Brevet FR2443650A1 — publié le 19800704

L'invention a pour objet un nouveau type de capteurs solaires modulaires, qui peuvent être intégrés dans des structures déjà existantes d'éléments de construction, comme par exemple les allèges, les panneaux de façades ou encore les vitrages isolants fixes. Depuis quelques années, on a proposé de nombreux dispositifs pour le captage de l'énergie solaire en vue de sa transformation en énergie calorifique pour un usage domestique. Pour cela, il s'avère nécessaire d'intégrer au maximum les élé- ments de captage dans les lieux de l'utilisation de l'énergie ainsi récupérée. Dans les constructions modernes, il est désormais courant de réaliser les façades en particulier celles des grands immeubles sous forme de façades légères ou préfabriquées, par exemple avec des menuiseries obtenues à partir de profilés en aluminium. Les murs-rideaux et les panneaux de façade se présentent en règle générale en deux parties : la partie vitrée permettant à la lumière extérieure de pénétrer dans le bâtiment d'une part, un élément de remplissage vautre part, que ce soit allège, imposte, trumeau ou acrotère. La surface globale des éléments de remplissage sur une façade peut-être avantageusement utilisée pour récupérer l'énergie solaire, ce qui a été proposé déjà dans de multiples brevets. Toutefois, jusqu'à présent, aucune réalisation pratique n'a été effectuée en raison du caractère onéreux des capteurs proposés et de la complexité de leur fabrication. En outre, dans la plupart des systèmes de captage ainsi proposés, le capteur solaire constitue un élément de structure relativement complexe, nécessitant des travaux supplémen- taires spécifiques pour assurer son adaptation aux lieux d'uti lisation. Le besoin se fait donc sentir en pratique de capteurs solaires de conception simple, de montage aisé, et d'ins tallation ne nécessitant pas d'autres techniques que celles déjà éprouvées sur les chantiers de construction, rendant ainsi la pose aisée pour les hommes des différents corps de métier concer nés. La présente invention a pour objet de fournir un tel capteur solaire. Selon l'invention, ce résultat est obtenu avec un capteur solaire modulaire du type comportant une surface transparente laissant passer l'énergie solaire, une surface absorbante munie de moyens pour la récupération de l'énergie calorifique, caractérisé en ce que la jonction entre la surface transparente et la surface absorbante est assurée sur le pourtour de celles-ci de manière étanche par l'intermédiaire d'un profilé constitué en un matériau dont les propriétés physiques permettent en outre d'assurer une rupture de pont thermique et d'absorber les dilatations différentielles entre lesdites surfaces.Les capteurs selon l'invention se présentent donc sous la forme d'une double lame, composée d'une surface transparente laissant passer les rayons lumineux, d'une surface absorbante pour la transformation de l'énergie lumineuse en énergie calorifique et d'un matériau assurant leur assemblage sur le périmètre dont la fonction est double, à savoir solidariser la surface transparente et la surface absorbante tout en assurant une rupture du pont thermique entre les deux surfaces. Selon un mode de réalisation de l'invention, le volume compris entre les deux lames sera rigoureusement étanche et en dépression par rapport à la pression atmosphérique. Cette dépression peut-être obtenue par une simple pompe à vide, ceci pour compenserllaugmentation considérable de pression qui résulte à l'intérieur de la double-lame par suite de l'augmentation de température. Dans ce cas il faut en outre prévoir de disposer une ou quelques entretoises entre le vitrage et la surface absorbante car, en période de non fonctionnement (la nuit, par exemple) le vitrage s'incurve fortement sous l'effet de la dépression à 1 'in térieur de la double-lame. Dans ce mode de réalisation on prévoit également de disposer à l'intérieur du volume fermé un déshydratant, par exemple une capsule de gel de silice un tamis moléculaire. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le volume compris entre les deux lames est constamment à la pression atmosphérique. Dans ce cas on prévoit que la mise à l'air dudit volume s'opére par l'intermédiaire, par exemple, d'un filtre constitué de deux surfaces poreuses, de porosité faible, entre lesquelles est disposé un gel de silice. Ce filtre traverse de part en part, de manière préférentielle, la surface de l'absorbeur de manière à ce que le gel de silice soit à la même température que ledit absorbeur, ce, qui permet de régénérer ledit gel de silice. On peut également utiliser un tamis moléculaire. La surface absorbante est connue en elle-même et sera constituée d'un vitrage simple ou trempé, ou d'un matériau synthétique (polycarbonate, polyméthacrylate de méthyle. De même, la surface absorbante peut consister en tous les éléments connus dans cette application, sa nature étant totalement indifférente au principe même de conception des capteurs selon l'invention. La surface absorbante est munie de moyens de circulation d'un fluide caloporteur (air, eau) pour la récupé- ration de l'énergie calorifique, ces moyens de circulation étant reliés ensuite au réseau d'utilisation de manière également connue en elle-même. De manière également connue en elle-même, on pourra munir la face de la surface absorbante non soumise au rayonnement solaire d'une matière isolante, par exemple une projection de polyuréthane, pour diminuer les pertes calorifiques vers l'ar rière du capteur