Les 2 exemples d'adaptation du raccordement illustrés (Figure 21), représentent chacun un modèle pérenne pouvant être appliqués à de nombreuses configurations.
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s Figure 23 : exemples de raccordements d'étanchéité
Comment faire
Dilatations transversales : jonctions par coulisseau à agrafure avec 2mm d'espacement minimum.
Maintien transversal : utilisation de pattes à feuille clouées avec 2mm
de jeu minimum.
6.6.5. • Ventilation en sous-face
La sous-face des capteurs doit être ventilée. On se réfèrera aux dispositions de ventilation applicables aux couvertures en petits éléments
(DTU de la série 40).
Si le positionnement des capteurs conduit à supprimer les chatières
de ventilation existantes de la couverture, ces dernières doivent être
déplacées.
6.7. • Indépendant sur support
La mise en œuvre des capteurs en pose indépendante est visée par
l'Avis Technique.
Rénovation
6.7.1. • Toiture inclinée
44
Les supports des capteurs doivent être fixés soit directement sur les
chevrons ou pannes de la charpente, soit sur des chevêtres réalisés et
mis en place à cet effet. La (Figure 24) illustre un exemple de crochet de
fixation adapté aux tuiles plates.
PROFESSIONNELS
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Les liteaux, voliges ou écrans rigides en panneau à base de bois ne sont pas prévus pour servir de support au point de fixation des capteurs.
DES
Commentaire
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s Figure 24 : exemple de crochet de fixation pour tuiles plates (profil). Le crochet de fixation doit être
fixé sur un support de section suffisante (ici une panne).
La patte ne doit pas forcément être posée sur la panne. La patte doit
être fixée sur un support de section suffisante tel qu'un chevron
La fixation des supports des capteurs sur la charpente existante
impose de s'assurer que la résistance mécanique soit suffisante
pour supporter les efforts créés par la surcharge. La (Figure 25) illustre
un exemple pour le renforcement du support avec doublement des
chevrons.
s Figure 25 : doublement des chevrons pour renforcement du support des crochets de fixation (face)
Commentaire
La pénétration du support à travers le plan de la couverture se fait par
exemple à l'aide de crochets de fixation intercalés entre la tuile et le
support.
Concernant les crochets de fixation et les glissières de support, la
pose dans le courant du fil d'eau doit être réalisée en tenant compte
Rénovation
On se reportera aux règles NV 65 et N 84 ou aux Eurocodes, ainsi qu'aux DTU de
la série 31 pour le bois et 32 pour les charpentes métalliques.
45
PROFESSIONNELS
des écoulements d'eau provenant du couloir de l'élément de couverture (Figure 26).
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s Figure 26 : exemple de pose de crochet dans le courant du fil d'eau
Le courant des éléments de couverture doit assurer l'écoulement du
fil d'eau de ruissellement librement et sans contraintes en respectant
les règles générales de couverture. Les pattes de fixation sont posées
de préférence en dehors de ce fil d'eau pour limiter les obstructions.
!
Lorsque le système de pose prévoit le positionnement des
fixations dans le fil d'eau, il appartient au responsable de la
mise en œuvre de s'assurer du respect des règles.
Dans le cas de présence d'un écran souple de sous-toiture, le passage
des éléments de support du cadre ou des tuyauteries doit se faire
selon les principes décrits dans le Cahier des Prescriptions Techniques
de mise en œuvre des « écrans souples de sous-toiture » (CPT 3651-2
du CSTB).
!
Pour les capteurs à tubes, sous vide, quelques particularités :
• certains modèles permettent une pose élément par
élément facilitant ainsi leur manutention et leur mise en
œuvre ;
Rénovation
• les modèles fonctionnant en « caloduc » ne peuvent
être placés à l'horizontal. Il leur faut une inclinaison minimale définie par le fabricant ;
46
• certains modèles ont des absorbeurs orientables par
rotation du tube permettant de corriger l'orientation et/ou
l'inclinaison ;
Commentaire
Si les capteurs solaires ne sont installés que sur une partie de la toiture terrasse,
seule cette partie peut être considérée comme toiture terrasse technique (zone
technique). Les documents particuliers du marché (DPM) fixent l'implantation des
parties de toiture à considérer en zones techniques et définissent les chemins et
aires d'accès à ces zones. Ils définissent également si ces derniers sont assimilés
à des chemins de circulation ou à des zones techniques (si utilisés pour l'entretien
des capteurs solaires).
PROFESSIONNELS
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La toiture doit être considérée comme toiture technique ou à zones
techniques. Elle doit en effet pouvoir recevoir une circulation due à la
présence de capteurs solaires nécessitant certaines interventions fréquentes et notamment leur entretien et leur maintenance.
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6.7.2. • Toiture terrasse
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L'installation des capteurs solaires doit respecter les spécifications de
la NF DTU 65.12.
Les capteurs solaires doivent être positionnés sur les endroits les
moins dangereux : près du sol, éloignés des pignons et des bordures
de terrasse.
Conformément aux exigences de réalisation d'entretien et de réfection des ouvrages d'étanchéité, l'implantation des capteurs doit respecter une distance minimale entre ouvrages émergents voisins d'un
mètre, conformément à la NF DTU 20.12. Cette distance est fonction
de la dimension en vis– à-vis de la batterie de capteurs solaires (généralement supérieure à 1,20 m).
Commentaire
Pour éviter que les rangées de capteurs en bandes parallèles ne se fassent de
l'ombre entre elles, il convient de respecter une distance minimale entre elles.
Les capteurs doivent être disposés sur des supports :
• tels que la planéité des capteurs soit respectée. En aucun cas le
montage sur les supports ne doit provoquer le gauchissement
des capteurs ;
• de manière à ce que le côté percé d'orifices d'évacuation des
condensats soit situé en partie basse du capteur ;
La pose de capteurs solaires en toiture terrasse implique de refaire le
revêtement d'étanchéité existant. Le système d'étanchéité doit bénéficier d'une évaluation technique telle qu'Avis Technique ou Document
Technique d'Application. Un écran support de classe C minimale à
80°C doit être interposé.
Rénovation
• capables de résister aux charges climatiques extrêmes (vent et
neige).
47
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PROGRAMME
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Commentaire
Pour réaliser l'étanchéité d'une toiture-terrasse, un revêtement étanche doit être
posé sur toute sa surface, de manière continue et sans aucune aspérité.
Pour la prise en compte des charges occasionnées, il est rappelé qu'il
appartient au maître d'ouvrage ou à son représentant de faire vérifier
au préalable la stabilité de l'ouvrage dans les conditions de la norme
NF DTU 43.5 en travaux de réfection, notamment en prenant bien en
compte les charges rapportées permanentes liées aux équipements
de production d'énergie.
L'ensemble support-capteur doit être fixé à la structure porteuse ou
lesté par un socle de façon à résister aux surcharges climatiques
extrêmes définies dans les Eurocodes.
Il est rappelé également que la destination en toiture technique
implique la prise en compte d'une charge d'entretien majorée
(150 daN/m²), selon la norme NF P 06-001.
La (Figure 27) illustre deux exemples de lestage, avec des traverses de
béton recevant la structure métallique et avec une structure en béton
pour la pose des capteurs solaires.
s Figure 27 : exemple de lestage de capteurs
Quel que soit le dispositif de lestage la pose d'une bande résiliente est
obligatoire en sous face des traverses. L'objectif de cette sous couche
est d'absorber les contraintes de pression afin de protéger le revêtement d'étanchéité.
Dans le cas de pose sur toiture-terrasse, les éléments porteurs
sont des supports :
• maçonnés conformément au DTU 43.1 ;
• en tôles d'acier nervurées conformément au DTU 43.3 ;
Rénovation
• en bois ou panneaux dérivés du bois conformément au DTU
43.4.
48
Cas de l'élément porteur en maçonnerie
Les capteurs solaires peuvent être posés sur un ou plusieurs massifs
émergents en maçonnerie, solidaires de l'élément porteur. Le massif
Ce massif peut aussi être constitué de potelets métalliques liaisonnés
à l'élément porteur en maçonnerie.
L'étanchéité du dessus des potelets est assurée par l'installateur de
l'équipement rapporté.
Afin de pouvoir effectuer les opérations d'entretien de la toiture et
les éventuelles réfections, une hauteur minimale h entre le bas des
capteurs et la protection du revêtement d'étanchéité des parties courantes doit aussi être respectée.
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L'étanchéité du dessus du massif émergent est assurée par l'installateur de l'équipement rapporté.
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est conforme, en ce qui concerne les reliefs, aux dispositions de la
norme NF P 10-203-1 (référence DTU 20.12).
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Cette hauteur est fonction de la longueur L d'encombrement horizontal des équipements.
La (Figure 28) illustre la hauteur h et la longueur L à considérer.
• si L ≤ 1,20 m : h ≥ 0,40 m ;
• si L > 1,20 m : h ≥ 0,80 m.
s Figure 28 : Hauteur minimale h et longueur d'encombrement horizontal L
Le champ de capteurs peut être posé sur un dallage en béton armé
coulé en place sur couche de désolidarisation. Il est réalisé selon
les prescriptions du NF DTU 43.1. Du fait de la possible grande surface occupée par le champ de capteurs, la protection du revêtement
d'étanchéité doit être assurée par une protection lourde dure (dallage
en béton armé coulé en place, sur couche de désolidarisation).
Rénovation
Si l'ensemble capteur-support peut être démonté lors de la réfection
de l'étanchéité, cette hauteur peut être ramenée à 0,30 m. Si l'ensemble capteur-support ne peut pas être démonté en sous-ensembles
de 90 kg maximum, il est considéré comme non démontable.
49
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Cas de l'élément porteur en tôles d'acier
nervurées ou en panneaux dérivés du bois
La mise en œuvre de tels systèmes se fait conformément aux NF DTU
43.3 et 43.4, c'est-à-dire exclusivement sur dispositifs (potelets et
chandelles) reportant directement les charges de ces équipements sur
l'ossature et non sur la tôle d'acier nervurée ou sur l'élément porteur
bois.
L'implantation de ces équipements doit permettre la réalisation et
l'entretien courant des ouvrages d'étanchéité et, en particulier, des
relevés et des entrées d'eaux pluviales.
L'implantation se fait suivant la (Figure 29).
s Figure 29 : Implantation de l'équipement – vue en plan
Afin de pouvoir effectuer les opérations d'entretien de la toiture et
les éventuelles réfections, une hauteur minimale h entre le bas des
capteurs et la protection du revêtement d'étanchéité des parties courantes doit aussi être respectée.
Commentaire
Dans le cas d'équipements posés en bandes, si deux équipements distincts sont
distants de moins de 0,80 m, ils sont à considérer comme un seul équipement.
6.7.3. • Paroi verticale
Rénovation
Lorsque le mur est isolé par l'extérieur l'implantation des supports
doit se faire nécessairement au droit d'éléments porteurs. Dans le cas
de mur ancien, une étude particulière est effectuée pour déterminer la
charge maximale admissible par le support. Si le mur ne comporte pas
d'isolation, une fixation par l'intermédiaire de contre-plaques situées
à l'intérieur du bâtiment peut être effectuée. Lorsque le mur est isolé
par l'intérieur, des ancrages dans le mur porteur sont réalisables.
50
Lorsque la pose du capteur est effectuée dans le plan d'une façade
comportant un bardage, on doit appliquer les mêmes principes que
pour une couverture en petits éléments. Une lame d'air ventilée doit
être ménagée entre la sous-face du capteur et le mur. Cette lame d'air
est au moins égale à la lame d'air nécessaire entre les éléments de
bardage et le mur.
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CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
s Figure 30 : capteurs plan posés sur mur
6.7.4. • Au sol
L'ensemble support-capteur doit être lesté ou fixé de façon à résister
aux surcharges climatiques extrêmes définies par les Eurocodes.
s Figure 31 : pose de capteurs au sol
Les supports peuvent être fixés sur une dalle en béton ou des plots.
Pour plusieurs raisons le bas du châssis doit être positionné au minimum à 40 cm du sol :
• afin de se prémunir de la végétation basse ;
• pour faciliter les opérations de tonte ou de nettoyage ;
• pour se mettre à l'abri des projectiles au niveau du sol (cailloux
projetés) ;
• pour éviter le maintien d'une couche de neige en partie basse
du capteur.
• pour le remplacement de tube, prévoir un espacement suffisant
en bas du capteur ;
• tenir compte du poids des capteurs pour la mise en place des
supports.
Rénovation
Pour les capteurs à tubes, sous vide, quelques particularités :
51
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PROGRAMME
Rénovation
52
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!
Les capteurs et les raccordements du circuit primaire
peuvent atteindre des températures élevées. Quand l'installation est accessible à des personnes non autorisées, ces
températures peuvent représenter un risque de brûlures.
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7
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MISE EN ŒUVRE
DU CIRCUIT PRIMAIRE
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7.1. • Raccordement hydraulique du champ
de capteurs
7.1.1. • Préconisations pour le raccordement
Le circuit capteur doit avoir un débit uniforme au travers de chacun
des panneaux. Ce débit permet une irrigation optimale de la batterie de capteurs afin d'utiliser la surface totale de l'absorbeur en supprimant les zones mortes. Les figures 32, 33, 34 et 35 donnent des
exemples pour le raccordement des capteurs solaires.
s Figure 33 : Différents types de raccordement des absorbeurs
Rénovation
s Figure 32 : différents types de raccordement en parallèle des absorbeurs
53
s Figure 34 : Différentes particularités de raccordement des absorbeurs
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s Figure 35 : Raccordement en parallèle de type « Tichelmann »
Comment faire
L'objectif du raccordement dit de « Tichelmann » est d'équilibrer les pertes de
charge sur le circuit entre le départ et le retour du champ de capteurs. Pour cela
l'irrigation de chacun des capteurs doit suivre un parcours identique.
7.1.2. • Méthodologie de raccordement
Le constructeur détermine le type de raccordement. Celui-ci est
appplicable autant pour le raccordement des capteurs entre eux que
pour le raccordement aux liaisons du circuit hydraulique. On recense
au moins cinq types de raccords :
• raccords à joint plat ;
• raccords à portée conique ;
• raccords bicones ;
• raccords à joints toriques ;
Rénovation
• raccords par brasure.
54
L'installateur est responsable de la mise en œuvre des raccordements.
Les différentes solutions techniques seront éventuellement adaptées
aux configurations : canalisations (tube cuivre, inox annelé), lyres de
dilatation, changement de section (diamètre nominal, raccords filetés), adaptations des types de raccords (Cuivre/laiton, cuivre/inox,
joint plat/brasure, cuivre/bicone).
