Brevet FR2367994A1 — publié le 19780512

L'invention concerne une installation de captage d'énergie solaire ainsi que des bâtiments munis d'une telle installation. Jusqu'ici on a proposé des capteurs d'énergie solaire formant des éléments autonomes avec une enceinte isolée, des absorbeurs de chaleur disposés à l'intérieur de l'enceinte et une paroi en verre orientée vers le soleil. On a trouvé suivant la présente invention qu'il était possible de combiner les capteurs d'énergie solaire avec le bâtiment sur lequel ils sont installés afin de réduire le cotit de l'installation et donner, en outre, à celle-ci une grande souplesse de conception, ainsi que d'autres avantages qui ressortiront de la description qui suit. Pour cela, l'invention prévoit une installation de captage d'énergie solaire comprenant des absorbeurs de chaleur disposés entre une face avant transparente et une face arrière thermiquement isolante,et disposée contre un bâtiment, caractérisée en ce que cette face arrière thermiquement isolante est constituée par un revêtement extérieur du bâtiment assurant en même temps l'isolation thermique de celui-ci. L'installation de captage de l'énergie solaire peut être prévue sur une portion de façade et/ou sur un pignon de bâtiment. Ainsi, une seule isolation thermique joue le r8le d'isolant à la fois pour le bâtiment et pour l'installation de captage d'énergie solaire. L'isolation du bâtiment par l'extérieur présente,en outre, l'avantage de supprimer les ponts thermiques, de protéger la maçonnerie contre les variations de température importantes et de donner au bâtiment une grande inertie thermique du fait de la masse de la maçonnerie. Suivant une autre caractéristique de l'invention, une ossature métallique est disposée en avant du bâtiment pour supporter d'une part les absorbeurs de chaleur et d'autre part les faces transparentes. Les dimensions des éléments (glaces) constituant une face transparente ne sont pas liées aux dimensions des absorbeurs de chaleur et elles peuvent être choisies librement en fonction du coft, des impératifs de fabrication, de 1' aspect, des conditions de transport, etc... Une standardisation des glaces est possible et permet une économie appréciable. Les dimensions et les couleurs peuvent être choisies également en vue de la meilleure esthétique du bâtiment. De préférence,-le bâtiment qui présente sur une facade orientée vers le soleil un mur formant une juxtaposition horizontale de plusieurs pans verticaux s'étendant sur toute la hauteur du bâtiment, comporte, sur au moins l'un de ces pans verticaux, une installation de captage d'énergie solaire utilisant un revêtement thermiquement isolant disposé sur le mur et comprenant deux panneaux installés parallèlement au pan de mur et constitués, successivement en partant du mur, par un panneau d'absorbeurs de chaleur et par un panneau transparent. Le revêtement thermiquement isolant est avantageusement formé par une couche de matériau thermiquement isolant qui est disposée au contact du mur, et sur laquelle est appliquée une couche de mortier armé. Pour mieux répartir l'énergie captée au cours d'une journée, le bâtiment présente avantageusement sur ladite façade orientée vers le soleil plusieurs pans de mur munis d'une installation de captage d'énergie solaire, qui sont dans leur majorité orientés dans des directions situées de part et d'autre de la direction sud. De préférence, le bâtiment ne présente pas de saillie extérieure par rapport au plan réunissant deux pans de mur successifs munis d'une installation de captage d'énergie solaire, de manière à éviter de porter ombre sur ces installations. En se référant aux figures schématiques ci-jointes on va décrire des exemples de réalisation de l'invention données à titre non limitatif. La Fig 1 représente la coupe générale d'une installation de captage d'énergie solaire selon l'invention. La Fig 2 représente la coupe horizontale d'une réalisation particulière de capteur d'énergie solaire et la Fig 3 une coupe verticale prise selon la ligne 3-3 de la Fig 2. La Fig 4 est une vue en perspective d'un bâtiment muni d'installations de captage d'énergie solaire. La Fig 5 est une vue en plan de ce bâtiment coupé dans les étages in férieurs. La Fig 6 est une vue en plan de ce bâtiment coupé dans les étages su perieurs. La Fig 7 est une vue en plan de ce bâtiment coupé dans la partie supérieure réservée par exemple à des locaux de service. Sur la Fig 1, on voit la disposition générale de l'installation: un mur 1 de bâtiment est revétu extérieurement d'une couche thermiquement isolante 2, formée par exemple de blocs de polystyrène expansé et pouvant être fixée par collage; cette couche 2, qui a une épaisseur de l'ordre de 6 ou 7 cm par exemple, est protégée par une couche 3 de mortier,armé par un grillage,d'une épaisseur de 2 cm par exemple, qui joue le rôle de coupe-feu. En avant du mur isolé, est disposé un absorbeur de chaleur 4 constitué par un panneau formé d'éléments comprenant un ensemble de tubes et peints dans une couleur sombre; cet absorbeur de chaleur permet la circulation d'un fluide colporteur destiné au chauffage collectif du bâtiment et/ou à la production d'eau chaude pour les aménagements sanitaires. Un élément de panneau absorbeur de chaleur est par exemple obtenu par réunion de deux plaques embouties appliquées l'une contre l'autre et ménageant entre elles un faisceau de tubes. En avant de ce panneau absorbeur de chaleur, un panneau avant transparent 5 est constitué par des élé ment s en vitrage insolateur qui peuvent être des glaces de sécurité ou, suivant le climat, des vitrages thermiquement isolants; les éléments du panneau transparent sont placés bout à bout avec des joints d'étanchéité pour