28 Avril 2016  |  Sécurité
Publié dans Sécurité Environnement 01/2016

La surveillance des installations solaires thermiques

Jürg Marti*

Il peut être utile de surveiller les installations solaires thermiques, soit pour identifier rapidement des erreurs de fonctionnement, soit pour optimiser l’exploitation. Du témoin lumineux à l’application pour smartphone, le système de surveillance doit être adapté à l’installation, ainsi qu’à l’utilisateur.

Plusieurs systèmes sont disponibles pour surveiller les installations solaires thermiques: conventionnels comme les témoins lumineux ou modernes comme le réseau de téléphonie mobile.
Monsieur Adrian Schmid est très satisfait de son installation solaire thermique mise en service à la fin de l’automne. La température des capteurs solaires dépasse régulièrement les 60 °C durant tout l’hiver. Mais un beau jour de mars, il commence à douter et se demande si tout fonctionne correctement. La température des capteurs dépasse 120 °C. Il appelle alors son conseiller énergétique local, qui confirme qu’il doit y avoir un défaut. Une inspection de l’installation révèle qu’on a oublié de remettre la pompe de circulation en marche après le remplissage. Le liquide caloporteur est donc resté dans les capteurs et s’est réchauffé progressivement, si bien que l’installation n’a pas produit de chaleur pendant tout l’hiver.
 
Une installation solaire thermique dans un immeuble locatif à Thalwil. (Source: Marion Nitsch)
 
Des erreurs pas toujours faciles à détecter
Des erreurs de fonctionnement d’une installation solaire ne sont pas toujours aussi faciles à détecter. Il se peut qu’un système travaille à puissance réduite (ou nulle), et que cela passe inaperçu. On ne remarque pas l’erreur parce que le chauffage conventionnel produit automatiquement davantage de chaleur lorsque le rendement des capteurs solaires baisse.
Il est donc important d’effectuer des contrôles réguliers, mais tout le monde ne peut pas passer à la cave chaque jour pour vérifier le rendement. C’est le cas, par exemple, lorsque le propriétaire de l’installation habite ailleurs et que le concierge ne possède pas les connaissances techniques requises. Dans de tels cas, il est utile d’installer une surveillance à distance des capteurs solaires. Car l’investissement dans une source d’énergie verte ne se rentabilise que si l’installation fonctionne parfaitement.
 
Du témoin lumineux à l’application pour smartphone
On trouve sur le marché plusieurs options de surveillance pour les installations solaires thermiques: du simple avertissement de dysfonctionnement sur l’afficheur du régulateur, à la surveillance à distance qui accède au régulateur solaire, en passant par le témoin lumineux. Toute solution de surveillance doit être adaptée à l’objet, à l’opérateur et à la taille de l’installation, selon le principe suivant: plus l’installation de capteurs solaires thermiques est grande – et plus la perte de rendement serait donc élevée –, plus il convient d’investir dans la surveillance.
Il est préférable de faire un usage limité de gadgets techniques qui sont peut-être passionnants sur le moment, mais qui perdront vite de leur intérêt. Si les données de fonctionnement sont transmises au smartphone à des intervalles de deux jours, voire de deux heures, le destinataire finira bientôt par ne plus les lire. Ainsi, la venue d’un véritable problème risque de passer longtemps inaperçu, ce qui signifie une perte de temps précieux.
Les messages de dysfonctionnement ne doivent pas forcément s’adresser au propriétaire de l’installation. Le service après-vente du fournisseur est le plus souvent la meilleure adresse, qui garantit aussi des délais de réaction plus brefs. Ces services constituent un nouveau secteur d’activité pour les installateurs et prestataires de services énergétiques. Un service après-vente bien développé permet de mieux fidéliser la clientèle et donc aussi de générer des affaires fructueuses.
La signalisation de la panne devrait être apposée au-dessus d’un témoin lumineux d’avertissement, de manière bien visible et non cachée dans un coin inaccessible de la chaufferie. A défaut d’un tel emplacement ou si une vérification régulière de la commande n’est pas possible, il convient d’opter pour l’envoi d’un message de dysfonctionnement automatique par SMS ou par courriel. La mise en place d’un système relié au réseau de téléphonie mobile est plus facile et souvent moins onéreuse qu’une transmission des données câblée. Par ailleurs, le système fonctionne en toute autonomie et n’est pas impacté par des changements de technologie informatique ou par un accès câblé à Internet.
 
La reproduction graphique des données enregistrées ont permis de constater que les conduites de départ et de retour avaient été interverties dans cette installation.
 
