Brevet FR2383408A1 — publié le 19781006

On sait qu'on peut utiliser l'énergie solaire en faisant circuler de 11 eau sous faible épaisseur dans une enceinte exposée au rayonnement solaire. Les capteurs d'énergie solaire réalisés actuellement sont de construction compliquée et relativement onéreux. La présente invention a pour objet un capteur d'énergie solaire dont la fabrication, la pose et la réparation sont treks économiques et qui peut constituer par lui-même la couverture étanche d'une charpente par pose sur des voliges jointives. Le capteur selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une couche d'isolation thermique, une gaine de circulation d'eau, et une couche extérieure transparente, provoquant effet de serre, et en ce que la gaine de circulation d'eau est formée par juxtaposition de bandes disposées suivant la ligne de plus grande pente de la charpente et elles-memes constituées par superposition d'une feuille en matiere plastique métallisée et d'une feuille en matière plastique noire soudées entre elles suivant des lignes longitudinales délimitant des canaux de circulation d'eau. I1 suffit de disposer sur les voliges de la charpente successivement la couche d'isolation thermique, la gaine de circulation d'eau et la couche extérieure transparente, puis de relier les canaux à un conduit d'arrivée d'eau fluide et à un conduit de départ d'eau réchauffée. Le prix de revient de la couverture ainsi réalisée est analo- gue à celui d'une couverture traditionnelle, de telle sorte que le prix de revient du capteur en tant que tel est treks faible et n'est constitué que par le montant de l'amortissement du renouvel a lement de la couverture après usure, dans la mesure où ce renouvellement est plus fréquent que celui d'une couverture traditionnelle. Dans un mode de realisation avantageux de l'invention, les feuilles de chacune des bandes constituant la gaine de circulation d'eau sont soudées sur machines automatiques à plateau soudant sur leurs bords longitudinaux ainsi que suivant un dessin répétitif comportant successivement, dans la direction longitudinale, deux soudures longitudinales délimitant un espace tubulaire et dont les extrémités sont reliées aux bords soudés par deux lignes de soudure transversales, une zone sans soudure, des lignes de soudure lonZ gitudinales délimitant les canaux de circulation d'eau, et une zone sans soudure s'étendant Jusqu'à la ligne de soudure transversale amont du dessin suivant. Ce mode de réalisation facilite 1' alimentation en eau des canaux de circulation ainsi que l'évacuation de cette eau. Cette alimentation et cette évacuation peuvent alors en effet etre assurées par des gaines disposées horizontalement sur l'ar8te supérieure du toit et à la partie inférieure de chacun des versants de ce toit; ces gaines ayant une constitution analogue à celle du capteur et étant soudées sur leurs bords longitudinaux ainsi que suivant des lignes transversales qui définissent des espaces tubulaires écartés les uns des autres d'une distance égale à la largeur des bandes de la gaine du capteur, ces espaces tubulaires étant reliés aux espaces tubulaires de ces bandes. On a décrit ci-aprèse à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation du capteur selon l'invention avec référence aux dessins annexés dans lesquels La Fig. 1 est une vue en élévation d'une portion d'une des bandes formant la gaine de circulation d'eau du capteur; La Fig. 2 est une vue en coupe longitudinale d'une portion du toit; La Fig. 3 est une vue en plan d'une gaine d'arete; La Fig. 4 en est une coupe suivant IV-N de la Figure 3; La Fig. 5 est une vue en perspective montrant la liaison des tubes de raccordement des gaines; La Fig. 6 est une vue en perspective d'un toet recouvert du capteur selon l'invention. Tel qu'il est représenté au dessin, le capteur d'énergie solaire comprend une couche d'isolation thermique 1, une gaine de circulation d'eau qui est désignée au dessin d'une façon générale par la référence 2, une couche de mousse plastique légère 3 à cellules largement ouvertes, et une couche extérieure transparente 4, l'ensemble étant fixé par des pointes à têtes larges 5, 6 et 7 sur les voliges 8 d'une toiture La couche 1 est formée par des bandes juxtaposées, disposées suivant la ligne de plus grande pente de la totture, en une matière plastique à cellules fermées, par exemple en mousse de po lyéthylène à deux peaux; cette couche 1 est de préférence de couleur blanche et a une épaisseur qui -est, de préférence, de deux à cinq millimètres.La couche 3 de mousse plastique légère peut être en polyéther à cellules éclatées de couleur noire La couche extérieure 4 est constituée par une feuille très mince en matière plastique, de préférence en une matière plastique fluorée telle que le polyfluoroéthèlène. L'ensemble des couches 