BAT-TH-111 : chauffe-eau solaire collectif, 19,6 kWh cumac par kWh solaire utile et par an

Le principe est le plus ancien du solaire : un absorbeur noir sous vitrage chauffe au soleil, un fluide caloporteur, le plus souvent de l’eau glycolée, circule dans cet absorbeur puis cède sa chaleur à un ballon de stockage par un échangeur. Dans une installation collective, ce ballon solaire est placé en amont de la production d’eau chaude existante : l’eau froide du réseau est d’abord préchauffée par le solaire, puis l’appoint, chaudière gaz, pompe à chaleur ou résistance électrique, n’apporte que le complément jusqu’à la température de distribution. Chaque kilowattheure solaire transféré au ballon est un kilowattheure que l’appoint n’a pas à fournir.

C’est pourquoi la fiche raisonne sur la production solaire utile, et non sur l’énergie reçue par les capteurs. Entre le rayonnement qui frappe le vitrage et la chaleur réellement livrée au ballon, il y a des pertes optiques, des pertes thermiques du capteur vers l’air, celles des tuyauteries et celles du stockage. La production utile est ce qui reste au bout de la chaîne.

Le tertiaire est un terrain favorable pour une raison physique simple : la courbe de besoin doit coïncider avec la courbe d’ensoleillement. Un hôtel, un EHPAD, un centre aquatique ou un camping consomment de l’eau chaude en juillet comme en janvier. Un capteur dont la chaleur n’est pas consommée monte en température jusqu’à la stagnation, ne produit rien d’utile et vieillit plus vite. Un bâtiment vide deux mois d’été, comme un établissement scolaire sans internat, voit donc son taux de couverture plafonner. C’est pour cela que l’étude de dimensionnement cherche un optimum de surface, et non un maximum.

Le bénéficiaire est le propriétaire ou l’exploitant d’un bâtiment tertiaire existant situé en France métropolitaine, qui fait installer un chauffe-eau solaire collectif pour son eau chaude sanitaire. Les gros consommateurs sont les premiers concernés : hôtels, campings, établissements de santé et EHPAD, centres sportifs et aquatiques, cuisines collectives, internats, foyers d’hébergement. Un immeuble de bureaux aura un besoin B faible et donc un montant faible, mais rien dans la fiche ne l’exclut.

La fiche pose trois conditions sur les acteurs. La mise en place est réalisée par un professionnel : elle n’exige aucune qualification particulière ni mention RGE, et il faut lire ce silence pour ce qu’il est, sans y ajouter de condition. L’étude de dimensionnement est réalisée par un bureau d’étude : une étude signée par l’installateur seul ne répond pas à la lettre du texte. Enfin, comme pour toute opération CEE, le mandataire ou l’obligé qui valorise les certificats doit être intervenu au plus tard le jour de l’engagement de l’opération, en pratique au plus tard à la signature du devis.

Deux périmètres restent en dehors. Un immeuble d’habitation collectif relève du secteur résidentiel, les fiches BAR, et non de BAT-TH-111, même si l’installation technique est identique. Et un bâtiment neuf n’est pas un bâtiment existant : le texte le dit dès son premier point.

• Éligible : bâtiment tertiaire existant, en métropole, équipé d’un chauffe-eau solaire collectif à capteurs certifiés, dimensionné par un bureau d’étude et posé par un professionnel.
• Exclu : capteurs hybrides produisant aussi de l’électricité, bâtiment neuf, bâtiment d’habitation, bâtiment situé outre-mer.
• Non précisé par la fiche, donc non exigé par elle : surface minimale de capteurs, taux de couverture minimal, type d’appoint, qualification de l’installateur.

Le barème du point 5 tient en une ligne et une formule, sans distinction de zone climatique : l’effet du climat est déjà contenu dans la production solaire utile calculée par le bureau d’étude, il n’y a pas besoin de le réintroduire par un coefficient de zone.

