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Tutorial de Low-tech Lab | Categories : Housing, Energy
Chauffage solaire à ardoise, adaptable à tout type de maison, par Guy Isabel.
Chauffage solaire à ardoise, adaptable à tout type de maison, par Guy Isabel.
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La conception de ce chauffage solaire a fortement été inspiré par Guy Isabel, sur les plans qu'il décrit dans son ouvrage Les capteurs solaires à air, édition Eyrolles.
Le soleil transmet de l'énergie à la terre par rayonnement. A l'équateur, le rayonnement atteint la puissance de 1000 W/m², c'est par comparaison, la puissance d'un petit chauffage électrique.
L'énergie solaire est une énergie gratuite et intermittente, qu'il est relativement simple de transformer efficacement sous forme de chaleur, (rendement facilement supérieur à 60%).
Ce site permet de connaître en fonction de la saison et de la position géographique, de nombreux paramètres tel que la puissance maximal par m², l'angle du soleil par rapport au lieu.
Cet autre site permet de calculer ces valeurs presque partout sur terre en tenant compte de la ligne d'horizon, de l'orientation des panneaux et d'autres paramètres. Les valeurs affichées par défaut correspondent à l'énergie photovoltaïque générée, mais il est possible d'afficher la radiation en kwh/m2.
Le capteur à air
Concrètement, il s'agit de transformer le rayonnement solaire en chaleur grâce à ce qu'on appelle un corps noir (par exemple le goudron très chaud l'été ou encore le tableau de bord d'une voiture garée en plein soleil).
Pour l'habitat, les systèmes les plus répandus sur ce principe sont les chauffes-eaux solaires, souvent installés sur les pentes de toits pour faire l'eau chaude sanitaire en compléments des systèmes classiques.
Moins connu, le capteur à air permet de réchauffer l'air d'une pièce.
Ce tutoriel présente la fabrication d'un capteur à air de 2 m² dimensionné pour le réchauffage de l'air d'une pièce de 10 à 15 m² de 5 à 7°C l'hiver en moyenne, pour la France. C'est un complément au système de chauffage classique, qui permet d'appréciables économies financières et écologiques. D'un coût d'environ 200€, il est rapidement amorti.
Principe:
En hiver, le capteur aspire l'air de l'habitat par le bas, le chauffe grâce au soleil rasant, puis le restitue à l'habitat par la sortie haute, à une température pouvant atteindre 70°C localement (instantanément dilué dans l’atmosphère ambiante).
En été, une trappe extérieur permet de rejeter l'air chaud du capteur dehors en aspirant par la même occasion l'air de l'habitat, créant ainsi une ventilation naturel.
Un clapet relié à un vérin thermostatique, permet de gérer automatiquement et sans électricité, l'ouverture de la circulation d'air, seulement quand celui-ci a atteint plus de 25°C dans le capteur.
Retrouvez dans ce rapport une analyse à l'usage de ce chauffage solaire, ainsi que des 11 autres low-techs expérimentées lors du projet En Quête d'un Habitat Durable.
Youtube
Le tutoriel présenté ici fait 2,09m x 1,09m hors tout
Capteur:
Système clapet:
facultatif:
Des plans détaillés et CAO ont été réalisée par Enerlog. Ils sont disponibles en open-source ici: https://cloud.ecutsa.fr/index.php/s/apRoi395xdQb52T#pdfviewer
Ces plans ont servi à la réalisation d’une première version construite en atelier. Ces plans sont ici partagés afin de répondre à un des objectifs d’Enerlog: soutenir la réappropriation des savoirs par les citoyens en partageant la connaissance et en favorisant sa transmission.
Remarque: Ici, le cadre est dimensionné pour accueillir une vitre de 1m x 2m par 6mm d'épaisseur, un fond en contreplaqué filmé de 10mm et une couche isolante de 22mm en STEICO. Les dimensions seront donc à adapter en fonction des disponibilités de chacun.
Remarque: Ces 32mm correspondent à l'épaisseur isolant + contreplaqué filmé. Il reste 8mm sur l'autre bord afin d'accueillir l'épaisseur de la vitre et d'un joint compribande.
Remarque: Cette coupe permet de retrouver la dimension 1m x 2m de la vitre en intérieur du cadre.
Remarque: Ici, le clapet de ventilation choisi fait 100mm de diamètre, c'est donc à ce diamètre que seront fait l'entrée et la sortie.
Remarque: Selon l'isolant choisi, la pose d'un pare-pluie à l'arrière n'est pas forcement nécessaire si celui-ci est bien étanche à l'eau.
Remarque: Afin de réduire la perte d'énergie dans le capteur, le fond en contreplaqué filmé est recouvert d'une couche d'aluminium permettant de réfléchir le rayonnement infrarouge dans le capteur.
Remarque: Ici, l'écart incluant 2 tasseaux est de 220mm, il s'agit de la largeur des ardoises utilisées par la suite. Cet écartement permettra un léger recouvrement de chaque ardoise.
Remarque: La rangée d'ardoise est surélevé à proximité de la sortie afin de pouvoir évacuer l'air contenu devant et derrière les ardoises, aussi bien en hiver qu'en été par la "trappe été".
Remarque: Ici, une vitre trempée de 6mm d'épaisseur est utilisée. Il est également possible d'utiliser du polycarbonate.
Remarque: Les pare-closes servent à maintenir la vitre dans son logement en comprimant le joint compribande. Elles doivent donc à la fois recouvrir le bord de la vitre et prendre appui sur le cadre.
Remarque: Le vérin thermostatique fonctionne sans électricité. Il renferme un matériau calibré qui se dilate à partir de 25°C et se rétracte en dessous.
Hiver:
Eté:
Vous avez une minute ? Que vous souhaitiez ou non réaliser cette low-tech, votre réponse à ce formulaire nous aiderait à améliorer nos tutos. Merci d'avance pour votre aide !
Comme tout le travail du Low-tech Lab, ce tutoriel est participatif, n'hésitez pas à ajouter les modifications qui vous semblent importantes, et à partager vos réalisations en commentaires.
Vous pouvez télécharger une fiche pédagogique créée par le Low-tech Lab à l'occasion de l'exposition "En Quête d'un Habitat Durable" dans la partie "Fichiers" du tutoriel (onglet au niveau de la section "Outils-Matériaux")
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