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La portée plate recevant le joint doit nécessairement être large afin
d'assurer un bon contact et de fiabiliser l'étanchéité. Il faut utiliser des
joints dont la tenue en température est élevée. On note que les joints
en fibre supportent des températures jusqu'à 400°C qui nécessitent
un ébavurage rigoureux. Par ailleurs les joints en téflon supportent
des températures de l'ordre de 200 à 250°C et leur rigidité peut accepter un effort de serrage important même sur des portées comportant
des petits défauts de planéité. L'épaisseur et la largeur du joint conditionnent la qualité et la durabilité du raccordement ; il est recommandé que le joint couvre bien la portée.
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Raccords à joint plat à écrou libre
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Raccords à portée conique
Grâce à ce type de jonctions, les raccords brasés sont rendus démontables. Pour assurer une parfaite étanchéité l'ajout d'un lubrifiant ou
d'une graisse sur les portées est nécessaire. L'aspect de ces raccords
démontables n'enlève rien à la fiabilité de la jonction par rapport aux
raccords filetés qui peuvent souffrir de la grande capilarité du liquide
caloporteur.
Raccords filetés à bague de serrage (bi-cônes)
De nombreux avantages pour ce type de raccord : rapidité d'excécution, montage à sec, absence de produit d'étanchéité, variété de raccords adaptables à différents types de canalisation.
!
L'utilisation de tube cuivre recuit rend délicate l'utilisation
des raccords à bague de serrage. Sa maléabilité peut déformer sa circonférence lui donnant une section ovale.
Raccords à joints toriques
Technologie issue de l'industrie, la jonction par joint torique garantit
une haute fiabilité pour tous types de fluides, sans brasure ni utilisation forcée d'un produit d'étanchéité. La qualité des joints toriques
doit permettre un tenue aux hautes températures des capteurs. Leur
assemblage ne nécessite aucun serrage et un minimum d'outillage.
La fiabilité des raccords brasés n'est plus à démontrer : grande durabilité, permet les dilatations, absence de produit d'étanchéité, possibilité de soudure ou souso-brasure entre divers matériaux (acier, cuivre,
laiton, inox). Ce type de raccordement s'accorde bien lorsque les jonctions sont difficillement visitables (Capteur incorporé, tuyauteries en
sous face des éléments de couverture).
Rénovation
Raccords par brasure
55
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La réalisation de ces soudures nécessite une mise en œuvre plus
technique et des précautions par rapport au risque d'inflammabilité
(bois de charpente, isolation, calorifuge des tuyauteries, éléments des
capteurs).
Comment faire
Dans le cas de raccords à écrou tournant (joint plat, portée conique, bi-cône),
il est nécessaire d'utiliser une clé plus une contre clé afin de ne pas risquer le
vrillage du collecteur du capteur au moment du serrage.
7.1.3. • Les pénétrations
Pose sur support indépendant sur toiture terrasse
La pénétration des canalisations au travers de la toiture doit être
effectuée :
• par une souche pour les tuyaux flexibles ;
• par un fourreau ou un manchon équipé d'une collerette pour les
tuyauteries rigides.
Les pénétrations prévues pour le passage des tuyauteries sont réservées exclusivement au passage de celle-ci. En aucun cas, elles ne
peuvent être utilisées pour le passage de câbles électriques ou autres
(câbles d'antennes notamment), à l'exception des câbles de sonde de
régulation propre au procédé.
La pénétration par souche est préférable à celle par crosse qui crée un
point haut ce qui peut entrainer un problème de purge.
Capteurs en surimposition sur couverture en petits
éléments
La pénétration des canalisations de liquide caloporteur au travers de
la couverture doit être effectuée par une chatière supplémentaire ou
une tuile à douille adaptée aux éléments de couverture. L'utilisation
d'une chatière existante n'est pas admise pour ne pas perturber la
ventilation en sous-face de la couverture.
Pour les systèmes autovidangeables, une tuile à douille ou une souche
doit être utilisée afin de ne pas créer un point haut en toiture.
Rénovation
Pose sur pignon ou en façade
56
L'implantation est réalisée sur des murs maçonnés non isolés par
l'extérieur. Dans le cas de support ancien, il convient de s'assurer de
la charge maximale admissible par le support.
Les traversées des tuyauteries à travers la paroi se font avec un fourreau. L'espace annulaire entre tuyauterie et fourreau est traité avec un
joint de calfeutrement. Un larmier est indispensable pour éviter des
pénétrations d'eau de pluie ou de condensation.
7.1.4. • Cas particulier
Sous pression
Les capteurs sont raccordés conformément aux instructions de montage relatives au raccordement des capteurs les uns aux autres et
au raccordement des capteurs au circuit de transfert, y compris les
dimensions des canalisations de raccordement. Selon la norme NF
EN 12975-1, ces instructions figurent dans la notice d'installation.
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Le larmier est une rondelle qui est placée non perpendiculaire à l'axe de la canalisation. Dans le cas d'écoulement d'eau le long de la canalisation, le larmier
provoque la chute de la goutte d'eau.
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Commentaire
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Les diamètres des canalisations doivent également conduire à des
pertes de charge les plus faibles possibles de manière à minimiser la
consommation électrique de la pompe de circulation.
Autovidangeable
Les points complémentaires suivants doivent être respectés dans le
cas d'installations à capteurs autovidangeables :
• le capteur solaire doit pouvoir être vidangé complètement. La
conception de l'absorbeur implique une disposition (paysage
ou portrait) des capteurs pour certains fabricants ;
• les canalisations de raccordement des capteurs doivent présenter des pentes continûment descendantes, avec un minimum
imposé par le fabricant (jamais moins que 0,01 m par m), vers le
réservoir pour assurer la vidange parfaite des capteurs solaires
et des canalisations susceptibles d'être exposées au gel ;
• le dimensionnement des canalisations du circuit hydraulique
doit permettre d'assurer correctement la purge des capteurs
solaires et des canalisations lors du remplissage, avec notamment l'absence d'obstacles singuliers et des vitesses de circulation suffisante (> 0.4 m/s) pour entraîner les bulles d'air ;
• un réservoir de récupération d'une capacité minimale égale
au volume de fluide contenu dans les capteurs solaires et les
canalisations exposées au gel, doit être installé à une hauteur
inférieure aux composants susceptibles d'exposition au gel, et à
une hauteur supérieure à la pompe de circulation. Dans certains
systèmes, le réservoir n'est pas nécessaire car cette fonction est
assurée par un échangeur interne au ballon ;
Rénovation
• dans le cas d'utilisation de canalisation non métallique, les
fabricants préconisent des longueurs minimales, en cuivre, à
l'entrée et sortie des capteurs ;
57
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• dans le circuit hydraulique (capteurs et canalisations), les
assemblages mécaniques ne contiennent pas de joint à fibres
ou de filasse qui risquent de s'assécher ou de se rétracter du fait
du remplissage et de la vidange cyclique du circuit.
Thermosiphon à éléments séparés
Les points complémentaires suivants doivent être respectés dans le
cas d'installations à thermosiphon :
• le point le plus haut du capteur doit se situer sous le point le
plus bas du ballon ;
• les canalisations ballon/capteur doivent observer une pente
minimum (généralement à partir de 5°), sans portion horizontale ; elles doivent être les plus directes possibles en évitant les
coudes et les réductions ;
• la longueur de la canalisation entre le collecteur supérieur du
capteur et l'entrée de l'échangeur du ballon de stockage et le
diamètre intérieur de ces canalisations doivent respecter les
valeurs indiquées par le fabricant.
7.2. • Raccordement hydraulique
de la boucle primaire
La boucle primaire doit être isolée thermiquement sur toute sa longueur. En extérieur et dans les régions froides, les canalisations
doivent être renforcées en isolation. L'isolation doit être protégée
contre les agressions extérieures (notamment les ultraviolets et les
rongeurs).
Dans le cas de tuyauterie en tranchée, il est obligatoire de placer la
tuyauterie calorifugée dans une gaine type ICT souple, ou bien dans
du PVC rigide selon le type de mise en œuvre. Les extrémités doivent
être étanches afin d'éviter la dégradation du calorifuge à l'eau.
La pose d'un grillage avertisseur est obligatoire pour une pose en
tranchée (Couleur « Violet », Chauffage et climatisation urbains, norme
européenne NF EN 12613).
Dans tous les cas il faut veiller à limiter la longueur de tuyauterie de la
boucle primaire pour diminuer les déperditions thermiques.
Rénovation
7.2.1. • Purges d'air, séparateur d'air
58
L'entrée et la formation de gaz sont pratiquement inévitables, même
dans les installations fermées (remplissage, réalimentation, diffusion,
réactions chimiques).
Chaque point haut du circuit hydraulique doit être équipé d'un dispositif de purge adapté à la taille de l'installation. Si aucun purgeur n'est
mis en œuvre en sortie des capteurs, le remplissage du circuit doit
être réalisé selon une procédure précise.
Purgeur placé en sortie des capteurs
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Le dégazage doit être une voie à sens unique : sortie du gaz, mais pas
d'entrée d'air.
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Il faut évacuer les gaz, de préférence de façon centralisée, hors des
systèmes fermés par l'intermédiaire d'appareils adaptés afin d'éviter
les problèmes de circulation, d'érosion et de corrosion.
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CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
Dans le cas de purgeurs automatiques, il y a lieu de respecter les prescriptions suivantes :
• une vanne d'isolement doit être intercalée entre la canalisation
et le purgeur, cette vanne doit être maintenue fermée en dehors
des opérations de purge de l'installation ;
• le diamètre du purgeur doit être d'au moins ½''.
Les purgeurs placés aux points hauts des capteurs doivent résister
aux très hautes températures (200°C). La vanne de sectionnement
est là pour éviter la vidange du circuit primaire par dégazage en cas
de montée anormale en température du capteur (180°C : cas de la
stagnation).
Dans le cas de purgeurs manuels, pour simplifier la maintenance, disposer une bouteille de purge (Tuyau en cuivre diamètre 50 mm par
exemple) raccordée à une canalisation de purge (capillaire en cuivre
diamètre 4 mm) ramenée en local technique, et dotée de vanne d'arrêt. Le purgeur est alors raccordé au réservoir de récupération comme
illustré (Figure 36).
Plusieurs jours voire plusieurs semaines sont nécessaires pour une
purge complète de l'installation. Quel que soit le purgeur installé, le
retour sur l'installation doit être programmé pour activer le système
de purge.
Rénovation
s Figure 36 : purgeur manuel ramené en local technique et branché dans le bidon de récupération
59
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En cas d'absence de dégazeur dans le groupe hydraulique il est nécessaire d'en équiper les conduites. La (Figure 37) illustre deux exemples de
dégazeurs, pour conduite verticale et horizontale. Afin que ce séparateur d'air fonctionne correctement, il sera placé sur la partie basse de
l'installation.
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s Figure 37 : exemples de modèles de dégazeur pour canalisations horizontales et verticales
Installation sans purgeur
Les installations solaires individuelles prévues sans purgeur en point
haut, au niveau du champ de capteurs solaires, doivent respecter les
préconisations suivantes.
• en local technique, l'installation doit disposer de deux vannes
d'arrêt verrouillables, raccordables pour l'une, au circuit de remplissage (VAR) et pour l'autre, au circuit de vidange (VAV). Une
vanne d'arrêt complémentaire (VAC) est intercalée entre les
deux vannes VAR et VAV. Un séparateur d'air doit être présent ;
• le remplissage doit être réalisé par une pompe de charge automatique assurant un débit minimum afin d'évacuer correctement l'air du circuit ;
• la procédure de rinçage/remplissage, donnée
suivie.
(Figure 38),
doit être
1) VAR et VAV ouvertes, VAC fermée ;
2) Avec la pompe de remplissage faire circuler de l'eau dans le circuit tant qu'elle ne ressort pas
claire. Faire circuler l'antigel tant que le fluide mousse en sortie de VAV ;
3) Fermer VAV ;
Rénovation
4) Mettre le circuit en pression ;
60
5) Fermer VAR et arrêter la pompe ;
6) Laisser l'installation tourner pendant 24 heures ;
7) Vidange de l'installation ;
8) Reprendre la procédure de l'étape 1 à 5 avec de l'antigel.
s Figure 38 : Procédure de rinçage et de remplissage pour une installation sans purgeur
Pour les installations solaires autovidangeables préchargées, se reporter aux préconisations du fabricant.
7.2.2. • Canalisations
La mise en œuvre des canalisations du circuit hydraulique doit être
réalisée selon les prescriptions du DTU 65.10.
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Compte tenu de la conception spécifique des installations autovidangeables, aucune purge d'air au niveau des capteurs solaires ne
doit être mise en œuvre. Néanmoins, elle reste fortement conseillée
notamment en cas d'erreur de remplissage du circuit.
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Cas spécifique des installations autovidangeables
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Conformément aux termes du DTU 60.1, les canalisations, à l'exception de la fonte, traversant les murs et planchers doivent être protégées par des fourreaux. Il est interdit de placer un assemblage dans la
traversée d'un mur, d'une cloison ou d'une paroi inclinée.
Toutefois, les assemblages rigides de type soudé (ou brasé ou soudobrasé) ou collé, placés dans la traversée, sont autorisés dans les
limites fixées par les prescriptions particulières aux divers matériaux
constituant les tuyauteries. Les canalisations sont :
• en tubes de cuivre conformes à la norme NF EN 1057 et/ou NF
EN 12449 ;
• en tubes flexibles en acier inoxydable annelés de nuance 304 ou
316L ;
• en matériaux de synthèse, proposé par certains fabricants.
Commentaire
Dans le cas de matériaux de synthèse veiller à respecter scrupuleusement les
règles de mise en œuvre fournies par le fabricant.
Dans le cadre de l'utilisation de tube en inox annelé ou cannelé, il doit
être pris en compte les points suivants :
• pertes de charge plus importantes ;
• éviter la pose en partie horizontale et en faible pente ;
• la purge est difficile à réaliser complètement ;
• la fixation ne permet pas une tenue satisfaisante des tubes
(ondulation) ;
• prendre toutes dispositions pour avoir les raccords en partie
accessible et visitable ;
• la flexibilité de ces tuyauteries peut provoquer des bruits de
vibration ;
• les flexibles bitubes isolés sont équipés avec le câble de sonde.
Rénovation
• privilégier les cheminements verticaux ;
61
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Les tubes en acier galvanisé sont interdits car, d'une part, ils ne
doivent pas être utilisés pour véhiculer de l'eau dont la température
est supérieure à 60 °C et d'autre part, l'association de l'acier galvanisé
et du cuivre induit un couple électrolytique qui corrodera l'installation.
Enfin certains propylènes glycol peuvent dissoudre le zinc.
