Brevet FR2429306A1 — publié le 19800118

L'invention concerne un ensemble d'éléments et l'élément d'enveloppe bioclimatique autoportante permettant de moduler son propre effet de serre de préference dans les espaces qu'il délimite en toiture/en pente, ou en façade vertica- le ou inclinée , en fonction des differentes figures de climat. Dans les dispositifs connus de ce genre, une atténuation de l'effet de serre est obtenue par l'ouverture de certains chassis vitrés, par ventilation forcée ou par déploiement de rideaux commandés par cellule photo-électrique et sonde de température. Ces dispositifs sont inefficaces en cas de grandes chaleur De plus, ils nécessitent un grand nombre de commandes et d'accessoires altérant la clarté de la couverture et sans que la surface totale d'ouverture, ne soit considérable par rapport à la surface totale couverte. D'autres dispositifs consistent à escamoter la couverture transparente en été et de ce fait ne permettent pas de s'adapter aux situations météorologiques intermédiaires ni de s'abriter du rayonnement solaire pendant les fortes chaleurs. Le-dispositif suivant l'invention, permet d'éviter ces inconvénients. Dans celui-ci, en effet, il est possible d'ouvrir la totalité de la surface couverte de manière progressive et uniformément repartie, ee mouvement transformant la serre consïderée, en un espace ouvert, raffraichi par des brise-soleil en été, autorisant de ce fait, une importante économie d'énergie climatique. L'ensemble, objet de l'invention, se compose d'éléments autoportants juxtaposés, en trellis metallique, oscillant en équilibre presque indifferent sur leur axe longitudinal passant très prés de leur centre de gravité. Chaque élément comporte sur sa face extérieure, un volet transparent, simple ou mutiple peau, constitué de glaces cintrées ou de feuilles de matière plastique transparente, montées, selon une réalisation de l'invention par l'intermédiaire d'un bac en matière plastique transparente, de manière à éviter les ponts thermiques, au moyen de parcloses et joints comprimes. Selon une autre réalisation de l'invention, notamment appliquée à des climats plus doux, les glaces cintrées ou les feuilles de matière plastique transparentes, sont montées directement sur la face extérieure de l'élément Ce volet transparent peut etre réduit dans certaines réalisations simplifiées, à une pièce unique couvrant toute la longeur de l'élément. L'une des faces de l'élément d'enveloppe, objet de l'invention, et qui constitue le volet pare-soleil, comporte des lames de brise-soleil. Cette face est choisie en fonction de lta latitude du lieu consideré, de l'orientation, et de l'utilisation. Dans certaines applications, notamment les piscines, le volet paresoleil est supprimé de manière à laisser largement pénétrer le rayonnement, notamment ultra-violet, entre les volets transparents qui sont alors maintenus constamment paralleles à ce rayonnement par un quelconque dispositif suiveur. Ces lames de brise-soleil peuvent etre mobiles, c'est à dire que leur inclinaison est indépendante de celle des volets transparents, et dans ce cas elles sont actionnées par un moyén quelconque, ou fixes et donc solidaires des éléments autoportants en suivant leurs mouvements. Dans les deux cas précités, l'angle que forment ces lames de brisesoleil avec la face sur laquelle elles sont montées, est tel qu'elles s'opposent au rayonnement solaire d'été, les volets transparents étant ouverts, mais qu'elles laissent largement pénétrer le rayonnement solaire d'hiver, ces volets étant fermés. Le dispositif conforme à l'invention permet aussi de faire face aux situations météorologiques inhabituelles telles que les fortes chaleurs des demi-saisons ou les pluies d'été, en jouant sur la proportion des surfaces ouvertes et sur celle des surfaces ombragées. Les éléments d'enveloppe, objet de l'invention, peuvent etre disposés horizontalement, pour constituer une toiture plus ou moins inclinée, ou une façade verticale, verticalement, pour constituer une façade, ou obliques, pour former une quelconque surface oblique. Les mouvements synchrones des éléments d'enveloppe autoportants, conformes à l'invention, sont obtenus, selon une réalisation de l'invention, au moyen d'une bielle d'accouplement disposée au moins à l'une de leurs extrémités en s'articulant sur une manivelle réglable, solidaire de l'axe de rotation, et mue par verin hydraulique ou vis sans fin. Selon une autre réalisation de l'invention, cette synchronisation est obtenue au moyen d'au moins une vis sans fin multiple, entrainée par un ou des moteurs électriques synchrones. Dans les deux réalisations précitées, les verins hydrauliques ou les moteurs électriques, sont commandés par une centrale de régulation, intégrant les données de plusieurs sondes: de température, d'hygrométrie, et de rayonnement solaire. Pour des réalisations moins importantes de l'invention, notamment pour la climatisation naturelle d'un jardin d'hiver individuel, les vis sans fin precitées, peuvent