Et si les épisodes de forte chaleur nous obligeaient à regarder autrement l'énergie solaire ?
On associe spontanément le soleil aux panneaux photovoltaïques et à la production d'électricité. Pourtant, lorsque les températures grimpent fortement, cette technologie révèle une particularité que l'on oublie souvent : un panneau photovoltaïque n'aime pas particulièrement la chaleur.
À l'inverse, le solaire thermique a précisément pour fonction de capter la chaleur du rayonnement solaire afin de produire de l'eau chaude.
Cette différence fondamentale mérite d'être mieux connue, particulièrement à l'heure où les épisodes de canicule deviennent un enjeu récurrent.
Quand la chaleur pénalise le photovoltaïque
Contrairement à une idée largement répandue, un panneau photovoltaïque ne produit pas davantage d'électricité simplement parce qu'il fait très chaud.
Ce qui permet au photovoltaïque de produire de l'électricité, c'est avant tout le rayonnement solaire reçu par les cellules. Or, lorsque la température des modules augmente, leur rendement électrique diminue généralement.
C'est une caractéristique physique bien connue des cellules photovoltaïques : à éclairement comparable, l'augmentation de la température des cellules entraîne une baisse de leur tension et donc de leur puissance électrique.
Autrement dit, une belle journée d'été réunissant soleil intense et très forte température n'est pas nécessairement la situation idéale pour un panneau photovoltaïque.
Il faut d'ailleurs distinguer la température de l'air de celle du panneau. En plein soleil, la température réelle d'un module peut être sensiblement supérieure à la température ambiante.
Le raisonnement est donc assez simple :
plus de soleil = potentiellement plus de production ;
plus de température = généralement moins de rendement électrique.
Cette réalité est particulièrement intéressante à prendre en compte dans le contexte des épisodes de chaleur extrême.
Le solaire thermique joue avec la chaleur, pas contre elle
C'est ici que le solaire thermique présente une différence fondamentale.
Un capteur solaire thermique n'a pas pour objectif de transformer le rayonnement solaire en électricité. Il cherche au contraire à récupérer la chaleur disponible.
Le principe est simple : le rayonnement solaire chauffe un fluide caloporteur qui permet ensuite de transférer cette énergie vers un ballon de stockage ou un système de chauffage.
Dans une installation destinée à produire de l'eau chaude sanitaire, cette chaleur est directement valorisée.
Ainsi, lorsque le soleil est particulièrement présent et que les températures sont élevées, les conditions météorologiques sont précisément celles qui permettent au solaire thermique de disposer d'une ressource énergétique importante.
C'est toute la différence de philosophie entre les deux technologies.
Le photovoltaïque cherche à convertir la lumière en électricité.
Le solaire thermique cherche à récupérer la chaleur du soleil.
Et lorsque l'on parle de production d'eau chaude, pourquoi transformer d'abord le rayonnement solaire en électricité avant de produire de la chaleur, lorsque l'on peut capter directement cette chaleur ?
Le paradoxe des fortes chaleurs
Le développement des énergies renouvelables nous conduit parfois à raisonner uniquement en termes de production électrique.
Pourtant, une grande partie de nos besoins énergétiques n'est pas électrique : l'eau chaude sanitaire représente notamment un besoin thermique.
Dans ce domaine, le solaire thermique possède une logique particulièrement directe.
Le soleil chauffe le capteur.
Le capteur chauffe le fluide.
Le fluide chauffe l'eau.
Il n'est pas nécessaire de passer par une conversion photovoltaïque en électricité, puis par un équipement électrique destiné à produire de la chaleur.
Cette chaîne énergétique plus directe constitue l'un des principaux arguments en faveur du solaire thermique lorsqu'il s'agit de couvrir des besoins de chaleur.
Le changement climatique pose aussi la question de la surchauffe
L'autre sujet à ne pas négliger est celui de la surchauffe des installations solaires thermiques.
Cela peut sembler paradoxal : si la chaleur est une ressource pour le solaire thermique, pourquoi serait-elle également un problème ?
Parce qu'une installation thermique doit être conçue pour gérer les périodes où la production solaire dépasse les besoins.