3 et 4 provoque un effet de serre. La gaine de circulation d'eau 2 se présente sous la forme d'une bande de largeur sensiblement égale à celle de la bande dont est formée la couche 1. Cette gaine comprend une feuille en ma- tière plastique noire 9, par exemple en poly8thylène traité U.V. qui est soudée sur un complexe matière plastique-métal 10; ce complexe peut, par exemple, être en polyester aluminisé, sa face intérieure étant recouverte d'une couche mince 11 de la matière plastique dont est constituée la feuille 9 ou d'une matière soudable à cette feuille. Les feuilles 9, 10 et Il sont soudées suivant des lignes longitudinales 12, à proximité de leurs bords, ainsi que suivant un dessin répétitif, ces soudures étant formées en continu sur presses thermiques. Ce dessin comporte deux soudures longitudinales 13 disposées de part et d'autre de l'axe médian de la gaine, à une faible distance de cet axe et délimitant un espace 14; les extrémités de ces lignes sont reliées aux lignes de soudure 12 par des lignes de soudures transversales 15 et 16. Après une zone 17 ne comportant pas de lignes de soudure les feuilles 9, 10 et 11 sont soudées suivant des lignes longitudinales 18 séparées les unes des autres d'une faible distance, par exemple de l'ordre de 10 mm, et délimitant des canaux 19. Ces lignes 18 sont suivies d'une zone 20 ne comportant pas de lignes de soudure et aboutissent à la ligne de soudure transversale 15 du dessin suivant une ligne dloù part un nouvel espace tubulaire 14. Pour mettre en place le capteur selon l'invention, on forme d'abord la couche 1 en disposant, sur les voliges 8, les bandes de polyéthylène suivant la ligne de plus grande pente du toit. On commence par une bande de largeur moitié et on fixe les bandes à l'aide des pointes 5, bord à bord, afin d'éviter la surépaisseur. Puis, on place la gaine 2 en disposant les bandes dont elle est formée à cheval sur les bandes de la couche 1 et en s'arrangeant pour que la partie supérieure de chaque bande se trouve à environ dix centimètres de l'arête du toit et comporte un espace annulaire 14, c'est-à-dire en découpant la bande en aval de la ligne de soudure 15, suivant X - X (Fig. 1); les bandes successives sont dis- posées de façon que leurs bords longitudinaux se recouvrent, et sont fixées sur les voliges 8 à l'aide des pointes 6. On dispose une gaine 21 au voisinage et juste en dessous de l'arme supérieure du toit. Cette gaine a la meme constitution que la gaine 2, c'est-à-dire qu'elle est formée des feuilles 9, 10 et 11, mais ces feuilles sont soudées entre elles suivant des lignes transversales 23 qui définissent des espaces tubulaires 24 de largeur légèrement inférieure à celle des espaces 14 et écartés les uns des autres d'une distance égale à la largeur des bandes formant la couche 2, et des lignes longitudinales 25 reliant les ex trématés des lignes 23 (Fig. 3). On relie les espaces tubulaires 14 aux espaces tubulaires 24. Pour ce faire, on découpe l'extrémité supérieure de chacune des bandes de la gaine 2, à l'extérieur des lignes de soudure 13, à proximité immédiate de ces lignes, comme indiqué en 22 (Fig. 1) de façon à dégager l'espace tubulaire 14; on découpe de la même manière la gaine 21 à l'extérieur des lignes de soudure 23, comme indiqué en 26 (Fig. 3) de façon à dégager les espaces tubulaires 24 on engage un tube semi-rigide 27 à l'intérieur de chacun des espaces tubulaires 24, on engage l'ensemble dans un espace tubulaire 14 et on assemble le tout à l'aide d'un collier 28 (Fig. 5). De manière analogue, on dispose à la partie inférieure de chacun des versants du toit une gaine 21' analogue à la gaine 21 et ne s'en différenciant que par le fait que les espaces tubulaires 24' ont un diamètre légèrement supérieur à celui des espaces 14 et on relie entre eux les tubes 24t aux tubes 14 en introduisant ces derniers dans le tube 24' après avoir mis en place un tube semirigide 27. On serre le tout dans un collier 28. On relie la gaine 21 à un conduit d'eau froide et la gaine 21' à un conduit de départ d'eau réchauffée Enfin, on pose sur la gaine 2 la couche de mousse légère à oncellules éclatées 3 puis la couche transparente 4 et/la fixe à l'aide des clous 7 en plantant ces clous de façon qu'ils traversent les bords longitudinaux des bandes dont est formée la gaine 2. L'étanchéité aux jonctions est assurée par des tuiles ou des ardoises 29, par exemple en matière plastique découpée ou mou lée, qui sont clouées dans leur partie supérieure et dont la partie inférieure recouvre la partie supérieure clouée de l'ardoise située immédiatement en dessous. Le faite de la toiture est recouvert d'une faitière traditionnelle, en tuile ou en matière plastique 300 Si la hauteur du toit ne correspond pas à un multiple entier de la distance entre deux dessins-répétitifs de la gaine 