De plus, la température et la pression maximales de service des canalisations doivent être supérieures :
• à la température de stagnation (parfois supérieure à 200 °C) et
la pression maximale de service (pouvant aller jusqu'à 10 bars)
spécifiées par le fabricant des capteurs, dans le cas d'installation à capteurs remplis en permanence (Ces informations
figurent sur la plaque d'identification du capteur.) ;
• à la température et à la pression maximale pouvant être
atteintes par l'installation dans le cas d'installations autovidangeables. Pour ces installations, la température maximale pouvant être atteinte dépend du réglage du régulateur. La pression
de service maximale est plus faible que pour les installations à
capteurs remplis en permanence, elle est en général inférieure
à 3 bars.
Les canalisations doivent être d'un diamètre suffisant pour permettre
la circulation du liquide caloporteur au débit recommandé avec une
vitesse de circulation inférieure ou égale à 1m/s. On donne, dans le
tableau (Figure 39), les diamètres intérieurs des canalisations en fonction
du débit traversant les capteurs et de la surface installée. Ils sont donnés pour des installations présentant des longueurs de tuyauteries
allant jusqu'à 20 mètres aller-retour.
Superficie
capteurs
Débit dans les capteurs
Haut débit (High-flow)
Faible débit (Low-flow)
40 à 70 l/h.m²
15 à 30 l/h.m²
Diam cuivre
Diam inox
Diam cuivre
Diam inox
Jusqu'à 5 m²
16x1
16
12x1
12
Jusqu'à 8 m²
18x1
20
14x1
16
s Figure 39 : exemple de diamètres de canalisations
Il faut veiller à ce que la libre dilatation puisse se faire (par des changements de direction, des lyres ou des compensateurs de dilatation)
sans entraîner de désordres aux supports, aux accessoires et aux traversées de parois. La (Figure 40) illustre une libre dilatation par lyre en
sortie de capteurs à tubes sous vide.
Rénovation
Commentaire
62
Lors d'une augmentation de température de 100K, un tube de cuivre de 1m (indépendamment de sa section) se rallonge approximativement de 1,7mm (soit une
dilatation relative de 0,17%). Dans un circuit solaire les écarts peuvent atteindre
200K entre les saisons.
!
Les températures atteintes dans les capteurs à tube sous
vide provoquent la dilation des matériels ; la présence
d'une lyre de dilatation en entrée et sortie de capteur doit
permettre d'absorber ces phénomènes sans dommage.
Attention particulièrement aux: – contraintes mécaniques
sur les raccords (Joints, soudures, filetages) ;
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L'utilisation de goulotte de section suffisante permet une pose facile et esthétique
pour la traversée des locaux d'habitations et permet la libre dilatation lors des
changements de températures.
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
Comment faire
PROGRAMME
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– poussées et déplacements sur les éléments de couverture ;
– efforts anormaux sur les fixations du capteur ;
– tensions et torsions sur les éléments du collecteur.
s Figure 40 : lyre de dilatation en sortie de capteur à tube sous vide et pénétration de la tuyauterie par
une tuile chatière
Les raccordements hydrauliques
Les raccords hydrauliques ainsi que les liaisons inter-capteurs doivent
permettre une libre dilatation des absorbeurs et des collecteurs.
Les éléments flexibles de jonction doivent être des tuyaux n'autorisant qu'une faible diffusion d'oxygène, ou de préférence des tuyaux
métalliques.
Les matériaux tels que l'acier inoxydable et le cuivre sont couramment utilisés pour les raccords. Les joints d'étanchéité peuvent être
Rénovation
Les matériaux constitutifs des raccords et des joints d'étanchéité
doivent répondre aux mêmes exigences de température et pression
maximales que les canalisations. Ils doivent être également compatibles avec le liquide caloporteur.
63
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PROGRAMME
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notamment de type CNK (base de Kevlar et nitrile), CSC (fibre cellulosique et nitrile) ou PTFE (téflon).
Les brasages doivent être effectués avec un matériau d'apport Ag ou
Cu (brasage fort) ; la soudure douce (Sn Cu3) est également autorisée.
Lors de la mise en service, si de la brasure tendre a été employée, il
faut effectuer un rinçage du circuit primaire pour éliminer les résidus
qui auraient pu se déposer
Il est également possible d'utiliser des raccords à sertir dans la mesure
où ils sont appropriés au mélange d'eau glycolée ainsi qu'aux températures élevées (200°C).
Commentaire
Dans la mesure du possible limiter les raccords avec des joints qui sont des pièces
d'usure et privilégier la brasure ou les raccords mécaniques adaptés à cet usage
La pose des conduites
Toutes les conduites doivent être posées en pente ascendante vers le
champ de capteurs ou vers le purgeur. Pour la pose des conduites, il
est nécessaire de tenir compte de la dilatation thermique.
Les tuyaux doivent pouvoir se dilater (coudes, colliers de serrage,
compensateurs) afin d'éviter les dégâts et les fuites.
La mise à la terre des conduites
La mise à la terre des conduites permet d'éviter tout potentiel électrique parasite entre les éléments de l'installation qui sont en contact
avec l'antigel. Pour cela, une borne de mise à la terre sur les conduites
de départ et de retour (position au choix) doit être posée. Les bornes
de mise à la terre par le câble de liaison équipotentielle (minimum
6 mm2) doivent être raccordées à la barrette de terre du bâtiment.
7.2.3. • Isolation thermique
Rénovation
L'ensemble des canalisations du circuit de captage doit faire l'objet
d'une isolation thermique. La mise en œuvre de l'isolant est assurée
selon les prescriptions du NF DTU 45.2 P1-1.
64
L'isolation des réseaux de distribution est réalisée de telle façon que
le démontage de toutes les parties amovibles puisse être facilement
effectué. La réalisation du calorifuge doit être compatible avec le fait
de supporter tous les équipements. Les tuyauteries sont calorifugées
sur tout leur parcours. Une marque durable dans le temps (peinture,
ruban adhésif…) est apposée sur l'isolant à l'endroit des raccords afin
de les visualiser.
L'isolation thermique du circuit solaire est constituée de matériaux résistants à la température maximale du tronçon considéré
et aux contraintes mécaniques. Dans le respect de la protection de
Commentaire
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Pour les canalisations situées à l'extérieur, un revêtement doit être
posé de manière à assurer la protection du calorifuge vis à vis des
intempéries et des agents agressifs (humidité, intempéries, rayonnement solaire, animaux,…) y compris aux points singuliers (arrêt de
calorifuge, réductions, coudes,…). Certains isolants ne nécessitent
pas de revêtement car ils assurent eux-mêmes cette protection.
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
l'environnement, il convient de ne pas utiliser de matériaux fabriqués
à l'aide de chlorofluorocarbones ou en contenant. Les matériaux isolants ne doivent pas contenir de constituants qui, à la température de
stagnation émettent des gaz toxiques et très irritants pour la peau et
les yeux.
PROGRAMME
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La mise en œuvre de laine minérale pour les montages extérieurs n'est pas
recommandée, car elle absorbe l'eau lui retirant ainsi la protection thermique
nécessaire. La mise en œuvre de laine minérale est possible sur les canalisations
en intérieur. Il faudra prendre toutes dispositions nécessaires pour éviter à ces
conduits d'isolation l'absorption d'humidité (eau, vapeur) tout au long de leur
parcours. Certains isolants ne nécessitent pas de revêtement de protection extérieure car ils assurent eux-mêmes cette protection.
Une mauvaise isolation des tuyauteries peut dégrader les performances d'une installation solaire. Pour limiter les pertes thermiques,
les tuyauteries doivent être les plus courtes possibles et l'épaisseur
de l'isolant thermique suffisante. Cette dernière est choisie en fonction de ses propriétés thermiques, du diamètre des canalisations et
des conditions environnantes. On donne, dans le tableau (Figure 41), des
exemples d'épaisseurs d'isolants pour les canalisations extérieures et
intérieures. Ils sont donnés pour un isolant présentant une conductivité thermique de 0,042 W/m.K et pour des canalisations de type inox.
Canalisations extérieures
Epaisseur isolant
Diamètre [mm]
[mm]
Canalisations intérieures
Epaisseur isolant
Diamètre [mm]
[mm]
DN 16
30
DN 16
20
DN 20
30
DN 20
20
DN 25
30
DN 25
30
s Figure 41 : quelques exemples d'épaisseur d'isolant
7.2.4. • Protection contre le gel
Dans le cas des installations à capteurs remplis en permanence, la
protection contre le gel est assurée par l'utilisation d'un liquide caloporteur non gélif, conforme à l'article 6 de la partie 1-2 du NF DTU.
65-12.
Rénovation
Une protection contre le gel des capteurs ainsi que des tuyauteries
exposées à ce risque doit être prévue. Cette protection doit subsister
même en cas de coupure prolongée de l'alimentation électrique.
65
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Dans le cas des installations à capteurs autovidangeables, cette protection est assurée de par la conception de ce type d'installation.
Actuellement ce principe est aussi utilisée pour palier les risques de
surchauffe, il est pratiquement toujours rempli avec du liquide antigel.
Le choix du liquide antigel doit être fait en accord avec les prescriptions du fabricant. En effet, la compatibilité du liquide antigel avec les
absorbeurs est réputée satisfaite pour les fluides préconisés dans la
notice technique des capteurs. La compatibilité avec l'ensemble de
l'installation est également réputée satisfaite pour les fluides préconisés dans la notice technique des installations préfabriquées en usine,
sous réserve du strict respect des instructions du fabricant.
Comment faire
Le glycol ayant une capillarité nettement plus intense que celle de l'eau, une
attention particulière sera apporté à la réalisation des étanchéités des raccords.
Les liquides antigel sont compatibles avec les matériaux d‘étanchéité habituellement utilisés dans la profession.
L'antigel utilisé est de préférence dosé en usine avant d'être introduit
dans l'installation.
L'antigel mono propylène glycol prêt à l'emploi fait en usine comporte
des avantages à être utilisé :
• pas d'erreur possible dans la proportion de mélange (eau +
antigel) ;
• pas de risque de mélanger une eau corrosive ou chargée avec le
MPG.
Le liquide antigel doit être choisi pour assurer une protection contre
le gel suffisante, selon la température minimale du lieu considéré. Le
tableau de la (Figure 42) donne la correspondance entre la température
de protection et la concentration de mono propylène glycol.
Température de protection
recherchée (en °C)
Concentration de mono propylène glycol à 20°C
(en %)
-10
20
-14
25
-19
30
-24
35
s Figure 42 : Correspondance température de protection et proportion de mono propylène glycol
Après le remplissage il faut qu'apparaisse sur l'installation :
Rénovation
• la marque de l'antigel utilisée ;
66
• son type ;
• sa concentration ou son niveau de protection ;
• la quantité de fluide injecté ;
• la périodicité de renouvellement de l'antigel (donnée fabricant).
Attention, l'antigel en forte concentration peut dissoudre les
membranes en caoutchouc des vases d'expansion (Cas en haute
montagne).
En cas de surchauffe importante et régulière, il peut être nécessaire de
faire un nettoyage des canalisations et des capteurs avant de réintroduire du produit.
Commentaire
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Une arrivée d'eau froide sur le circuit primaire qui permettrait l'introduction directe d'eau non mélangée d'antigel est à interdire.
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
Ces informations sont indispensables pour les interventions futures
sur le circuit.
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Le liquide caloporteur est composé d'eau, de glycols et d'inhibiteurs de corrosion. Ces derniers s'usent durant la vie du produit qui devient, ainsi, acide. Ce
liquide est alors appelé Fluide Caloporteur Usé (FCU), classé dans la catégorie
des DID (Déchets Industriels Dangereux). Pour répondre à la revalorisation de
ces liquides, des sociétés fabriquant ces produits ont mis en place un service
de reprise des caloporteurs usagés et assurent leur traitement par distillation et
ultrafiltration.
7.2.5. • Expansion
Le vase d'expansion est un élément de sécurité indispensable dans
une installation de capteurs solaires dont les rôles sont :
• maintenir la pression dans le circuit ;
• compenser la rétractation ;
• absorber la dilatation ;
• absorber l'évaporation.
Les caractéristiques des vases d'expansion pour les installations
solaires sont les suivantes :
• sa membrane ou sa vessie doit être compatible avec les caractéristiques du mono propylène de glycol utilisé. La plage de
variation de température se situe généralement entre –20 °C et
140 °C dans les installations individuelles ;
• la pression d'épreuve de la plupart de ces vases est de 10 bars,
pour une pression de service entre 3 et 4 bars ;
• le vase doit être monté en amont du circulateur ou de la pompe
et à un emplacement tel que la membrane ou la vessie soit soumise aux températures les plus faibles possibles. Il ne faut pas
calorifuger le vase d'expansion, ni la conduite de raccordement
du vase ;
Rénovation
• le vase d'expansion fermé à pression variable ou le système de
maintien de pression doit comporter un dispositif manœuvrable
(normalement fermé) de purge d'air et un dispositif d'isolement
manœuvrable à l'aide d'un outil pour les opérations d'entretien.
67
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• le vase d'expansion doit être aussi conforme aux spécifications
du NF DTU 65.11 P1-2 ; il doit être conforme à la norme NF EN
13851 (en préparation) ;
• dans le cas d'une pompe à forte pression de refoulement, le système d'expansion fermé à pression variable ou de maintien de
pression est raccordé en amont de la pompe, sur la canalisation
de départ de la boucle de captage vers les capteurs« retour »
de la boucle de captage (Figure 9) et (Figure 10). Ce raccordement doit
être tel que la membrane ou la vessie soit soumise aux températures les plus faibles possibles. La disposition du conduit de
raccordement ne doit pas favoriser les dépôts sur la membrane
ou la vessie.
Pour les installations à capteurs autovidangeables, un vase d'expansion fermé à pression variable ou un système de maintien de pression
n'est pas nécessaire lorsque le dispositif de vidange est conçu pour
assurer ce rôle, en termes de volume, de température et de résistance
à la pression.
La pose et le raccordement du vase d'expansion doit permettre d'éviter toutes montées en température du liquide caloporteur ainsi que
de vapeur. Pour assurer la protection de la membrane du vase il est
possible d'intercaler un vase intermédiaire qui sera d'un volume correspondant à celui des capteurs (Figure 43).
s Figure 43 : raccordement du vase d'expansion
Rénovation
Il est préférable de gonfler les vases d'expansion avec de l'azote plutôt qu'à l'air. En effet la membrane du vase est moins perméable aux
molécules d'azote qui sont plus grosses que celle d'oxygène ; par ailleurs gonfler un vase avec de l'air entraine une injection d'eau, sous
forme de vapeur, dans le vase qui risque, à terme, d'oxyder la valve
de gonflage et de la bloquer
68
Commentaire
Le vase d'expansion doit non seulement assurer la sécurité intrinsèque de la
boucle hydraulique solaire mais il doit aussi empêcher la « respiration » (l'aspiration d'air) du circuit. A cette fin, la pression de préréglage aura une marge de
surpression d'au moins 0,5 à 1 bar à la pression de fonctionnement déterminée
par le calcul, à l'état froid.
