Helioclim, une nouvelle innovation solaire

Informations recueillies par suite à un entretien avec Yann Vitupier co-fondateur de la société Helioclim

Que nous soyons à la recherche de fraîcheur ou de chaleur, les besoins thermiques des bâtiments posent une véritable question en matière de transition énergétique. La recherche de chaleur en hiver peut vite faire grimper la facture. Cela représente une dépense importante en matière de consommation énergétique. Des alternatives aux réseaux de chaleur “traditionnels” existent comme Helioclim nous l’a montré aujourd’hui.

Créée en 2011 par des ingénieurs, Helioclim entreprise innovante dans le milieu de la climatisation et du réchauffement solaire via des capteurs et des installations qui produisent du froid et de la chaleur. Au début de leurs démarches, les fondateurs d’Helioclim se rendent compte que rien n’est vraiment développé dans ce secteur. Ils décident alors de repartir de zéro et de concevoir eux-mêmes les différents éléments du système (capteurs et machines) pour pouvoir fournir une solution réellement efficiente d’un point de vue énergétique.

Une innovation écologique et économique

Helioclim développe deux produits principaux, qui en les liant crée un troisième :

- Les capteurs à concentration : Utilisés seuls, ils servent à créer de la chaleur solaire à haute température en captant l’énergie solaire (c’est d’ailleurs ce principe qui est utilisé sur le réseau de chaleur de la base militaire de Saint-Christol, qui fait partie d’un des derniers projets mis en place par la société)

- La machine à absorption : pompe à chaleur thermique à très haut rendement qui permet de produire du froid et de la chaleur dont le fonctionnement se décompose en quatre parties, le condenseur, l'évaporateur, le désorbeur et l’absorbeur. La source d’énergie pour faire fonctionner cette machine peut être du gaz mais également de l’eau chaude à haute température fournie par des capteurs solaires à concentration.

Selon Yann Vitupier co-fondateur de la société “ il y a un fort intérêt à ce que le marché se développe et à utiliser des réseaux de chaleurs solaires thermiques et à concentration”

Ce modèle de réseaux de chaleur dispose d’un intérêt économique et écologique. Il est vrai, que si ces réseaux de chaleur sont alimentés par les énergies renouvelables, tel que le solaire à concentration et que leur énergie peut être redistribuée, c’est un bénéfice énorme pour l’environnement.

Pour information, un réseau de chaleur est une installation distribuant à plusieurs utilisateurs de la chaleur produite par une ou plusieurs chaufferies, via un ensemble de canalisations de transport de chaleur.

En ce qui concerne plus en détail ce réseau de chaleur, il ne peut être utilisé comme son nom l’indique que sur de la chaleur. Par exemple, sur la base militaire Saint-Christol, le réseau solaire à concentration chauffe jusqu’à atteindre les 90 à 100 degrés, ce qui comble les besoins de type chauffages et eau chaude sanitaire.

Créer du solaire concentré a un avantage: il est possible de le régler à la température souhaitée, et ce même si le réseau est étendu, car les concentrateurs solaires peuvent chauffer l’eau à très haute température en conservant un excellent rendement. À l’autre bout du réseau, l’eau peut encore être chauffée à 65 degrés (température minimum pour un réseau d’eau chaude sanitaire).

A contrario, si le réseau de chaleur n’atteint pas ces températures, l’eau sera chaude en début de parcours mais plus du tout à la fin de celui-ci.

Une transformation inédite de l’énergie solaire !

Helioclim a développé la plus grande centrale à concentration solaire en France pour un réseau de chaleur. Elle se situe sur la base militaire de Saint-Christol (84) et dispose d’un système de production de chaleur composé de 750 m² de miroirs, disposant d’une surface en verre, pesant 60 kg chacun et mesurant 3 x 1m50. L’utilisation des miroirs en verre est importante: pas de perte de performances, pas de ternissement de la surface réfléchissante et cela sur une durée de 20 ans. Les rayons solaires sont focalisés par les miroirs sur un tube appelé « absorbeur à tube sous vide » : l’eau contenu dans ce tube est ainsi chauffée à la température voulue, et isolée de l’environnement extérieur grâce au vide.

Le réseau fait près de 6 km de long et est alimenté par 160 capteurs. Les capteurs solaires à concentration doivent permettre trois choses en même temps: être légers, performants et permettre une production de chaleur à bas coût. Cette centrale génère 560 MWh/an d’énergie, ce qui permet une baisse de 71% des coûts d’exploitation des installations énergétiques.

Pour une installation demandant également de la climatisation, une machine est nécessaire pour produire le froid : la machine à absorption va utiliser comme source d’énergie la chaleur provenant du champ de capteur à concentration ; elle va ainsi produire simultanément du froid et de la chaleur (avec un facteur d’amplification de 1,7) pour répondre à tous les besoins thermiques du bâtiment entre -30°C et +65°C.

Peut-on faire des économies d'énergie en utilisant ces méthodes ?

C’est en effet, ce à quoi veut répondre Helioclim. Tout dépend du besoin du bâtiment et donc du produit utilisé: pour un besoin uniquement de chauffage et eau chaude sanitaire on peut utiliser  un champ de capteur à concentration mais également une machine à absorption seule, qui dans ce cas sert de chaudière à très haut rendement (170% contre un rendement de 110% pour une chaudière classique à condensation). Le retour sur investissement dépend du produit et de son implantation, mais il se fait entre 3 et 12 ans.

La société produit les éléments de toutes ses installations en France, elle en assure la fabrication intégrale dans ses ateliers de Mandelieu-la-Napoule. Les innovations sont reconnues par un brevet, détenu par Helioclim. L’expansion à l’international a commencé par deux installations en Afrique et fait partie des projets à suivre en 2018. Helioclim s’adresse à tous secteurs, tertiaire, public, scolaire, industriel et veut conquérir un marché domestique et international. La société n’en est qu’à ses débuts, avec des premières ventes effectuées en 2017.

L’un des derniers projets est l’installation d’un démonstrateur du nom de SCRIB (dispositif Solaire de Climatisation Réversible Intégré au Bâtiment) cofinancé par l’ADEME qui équipera le supermarché Leclercs de Saint-Raphaël (83). Cette installation permettra d’alimenter en chaleur et en froid le centre commercial grâce à l’énergie du soleil. Un champ de 130 capteurs sera installé sur la toiture du centre commercial pour alimenter une machine de 250 kW froid. C’est la plus grande puissance froid solaire installée en France.

Selon Yann Vitupier “ les réseau de chaleur alimentés au solaire concentré et les systèmes de climatisations solaires sont des produit phare pour l’avenir”.