Trois grandeurs interviennent. B est le besoin annuel en eau chaude sanitaire, en kWh par an. T est le taux de couverture du chauffe-eau solaire collectif, en pourcentage, défini comme T = (PES/B) × 100. PES est la production solaire utile, en kWh par an. La fiche précise que ces trois valeurs sont issues de l’étude de dimensionnement : elles ne se relèvent ni sur une facture d’énergie ni sur un compteur.

Une fois les définitions posées, la formule se simplifie. Puisque T vaut PES divisé par B et multiplié par 100, le produit B × T × 0,196 devient PES × 100 × 0,196, soit PES × 19,6. Chaque kilowattheure de production solaire utile annuelle vaut donc 19,6 kWh cumac. C’est la production solaire utile qui porte tout le montant : un dossier qui gonfle B sans augmenter PES ne gagne rien, car T baisse d’autant.

Le piège principal est l’unité de T. La fiche écrit « exprimé en % », et le coefficient 0,196 est calibré pour un taux écrit 45 et non 0,45. Saisir le taux sous forme décimale divise le montant par cent. Il faut poser le calcul une fois à la main, avec les valeurs de l’étude, et vérifier que B × T × 0,196 et PES × 19,6 donnent le même résultat : sinon, l’une des trois valeurs a été mal recopiée.

• B : besoin annuel en eau chaude sanitaire à produire par l’énergie solaire, en kWh par an, valeur de l’étude de dimensionnement.
• T : taux de couverture solaire en pourcentage, T = (PES/B) × 100, valeur de l’étude de dimensionnement.
• PES : production solaire utile en kWh par an, valeur de l’étude de dimensionnement.

Les quatre cas ci-dessous sont des illustrations construites avec des valeurs plausibles de B et de PES. Dans un dossier réel, seules comptent les valeurs de l’étude de dimensionnement. Chaque calcul est posé des deux façons, pour montrer qu’elles se recoupent.

Hôtel de 40 chambres ouvert toute l’année. L’étude retient un besoin B de 60 000 kWh par an et une production solaire utile PES de 30 000 kWh par an, soit un taux de couverture T de 50. Le montant vaut 60 000 × 50 × 0,196 = 588 000 kWh cumac. Vérification par la production utile : 30 000 × 19,6 = 588 000 kWh cumac.

EHPAD de 80 lits. Les besoins sont élevés et constants : l’étude retient B = 150 000 kWh par an et PES = 52 500 kWh par an, donc T = 35. Le montant vaut 150 000 × 35 × 0,196 = 1 029 000 kWh cumac. Vérification : 52 500 × 19,6 = 1 029 000 kWh cumac. Le taux de couverture est plus bas que celui de l’hôtel, mais le volume de certificats est presque double : c’est la production utile qui compte, pas le pourcentage.

Centre aquatique municipal avec douches collectives, ouvert en été. L’étude retient B = 90 000 kWh par an et PES = 40 500 kWh par an, soit T = 45. Le montant vaut 90 000 × 45 × 0,196 = 793 800 kWh cumac. Vérification : 40 500 × 19,6 = 793 800 kWh cumac.

Restaurant d’entreprise de 400 couverts par jour, fermé trois semaines en août. Le besoin est modeste et la fermeture estivale limite la couverture : B = 25 000 kWh par an, PES = 10 000 kWh par an, T = 40. Le montant vaut 25 000 × 40 × 0,196 = 196 000 kWh cumac. Vérification : 10 000 × 19,6 = 196 000 kWh cumac.

Le même hôtel de 40 chambres illustre le piège de l’unité. Si le taux est saisi 0,50 au lieu de 50, le calcul donne 60 000 × 0,50 × 0,196 = 5 880 kWh cumac, cent fois moins que le montant réel. La comparaison avec PES × 19,6 révèle l’erreur immédiatement.

La première condition est une exclusion : les capteurs hybrides, qui produisent à la fois de la chaleur et de l’électricité photovoltaïque sur le même panneau, sont écartés. La fiche ne valorise que du solaire thermique pur.