etre actionnées directement à la main au moyen par exemple d'un renvoi d'angle et d'une manivelle. La principale caractéristique des éléments d'enveloppe autoportants, objet de l'invention, est le fait nue leurs structures offrent à l'ensemble des chassis vitrés, constituant les volets transparents, la rigidité nécessaires pour leur assurer de rester dans le meme plan, parallèle à l'axe de rotation et par conséquent parallèle aux autres volets' transparents, dans toutes les positions, ou au moins aux génératrices de ceux-ci. Cet avantage, conforme à l'invention, autorise alors, la fermeture étanche à l'air et à l'eau, des volets transparents, par recouvrement et compression d'un joint souple et rectiligne évitant notamment le contact des glaces entre elles Pour ce faire, chaque élément autoportant repose sur des paliers ou des pivots, selon l'utilisation, en son axe longitudinal passant entre le centre de gravité de sa structure porteuse et celui de son ensemble porté, en équilibre presque indifferent et avec un rayon de giration presque constant, de sorte que la dite structure continue d'assumer son roule porteur quelque soit sa position en résistant notamment à la torsion longitudinale L'axe précité est alors materialisé par deux demi-arbres rendus solidaires de la poutre tridimensionnelle par l'intermédiaire d'une pièce métallique assemblée à chaque bout de la structure sur ses noeuds d'extrémité et qui constitue une autre'caractéristique de l'invention. La description suivante qui fera apparaitre d'autres particularités et avantages de l'invention, se réfère aux dessins annexés qui représentent un exemple de réalisation de l'invention, sans aucun caractère limita tif > dans des adaptations variées. La figure 1 représente un élément autoportant en coupe transversale A-A dans son ensemble appliqué a une toiture en pente à 45 vers le sud, fermée en hiver ou en saison froide. La figure 2 représente la meme coupe A-A du meme élément fermé en été ou en saison chaude La figure 3 représente la demi-coupe longitudinale B-B du meme élément fermé. La figure 4 représente l'ensemble en toiture en pente vue en plan en position ouverte. La figure 5 représente la coupe transversale de l'ensemble representé en plan appliqué à une toiture en pente de 170 vers le nord en étui. La figure 6 représente la coupe transversale de l'ensemble appliqué à un versant en pente de 450vers le sud, ouvert en été. Tel qu'il est représenté figures 1,2,3, et à une échelle réduite, fi gurea-4,5,fi, le dispositif comporte des'éléments autoportants 1 en trellis tridimensionnel basculant sur leur axe longitudinal X, matérialisé par les demi-arbres 2 reposant sur des paliers 3 fixés sur des poutres de rive 4. La forme prismatique a section triangulaire de la structure de chaque élément,offre une face superieure a maille orthogonale permettant le montage du volet transparent.Les deux autres faces du prisme ayant une maille triangulaire,la poutre ainsi constitue,est indéformable. L'axe de basculement X,situé entre le centre de gravité-de la structure porteuse et celui de tout l'élément d'enveloppe porté,est materialisé a chaque extremité de celui-ci,par un demi-arbre 2 monté au centre d'une pièce en forme d'y 13 dont les branches sont assemblées aux trois noeuds d'extremité de la poutre. Une bielle d'accouplement 6,mue par desverins hydrauliques 7, figure 4,5,6 imprime a chaque élément,un meme mouvement de rotation par l'intermediaire d'une manivelle reglable 5 fixée sur l'arbre de basculement 2, a chaque extremité de la poutre. En position fermé,les volets transparents 8 se joignent en se recouvrant comme des tuiles et en comprimant le joint d'étancheité 9. Ce joint est rectiligne et ininterrompu sur toute la longueur du volet, et en forme de baiènnette 10 sur les cotés. Les lames de brise-soleil 11 fixées contre le treillis de la face B constituent le volet pare-soleil.Elles sont montées et réglées au moyen des consoles 14 avec une inclinaison correspondant a la hauteur du soleil au solstice d'hiver à la latitude du lieu considérE,de manière a laisser pénètrer le maximum de rayonnement solaire d'hiver.Les matins et les après-midi d'hiver,lorsque le soleil est très bas sur l'horizon,ce rayonnement est alors reflechi vers le sol de la serre considérée,en heurtant les lames de brise-soleil. En position d'ouverture,figure 2, les éléments d'enveloppe basculent. Les volets transparents sont alors disioints,laissant l'air circuler largement.Le rayonnement infra-rouge lointain s'échappe librement vers l'exterieur,annulant l'effet de serre.Le volet pare-soleil, face B,bascule en neme temps de manière a s'opposer a la penetration du soleil d'été Les costieres 12 comportant des feuillures inversées,sont découpées de manière a permettre le basculement du volet transparent a l'intérieur tout en garantissant l'étancheité par recouvrement et compression du joint 10. L'ensemble d'éléments objet de l'invention,peut etre utilisé pour constituer des enveloppes bioclimatiques notamment