Panne solaire thermique : pourquoi l'eau reste froide malgré le soleil ?

Un Chauffe-Eau Solaire Individuel (CESI) est un système robuste, mais qui dépend d'un équilibre fluide/pression très précis. Si le transfert de calories s'arrête, votre installation devient un simple poids mort sur votre toiture. Pour comprendre une panne solaire, il faut plonger dans les lois de la thermodynamique et de la mécanique des fluides appliquées au captage du rayonnement photonique.

1. Thermodynamique : Équilibre liquide-vapeur et Stagnation

Le fonctionnement d'un panneau solaire thermique repose sur le principe de l'effet de serre. Les tubes absorbeurs captent le rayonnement infrarouge et transmettent cette énergie au fluide caloporteur (glycol). Dans une installation optimisée, le fluide reste en phase liquide pour assurer un transfert thermique maximal.

Cependant, en cas de stagnation (lorsque le ballon est à température mais que le soleil continue de chauffer), le fluide peut atteindre son point d'ébullition. Selon la relation pression/température, si la pression du circuit est de 2 bars, le mélange eau-glycol peut bouillir aux alentours de 130°C. Cette transition de phase crée de la vapeur qui chasse le liquide des capteurs, stoppant net le cycle thermodynamique.

2. Le vieillissement du Glycol (Antigel) : Chimie de surface

Un fluide dégradé possède une viscosité plus élevée, ce qui augmente les pertes de charge et sollicite davantage le circulateur. Un diagnostic professionnel Klymafluid inclut systématiquement un test au réfractomètre pour mesurer l'indice de protection antigel et un test de pH pour garantir la neutralité chimique du circuit.

3. Chute de pression et Loi de Charles

Le maintien d'une pression statique minimale est la condition sine qua non au démarrage du système. La Loi de Charles stipule que pour un gaz à volume constant, la pression est proportionnelle à la température. Dans un circuit solaire, si de l'air est présent au sommet du champ de capteurs, l'augmentation de température en toiture va dilater cette poche d'air.

Si la pression à froid est trop basse (inférieure à 1 bar + 0.1 bar par mètre de hauteur statique), le fluide va se vaporiser prématurément. Cette "garde de pression" est vitale. Une fuite sur un raccord ou un purgeur automatique défectueux peut désamorcer l'installation, transformant le fluide caloporteur en un bouchon de gaz infranchissable pour la pompe.

4. Régulation : Analyse du Delta T et Sondes

Une analyse à l'ohm-mètre permet de vérifier la conformité des sondes (généralement des PT1000). Une résistance de 1077 Ohms correspond à 20°C. Une dérive de quelques ohms suffit à fausser le rendement de l'installation, empêchant le captage des calories aux heures de faible ensoleillement.

5. Analyse des composants techniques

Pour garantir un COP système optimal (le rapport entre l'énergie électrique consommée par la pompe et l'énergie thermique récupérée), chaque composant doit être dimensionné selon la norme NF DTU 65.12.

• Le Vase d'expansion Solaire : Contrairement à un vase de chauffage, il doit absorber le volume de liquide contenu dans les capteurs en cas de vaporisation. Sa membrane doit résister à des températures intermittentes de 120°C.
• Le Circulateur : Il doit vaincre la viscosité du glycol. Un circulateur "gommé" suite à une stagnation hivernale est une panne classique.
• La Soupape de Sécurité : Tarée à 6 bars, elle protège l'installation, mais si elle a déjà déchargé, elle peut ne plus être étanche, causant une baisse de pression chronique.

6. Maintenance curative et préventive Klymafluid

Le diagnostic d'un CESI ne s'arrête pas au remplacement d'une pièce. Nous relançons votre production gratuite d'eau chaude via un protocole strict :

1. Rinçage hydrodynamique : Élimination des boues et des résidus de glycol "caramélisé".
2. Remplissage sous pression : Utilisation d'une station de charge pour éliminer toute micro-bulle d'air.
3. Test de bivalence : Vérification que l'appoint (chaudière ou résistance) ne prend pas le dessus inutilement sur le soleil.
4. Audit d'isolation : Le calorifugeage des tuyaux extérieurs est crucial pour éviter les pertes de calories par convection.