Volume de liquide dans le
circuit primaire solaire
Jusqu'à 5 m²
18
De 15 à 20 litres
Jusqu'à 7 m²
25
De 18 à 30 litres
s Figure 44 : exemple de volume du vase en litres
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Volume net du vase
d'expansion
Superficie capteurs
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Le dimensionnement du vase est décrit dans le carnet « Conception
et dimensionnement ». On donne à titre d'exemple, dans le tableau
de la (Figure 44), le volume du vase d'expansion déterminé en fonction
de la surface de capteurs et de la contenance en liquide du circuit primaire solaire. Les volumes sont donnés pour une distance maximale
de 20 mètres entre les capteurs et l'utilisation.
PROGRAMME
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7.2.6. • Équipements de sécurité
Les installations doivent être protégées par une soupape de sécurité
pour éviter un dépassement de la pression maximale de service.
Compte tenu de la conception spécifique des installations autovidangeables, la pose d'une soupape de sécurité n'est pas obligatoire.
Néanmoins, elle reste fortement conseillée notamment en cas d'erreur
de remplissage du circuit. Cette soupape se présente donc comme un
organe de sécurité ultime, au cas où le circuit serait entièrement rempli de fluide et que la procédure de remplissage ne soit pas respectée.
La soupape de sécurité, la tuyauterie de raccordement au circuit et la
tuyauterie d'échappement de cette soupape doivent être dimensionnées de manière à libérer le plus fort débit d'eau chaude ou de vapeur
susceptible de se former.
Aucune vanne ne doit être installée sur la tuyauterie ente la soupape
et les capteurs.
La soupape de sécurité est placée en amont de la pompe de circulation et du clapet anti-thermosiphon, sur la canalisation entre les capteurs et le ballon, à un endroit accessible.
La décharge éventuelle des soupapes doit se faire en toute sécurité.
En vieillissant le liquide antigel à tendance à s'acidifier. Il est donc
interdit de le rejeter à l'égout.
Les soupapes de sûreté sont, soit des soupapes à contrepoids, soit
des soupapes à ressort.
Rénovation
Dans tous les cas, les soupapes de sécurité doivent être raccordées
par un tube rigide à un réservoir de récupération d'une capacité suffisante, égale au minimum à la contenance des capteurs solaires pour
recueillir le liquide caloporteur. Ce réservoir est conçu pour éviter des
projections de fluide en dehors de celui-ci (notamment en cas de surchauffe). Il doit supporter la température du fluide au moment de son
évacuation par la soupape.
69
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Elles doivent être conformes à la norme NF P 52-001 et satisfaire aux
conditions suivantes :
• certifiées pour les températures les plus élevées de l'installation
solaire ;
• les dimensions d'entrée de la soupape et de la sortie à l'égout
respecteront les réglementations ;
• le diamètre d'admission doit être au minimum de 15mm pour
50m² de surface de capteurs ;
• la section de mise à l'égout doit pouvoir laisser échapper sans
risque l'équivalent en vapeur de la puissance thermique de
l'installation ;
• les tuyaux d'évacuation doivent être métalliques pour éviter la
corrosion, résister à la décharge de vapeur et en pente vers le
réservoir de récupération pour éviter le gel.
7.2.7. • Système évitant l'inversion du sens
d'écoulement
Un système anti-thermosiphon est indispensable lorsque le dispositif
de stockage est situé au même niveau ou en dessous des capteurs
solaires car bien que les tuyaux soient de petits diamètres, un thermosiphon pourrait se déclencher la nuit en sens inverse et provoquer
un refroidissement intempestif du ballon de stockage.
Compte tenu de la conception spécifique des installations autovidangeables, la pose d'un clapet anti-thermosiphon n'est pas nécessaire.
Le système anti-thermosiphon permettant d'éviter l'inversion du sens
de l'écoulement peut être assuré par un clapet anti-thermosiphon.
Il crée une résistance suffisante pour empêcher le thermosiphon de
s'amorcer.
Ces organes sont à clapet, à ressort ou à disque de retenue. Ceux à
clapet anti-retour entraînent des pertes de charges minimes dans le
sens du flux. Les clapets à ressort de bonne qualité sont en général
plus fiables, il vaut mieux les installer en position verticale.
Ces clapets doivent pouvoir accepter les hautes températures d'une
installation solaire.
Rénovation
Il doit être accessible pour les opérations d'entretien et de maintenance (remplacement, vidange de l'installation,..).
70
La mise en œuvre d'une lyre anti-thermosiphon est recommandée. Elle est à confectionner (10 x le diamètre de la conduite) sur le
départ du ballon de stockage (Figure 45). Ceci afin d'éviter une mise en
place d'un effet de thermosiphon laminaire à l'intérieur même des
conduites ce qui entraînerait des déperditions inutiles. La partie horizontale basse ne doit pas être isolée.
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s Figure 45 : Lyre anti-thermosiphon
7.2.8. • Circulateur
Le circulateur du circuit primaire est sélectionné en fonction du débit
préconisé dans le champ de capteurs et de la perte de charge totale
du circuit. Quelle que soit leur commande (tout ou rien ou à débit
variable), leur point de fonctionnement doit se situer dans la partie
centrale de la courbe, autour du point nominal pour lequel le rendement est maximal afin de limiter les consommations d'énergie et le
risque de cavitation ou d'échauffement.
Commentaire
La présence d'antigel engendre des pertes de charges plus importantes dont il
faut tenir compte pour le dimensionnement.
Le circulateur est installé sur la canalisation entre l'échangeur et le
capteur, là où le liquide est le moins chaud. Il faut éviter de positionner
le circulateur au point bas de l'installation pour se prémunir de l'accumulation de saletés qui finiraient par l'endommager. Un montage vertical est préférable, surtout si le clapet anti-retour y est associé.
Commentaire
Le glycol ayant une viscosité élevé, sa teneur dans le liquide caloporteur ne doit
pas dépasser les 50% avec les pompes ordinaires. Dans le cas contraire, à basse
température, la pompe ne démarre pas à cause de cette trop grande viscosité.
Dans les installations autovidangeables, la pompe assurant la circulation du liquide caloporteur ne doit pas seulement compenser les
pertes de charge mais aussi et surtout vaincre la hauteur manométrique maximale pour la remise en liquide de l'ensemble.
Rénovation
La commande du circulateur en service doit être réalisée de telle sorte
que son fonctionnement, après une coupure d'électricité, reprenne
automatiquement. Un avertissement doit être prévu dans le cas
contraire.
71
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7.2.9. • Débitmètre
L'équilibrage hydraulique et le contrôle du débit permettent d'avoir
un fonctionnement optimisé :
• réglage des débits nécessaires ;
• contrôle du fonctionnement du circulateur ;
• vérification rapide
fonctionnement.
des
débits
nécessaires
au
bon
Un équilibrage hydraulique correct contribue à une utilisation optimale et économique de l'installation et, par la même, répond aux exigences légales d'économie d'énergie.
7.2.10. • Dispositif de remplissage, de vidange
et de prélèvement
Il y a lieu de prévoir un dispositif de remplissage et un dispositif de
vidange du circuit hydraulique, qui répondent aux prescriptions
suivantes :
• le circuit de la boucle de captage ne doit en aucun cas être raccordé au réseau d'eau potable ;
• les vannes de remplissage et de vidange sont munies d'un dispositif d'obturation ;
La vanne de vidange permet d'effectuer le prélèvement d'un échantillon du liquide caloporteur, sous réserve qu'il soit prélevé dans une
canalisation irriguée avec du débit et non sur un bras mort de l'installation. Cette vanne doit être positionnée au point le plus bas de l'installation afin de permettre la vidange complète du circuit. Suivant la
configuration du circuit il faut prévoir également un point de vidange
au niveau des capteurs.
Dans le cadre d'un dégazage avec une pompe électrique, il est nécessaire d'avoir une vanne d'arrêt intermédiaire entre la vanne de remplissage et celle de vidange, permettant d'assurer une circulation du
liquide dans le réseau hydraulique.
Rénovation
!
72
Dans le cas des capteurs à tubes sous vide, la mise en œuvre
du circuit primaire sera réalisée suivant les préconisations
du fabricant qui permettent de définir les points suivants : –
les accessoires de raccordement doivent prendre en compte
les températures particulièrement élevées lors des phases
de stagnation ;
– il faut nécessairement protéger les capteurs des rayonnements solaires jusqu'à leur complet remplissage ; un choc
thermique sur ces capteurs peut endommager le matériel
(Perte du vide).
La boucle de captage est munie :
• d'un manomètre pour les installations de capteurs sous pression placé sur la boucle de captage à proximité du vase
d'expansion ;
• d'un dispositif de mesure de débit ;
• d'un dispositif d'isolement du vase d'expansion, ce dernier est
souvent un clapet à ressort intégré dans le raccord du vase.
Si ce dispositif est une vanne, la poignée de manœuvre de la
vanne d'isolement en dehors des contrôles peut être retirée
après ouverture afin d'éviter toute fausse manœuvre ;
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L'installation solaire est équipée des instruments permettant d'effectuer les mesures prévues à la mise en service, aux essais et à l'entretien de l'installation.
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7.2.11. • Instruments de mesure et de contrôle
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• de deux thermomètres placés respectivement sur le tube chaud
et le tube froid.
Rénovation
Tous les équipements de mesure sont installés dans un endroit accessible et sont facilement lisibles.
73
MISE EN ŒUVRE
DU DISPOSITIF
DE STOCKAGE
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8
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8.1. • Généralités
Les dispositifs de stockage sont situés le plus près possible de l'appoint et des capteurs solaires, dans un local fermé et en zone hors gel
pour limiter les pertes thermiques du circuit hydraulique.
Lors de la planification de votre chantier, il est nécessaire de s'assurer que la structure accueillant le ou les ballons résiste à la surcharge
engendrée par ces dispositifs de stockage. Il faut également veiller à
prendre en compte l'encombrement du ballon notamment pour les
passages de portes, éventuels escaliers et la hauteur sous plafond. La
mesure basculante vous indique la hauteur nécessaire pour passer le
ballon de la position couchée à verticale.
Des vannes d'isolement ainsi qu'un espace libre sont réservés autour
des appareils et de leurs équipements (thermostat, mitigeur, groupe
de sécurité, purgeurs, anode,…) pour assurer les opérations d'entretien et de maintenance.
Les dispositifs de stockage sont calorifugés, y compris la trappe de
visite éventuelle et l'ensemble des piquages.
Rénovation
Ils sont munis d'un dispositif de sécurité pour éviter toute surpression
et d'un dispositif de dégazage en partie haute.
74
Dans un ballon de stockage l'eau va atteindre des températures élevées ce qui va provoquer expansion du volume d'eau contenu dans le
chauffe-eau. La soupape incluse dans le groupe de sécurité libère de
l'eau pour faire baisser la pression. Cet écoulement, bien que normal,
est un gaspillage d'eau. Par ailleurs il risque de créer une érosion du
siège de la soupape, accélérant le débit de fuite.
La pose d'un vase d'expansion sanitaire permet d'éviter ces
inconvénients.
8.2. • Le local
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Ce vase est toujours posé sur l'entrée d'eau froide, entre le groupe de
sécurité et le ballon.
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
Dans la constitution du circuit hydraulique, il faut veiller à ne pas
créer de « bras mort » qui favorisent le développement des légionelles. Pour cela il est indispensable d'installer un vase d'expansion à
passage intégral au travers d'une vessie en butyle alimentaire, ou de
poser les accessoires rendant le vase traversant par l'eau froide. Les
parois du vase sont dites de qualité alimentaire. La plage de variation
de température se situe généralement entre 10 °C et 65 °C en installation individuelle.
PROGRAMME
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L'emplacement du ballon de stockage et de tous les éléments nécessaires au fonctionnement doivent être installés dans une pièce du
volume chauffé de l'habitation, et au minimum dans un local fermé
et isolé. On évitera tous locaux non chauffés de l'habitation, tel que
les caves, les garages, les appentis, et bien évidemment toutes pièces
sans isolation.
Afin de limiter les déperditions dans le circuit hydraulique primaire, le
ballon de stockage sera le plus près possible des capteurs solaires. Et
le ballon de stockage d'énergie, surtout s'il assure la production d'eau
chaude, sera proche des points d'utilisation (salle de bain, cuisine).
S'il est impossible de satisfaire ces deux conditions, de par la configuration des lieux, il sera installé un ballon d'eau chaude près des points
d'utilisation. Celui-ci sera alimenté en chaleur depuis le ballon de stockage d'énergie solaire.
Il faudra s'assurer que la résistance mécanique des éléments porteurs
recevant le ballon est suffisante pour supporter la surcharge (plancher,
dalle, carrelage). Il est conseillé de prévoir une plaque de la dimension
du ballon permettant une meilleur répartition du poids sur le plancher.
Le ballon sera suffisamment éloigné des murs (20 à 30 cm) afin de
permettre les travaux de raccordements, le passage des canalisations
ainsi que les opérations d'entretien et de maintenance.
La hauteur sous plafond du local devra être supérieure à 2 mètres et
en tout état de cause 20 à 30 cm de plus que la hauteur du ballon mise
en œuvre, permettant un accès aux éléments situés sur le dessus.
Rénovation
Comme vu (Figure 46), il est nécessaire de vérifier la concordance entre la
hauteur sous plafond et la longueur de la diagonale du ballon afin de
permettre le redressement du réservoir lors de sa mise en place.
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s Figure 46 : contrôle de la diagonale du réservoir
8.3. • Les déperditions du ballon
Les déperditions thermiques des ballons de stockage ne sont pas
négligeables. Une isolation de qualité doit être mise en œuvre avec
beaucoup de soin. L'ensemble de la jaquette isolante doit répondre à
des conditions spécifiques :
• l'épaisseur de l'isolant doit tenir compte de la surface des parois
et être au minimum de 10 cm ;
• toutes les surfaces doivent être isolées des parties verticales en
passant par le dessous et le dessus ;
• l'isolation doit être bien ajustée lors de la pose ;
• tous les raccords, les piquages, les trappes et autres accessoires
doivent être parfaitement pris en considération, y compris les
parties non utilisées.