pour l'habitat, les centres coamerciaux,administratifs,sportifs,ou des serres climatisées, surtout en pays chauds. Sans pare-soleil,il peut constituer des halls de piscines. La figure 7 represente les elements d'enveloppe,conformes a 11 invention, associés deux à deux pour constituer une toiture horizontale. Un élément sur deux, l'élément 1h, comporte deux accessoires linéaires additionnels, par exemple en matière plastique transparente double peau: un chéneau 15, et une pièce de recouvrement 16. Les éléments îg et 1h sont eommandés respectivement par les bielles 6g et 6h dont les mouvements sont légèrement déphasés,les éléments îg s'ouvrant avant les éléments 1h qui se -referment avant les éléments îg. Le cheneau 15 est assemblé par exemple au bac du volet transparent. En position de fermeture, il vient recouvrir les costières 12h,qui sont specialement découpées pour le recevoir. La figure 8 représente un élément d'enveloppe 1 conforme à l'invention, comportant des lames de brise-soleil pivotantes llp, montées par exemple sous le volet transparent, et commandées indépendamment à travers le demi-arbre de basculement 2 de l'élément 1 lui-mene, au moyen de la bielle 6p par l'intermediaire de la manivelle 17 comportant un trou ovalisé 18 lui permettant d'agir sur la biellette 19. En saison froide, les brise-soleil lîp peuvent etre fermés la nuit pour éviter le rayonnement nocturne. La figure 9 représente un élément 1 comportant en son vide intérieur une lame de brise-soleil lit très mince, en matière plastique ou en tissu par exemple, pivotante tendue sur l'axe de basculement de l'élément autoportant lui-meme et commandée indépendamment de celui-ci, à travers le demi-arbre 2 au moyen de la bielle 6t, agissant sur la manivelle 20. ILEVENDICATIONS 1.- Ensemble d'éléments et éIément autoportant d'enveloppe bioclimatique, permettant de moduler son propre effet de serre dans les espaces qu'il délimite en toiture, de préfèrence inclinée et eventuelle ment horizontale, ou en facade verticale ou inclinée,en fonction des differentes figures de climat, caracterisé en ce qu'il comporte des moyens lui permettant, de manière progrèssive et uniformément répartie, de transformer la serre qu'il constitue en saison froide, en un espace ouvert, pouvant etre automatiquement ombragé en saison chaude. 2.- Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dits éléments d'enveloppe sont constitués de structures porteuses et raidisseuses juxtaposées, comportant un volet transparent et pouvant comporter un volet pare-soleil fixe ou mobile, et en ce que ces éléments au moins par groupe, oscillent simultanément autour de leur axe longitudinal, très voisin de leur centre de gravité par un moyen quelconque, commandés par un moyen quelconque, l'axe précité pouvant etre vertical, horizontal ou oblique. 3.- Ensemble selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ces éléments sont constitués de poutres en treillis tridimensionnel à section triangulaire, ayant un rayon de giration presque constant dans toutes les positions, et comportant sur leur face extérieure un volet transparent sur maille orthogonale, constitué d'une feuille transparente cintrée, par exemple une glace, montée sur des bacs en matière plastique transparente, et sur l'une des faces, selon l'utilisation, des lames de brise-soleil solidaires du mouvement de rotation de l'élément et montées de manière à etre sensiblement parallèles aux rayonnements solaires d'hiver, l'ensemble etant fermé, et sensiblement perpendiculaires aux rayonnements solaires d'été, l'ensemble étant ouvert, et caracterisé en ce qu'il comporte à chacune de ses extremités une bielle d'accouplement mue par un verin hydraulique. 4.- Ensemble selon les revendications 1, 2, et ., caracterisé en ce que l'axe de rotation precité, passe entre le centre de gravité de la structure porteuse et celui de l'élément d'enveloppe tout entier. 5.- Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caracterisé en ce que l'axe de rotation precité est matérialisé par deux demi-arbres, fixés à chaque extrémité de la poutre, par l'intermédiaire d'une pièce indéformable, assemblée à ses noeuds extremes. 6.- Ensemble selon la revendication 5, caracterisé en ce que la pièce indéformable précitée, comporte trois branches. 7.- Ensemble selon l'une quelconque des revendications de 1 à 5, caracterisé en ce que es éléments sont associés deux à deux, un élément sur deux comportant un chéneau lui permettant de constituer une toiture horizontale. 8.- Elément selon l'une quelconque des revendications de 1 à 7, caracterisé en ce qu il comporte une lame de brise-soleil en matière très legère pivotant autour du meme axe de rotation que celui de l'élément auto portant lui-meme et commandée indépendamment à travers les demiarbres qui matérialisent cet axe. 9.- Elément selon l'une quelconque des revendications de 1 à 7, caracterisé en ce qu'il comporte des lames de brise-soleil dont l'ineli- naison est commandée en outre à travers les demi-arbres précités.