éviter les déperditions de chaleur; on forme ainsi un mur-rideau en verre à l'avant du bâtiment. Sur les Fig 2 et 3 on voit comment le panneau absorbeur de chaleur 4 et le panneau transparent 5 peuvent être maintenus en place. On a pour cela constitué une ossature métallique support, formée de montants tubulaires 6 et de traverses tubulaires 7. Cette ossature métallique est fixée au mur 7 par des pattes de fixation 8 visibles sur la Fig 2. Les éléments constituant le panneau absorbeur de chaleur 4 sont fixés.aux montants 6 et traverses 7, par exemple au moyen de cornières 9 visibles sur la Fig 2. Les éléments de vitrage formant le panneau transparent 5 sont maintenus par des plaques de fixation 10 contre des profilés Il portés par l'ossa- ture métallique, avec interposition de cales 12 et de couches de mastic 13. Les éléments de vitrage sont séparés l'un du suivant dans le sens vertical par des traverses tubulaires 14 fixées à l'ossature métallique; des cales 15 sont interposées entre le verre et les traverses i4. Ainsi, le maintien du panneau transparent 5 est indépendant du maintien du panneau absorbeur 4, et on dispose d'une grande liberté dans le choix des dimensions respectives des éléments constituant ces panneaux. De plus, le démontage des éléments du panneau transparent est aisé, ce qui permet d'effectuer des nettoyages et d'accéder au panneau absorbeur de chaleur pour l'entretien et les remplacements éventuels. La Fig 4 montre l'ensemble d'un immeuble et spécialement la façade principale orientée au soleil. Le mur de cette façade forme une succession horizontale de pans verticaux 16, 17,18, 19, 20 et 21 s'étendant sur toute la hauteur du bâtiment et munis d'installations de captage d'énergie solaire telles que celle qui vient d'être décrite. Ces installations ont été étendues à toute la hauteur des pans, mais elles pourraient aussi n' en concerner qu'une portion. Sur les Fig 5 et 6 on voit mieux l'orientation de ces divers pans de mur. On a supposé que la façade était, prise dans son ensemble, orientée vers le sud. On voit, ainsi, qùe les pans 16 et 19 ont une orientation sud-sud-ouest, les pans 18 et 21 une orientation sud-sud-est, tandis que, seuls, les pans 17 et 20 ont une orientation sud. De cette manière, les capteurs d'énergie solaire sont installés pour collecter relativement plus d'énergie solaire le matin et l'après-midi qu'à midi, ce qui tient compte de la différence dans l'apport calorifique du soleil à ces divers moments de la journée. Sur la Fig 5 on a représenté l'ensoleillement de l'après-midi et sur la Fig 6 l'ensoleillement du matin.Sur la Fig 6, les pans 16 et 21 ont une largeur réduite, du fait du décrochement que présente le bâtiment dans les étages supérieurs. On constate que les ouvertures du bâtiment sur la façade considérée, constituées par des colonnes de fenêtres 22, 23, 24, 25 et des colonnes de balcons 26, 27 ne portent pas ombre sur les pans munis de capteurs d' énergie solaire, du fait que ces ouvertures sont dans les plans joignant deux pans successifs à capteurs (balcons) ou en retrait de ces plans (fe neutres). La Fig 7 montre la terrasse supérieure 28 avec les locaux de service 29 dont la façade orientée au sud est munie également de capteurs d'énergie solaire 30 du genre de celui décrit précédemment; on a figuré en 31 des ballons d'eau chaude alimentés par ces capteurs d'énergie solaire. Bien entendu, ces installations de captage d'énergie solaire assurent un apport important de chaleur pour le chauffage d'un immeuble, mais elles sont normalement complétées par des installations de chauffage classiques au gaz, au mazout ou à l'électricité, qui fournissent l'appoint nécessaire suivant les conditions de température extérieure et les besoins du moment REVENDICATIONS 1 - Installation de captage d'énergie solaire comprenant des absorbeurs de chaleur disposés entre une face avant transparente et une face arrière thermiquement isolante, et disposée contre un bâtiment, caractérisée en ce que cette face arrière thermiquement isolante est constituée par un revêtement extérieur du bâtiment assurant en même temps l'isolation thermique de celui-ci. 2 - Installation selon la revendication 1, caractérisE en ce qu'une ossature métallique disposée en avant du bâtiment supporte d'une part les absorbeurs de chaleur et d'autre part la face avant transparente. 3 - B & iment comportant une installation de captage d'énergie solaire selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 et présentant, sur une façade orientée vers le soleil, un mur qui forme une juxtaposition horizontale de plusieurs pans verticaux, caractérisé en ce qu'il comporte, sur au moins l'un de ces pans verticaux, une installation de captage d'énergie solaire utilisant comme face arrière un revêtement thermiquement isolant disposé sur le mur, et comprenant deux panneaux installés parallèlement au pan de mur et constitués, successivement en partant du mur, par un panneau d'absorbeurs de chaleur et par un panneau transparent. 4 - Bâtiment selon la revendication 3, caractérisé en ce que le revêtement thermiquement isolant est formé par une couche de matériau thermiquement isolant qui est disposée au contact du mur et sur laquelle est appliquée une couche de mortier armé. 5 - Bâtiment selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs pans de mur verticaux munis d'une installation de captage d'énergie solaire, qui sont dans leur majorité orientés dans des directions situées de part et d'autre de la direction sud. 6 - Bâtiment selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il ne comporte pas de saillie par rapport à la portion de plan joignant deux pans de mur successifs munis d'une installation de captage d'énergie solaire.