Construction d’une douche solaire

L’un des ateliers de l’AlterVillage portait sur la construction d’une douche solaire fonctionnant au moyen d’un thermosiphon.
Cet atelier s’est déroulé en plusieurs sessions.
Au terme de l’AlterVillage, nous avons laissé une cabine dans laquelle les prochaines personnes en résidence au Centre d’Ailleurs pourront, moyennant quelques derniers aménagements, prendre leur douche...

Quelques éléments de construction de la douche solaire de l’AlterVillage

1. Principe de fonctionnement : le thermosiphon

Un capteur relié à un réservoir qui fonctionne sans électricité. Le captage et le stockage sont différenciés pour pouvoir être optimisés. La circulation se fait naturellement par variation de densité de l’eau avec la température.

Choisir le site pour que le capteur soit orienté au sud et éviter les masques (arbres, constructions..)

Listes des éléments nécessaires à la fabrication (la plupart des matériaux a ici été issue de la récupération) :
– bois pour la structure de la douche ;
– de quoi fermer les murs : ici, des portes vitrées ;
– un bidon — deux bidons si l’on veut mitiger l’eau. Nous avions deux bidons de 300l : c’est beaucoup, il faut construire une structure porteuse solide pour supporter le poids du bidon plein d’eau ;
– des tuyaux d’arrosage, le plus possible, des plus grands diamètres possibles ;
– du verre pour l’effet de serre : ici, une porte en verre récupérée ;
– peinture, vis, clous, raccords pvc (raccords plastique pour système d’arrosage), perçeuse, visseuse, scie électrique, niveau ;
– de l’isolant pour le bidon et pour les tuyaux (hors capteur) ;
– du ciment pour les fondations de la douche.

2. Construction du réservoir

– Forer 7 trous dans le bidon : 3 dans le bas (alimentation en eau froide du capteur), 3 dans le milieu de la hauteur, et un au-dessus pour l’alimentation de la douche.
– Installer les raccords PVC.

3. Construction de la cabine de douche

Construire deux structures (une pour le dessus, l’autre pour le dessous) en pannes et chevrons : cadre carré (ou comme ici en forme de maison) en pannes consolidées par des chevrons.

4. Construction du capteur

– Fixer des liteaux sur les trois côtés de la porte en bois pour supporter la porte vitrée.
– Couper en trois morceaux les 25 m de tuyau et les installer dans le capteur : attention, contrairement aux photos, les tuyaux d’arrivée d’eau au capteur ne doivent pas être dans le capteur mais derrière celui-ci pour que l’eau qui arrive en bas du capteur soit encore froide et entraîne la circulation d’eau par différence de température (cf photo ci-contre).
– Peinture noire ou sombre en fine couche pour résister aux hautes températures. Le noir sur le tuyau sert à capter l’énergie du rayonnement tout en limitant la réflexion. Le noir du fond du capteur sert à chauffer l’air puis par convection à réchauffer le tuyau.
– Assurer l’étanchéité du capteur pour éviter les fuites thermiques.
– Éviter au maximum les pertes de charges sur les tuyaux qui diminuent très fortement les débits et la vitesse de réchauffement de l’eau. Les pertes de charges se produisent notamment avec les grandes longueurs de tuyaux, les tuyaux trop étroits, les variations de diamètre, les virages trop secs, les contre-pentes ou les circulations horizontales. En fonction de notre matériel et de la configuration du lieu, on ne peut pas toujours éviter toutes les pertes de charges. Il faudra donc compenser en augmentant la hauteur H entre le bidon et le capteur.

5. Installation de la cabine

– fixation des poutres de structure : trous dans le sol, semelle de ciment
– fixation de la structure basse sur les poutres verticales (vis longues)
– fixation de la structure haute sur les poutres verticales (vis longues)
– installation du bidon sur structure du dessus

6. Installation du capteur contre la structure de la cabine :

– La distance entre l’axe du capteur et l’axe du ballon est appelée H. Elle est très importante car elle va permettre la circulation de l’eau dans les capteurs. On conseille généralement de placer le capteur le plus bas possible par rapport au bidon. Mais une distance trop longue peut entraîner des pertes de charges et des pertes thermiques importantes. L’énergie est alors redonnée à l’extérieur du système. L’optimum se situe souvent entre 1,5m et 5m en fonction des pertes de charges (diamètre, coudes, pentes, longueur réelle du tuyau), de l’isolation des tuyaux et de la reactivité recherchée du capteur (temps de soleil nécessaire pour commencer à chauffer l’eau).
– Inclinaison du capteur : entre 30° et 45° (par rapport à l’horizontale)

Relier les tuyaux du capteur au bidon, installer le tuyau : l’isolation des tuyaux de sortie d’eau chaude entre le capteur et le bidon sera toujours un gain.

Voici la répartition de l’isolation que nous conseillons :
– bidon : 5 à 10 cm ;
– capteur : 0 à 5 cm (0 cm dans le cas de tuyaux plastiques) ;
– tuyaux en extérieur : 2 à 4 cm.

7. Attendre quelques heures et prendre sa première douche !

Tous nos remerciements à l’association « Ardheîa » installée en Creuse pour ses conseils de construction : http://ardheia.free.fr/ardheia/index...