Toutes les étanchéités nécessaires pour les raccordements hydrauliques seront faites avec soin pour éviter les fuites, surtout les suintements, qui peuvent détériorer la qualité thermique de l'isolant très
rapidement. Un ballon surélevé par une dalle béton est ainsi à l'abri
des remontées d'humidité dans son isolant en cas de fuite dans le
local.
Rénovation
8.4. • Ballons hydrauliques
76
Le choix d'une technologie dépend de l'installation existante du choix
de l'appoint, des températures d'utilisation, du lieu géographique
(qualité de l'eau) et de l'investissement. La pose d'un ballon inox et
d'autres revêtements est possible à condition qu'ils soient garantis
pour des températures allant jusqu'à 100°C.
Pour exclure tout risque de corrosion, les appareils émaillés sont
munis d'une protection cathodique ou galvanique. Dans un couple
électrolytique, c'est toujours l'anode qui se corrode.
Anode au magnésium sacrificielle
Cette anode doit être remplacée lorsque son usure dépasse 60 %. Son
contrôle doit être fait tous les 2 ans.
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Il existe actuellement deux technologies pour les anodes :
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Le principe est donc de protéger l'acier de la cuve (la cathode) en
le mettant en contact avec un métal moins noble que lui (l'anode).
L'anode, plongée dans l'eau, généralement en alliage de magnésium,
se dissout. C'est donc un équipement de consommation qu'il faudra
surveiller et remplacer quand il arrivera en fin de vie.
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Anode électronique en titane
Une alimentation électrique impose le courant d'électrolyse ; l'anode
ne se détruit pas, elle n'est donc jamais remplacée. L'anode électronique est recommandée lorsque l'eau est très dure ou lorsque l'anode
en magnésium ne peut pas être remplacée en raison d'un manque
d'espace entre le ballon et le plafond. Cette anode n'intervient en rien
sur la formation de calcaire, ce n'est pas un adoucisseur.
La protection anodique est inutile dans un ballon en inox.
Le ballon et son raccordement doivent permettre une « stratification »
de la température, c'est-à-dire une distribution verticale de la température de l'eau. Dans ce cas, l'eau la plus chaude se trouve dans la
partie haute de l'accumulateur ; c'est celle qui sera soutirée en premier, tandis que l'eau qui retourne au capteur est la plus froide, ce qui
permet au capteur de fonctionner avec un meilleur rendement.
Le choix du type de ballon a été fait au moment du dimensionnement
de l'installation. Il dépend de la consommation d'ECS de l'usager, de
la place disponible pour l'installation, des équipements produisant
l'ECS avant l'installation solaire.
Dans un ballon avec résistance électrique, le corps immergé du thermoplongeur chauffe, ce qui peut provoquer un dépôt de calcaire sur
ses épingles. Dans le cas d'une eau riche en calcaire, veiller à ne pas
dépasser 60°C permet d'entartrer moins vite les résistances mais peut
priver l'usager d'une partie de l'énergie solaire. Prendre des mesures
pour réduire la dureté de l'eau s'avère être une bonne solution.
Certains fabricants proposent des systèmes avec des ballons avec
stockage d'eau non sanitaire. L'eau du circuit primaire est directement
injectée dans le ballon, l'eau chaude sanitaire est produite, en instantané, au travers d'un échangeur. Cette solution permet de s'affranchir
d'un système anti-légionelles.
Rénovation
La norme NF C 15-100 interdit de brancher le thermoplongeur sur une
prise de la chaufferie. Celui-ci doit être alimenté avec une ligne dédiée
à partir du tableau électrique. Ce départ doit être protégé par un disjoncteur différentiel approprié.
77
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8.5. • Raccordements hydrauliques
L'arrêté du 30 novembre 2005 indique les prescriptions relatives à la
prévention du risque de développement des légionelles dans les installations de production d'eau chaude sanitaire :
• pour un volume de stockage de l'eau chaude sanitaire supérieur
ou égal à 400 L (ballon final seul), la température de l'eau au
point de mise en distribution doit être au minimum de 55°C ou
être portée à un niveau suffisamment élevé au moins une fois
par 24 h ;
• lorsque le volume entre le point de mise en distribution et le
point de puisage le plus éloigné est supérieur à 3 litres, la température de l'eau en circulation doit être au minimum de 50°C
en tout point du système de distribution. Les prescriptions de
l'arrêté ne s'appliquent pas à la sortie du ballon de préchauffage.
Notamment en saison estivale, l'eau chaude en sortie du ballon peut
atteindre une température de l'ordre de 90°C. L'arrêté du 30 novembre
2005 impose :
• dans les pièces destinées à la toilette, la température maximale
de l'eau chaude sanitaire est fixée à 50°C aux points de puisage ;
• dans les autres pièces, la température de l'eau chaude sanitaire
est limitée à 60°C aux points de puisage.
Un organe tel que le mitigeur thermostatique est donc obligatoire. Il
doit avoir les caractéristiques suivantes :
• plage de réglage : 25-60°C ;
• température maximale à l'entrée : 110°C ;
• pression différentielle maxi (Δp) : 5 bars.
Conformément à la norme européenne EN1717 (protection contre la
pollution de l'eau potable dans les installations d'eau et exigences
générales des dispositifs pour empêcher la pollution par retour d'eau,
le circuit doit être équipé de clapet anti-retour conforme à la norme
européenne EN 13959 – “Clapet anti-pollution du DN 6 au DN 250.
Famille E, type A, B, C et D.”
En été, le ballon peut atteindre 85°C, de fait, il ne faut pas réaliser les
canalisations en PER directement sur le ballon.
Rénovation
Le groupe de sécurité, pour les installations en circuit direct, doit
répondre aux exigences de la norme NF EN 1487.
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MISE EN ŒUVRE
DU SYSTÈME DE
RÉGULATION
(INSTRUMENTATION)
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9.1. • Généralités
Le rôle de la régulation est d'assurer le transfert optimal de la chaleur
issue des capteurs vers le ballon de stockage. Pour cela le régulateur
commande le circulateur du circuit primaire de l'installation. Cette
régulation ne doit pas contrarier celle de l'appoint et réciproquement.
Dans la boucle primaire, le principe de régulation est très simple. Le
régulateur pilote le circulateur, en fonction de l'écart de température
entre la sortie des capteurs et la sortie de l'échangeur.
Sur certaines régulations il est possible de déterminer un temps minimum de fonctionnement de la pompe, afin d'éviter les phénomènes
de pompage, notamment le matin, au démarrage.
Des fabricants proposent des systèmes de chauffe-eau avec leur
chaudière d'appoint. Dans ce cas leur régulation gère également la
chaudière.
Le système de régulation fait généralement l'objet d'une notice technique du fabricant dont il convient de suivre les spécifications.
9.2. • Fonctionnement
La régulation calcule l'écart de température entre la sortie des capteurs et la sortie de l'échangeur.
Tc – Tb (température sortie capteur – température sortie échangeur) :
DT.
Rénovation
Dans le cas d'un chauffe-eau solaire individuel, le mode de régulation
est différentiel, le mode de commande du circulateur peut être progressif ou tout ou rien.
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La valeur calculée DT est alors comparée aux différentiels d'arrêt et de
démarrage :
• le circulateur démarre lorsque DT > DD = différentiel de
démarrage ;
• le circulateur s'arrête lorsque DT < DA = différentiel d'arrêt.
Circulateur à vitesse variable
Le circulateur est démarré à 100% de sa vitesse quand le différentiel de démarrage est atteint. La régulation maintient une différence
de température paramétrable (habituellement 10°C) en faisant varier
la vitesse du circulateur entre 30% et 100%. Le différentiel d'arrêt est
toujours actif suivant le réglage initial.
Circulateur tout ou rien
Le circulateur est démarré quand le différentiel de démarrage est
atteint, il est arrêté quand le différentiel d'arrêt est atteint.
9.3. • Réglages du régulateur
9.3.1. • Les valeurs de delta T
Les valeurs du Différentiel de Démarrage et du Différentiel d'Arrêt
sont réglables par l'installateur.
Les valeurs généralement proposées par les fabricants sont de l'ordre
de :
• 5 à 10 K pour le Différentiel de Démarrage ;
• 2 à 4 K pour le Différentiel d'Arrêt.
Certaines régulations déterminent le Différentiel d'Arrêt, dans ce cas
le paramétrage porte sur Différentiel de Démarrage et l'hystérésis qui
est la différence Différentiel de Démarrage – Différentiel d'Arrêt.
Une attention particulière doit être portée sur le réglage du différentiel
au démarrage et à l'arrêt:
• une hystérésis trop faible provoque un phénomène de
pompage ;
Rénovation
• un Différentiel d'Arrêt trop bas provoque un déstockage de
l'énergie ;
80
• un Différentiel de Démarrage trop élevé provoque un retard à la
mise en circulation du fluide.
Si le ballon de stockage atteint dans sa partie inférieure (au niveau
de l'échangeur) la température maximale programmée (généralement
60 °C), le circulateur est arrêté. Un redémarrage est possible à partir
d'une température (généralement 3 K) en dessous de la température
maximale du ballon de stockage.
Cette température maximum de stockage est à définir en fonction de
l'utilisateur pour avoir suffisamment de réserve d'eau chaude sur plusieurs jours en période estivale et avoir une différence suffisante avec
la température de sécurité pour permettre un refroidissement des
capteurs (entre 65 et 75°C).
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Le paramétrage doit permettre d'éviter une surchauffe du ballon d'eau
potable.
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9.3.2. • La consigne de chargement du ballon
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Cette température est mesurée par la régulation avec la sonde du bas
de ballon, il faut donc tenir compte de la stratification.
9.3.3. • Les fonctions les plus fréquentes
Température maximale du capteur solaire
Après un faible soutirage, la régulation démarre le circulateur. En présence d'un fort rayonnement solaire la consigne de chargement du
ballon est atteinte rapidement, ce qui arrête le circulateur. La température dans les capteurs va alors s'élever. Quand celle-ci atteint la
consigne de protection des capteurs, le circulateur est redémarré permettant ainsi un refroidissement des capteurs mais engendrant une
augmentation de température de l'eau dans le ballon. Si la consigne
de protection du ballon (valeur non réglable comprise entre 85 et 90
°C) est atteinte, la pompe est de nouveau arrêtée.
La température maximale de stockage doit être réglée aussi en prenant en compte la qualité de l'eau (précipitation de calcaire).
Fonction capteurs à tubes
Fonction antigel
Si la fonction antigel est activée, le régulateur enclenche la pompe dès
que la température en sortie du capteur solaire descend en dessous
Rénovation
Dans le cas de capteurs à tubes sous vide, la sonde de température en sortie des capteurs ne peut être positionnée à l'intérieur du
tube collecteur. La température mesurée l'est de manière imprécise.
Dans ce cas, il est nécessaire de relancer brièvement le débit dans
la boucle primaire, à intervalles réguliers, pour irriguer la sonde de
température. Si la fonction capteurs à tubes est activée le régulateur
démarre la pompe automatiquement toutes les 30 minutes pendant
30 secondes.
81
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de +5 °C. Le fluide caloporteur est alors pompé dans le capteur pour
éviter le gel. La pompe est à nouveau arrêtée lorsque la température
du capteur dépasse à nouveau +7 °C. Cette fonction n'est utilisée que
dans les régions où les risques de gel sont très faibles. Ailleurs, la validation de cette fonction n'exonère en aucune façon le fait de protéger
l'installation en utilisant du fluide antigel.
Comment faire
L'activation de cette fonction dans le régulateur ne dispense en aucun cas de
remplir la boucle solaire sans liquide antigel ou avec un liquide antigel pas suffisamment dosé pour les conditions climatiques du site.
Fonction refroidissement nocturne (vacances)
Cette fonction permet de refroidir le ballon si aucune eau chaude n'est
prélevée pendant une longue période d'inutilisation (vacances) à fort
ensoleillement. Dans ces conditions, sans la validation de cette fonction, les capteurs atteignent leur température de stagnation. Sur des
périodes prolongées, cela dégrade rapidement le fluide antigel.
En activant la fonction vacances, le ballon de stockage est refroidit
comme suit :
Quand la température du ballon atteint 10 K sous la température
maximale fixée du ballon, le régulateur tente (par exemple la nuit) de
délester la partie inférieure du ballon de stockage pour atteindre une
température de 35 °C. Pour ce faire, la pompe est démarrée dès que
le capteur atteint une température inférieure de 8 K à celle du ballon.
Dès que la différence de température entre le capteur solaire et le ballon de stockage n'atteint plus que 4 K, la pompe s'arrête à nouveau.
9.4. • Les sondes de température
Les sondes de température d'eau sont propres à chaque régulateur,
elles ne sont donc pas interchangeables entre deux régulateurs de
marque ou de type différents.
Les sondes de température doivent être positionnées à l'emplacement spécifié par le constructeur des capteurs. Si aucun n'emplacement n'est prévu, elles doivent être placées au plus près des éléments
du système à mesurer (ballon, échangeur, capteur), si possible dans
des doigts de gant.
Rénovation
La qualité de la pose des sondes de température a pour but d'éviter
les défauts de régulation (retard à la mise en circulation du fluide,
déstockage de l'énergie en fin de journée...).
82
Les sondes de température d'eau se présentent sous les formes
suivantes :
• sondes d'applique, utilisées pour leur simplicité de pose ;
s Figure 47 : différents types de sondes de mesure de température d'eau
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• sondes à plongeur, plus rapides, montées directement ou dans
un doigt de gant.
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La sonde est éloignée des points où la température dans la tuyauterie
risque de ne pas être homogène : en sortie d'un ballon qui peut être
stratifié et en particulier en aval d'un mélange.
Commentaire
Après un mélange d'eaux à des températures différentes, il s'établit une stratification des filets d'eau chaude et des filets d'eau froide. Le mélange est effectif
après une longueur droite suffisante ou bien après un coude vertical.
Dans le cas d'une vanne à trois voies de mélange, il faut placer la
sonde après le circulateur pour bénéficier de son effet de brassage,
le circulateur étant disposé le plus près possible de la vanne de
régulation.
Comme vu en (Figure 48), pour un temps de réponse correct, une distance maximale de 3 m entre la sonde et la vanne est recommandée.
s Figure 48 : montage de la sonde de température d'eau en cas de mélange en amont
9.4.1. • La sonde d'applique
Elle s'installe sur la partie supérieure d'une tuyauterie horizontale.
L'opération se déroule selon les étapes suivantes :
•
étendre une couche de pâte conductrice sur la tuyauterie à l'endroit où est prévu le contact avec la partie sensible de la sonde ;
•
mettre en place la sonde en serrant correctement le collier afin
d'assurer le contact entre la partie sensible et la tuyauterie ;
Rénovation
•
nettoyer et limer la tuyauterie pour éliminer la couche de rouille
ou de peinture ;
83
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•
isoler la sonde avec la tuyauterie.