Quelles données faut-il surveiller?
La majorité des pannes d’installation solaire thermique sont induites par une baisse de pression dans le circuit des capteurs, provoquée par une perte de gaz dans le vase d’expansion ou des fuites dans le circuit. Un chauffage conventionnel continuera à fonctionner, même en cas de basse pression. Les radiateurs des niveaux supérieurs seront les premiers à manquer de liquide. Or, dans la plupart des installations solaires thermiques, le générateur de chaleur – c’est-à-dire le capteur – est lui-même situé au plus haut point de l’ensemble. C’est pourquoi il ne peut plus transmettre la chaleur au système lorsque la pression de celui-ci est trop basse.
Ainsi, le dispositif de surveillance doit au moins vérifier, soit la pression de l’installation, soit la différence de température entre le capteur et l’accumulateur. Il s’agit d’une panne si le capteur se réchauffe à plus de 60 °C et l’accumulateur reste froid. Un autre type de dérangement devrait être signalé: le retour de circulation nocturne. Si le flux s’inverse dans le circuit des capteurs durant la nuit, en raison de la circulation par gravité (principe du thermosiphon), l’accumulateur est mal refroidi et une partie de la chaleur produite retourne à l’environnement à travers le capteur. Un dispositif d’alarme réglé en conséquence suivra l’évolution de la température au capteur pendant la nuit et signalera immédiatement cette erreur de fonctionnement.
 
Des systèmes de surveillance plus complexes
Des méthodes plus complexes comparent en permanence les rendements actuels du capteur avec les rendements de référence. Cette analyse nécessite des détecteurs supplémentaires et éventuellement des données météorologiques. De tels systèmes de surveillance relativement complexes ne sont rentables que pour des installations de plus grande taille, destinées à l’exploitation industrielle ou commerciale, par exemple.
Les régulateurs solaires modernes sont équipés d’enregistreurs de données qui sauvegardent les courbes de température et les états de commutation sur une carte mémoire. Ces enregistrements permettent de créer des graphiques dans lesquels toute personne tant soit peu chevronné, identifiera aussi bien des erreurs de fonctionnement de l’installation solaire, que des sondes mal placées dans le ballon ou dans le capteur. Cette méthode garantit non seulement une détection rapide de défauts, mais également un fonctionnement optimisé de l’installation.
 
Un module d’avertissement par SMS.
(Source: Soltop Schuppisser AG)
 
Surveillance à distance sur smartphone ou tablette
Les tendances technologiques peuvent aussi apporter des améliorations à la technologie solaire, pourvu que l’on distingue l’utile du gadget, comme nous l’avons vu plus haut. Certains fabricants proposent aussi des applications pour la surveillance d’installations. Parmi les prérequis techniques figure un réseau local permettant l’accès à partir d’un smartphone, d’une tablette ou de l’ordinateur installé à distance. Très souvent, cette solution nécessite un dispositif d’interface additionnel qui assure la liaison du régulateur solaire au réseau. Si de tels gadgets enthousiasment surtout une clientèle plus jeune, ils peuvent néanmoins compter parmi les arguments de vente en faveur d’une installation solaire thermique.
Si l’accès à distance est possible, il s’avérera utile de pouvoir contrôler et commander la production de chaleur de bout en bout. La technologie permettra d’économiser de l’énergie, par exemple en baissant le niveau de puissance thermique lorsque l’on ne rentre pas chez soi à l’improviste. A l’inverse, les usagers orientés confort se serviront de cette possibilité pour régler la température souhaitée dans les locaux avant leur retour.
Il n’existe pas encore de norme pour ce type de systèmes, si bien que l’installateur ne devrait pas sous-estimer le temps nécessaire à la mise en place. En conséquence, les coûts sont élevés. Comme d’habitude, cet état de fait ne changera qu’une fois que ces solutions s’imposeront et que les spécialistes pourront profiter de valeurs de référence ou de méthodes standardisées.
La demande de systèmes solaires dotés d’options de surveillance conviviaux va s’accroître. L’industrie propose déjà plusieurs applications. Espérons que la technologie continue à évoluer et que bientôt, les fonctionnalités de chaque installation puissent être surveillées, voire commandées à travers un dispositif mobile: soit activement, soit sans l’intervention de l’usager. Les avantages sont évidents: consommer moins d’énergie équivaut à faire des économies.

Agence Swissolar romande
1700 Fribourg
Tél: 026 309 20 97
www.swissolar.ch

 

* Expert et membre de la commission chaleur solaire technique de l’Association Swissolar.


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