2, on complète le toit à l'aide de tuiles ou d'ardoises analogues aux tuiles ou ardoises 29. En fonctionnement à régulation automatique, on introduit de l'eau dans la gaine supérieure 21; celle-ci passe dans les différentes bandes de la gaine 2 en traversant ses espaces tubulaires 13 et les canaux 19 et est évacuée, après s'etre réchauffée, dans le conduit collecteur relié à la gaine 21', Dans la pratique, on ne fait circuler cette eau que lorsque la température, au niveau de l'ensoleillement, est supérieure à celle de l'eau introduite dans la gaine 21 et qui provient en général d'une réserve. La régulation automatique supprime aussi l'introduction de l'eau provenant de la réserve lorsque la température de cette eau est supérieure à la température désirée, Si une partie de la gaine 2 se dégrade, il est très facile de la remplacer en déconnectant la bande dégradée sur toute sa lon gueur, après avoir retiré les feuilles 3 et 4 et en leur superposant une nouvelle gaine de circulation découpée à la longueur de la plus grande pente du toit et en reconnectant à cette nouvelle bande le tube d'arrivée d'eau froide 24 et le tube de départ d'eau réchauffée 24'. Une nouvelle mousse 3 et une nouvelle feuille 4 sont ensuite mises en place. Les memes appareillages peuvent être utilisés ailleurs que sur des toitures, c'est-à-dire au sol ou sur des montages adaptés0 Le dispositif peut etre amélioré pour etre efficace même par temps peu ensoleillé en multipliant par deux, trois, quatre ou plus le nombre de couches de mousse plastique légère 3 à cellules éclatées et le nombre de couches extérieures transparentes 4. Ces couches superposées et alternées multiplient l'effet de serre. Il va de soi que la présente invention ne doit pas être considérée comme limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS lo - Capteur d'énergie solaire, caractérisé en ce qu'il comprend une couche d' isolation thermique, une gaine de circulation d'eau, et une couche de mousse plastique très légère destinée à écarter de la gaine une dernière couche extérieure transparente provoquant un effet de serre, et en ce que la gaine de circulation d'eau est formée par juxtaposition de bandes disposées suivant la ligne de plus grande pente de la charpente et elles-memes constituées par superposition d'une feuille en matière plastique métallisée et d'une feuille en matière plastique noire soudéees entre elles suivant des lignes longitudinales délimitant des canaux de circulation d'eau. 2. - Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche d'isolation thermique est formée par juxtaposition de bandes de même largeur que celle des bandes constituant la gaine de circulation d'eau. 3. - Capteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les feuilles de chacune des bandes constituant la gaine de circulation d'eau sont soudées sur leurs bords longitudinaux, ainsi que suivant un dessin répétitif comportant successivement, dans la direction longitudinale, deux soudures longitudinales délimitant un espace tubulaire et dont les extrémités sont reliées aux bords soudés par deux lignes de soudure transversales, une zone sans soudure, des lignes de soudure longitudinales délimitant les canaux de circulation d'eau, et une zone sans soudure s'étendant jusqu'à la ligne de soudure transversale amont du dessin suivant. 4. - Capteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les soudures longitudinales délimitant l'espace tubulaire sont placées symétriquement par rapport à l'axe longitudinal médian de la bande. 5. - Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs couches transparentes extérieures séparées les unes des autres par des couches de mousse plastique très légère à cellules largement ouvertes multipliant ainsi l'effet de serre. 6. - Capteur selon l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce qu8il est associé à des gaines d'arrivée d'eau froide et de départ d'eau réchauffée qui sont disposées horizontalement au voisinage de l'arête supérieure du toit et à la partie inférieure de chacun des versants de ce toit, et ont une constitution analogue à celle du capteur, ces gaines étant soudées sur leurs bords longitudinaux ainsi que suivant des lignes transversables qui définissent des espaces tubulaires écartés les uns des autres d'une distance égale à la largeur des bandes de la gaine du capteur, ces espaces tubulaires étant reliés aux espaces tubulaires de ces bandes, par serrage à l'aide d'un collier autour d'un petit élément de tube plastique semi-rigide. 7e - Capteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les espaces tubulaires des gaines d'arrivée d'eau froide et de départ d'eau chaude sont reliés aux espaces tubulaires des bandes de la gaine du capteur par serrage à l'aide d'un collier autour d'un élément de tube semi-rigide en matière plastique.