Commentaire
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Le soin apporté lors de la pose de la sonde d'applique permet de garantir une
mesure satisfaisante, c'est-à-dire représentative et rapide. Il s'agit de minimiser
le temps de réponse et de minimiser les écarts de température entre le fluide et
le détecteur.
9.4.2. • La sonde à plongeur
Elle s'installe dans les conditions suivantes :
• soit sur une tuyauterie droite, la sonde est alors inclinée d'un
angle de 45° à 90° et placée à contre-courant du sens de circulation du fluide. L'extrémité sensible de la sonde doit être localisée au centre de la tuyauterie. Dans le cas de tuyauteries de
faible diamètre, un agrandissement est réalisé ;
• soit dans un coude. Dans ce cas, la sonde doit être placée au
centre du coude.
Commentaire
L'installation d'une sonde dans un coude permet d'améliorer la représentativité
de la mesure grâce aux phénomènes de turbulence ainsi que l'implantation de
sondes de longueurs variables. Cependant, le montage d'un manchon à souder
dans un coude est plus difficile que sur une tuyauterie droite.
Lors de l'installation, un espace suffisant d'environ 30 cm est prévu
au-dessus du doigt de gant ou de la sonde afin de permettre leur
introduction et leur retrait aisé.
Rénovation
s Figure 49 : exemple de pose de sondes à plongeur
84
Dans le cas d'utilisation de sonde Pt100, au-delà de 10 m, les longueurs
des câbles de raccordement des deux sondes doivent être égales ou
la résistance linéique du câble le plus long doit être compensée par le
paramétrage des Différentiel de Démarrage et Différentiel d'Arrêt.
• 1,5 mm² pour une longueur maximale de 100 m.
La prolongation des fils de sonde est préférable par soudure et manchon thermo rétractable.
Le câble de sonde doit être protégé mécaniquement contre les rongeurs en intérieur et extérieur.
Les câbles de sonde doivent cheminer séparément des câbles de
réseau sous tension de 230 V ou 400 V (distance minimale de 100 mm).
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• 0,75 mm² pour une longueur maximale de 50 m ;
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S'il est nécessaire de rallonger des câbles, il faut choisir des sections
de câbles qui induisent une moindre résistance, par exemple :
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Si des effets d'induction sont à prévoir, provenant par exemple de
câbles à haute tension, de caténaires, de transformateurs, de postes
de radio et de télévision, de stations de radioamateurs, de fours à
micro-ondes ou autres, les câbles de sondes doivent être blindés.
En règle générale, la polarité des contacts de sondes n'est pas
importante.
La pâte thermique utilisée pour la mise en œuvre des sondes doit
bénéficier d'une fiche de données de sécurité mentionnant la composition. Cette fiche doit être disponible pour toutes les opérations
d'entretien et de maintenance afin de prévenir les risques liés à la
manipulation.
Les sondes à plongeur ou en applique doivent être posées avant le
calorifugeage et protégées des infiltrations d'eau. Elles doivent être
accessibles pour assurer les opérations d'entretien et de maintenance.
Lors de ces interventions, en cas de modification de la position de la
sonde, il convient de reconstituer l'intégrité du calorifuge.
Rénovation
Une sonde cylindrique, en applique sur un tuyau lui-même cylindrique ne peut pas donner de mesure fiable.
85
RACCORDEMENTS
ÉLECTRIQUES
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La mise en œuvre de l'installation doit être réalisée conformément
aux prescriptions de la norme NF C 15-100 qui s'applique aussi bien
aux installations en très basse tension qu'en basse tension.
Une protection différentielle de 30 mA est obligatoire.
Rénovation
La norme mentionne par exemple que « toutes les masses doivent
être reliées à un conducteur de protection selon les conditions particulières des divers schémas des liaisons à la terre (TT, TN, IT).
86
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11
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MISE EN SERVICE ET MISE
AU POINT
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La mise en service correspond au démarrage de l'installation et à
toutes les vérifications connexes.
La mise au point est l'ensemble des opérations qui, par l'ajustement
des réglages et par les mesures de contrôle, permettent de livrer une
installation propre à rendre les services pour lesquels elle a été faite.
Dans le cas d'un chauffe-eau solaire individuel, ces deux opérations
peuvent être menées conjointement.
En vue de la maintenance de ces installations, renseigner un tableau
de procédures qui retrace les opérations de mise en service et de mise
au point est indispensable.
Pour exemple, un tel tableau est fourni ci-après.
La première action à mener est de vérifier la conformité de l'installation par rapport au schéma et notamment la présence des organes de
sécurité et de mesure, là où il est prévu qu'ils se trouvent.
11.1. • Rinçage, essais d'étanchéité
Ne pas remplir l'installation par temps ensoleillé ou s'il y a des risques
de gel !
Pour éviter cela, soit les capteurs sont recouverts par des cartons, une
bâche opaque, une couverture (certains sont livrés avec leur protection que l'on retire après le remplissage et la purge de l'installation),
soit le remplissage est effectué tôt le matin ou si le ciel est fortement
nuageux.
Rénovation
Un fluide à température ambiante qui arrive sur des capteurs très
chaud va se vaporiser instantanément.
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Au moment du rinçage et du remplissage, il ne doit exister aucun
risque de gel car cela pourrait entraîner des dommages pour le capteur et / ou sur le circuit solaire.
Le rinçage est l'opération qui permet de chasser les impuretés ou résidus de brasage qui peuvent être présents dans les canalisations. S'ils
ne sont pas éliminés avant la mise en service, ces résidus vont colmater le filtre (s'il existe) de la pompe et finir par entrainer des cavitations et donc un mauvais fonctionnement du système.
Avant de commencer le rinçage, il est conseillé de démonter le vase
d'expansion, de fermer sa vanne d'isolement (si elle existe) afin qu'il
ne se remplisse pas pendant le rinçage.
Le rinçage peut être effectué avec l'eau, si les capteurs peuvent être
intégralement vidangés.
L'eau est soit celle du réseau, soit injectée avec une pompe d'épreuve.
Le rinçage de l'installation ne peut pas être réalisé avec une pompe
manuelle.
Après la procédure de rinçage, le circuit peut être séché avec un
compresseur.
Pour les installations autovidangeables et pré-chargées en fluide
antigel, le rinçage s'effectue avec le circuit primaire non raccordé à
l'échangeur. Pour ces installations se reporter aux préconisations du
fabricant.
Les essais d'étanchéité sont effectués après les rinçages à froid de la
boucle de captage et avant le calorifugeage des canalisations.
La partie du circuit hydraulique essayée est remplie d'eau froide et
purgée. Les robinets d'isolement situés dans le circuit sont maintenus ouverts. L'essai est effectué en une seule fois sur l'ensemble du
réseau ou en plusieurs fois sur des parties pouvant être isolées.
L'ensemble de l'installation est éprouvé à une pression égale à 1,5
fois la pression de remplissage.
La pression est appliquée et maintenue à l'aide d'une pompe
d'épreuve ou de tout autre système équivalent. La durée du maintien
à la pression d'essai est égale au temps nécessaire à l'inspection de
l'ensemble du circuit hydraulique, avec un minimum de 30 minutes.
Ces essais peuvent également être effectués à l'air avec une pression
maximale de 300mbars.
Rénovation
Sont exclus des essais d'étanchéité, les dispositifs de stockage protégés par une soupape dont la pression de tarage est inférieure à la
pression d'essai.
88
Un examen visuel des canalisations en essai doit permettre de ne
déceler aucune fuite d'eau.
Si l'installation est à circuit direct, les essais sont réalisés selon les
prescriptions du DTU 60.1.
Un fluide à température ambiante qui arrive sur des capteurs très
chaud va se vaporiser instantanément. Pour éviter cela, soit les capteurs sont recouverts par des cartons, une bâche opaque, une couverture (certains sont livrés avec leur protection que l'on retire après le
remplissage et la purge de l'installation), soit le remplissage est effectué tôt le matin ou si le ciel est fortement nuageux.
Au moment du remplissage, il ne doit exister aucun risque de gel car
cela pourrait entraîner des dommages pour le capteur et / ou sur le
circuit solaire.
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Ne pas remplir l'installation par temps ensoleillé ou s'il y a des risques
de gel !
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11.2. • Remplissage
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Avant le remplissage, remettre le vase d'expansion en place ou ouvrir
sa vanne d'isolement.
Le remplissage peut être effectué soit avec une pompe manuelle,
soit avec une pompe d'épreuve. Le fluide utilisé est de préférence
prêt à l'emploi, c'est-à-dire déjà dosé. S'il ne s'agit pas d'antigel prêt
à l'emploi, le mélange eau – Mono Propylène Glycol doit être aussi
homogène que possible, sinon l'antigel risque de s'accumuler dans
certains endroits. Pour cela il faut bien brasser l'eau et l'antigel Mono
Propylène Glycol avant de remplir l'installation.
Pour les installations autovidangeables et pré-chargées en fluide
antigel, le rinçage s'effectue avec le circuit primaire non raccordé à
l'échangeur.
• après le rinçage, raccorder les canalisations sur le haut de
l'échangeur solaire du ballon et sur la pompe ;
• ouvrir les deux vannes d'arrêt du ballon ;
• mettre la pompe en mode manuel et la laisser tourner jusqu'à
ce que le fluide caloporteur revienne par la canalisation chaude ;
• laisser fonctionner la pompe 10 minutes, l'arrêter et contrôler la
vidange correcte des capteurs ;
• ouvrir le filtre et le nettoyer si besoin.
Pour ces installations se reporter aux préconisations du fabricant.
11.3. • Purge et dégazage
La purge des installations thermiques solaires s'effectue par un purgeur situé au point le plus élevé de l'installation. Après l'opération de
remplissage, le purgeur doit être impérativement fermé afin d'éviter l'écoulement de fluide solaire sous forme de vapeur en cas de
stagnation.
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Installation avec un point de purge en sortie des capteurs
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Il faut prévoir un purgeur au point le plus élevé de l'installation ainsi
qu'à chaque point haut.
Les purgeurs automatiques doivent pouvoir résister aux températures
de stagnation des capteurs.
Installation sans purgeur en sortie des capteurs
Une installation solaire peut également être remplie au moyen d'une
station de remplissage de manière à ce que, pendant l'opération de
remplissage, une grande partie de l'air soit comprimée hors de l'installation. Les purgeurs placés sur le toit ne sont pas nécessaires dans
ce cas. A la place, un séparateur d'air central est installé dans le local
technique. Celui-ci sépare les bulles d'air résiduelles dans le fluide
pendant le fonctionnement de l'installation.
L'avantage de cette solution est que sont réalisés le remplissage et la
purge en une seule étape.
11.4. • Mise sous pression
A la fin du remplissage, il faut procéder à la mise en pression du circuit primaire.
Dans un circuit à circulation forcée, soit le circuit est sous pression,
soit pas. Dans ce cas la pression de remplissage est communément
admise comme étant égale à la hauteur de l'installation divisée par
10, plus 0,3 bar.
Dans le cas d'une installation sous pression, suivre les recommandations du fabricant. Cela implique le tarage de la soupape de sécurité à
une valeur adaptée à la pression de remplissage.
Dans le cas d'un système autovidangeable, si la pompe fait des bruits
de cavitation et que le liquide antigel ne revient pas en quantité suffisante dans le ballon, il faut ajouter du fluide caloporteur dans le
circuit.
Dans tous les cas les instructions du fabricant doivent être suivies.
11.5. • Réglage du débit
Le débit est réglé à froid (30 – 40 °C).
Rénovation
• si la pompe solaire fonctionne à vitesse variable, le régulateur
détermine le débit de manière correspondante ;
90
• si le régulateur n'est pas équipé d'une régulation à vitesse
variable ou si la régulation à vitesse variable est désactivée, le
débit doit être réglé sur une valeur fixe.
Contrôler le débit sur le débitmètre à flotteur.
Pour le préréglage du débit : régler le commutateur de la pompe
solaire de manière à atteindre le débit nécessaire avec la position la
plus basse, affiner le réglage avec la vanne de réglage.
Les valeurs communément admises pour le réglage du débit sont
comprises entre 40 et 60 l/h par m² de capteurs (de 0,6 à 1 l/min).
PROFESSIONNELS
DES
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
Forcer la mise en marche du circulateur avec le régulateur (Cf. Notice
du régulateur).
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
Ouvrir toutes les vannes du circuit primaire et la vanne de réglage,
souvent placée dans le clapet anti retour.
PROGRAMME
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
Si le débit indiqué n'est pas atteint avec la vitesse de rotation maximale de la pompe :
Vérifier la longueur des conduites et les dimensions préconisées
pour l'usage de la pompe et si nécessaire, utiliser une pompe plus
puissante.
Pour les installations à faible débit « low flow » se conformer aux instructions du fabricant.
11.6. • Réglages de la régulation
Les régulateurs sont livrés avec des valeurs de paramétrage préréglées. Si le circuit primaire correspond aux caractéristiques préconisées par le fabricant ces valeurs doivent être vérifiées.
Si le circuit présente des particularités (longueur, pertes de charge élevées, …) il faut veiller à augmenter l'hystérésis.
Vérifier la consigne de chargement du ballon.
Vérifier les paramètres de pilotages de l'appoint.
11.7. • Vérification des organes de mesure
et de sécurité
11.7.1. • Organes hydrauliques
Elle doit être tarée en fonction de la pression de remplissage du circuit primaire. En général à 6 bars pour les installations sous pression,
à 3 bars pour les autres.
Rénovation
La soupape de sécurité
91
PROFESSIONNELS
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
DES
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
PROGRAMME
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
Les purgeurs
Les purgeurs automatiques peuvent être activés pour vérifier leur
fonctionnement.
Le groupe de sécurité
Sa soupape peut être activée pour vérifier son fonctionnement ainsi
que sa vanne d'arrêt.
Le vase d'expansion
Sa pression de gonflage a dû être contrôlée avant son montage.
Sinon, l'isoler, le vider et mesurer sa pression de gonflage.
Le circulateur
La vitesse du circulateur doit être réglée au plus bas pour maintenir le
débit suffisant dans la boucle primaire.
11.7.2. • Organes de mesure
Noter sur le manomètre les seuils de pression basse et haute. Cela
permet de faire un contrôle facile et fréquent du bon remplissage de
l'installation, y compris par l'usager.
Quand l'installation est en fonctionnement, les thermomètres sur
les canalisations chaude et froide doivent afficher une différence de
l'ordre de 10 K.
11.8. • Tableau de procédures de mise
en service
Rénovation
Le tableau de la (Figure 50) recense les opérations de contrôles et de vérifications qui doivent être menées durant la mise en service et la mise
au point de l'installation. Ces données constitueront les valeurs de
référence pour les opérations futures d'entretien ou de maintenance.