En été, lorsque le soleil est abondant et que les besoins de chauffage disparaissent, un système mal dimensionné ou insuffisamment protégé peut atteindre des températures très élevées.
La conception de l'installation devient alors essentielle : dimensionnement des capteurs et du stockage, gestion des périodes de faible consommation, dispositifs de protection et qualité des composants sont autant de paramètres qui déterminent la durabilité du système.
Le développement des épisodes de forte chaleur renforce donc l'importance de cette question.
Le solaire thermique n'est pas une technologie que l'on peut simplement installer sans réfléchir au comportement de l'installation en plein été.
Mais cette contrainte ne constitue pas un argument contre le solaire thermique. Elle constitue surtout un argument en faveur de systèmes correctement conçus, dimensionnés et installés.
Photovoltaïque et thermique ne répondent pas au même besoin
Opposer systématiquement photovoltaïque et solaire thermique n'aurait d'ailleurs pas beaucoup de sens.
Les deux technologies exploitent la même ressource — le rayonnement solaire — mais ne rendent pas le même service.
Le photovoltaïque produit principalement de l'électricité.
Le solaire thermique produit de la chaleur.
La vraie question devrait donc être :
de quelle énergie avons-nous besoin ?
Si l'objectif est de produire de l'électricité pour alimenter une maison, le photovoltaïque répond directement à ce besoin.
Mais si l'objectif principal est de produire de l'eau chaude sanitaire, le solaire thermique mérite d'être considéré avec beaucoup plus d'attention.
Et c'est précisément là que le débat mérite d'être rééquilibré.
Le solaire thermique mérite de retrouver sa place
Pendant des années, le photovoltaïque a bénéficié d'une formidable dynamique : baisse des coûts, développement des équipements, autoconsommation, stockage par batteries et électrification croissante des usages.
Le solaire thermique est parfois passé au second plan.
Pourtant, dans un contexte où nous devons à la fois réduire notre consommation d'énergie et mieux valoriser les ressources renouvelables disponibles, il serait dommage de considérer que « solaire » signifie automatiquement « photovoltaïque ».
Le soleil ne fournit pas uniquement des électrons.
Il fournit aussi énormément de chaleur.
Et cette chaleur peut être directement utilisée.
La canicule nous rappelle une évidence
Les épisodes de forte chaleur constituent finalement un rappel assez intéressant.
Pour le photovoltaïque, la chaleur excessive peut entraîner une diminution du rendement électrique des modules.
Pour le solaire thermique, la chaleur du rayonnement constitue au contraire la matière première de la production.
Cela ne signifie évidemment pas que le solaire thermique serait toujours supérieur au photovoltaïque. Les performances dépendent de l'usage, du climat, du dimensionnement, de l'installation et des besoins du bâtiment.
Mais cela signifie une chose essentielle :
lorsqu'il s'agit de produire de la chaleur, il est logique de s'intéresser à une technologie qui capte directement la chaleur solaire.
À l'heure où les canicules et les fortes chaleurs deviennent des paramètres incontournables dans la conception de nos bâtiments et de nos systèmes énergétiques, cette différence mérite d'être prise en compte.
Conclusion : ne transformons pas tout le soleil en électricité
Le solaire photovoltaïque est une technologie majeure de la transition énergétique. Mais il ne devrait pas faire oublier une autre voie : le solaire thermique.
Pour produire de l'eau chaude sanitaire, la conversion directe du rayonnement solaire en chaleur présente une logique énergétique particulièrement intéressante.
Le défi des prochaines années ne sera donc peut-être pas de choisir définitivement entre photovoltaïque et thermique.
Il sera plutôt de choisir la bonne technologie pour le bon usage.
Et lorsqu'il s'agit de chaleur, une évidence mérite d'être rappelée :
pourquoi convertir la chaleur du soleil en électricité avant de la reconvertir en chaleur, quand il est possible de la capter directement ?
Le solaire thermique n'est peut-être pas une technologie du passé.
À l'heure des canicules, il pourrait au contraire être une technologie d'avenir.