La deuxième condition porte sur la qualité des capteurs. Ils doivent détenir une certification CSTBat ou Solarkeymark. À défaut, la fiche admet des caractéristiques de performance et de qualité équivalentes, établies par un organisme installé dans l’Espace économique européen et accrédité selon les normes NF EN ISO/CEI 17025 et NF EN 45011, par le COFRAC ou par un organisme signataire de l’accord multilatéral européen de l’EA.

La troisième condition est l’étude de dimensionnement, réalisée par un bureau d’étude. La fiche énumère ce qu’elle doit fixer : la surface de capteurs à installer, les besoins annuels en eau chaude sanitaire à produire par l’énergie solaire, le taux de couverture solaire et la production solaire utile. Ces quatre résultats doivent apparaître clairement, avec leurs unités.

La quatrième condition concerne la preuve de réalisation, c’est-à-dire la facture. Elle mentionne la mise en place d’un chauffe-eau solaire collectif et la surface totale de capteurs solaires thermiques posés. Si elle ne le dit pas en ces termes, la fiche accepte une voie de secours : la facture mentionne l’équipement avec sa marque et sa référence et la surface totale de capteurs posés, complétée par un document du fabricant, ou d’un organisme accrédité selon les mêmes normes, attestant que cet équipement est bien un chauffe-eau solaire collectif.

Enfin, la fiche liste deux documents justificatifs spécifiques : la certification CSTBat ou Solarkeymark des capteurs, ou les pièces justifiant de son équivalence, et l’étude de dimensionnement. Un détail utile : lorsque le certificat porte une date de validité, il est considéré comme valable jusqu’à un an après la date de fin de validité.

Le contrôle d’un dossier BAT-TH-111 se concentre sur la chaîne qui relie l’étude, la facture et le calcul. L’étude doit décrire l’installation effectivement réalisée : si le bureau d’étude a dimensionné 80 m² de capteurs et que la facture en mentionne 50, la production solaire utile de l’étude ne correspond plus à ce qui est posé, et le montant calculé avec cette valeur n’est pas défendable. La surface facturée est le point de recoupement le plus simple.

Le deuxième point est la vraisemblance des valeurs. La fiche ne fixe aucun plafond au taux de couverture T ni à la production utile par mètre carré, mais un taux de couverture très élevé dans un bâtiment fermé l’été, ou une production utile par mètre carré hors de proportion avec l’ensoleillement du site, ne résistent pas à une lecture attentive. La lecture prudente : retenir les valeurs de l’étude telles qu’elles sont, et exiger du bureau d’étude qu’il explicite ses hypothèses, profil de puisage, température de consigne, données météo du site, pertes de stockage.

Le troisième point est la chronologie. L’étude de dimensionnement est par nature préalable à l’installation, puisqu’elle fixe la surface à poser. Une étude datée après la facture, ou rédigée à partir d’une installation déjà en service, inverse la logique de la fiche.

• Pas d’étude de dimensionnement, ou étude qui ne donne pas B, T et PES avec leurs unités : c’est le document justificatif spécifique de la fiche, son absence est rédhibitoire.
• Étude signée par l’installateur seul alors que la fiche exige un bureau d’étude.
• Capteurs sans certification CSTBat ou Solarkeymark ni équivalence établie par un organisme accrédité, ou certificat expiré depuis plus d’un an.
• Capteurs hybrides déclarés comme capteurs thermiques.
• Taux T saisi en décimal au lieu du pourcentage, ou PES incohérent avec B et T : le contrôle PES × 19,6 doit retomber sur le même montant.
• Facture muette sur la surface totale de capteurs posés, ou qui ne mentionne ni « chauffe-eau solaire collectif » ni, à défaut, la marque et la référence complétées par un document du fabricant.
• Surface facturée différente de la surface de l’étude, sans étude corrigée.
• Bâtiment neuf, bâtiment d’habitation ou bâtiment situé outre-mer : hors du champ dès le premier point de la fiche.