92
Client :
Entreprise :
Travaux de mise en service,
d'inspection et d'entretien
Méthode
PROFESSIONNELS
PROGRAMME
Description de l'installation :
Capteurs : Marque :_______________ Type :____________ Nombre :__________
Surface :________[m²]
Ballon de stockage : Nombre :__________ Capacité :__________[l]
Fonctionnement : Thermosiphon / Autovidangeable / Circulation forcée
DES
Une première inspection doit être faite dans les premiers mois de
fonctionnement de l'installation. Les autres peuvent l'être à une fréquence de 2 ou 3 ans.
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
Protocole de mise en service
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
Mise en
service
Dates des visites
Tuyaux de départ et de retour Visuel
mis à la terre
OUI ¨
OUI ¨
OUI ¨
OUI ¨
Absence de fuite
OUI ¨
OUI ¨
OUI ¨
OUI ¨
Mise en service générale
Visuel
Etat de la vanne en amont du Visuel
purgeur capteur
FERMEE ¨ FERMEE ¨ FERMEE ¨ FERMEE ¨
Pression de gonflage du vase Mesure
d'expansion
____[bar]
____[bar]
____[bar]
____[bar]
Absence d'air dans
l'installation solaire
Manipulation
OUI ¨
OUI ¨
OUI ¨
OUI ¨
pH du fluide antigel
Mesure
Niveau de protection contre
le gel
Mesure
____[°C]
____[°C]
____[°C]
____[°C]
Pression de service
Température au moment de
la mesure
Relevé
Relevé
____[bar]
____[°C]
____[bar]
____[°C]
____[bar]
____[°C]
____[bar]
____[°C]
Débit à froid
Relevé
____[l/min] ____l/min
____l/min
____l/min
____[°C]
____[°C]
____[°C]
____[°C]
Circuit solaire
Réglage de la pompe solaire Visuel
(1/2/3)
Mitigeur thermostatique
réglé
Mesure
Etat général des capteurs
Visuel
Sonde de température
de capteur correctement
positionnée, insérée dans le
doigt de gant
Visuel
OUI ¨
OUI ¨
OUI ¨
OUI ¨
Contrôle du montage des
capteurs
Visuel
BON ¨
BON ¨
BON ¨
BON ¨
Contrôle étanchéité
(fixations, traversées)
Visuel
BON ¨
BON ¨
BON ¨
BON ¨
Contrôle de l'isolation des
conduites
Visuel
BON ¨
BON ¨
BON ¨
BON ¨
Propreté des capteurs
Visuel
BON ¨
BON ¨
BON ¨
BON ¨
Rénovation
Champ de capteurs
93
PROFESSIONNELS
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PROGRAMME
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
Ballon solaire
Etat de la jaquette d'isolation Visuel
BON ¨
BON ¨
BON ¨
BON ¨
Absence de fuite
Visuel
OUI ¨
OUI ¨
OUI ¨
OUI ¨
Groupe de sécurité en état
Visuel
OUI ¨
OUI ¨
OUI ¨
OUI ¨
Courant sur l'anode de
protection
Mesure
____[mA]
____[mA]
____[mA]
____[mA]
Réglage du démarrage de
l'appoint
Manipulation
____[°C]
____[°C]
____[°C]
____[°C]
Vérification du
Manipulation
fonctionnement de la pompe
dans les positions (Marche/
Arrêt/Automatique) ?
BON ¨
BON ¨
BON ¨
BON ¨
Différentiel de Démarrage
Lecture
____[K]
____[K]
____[K]
____[K]
Différentiel d'Arrêt
Lecture
____[K]
____[K]
____[K]
____[K]
Indicateurs de température
des sondes
Sortie capteur
Sortie échangeur
Sonde complémentaire
Lecture
____[°C]
____[°C]
____[°C]
____[°C]
____[°C]
____[°C]
____[°C]
____[°C]
____[°C]
____[°C]
____[°C]
____[°C]
Seuil de protection des
capteurs
Lecture
____[°C]
____[°C]
____[°C]
____[°C]
Consigne de chargement du
ballon
Lecture
____[°C]
____[°C]
____[°C]
____[°C]
Régulation
Rénovation
s Figure 50 : Exemple de protocole de mise en service
94
PROFESSIONNELS
DES
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
12
PROGRAMME
RÉCEPTION
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
La réception des travaux est une étape importante, qui fait suite à
l'achèvement des travaux. C'est le moment de vérifier si tous les travaux ont été correctement réalisés. Cette réception se matérialise par
un document, le procès-verbal de réception des travaux.
Les éventuelles malfaçons sont consignées par écrit sur ce document,
ce sont les réserves.
La réception des travaux est le point de départ des principales garanties que sont la garantie décennale, la garantir de parfait achèvement
et la garantie biennale de bon fonctionnement.
Les défauts apparents non consignés dans le procès-verbal de réception ne bénéficient d'aucune garantie.
La réception est le moment de la remise du Dossier client pour une
Intervention Ultérieure sur l'Ouvrage (D.I.U.O). La présentation de ce
dossier, avec une visite de l'installation, constitue le meilleur support
qui soit pour que l'installateur procède à la mise en main de l'installation, pour l'utilisateur.
12.1. • Explication générale de l'installation
Rénovation
Le premier document à produire est un schéma de principe de l'installation. Durant la présentation de ce schéma, les principaux composants sont localisés et leur rôle est expliqué.
95
PROFESSIONNELS
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DES
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
PROGRAMME
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
12.2. • Quelques détails techniques
spécifiques au matériel
Le DIUO doit inclure tous les documents techniques, les manuels
d'utilisation et les bons de garantie de chaque composant.
12.3. • Explications d'opérations
de contrôles simples
Dans le cas d'un système de chauffe-eau solaire individuel, les
contrôles que peut effectuer un néophyte sont simples et peu
nombreux :
• Vérification que la pression du circuit primaire soit toujours
comprise dans les bornes signalées (sur le manomètre, c'est le
plus simple) ;
• Vérification du fonctionnement normal du circulateur. Dans
quelles conditions il doit fonctionner et dans quelles conditions
il doit être à l'arrêt.
12.4. • Explications des opérations
occasionnelles ou saisonnières
Les fonctions complémentaires que peut offrir la régulation doivent
être expliquées. Leur validation et leur paramétrage doivent être réalisés sur l'installation
Dans le cas où l'appoint peut être fait avec plusieurs énergies (Bois/
Electricité, par exemple), l'utilisateur doit savoir comment sélectionner l'une ou l'autre, à quel moment, suivant quelle procédure.
12.5. • Explications de garanties
de l'installation
Rénovation
12.5.1. • La Garantie Décennale a une durée
de 10 ans
96
Elle concerne les défauts qui compromettent la solidité du bien et
ceux qui le rendent impropre à son usage tels que… effondrement,
défaut d'étanchéité d'une toiture, défauts des biens d'équipement
indissociables de l'ouvrage (gaines, conduits encastrés dans les murs
et sols…) dont le démontage ne peut s'effectuer sans détériorer un
partie de la construction.
12.5.3. • La Garantie Biennale de Bon
Fonctionnement des Équipements a une durée
de 2 ans
PROFESSIONNELS
DES
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
Pendant la première année qui suit la réception de l'installation, le
client peut exiger des entrepreneurs ou de constructeur la réparation
des malfaçons qui ont fait l'objet de réserves ainsi que la réparation
des désordres constatés dans l'année quelle que soit la nature des
problèmes : vices de construction ou défaut de conformités.
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
12.5.2. • La Garantie de Parfait Achèvement a
une durée d'un an
PROGRAMME
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
Elle s'applique aux équipements et éléments qui peuvent être remplacés sans endommager le gros œuvre : Volets, portes, fenêtres,
moquettes, revêtement de sol et mural, robinetterie... Elle ne s'applique donc pas aux équipements indissociables : ascenseur, escalier,
chauffage central… qui bénéficient ainsi de la garantie décennale, ils
sont assimilés au bâti. Mais, si des équipements défectueux dissociables de la maison la rendent inhabitable, vous pouvez mettre en
jeu la garantie décennale du professionnel, plus tôt que la garantie
biennale de bon fonctionnement.
12.6. • Remplissage des documents
administratifs de description d'installation
(Tous les documents nécessaires)
Les acquéreurs d'un système solaire combiné peuvent avoir besoin
de documents complémentaires aux documents obligatoires.
Notamment les documents demandés par les collectivités pour l'octroi d'aide à l'investissement.
Au titre de son obligation principale, l'entrepreneur doit réaliser l'ouvrage promis au client dans les délais et pour le prix convenu. En tant
qu'homme de l'art, il a envers son client un "devoir de conseil" que la
jurisprudence a précisé au fil du temps. La réalisation d'installations
solaire s'inscrit dans le cadre de la construction d'un ouvrage au sens
des articles 1792 et suivants du code civil. La responsabilité de l'entrepreneur-installateur est donc susceptible d'être recherchée au titre des
garanties légales après réception :
• garantie de parfait achèvement pendant 1 an ;
Rénovation
12.7. • Obligations d'entretien
et de maintenance : le devoir de conseil
97
PROFESSIONNELS
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« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
PROGRAMME
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
• Garantie de bon fonctionnement des éléments d'équipement
pendant 2 ans ;
• garantie décennale, pendant 10 ans en cas de désordres affectant la solidité de l'ouvrage ou l'un de ses éléments d'équipement indissociables ou qui rendrait l'ouvrage impropre à sa
destination.
En cas de litige, s'agissant d'une présomption de responsabilité, il
appartient aux entreprises de fournir la preuve d'une cause étrangère
ou d'un défaut d'entretien. À ce jour, la jurisprudence n'a que très peu
souvent retenu le défaut d'entretien de la part du maître d'ouvrage car
l'entrepreneur est le plus souvent dans l'incapacité de prouver que
celui-ci a été informé de ses obligations d'entretien exactes de l'ouvrage réalisé. Rappelons que les tribunaux considèrent que le maître
d'ouvrage est réputé ≪ profane ≫ en matière de construction.
Trop souvent, les entreprises se contentent de discuter avec le maître
d'œuvre ou le maître d'ouvrage et fournissent un dossier général des
ouvrages exécutés (DOE). Mais la jurisprudence indique clairement
que celui-ci ne suffit pas : le maître d'ouvrage est considéré comme
n'ayant pas nécessairement les connaissances suffisantes pour
extraire du DOE les renseignements nécessaires à l'entretien correspondant à chaque partie d'ouvrage.
Proposer un contrat de maintenance n'est pas non plus suffisant pour
que le conseil d'entretien soit réputé effectué. Les juges considèrent
que le contrat d'entretien est une offre commerciale indépendante du
contrat de construction démontrant que l'entreprise dispose des compétences et de la capacité à réaliser l'entretien d'une construction.
Il appartient donc à l'entrepreneur de se mettre en capacité de prouver
qu'il a correctement et préalablement « conseillé » le maître d'ouvrage
sur la bonne utilisation de la construction réalisée, les mesures d'entretien et de maintenance régulières pour en assurer le bon fonctionnement, en maintenir les performances et en assurer la pérennité. Au
plus tard, cette information doit avoir lieu lors de la réception ou de
la remise en mains de l'installation au maître d'ouvrage. Seul un écrit
compte. Pour être efficace et se donner les moyens de faire valoir la
responsabilité d'un maître d'ouvrage en cas de défaut d'entretien de
la construction après sa réception, l'entreprise doit impérativement :
• remettre au client une fiche synthétique rappelant les spécificités de l'installation, les obligations d'entretien et de maintenance à réaliser à compter de la réception par le maitre
d'ouvrage ;
Rénovation
• ce document doit comporter une mention spécifiant que le
maitre d'ouvrage en a bien pris connaissance ;
98
• l'entreprise doit la faire signer par le maitre d'ouvrage (recto et
verso) ;
• garder un double de cette fiche signée.
Un exemple de [fiche de devoir de conseil] est proposé en annexe.
PROFESSIONNELS
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DES
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
Un usage systématique du principe de la fiche de devoir de conseil
devrait permettre aux entreprises de dégager plus souvent leur responsabilité, notamment dans les conséquences d'un défaut d'entretien, en étant en capacité de prouver que leur devoir de conseil a bien
été accompli.
PROGRAMME
La fiche jointe est un exemple que les entreprises peuvent utiliser. Elle
doit bien évidemment être personnalisée et adaptée en fonction des
spécificités de chaque installation : tâches d'entretien différentes, fréquence, etc.
Rénovation
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
99
ANNEXES
PROFESSIONNELS
13
PROGRAMME
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DES
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
On donne un exemple de fiche d'autocontrôle pour la vérification de
l'installation (liste non exhaustive) et un exemple de fiche de devoir
de conseil
[Annexe 1] Fiche d'autocontrôle de fin de chantier –
Points à vérifier
Rénovation
[Annexe 2] Fiche de devoir de conseil
100
CAPTEURS
· La traversée de toiture est effectuée avec un accessoire adapté (tuile chatière …)
¨ OUI
· La dilatation du raccordement des capteurs est prévue (flexibles ou lyre de
dilatation)
¨ OUI
· Les pénétrations prévues sont réservées exclusivement au passage des tuyauteries ¨ OUI
et de la sonde et ne sont en aucun cas utilisées pour le passage de câble électrique
autre (antenne,…)
PROFESSIONNELS
PROGRAMME
FICHE D'AUTOCONTROLE DE FIN DE CHANTIER
POINTS A VERIFIER
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
DES
Annexe 1 - FICHE D'AUTOCONTROle DE FIN
DE CHANTIER – pOINTS A VERIFIER
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
· En surimposition, les fixations utilisées sont solidement vissées sur les chevrons ou
les pannes.
Dans le cas des capteurs intégrés, les fixations sont réalisées selon les
recommandations du fabricant.
¨ OUI
· Dans le cas de métaux utilisés de nature différente, tout contact direct de ces
métaux est évité.
¨ OUI
· Le choix de l'emplacement du capteur tient compte de l'orientation et de
l'inclinaison optimale du capteur, des masques éventuels (arbres, bâtiments
voisins,…) qui pourraient porter une ombre à certaines heures de la journée ou à
certaines périodes de l'année.
¨ OUI
· Les éventuels films de recouvrement ou de protection des capteurs sont enlevés
¨ OUI
BALLON
· Le local dans lequel est placé le ballon est en zone hors gel et hors courant d'air.
