Comme son nom l’indique, le chauffe eau solaire est une installation qui sert à produire de l’eau chaude sanitaire en utilisant l’énergie du soleil. En France en 2025, on parle le plus souvent de chauffe eau solaire individuel, ou CESI. Cet équipement permet de couvrir une grande partie des besoins d’un foyer en eau chaude tout en réduisant fortement la consommation d’électricité ou de gaz. Sur une année complète, une installation correctement dimensionnée permet en moyenne de diminuer d’environ la moitié la facture liée à l’eau chaude, parfois davantage dans les régions bien ensoleillées et lorsque les usages sont réguliers.
Comprendre le fonctionnement du système reste utile avant d’acheter un chauffe eau solaire ou d’envisager de participer soi même à sa conception. Cela permet de mieux discuter avec les professionnels, d’éviter les erreurs grossières et de vérifier que l’installation projetée est cohérente avec la maison, le toit et les habitudes du foyer.
Contrairement aux panneaux photovoltaïques qui produisent de l’électricité, les capteurs solaires utilisés pour un chauffe eau solaire sont des capteurs thermiques. Ils transforment directement le rayonnement solaire en chaleur. La plupart du temps, ces capteurs sont installés sur la toiture afin de profiter d’un ensoleillement maximal. Ils sont montés dans un caisson rigide, isolé et recouvert d’un vitrage qui crée un effet de serre. Sous ce vitrage, une plaque absorbante métallique noire associée à un réseau de tubes en cuivre capte la chaleur et la transmet à un fluide caloporteur.
Ce fluide caloporteur est un mélange d’eau et d’antigel spécialement conçu pour bien transporter la chaleur et résister au gel hivernal. Il circule dans un circuit fermé entre les capteurs et un ballon de stockage. Lorsque le soleil brille, la température du fluide augmente dans les tubes situés sous le vitrage, puis il chemine jusqu’au ballon solaire où il cède sa chaleur à l’eau sanitaire par l’intermédiaire d’un échangeur thermique en forme de serpentin. Une fois refroidi, le fluide repart vers les capteurs et recommence son cycle dès qu’un nouveau rayonnement est disponible.
La circulation du liquide caloporteur entre les capteurs et le ballon peut se faire de plusieurs manières. Dans certains systèmes, la circulation est naturelle. La différence de densité entre le fluide chaud qui s’élève et le fluide froid qui redescend crée une boucle de circulation sans pompe. On parle alors de thermocirculation ou de thermosiphon. Cette solution est simple et robuste, mais elle impose que le ballon soit situé plus haut que les capteurs, souvent juste au dessus d’eux.
Dans la plupart des installations modernes, la circulation est forcée. Une petite pompe électrique, appelée circulateur, met en mouvement le fluide caloporteur. Une régulation électronique mesure la température dans les capteurs et dans le ballon et déclenche la pompe lorsque les capteurs sont suffisamment plus chauds que l’eau sanitaire. Ce principe offre davantage de souplesse d’implantation, car le ballon peut être placé dans un local technique, en sous sol ou dans une pièce intérieure, même en dessous du niveau des capteurs.
Le ballon solaire est la cuve dans laquelle l’eau sanitaire est stockée. À chaque fois que de l’eau chaude est prélevée au robinet, une quantité équivalente d’eau froide entre dans le ballon et sera réchauffée au passage suivant du fluide caloporteur dans le serpentin échangeur. Cela permet de disposer d’une réserve d’eau chaude prête à l’emploi aux heures de forte demande, le matin ou le soir.
En France, l’ensoleillement ne permet pas de couvrir cent pour cent des besoins en toute saison. Un dispositif d’appoint est donc indispensable. Lorsque le soleil ne suffit pas, ce système d’appoint complète la production solaire et garantit la température souhaitée. L’appoint peut être assuré par une résistance électrique intégrée dans le ballon ou par un second échangeur raccordé à une chaudière gaz, fioul, bois ou à une pompe à chaleur. La régulation gère automatiquement la mise en route et l’arrêt de cet appoint en fonction de la température de l’eau dans le ballon et des apports solaires disponibles.
Il est toujours possible en 2025 d’envisager la construction partielle d’un chauffe eau solaire en autoconstruction, en achetant soi même les composants comme les tubes en cuivre, la plaque absorbante, l’isolant, le vitrage et en réalisant un coffrage adapté. L’idée consiste à fabriquer un caisson isolé, souvent avec de la laine de roche ou un autre isolant performant, à fixer un serpentin de cuivre sur une plaque métallique noire et à protéger l’ensemble par un vitrage résistant. Les panneaux ainsi constitués sont ensuite orientés au sud ou au plus près du sud afin de recevoir le maximum d’ensoleillement tout au long de l’année. Si la toiture ne le permet pas, une pose sur un châssis en façade ou au sol dans le jardin peut être envisagée, à condition d’éviter l’ombre et de respecter la sécurité hydraulique et mécanique du montage.
En pratique, l’autoconstruction complète d’un chauffe eau solaire suppose des compétences réelles en hydraulique, en brasage du cuivre, en isolation thermique et en étanchéité. Elle demande aussi de bien connaître les règles de sécurité pour limiter les risques de surchauffe, de fuite ou de gel. En France, les aides financières principales comme MaPrimeRénov et les primes énergie sont réservées aux installations réalisées et facturées par des professionnels qualifiés reconnus garants de l’environnement. Une installation entièrement réalisée en autoconstruction ne bénéficie donc pas de ces subventions et n’offre pas les mêmes garanties décennales qu’un système posé par une entreprise.
Pour cette raison, de nombreux particuliers choisissent une voie intermédiaire. Certains réalisent eux mêmes des travaux préparatoires simples, comme la pose de supports ou de conduites dans des gaines, tout en confiant la partie hydraulique, la régulation, le raccordement au ballon et la mise en service à un professionnel. Cette approche permet de conserver une part de bricolage tout en obtenant une installation conforme, assurée et éligible aux dispositifs d’aide en vigueur.
Avant de se lancer dans l’achat ou la construction d’un chauffe eau solaire, il est utile de faire le point sur plusieurs éléments. L’orientation et la pente du toit, l’absence ou non d’ombres portées, la place disponible pour le ballon, la présence d’une chaudière ou d’un chauffe eau existant et les habitudes de consommation du foyer influencent directement le dimensionnement du système. En 2025, il est possible de prendre rendez vous gratuitement avec un conseiller France Rénov pour vérifier la faisabilité, connaître les aides publiques mobilisables et comparer différents scénarios de production d’eau chaude.
Une fois ces points clarifiés, le chauffe eau solaire devient un investissement cohérent à la fois sur le plan économique et sur le plan environnemental. Le principe de fonctionnement reste simple, les technologies sont maîtrisées et les équipements ont prouvé leur fiabilité à long terme. Que l’on privilégie le confort, la réduction de la facture ou la démarche écologique, comprendre ce fonctionnement permet de faire des choix éclairés et d’exploiter au mieux l’énergie solaire disponible sur son toit ou dans son jardin.