¨ OUI
· Un dégagement suffisant permet la réalisation de toutes les tâches d'entretien et
de maintenance (accès à la trappe de visite, retrait de la résistance électrique et de
l'anode,…)
¨ OUI
· Un groupe de sécurité est implanté sur l'arrivée d'eau froide du circuit sanitaire
¨ OUI
· La canalisation de décharge de la soupape du groupe de sécurité est reliée à l'égout ¨ OUI
ou à une canalisation des eaux usées
· Si l'appoint est séparé, il est placé en série en aval du ballon solaire.
¨ OUI
CIRCUIT SOLAIRE
TUYAUTERIE ET ISOLATION
· L'utilisation de tuyauterie, robinetterie, raccords en acier galvanisé ou matériaux
synthétiques est proscrite
¨ OUI
· Les conduites sont tirées de telle manière à éviter les contre-pentes favorisant la
formation de poches d'air et à garantir une purge totale de l'air (essentiel pour les
installations à thermosiphon).
¨ OUI
· Les canalisations intérieures et extérieures sont isolées sur toute leur longueur avec
une isolation d'une parfaite tenue aux températures élevées (armaflex HTA, fibres
minérales,…).
L'isolation extérieure est, en outre, résistante aux intempéries, aux rayonnements
solaires ultraviolets, aux attaques des becs des oiseaux et aux morsures des
rongeurs.
¨ OUI
· Dans le cas de purgeurs placés en point haut, ces purgeurs sont en permanence
fermés (purgeurs manuels, purgeurs automatiques équipés d'une vanne d'arrêt,…)
pour éviter toute détérioration en cas de montée en température
¨ OUI
GROUPE DE TRANSFERT
· L'accès au groupe de transfert est aisé
¨ OUI
Rénovation
PURGEURS ET SÉPARATEURS D'AIR
101
FICHE D'AUTOCONTROLE DE FIN DE CHANTIER
POINTS A VERIFIER
PROGRAMME
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« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
PROFESSIONNELS
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
CIRCULATEUR
· Le sens de la flèche sur le corps de la pompe correspond à celui de l'écoulement du ¨ OUI
fluide dans la canalisation. Le circulateur est de préférence placé sur la canalisation
qui va du bas du ballon vers les capteurs.
LIQUIDE CALOPORTEUR
· La marque le type et le dosage de fluide antigel est affiché sur l'installation
¨ OUI
VANNES DE VIDANGE ET REMPLISSAGE DU CIRCUIT SOLAIRE
· Des vannes de remplissage et de vidange sont prévues sur le circuit primaire. Elles
sont bouchonnées pour éviter toute manœuvre malencontreuse.
¨ OUI
· Une vanne de vidange est située au point le plus bas.
¨ OUI
· Le dispositif de remplissage n'est pas relié directement au réseau d'eau froide
¨ OUI
VASE D'EXPANSION
· La vanne de maintenance est placée entre le vase et le circuit. Lorsque l'installation ¨ OUI
est en fonctionnement, cette vanne est ouverte et son volant ou sa manette est
retirée pour éviter toute manipulation malencontreuse
· Le vase d'expansion doit être fixé au mur ou posé sur un support prévu à cet effet
¨ OUI
· Le vase est placée sur la conduite retour du circuit primaire (sens : ballon vers
capteurs)
¨ OUI
SOUPAPE DE SÉCURITÉ
· La soupape est placée sur la conduite retour du circuit primaire (sens : ballon vers
capteurs)
¨ OUI
· Aucune vanne d'arrêt n'isole la soupape de sécurité du circuit et plus précisément
des capteurs
¨ OUI
· Le tuyau de raccordement de la soupape est aménagé afin d'éviter l'accumulation
de résidus et il ne doit y avoir aucune restriction de section
¨ OUI
· La conduite de d'évacuation qui prolonge la soupape a un diamètre au moins égal à
celui de l'orifice de sortie de la soupape et est métallique
¨ OUI
· La conduite d'évacuation est reliée à un réceptacle ouvert en mesure de recevoir la ¨ OUI
totalité du fluide contenu dans les capteurs
RÉGULATION
· L'emplacement des sondes est conforme aux prescriptions du manuel d'installation
du fabricant (en général sortie capteur, point bas du ballon)
¨ OUI
· Dans le cas d'une disposition en applique, les sondes sont recouvertes d'un isolant
thermique
¨ OUI
· Dans le cas de sondes disposées dans des doigts de gant, la mise en place dans
le circuit du doigt de gant permet un contact avec le fluide caloporteur sur toute sa
surface et la sonde est bien insérée.
¨ OUI
· Les paramètres d'entrée sont réglés comme indiqué sur la notice d'utilisation du
fabricant
¨ OUI
LIAISONS ÉLECTRIQUES
Rénovation
· Les câbles électriques, les câbles des sondes sont passés dans les endroits prévus
à cet effet et fixés à l'aide de serre câbles ou disposés de telle manière que:
102
– ils n'exercent pas de pression sur les connecteurs de la régulation ou des différents
appareils électriques,
– ils ne soient pas en contact avec les canalisations brûlantes,
– tout risque d'arrachage soit évité.
¨ OUI
· Les appareils électriques de l'installation sont reliés à la terre
¨ OUI
· Les câbles électriques de sondes sont installés séparément des câbles de 230V
¨ OUI
¨ OUI
LIAISONS EQUIPOTENTIELLES
· Le circuit solaire est relié à la terre.
¨ OUI
· Une liaison équipotentielle est réalisée au niveau du ballon
¨ OUI
APPOINT(S)
· Lorsque le ballon est équipé de deux appoints (thermoplongeur + échangeur
hydraulique par exemple), un inverseur évite leur fonctionnement simultané.
¨ OUI
PROGRAMME
· Les câbles (régulation et alimentation) à proximité des presses étoupes du
régulateur et de la pompe de circulation sont courbés en une boucle d'écoulement
pour dériver les gouttes qui pourraient tomber et les protéger ainsi contre l'eau de
ruissellement
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
DES
FICHE D'AUTOCONTROLE DE FIN DE CHANTIER
POINTS A VERIFIER
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
PROFESSIONNELS
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
· Dans le cas d'un appoint électrique, prévoir un dispositif de protection conforme à la ¨ OUI
norme NFC 15100.
· La section du câble d'alimentation du ou des résistances électriques est suffisante.
¨ OUI
· La résistance est placée au minimum au tiers supérieur dans le ballon.
¨ OUI
· Dans le cas d'un appoint hydraulique, les conduites du circuit d'appoint
nouvellement réalisées sont isolées.
¨ OUI
CIRCUIT SANITAIRE – LIMITEUR DE TEMPERATURE
¨ OUI
Rénovation
· Un mitigeur thermostatique est installé en sortie du ballon sur la conduite d'eau
chaude sanitaire afin d'assurer une protection contre les brûlures.
103
PROFESSIONNELS
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
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« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
PROGRAMME
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
ANNEXE 2 - fiche de devoir de conseil
On donne un exemple de fiche de devoir de conseil.
Rappel des spécificités de l'installation
Rappel des obligations d'entretien et de maintenance à réaliser sur
l'installation à compter de la réception par le maître d'ouvrage.
(Fiche à remplir en 2 exemplaires : un pour la maître de l'ouvrage, un
pour l'entreprise)
Référence marché / N°
facture:
Date de
réception:
Nom du maître
d'ouvrage :
Adresse de réalisation
des travaux :
Descriptif de
l'installation solaire :
Rappel des spécificités de l'installation :
S'agissant d'une installation technique réclamant des compétences
spécifiques, toute manipulation ou modification devra être réalisée
par un professionnel.
• ne pas couper l'alimentation électrique de l'installation solaire
surtout en cas d'absence prolongée ;
• ne pas stocker des produits chimiques dans le local où se trouve
l'installation; les vapeurs qui en émanent pourraient accélérer la
corrosion ;
• ne pas rajouter de l'eau dans l'installation. En cas de manque
de liquide caloporteur, faire intervenir un professionnel;
• ne pas modifier le réseau hydraulique ;
• ne pas mettre des obstacles qui pourraient porter des ombres
sur les panneaux (arbres,…) ;
Rénovation
• ne pas modifier les réglages de la régulation, thermostat(s),
mitigeur(s) thermostatique(s).
104
• le port du casque et des chaussures de sécurité est obligatoire
sur site ;
• utiliser des EPI antichute pour toute intervention en hauteur.
Chaque visite d'entretien comporte les opérations et prestations suivantes :
Relevé des données utiles au contrôle de bon fonctionnement
1. Heures de relevés
PROFESSIONNELS
DES
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
Précautions et matériels à prendre :
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
Rappel des obligations d'entretien et de
maintenance à réaliser sur l'installation à
compter sa réception par le maître d'ouvrage :
PROGRAMME
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
2. conditions atmosphériques
3. Température du stockage solaire
°C
4. Température d'entrée du fluide primaire (Te1)
°C
5. Température de sortie du fluide primaire (Ts1)
°C
6. Température de consigne de l'appoint
°C
7. Température de départ ECS
°C
8. Pression du circuit primaire
bar
9. Pression de gonflage du vase d'expansion
bar
10. Débit
l/min
11. Relevé du compteur d'énergie (si présent)
kWh
Vérifications et contrôles
1. Etat des capteurs et des supports
2. Fonctionnement des vannes d'arrêt
3. Vanne d'isolement fermée si purgeur automatique
4. Etat de la protection mécanique du calorifuge extérieur
5. Etat du calorifuge
6. vérification l'étanchéité de tous les raccords et des joints
7. Contrôle du liquide (teneur en antigel et pH)
8. Contrôle visuel du bon fonctionnement (bruit, échauffement, vibration)
9. Contrôle de la sélection de la vitesse de circulation
10. Absence de fuite ou de corrosion
11. Vérification du paramétrage de la régulation (DD, DA…)
12. Contrôle de la bonne tenue des sondes (position et connexions électriques)
13. Vérification du fonctionnement des sondes (vérification de la valeur de température donnée
par la sonde)
14. Réalisation de chasses
15. Contrôle de l'était de la jaquette isolante
16. Contrôle de l'étanchéité des piquages
17. Contrôler la soupape de sécurité
19. Recherche d'échauffements et de bruits anormaux
20. Etat des contacteurs et des câbles
21. Fonctionnement des organes de coupure et de protection
22. Vérification de la consigne et de la programmation du système d'appoint
23. Vérification du bon fonctionnement et du réglage du ou des mitigeurs thermostatiques
Rénovation
18. Serrage des connexions
105
PROFESSIONNELS
D ’ A C C O M P A G N E M E NT
DES
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
PROGRAMME
Rénovation
106
CHAUFFE-EAU SOLAIRE EN HABITAT INDIVIDUEL – INSTALLATION ET MISE EN SERVICE
La plupart de ces opérations, pour des raisons techniques, de sécurité
et de garantie devront être réalisées par un professionnel.
Je soussigné [nom maître de l'ouvrage], confirme avoir pris connaissance des obligations d'entretien et de maintenance susmentionnées,
présentées par [nom de la personne mandatée], mandaté par [nom de
l'entreprise], à réaliser à compter de la réception de mon installation
pour en assurer le fonctionnement efficace, en maintenir les performances et la pérennité.
A [lieu], le [date]
Signatures :
[Signature du maître de l'ouvrage] [Signature du représentant de
l'entreprise]
PARTENAIRES du Programme
« Règles de l’Art Grenelle
Environnement 2012 »
n Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie
(ADEME) ;
n Association des industries de produits de construction
(AIMCC) ;
n Agence qualité construction (AQC) ;
onfédération de l’artisanat et des petites entreprises
n C
du bâtiment (CAPEB) ;
n C
onfédération des organismes indépendants de
prévention, de contrôle et d’inspection (COPREC
Construction) ;
n C
entre scientifique et technique du bâtiment (CSTB) ;
n Électricité de France (EDF) ;
n F
édération des entreprises publiques locales (EPL) ;
n Fédération française du bâtiment (FFB) ;
n F
édération française des sociétés d’assurance (FFSA) ;
n Fédération des promoteurs immobiliers de France (FPI) ;
n Fédération des syndicats des métiers de la prestation
intellectuelle du Conseil, de l'Ingénierie et du Numérique
(Fédération CINOV) ;
n G
DF Suez ;
n M
inistère de l'Écologie, du Développement Durable et de
l'Énergie ;
inistère de l'Égalité des Territoires et du Logement ;
n M
lan Bâtiment Durable ;
n P
YNTEC Ingénierie ;
n S
nion nationale des syndicats français d’architectes
n U
(UNSFA) ;
n Union nationale des économistes de la construction
(UNTEC) ;
n Union sociale pour l’habitat (USH).
N
BAT I M
D
UR
ENT
PLA
Les productions du Programme « Règles de l’Art Grenelle
Environnement 2012 » sont le fruit d’un travail collectif
des différents acteurs de la filière bâtiment en France.
ABL
E
CHAUFFE-EAU SOLAIRE
EN HABITAT INDIVIDUEL
INSTALLATION ET MISE
EN SERVICE
JJJJJJJJJJJJ
RRRR
RRRR RR
Dans l'habitat individuel existant, l'installation d'un chauffe-eau solaire
individuel (CESI) doit être adaptée à l'état initial de l'installation de production
d'eau chaude sanitaire.
Ces Recommandations professionnelles exposent les bonnes pratiques ainsi
que les points de vigilance à respecter pour garantir la qualité de mise en œuvre
et de mise en service d'un CESI.
Elles s'appuient et complètent les exigences du NF DTU 65.12.
Les solutions techniques adaptées aux contraintes de la rénovation et les
schémas hydrauliques types associés sont présentés. La fonction, les critères de
choix et les bonnes pratiques de mise en œuvre pour chacun des composants
nécessaires au bon fonctionnement de l'installation solaire sont exposés.
L'implantation des capteurs solaires y est largement traitée avec notamment les
points sensibles que sont les raccordements d'étanchéité des capteurs solaires
aux éléments de couverture et les remontées d'étanchéité pour les traversées
de l'écran de sous-toiture.
La mise en service et la remise au client de l'installation font l'objet d'un
chapitre spécifique compte tenu de leur importance en termes de durabilité et
de maintien des performances du système.
Ces Recommandations professionnelles se veulent pratiques, avec 76 pages
richement illustrées (plus de 45 schémas et dessins) et la mise à disposition de
plusieurs fiches concrètes à usage des entreprises leur permettant de fiabiliser
leurs pratiques tout en délimitant clairement les responsabilités, y compris
celles des clients.
P R O G R A M M E
D ’ A C C O M P A G N E M E N T
D E S
P R O F E S S I O N N E L S
« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »
Ce programme est une application du Grenelle Environnement. Il vise à revoir l’ensemble des règles de construction, afin de réaliser des économies d’énergie dans le bâtiment et de réduire les émissions de gaz à effet de serre.
www.reglesdelart-grenelle-environnement-2012.fr
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