et assurerun bon coefficient d'isolation de l'ensemble pour les périodes de non fonctionnement. Dans le même ordre d'idées, on pourra placer à l'intérieur du module de captage entre la surface transparente et la surface absorbante un film de matière synthétique pour augmenter l'isolation thermique vers l'avant. Ce film sera par exemple en Teflon, polyester ou polyfluorure de vinyle, ou tout autre matériau équivalent. L'originalité des capteurs solaires modulaires selon l'invention réside en fait dans la conception du joint entre la surface absorbante et la surface transparente. Ce joint se présente sous la forme d'un profilé qui doit permettre un assemblage aisé et durable de la surface transparente et de la surface de l'absorbeur, tout en étant apte à créer une rupture de pont thermique entre la surface absorbante et la surface transparente et être suffisamment élastique pour absorber les dilatations différentielles entre les deux surfaces. On pourra également rechercher un profilé ayant des propriétés adhésives pour solidariser les deux surfaces du module. Sinon on prévoiera au moment du montage un adhésif annexe, de manière à assurer dans tous les cas une étanchéité au niveau de la jonction. De même on recherche une rupture de pont thermique entre les deux surfaces pour diminuer les pertes d'énergie calorifique vers l'avant, car c'est sur la surface absorbante que la température est la plus élevée. Enfin les propriétés elastiques du joint doivent compenser les dilatations différentielles de la surface transparente et de la surface absorbante, cette dernière étant constituée par exemple en aluminium ou en cuivre. Toutes ces propriétés sont réunies en Mtilisant comme joint un profilé constitué d'un matériau élastomère choisi parmi les terpolymères ethylène-propylène, les polyisobutylènes, les polysulfures, 1'ABS, ou tout autre produit ayant des propriétés équivalentes. Les avantages des capteurs modulaires selon l'invention sont multiples. Tout d'abord, ils sont d'une conception très simple, et leur fabrication en grande série est aisée, et proche de celle des vitrages isolants et des éléments de remplissage. D'autre part, et surtout, ils peuvent être placés dans des structures déjà existantes, sans aucune adaptation de celles-ci, et par des techniques de pose bien connues des hommes de métier. Le placement des capteurs selon l'invention procède en effet exactement des mêmes techniques que le vitrage isolant. En effet, les capteurs selon l'invention se presentent globalement comme un volume de vitrage isolant dans lequel le second vitrage serait remplacé par la surface absorbante. Ainsi les capteurs selon l'invention peuvent être placés en allège, en panneaux de façade, en murs-rideaux, ou même encore en remplacement de vitrages isolants fixes. De même, ils peuvent s'adapter sur des panneaux préfabriqués ou des éléments de remplissage de série, et montés sur ceux-ci dès la fabrication. Ils peuvent également être commer cialisés tels quels et installés selon les méthodes habituelles, en remplacement de la face extérieure d'un élément de remplissage quelconque. Dans ce cas, il n'est souvent plus nécessaire de prévoir une isolation sur la face arrière du capteur car elle existe généralement à l'intérieur de l'élément de remplissage. On peut également sans problème prévoir leur placement en toiture sous forme de verrière ou meme en tant que vantail d'une porte-fenêtre. De manière générale, les capteurs modulaires selon l'invention peuvent être placés dans toutes les menuiseries existantes, qu'elles soient en bois, en matière synthétique ou en aluminium. D'une manière préférentielle, les capteurs selon l'invention seront placés dans des feuillures autodrainantes. REVENDICATIONS 1. Capteur solaire modulaire du type comportant une surface transparente laissant passer l'énergie solaire, une surface absorbante munie de moyens pour la récupération de l'é- nergie calorifique, caractérisé en ce que la jonction entre ladite surface transparente et ladite surface absorbante est assurée sur le pourtour de celles-ci de manière étanche par l'intermédiaire d'un profilé constitué en un matériau dont les propriétés physiques permettent en outre d'assurer une rupture de pont thermique et d'absorber les dilatations différentielles entre lesdites surfaces. 2. Capteur solaire modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profilé de jonction possède des pro priétés autoadhésives. 3. Capteur solaire modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étanchéité au niveau de la jonction est assurée par un adhésif. 4. Capteur solaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le joint est constitué par un élastomère choisi dans le groupe consistant en terpolymères éthylène-propylène, polyisobutylènes, polysulfure, ABS. 5. Capteur solaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans le volume fermé déterminé à l'intérieur dudit capteur, la pression est, en période de non fonctionnement, inférieure à la pression atmosphérique. 6. Capteur solaire selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on dispose une ou plusieurs entretoises entre la surface absorbante et la surface transparente, et que l'on dispose un déshydratant à l'intérieur du volume déterminé par les deux surfaces. 7. Capteur solaire selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la pression à l'intérieur du capteur est gale à la pression atmosphérique, et que la mise à l'air du capteur s'opére par un filtre constitué de deux surfaces de matière poreuse fine entre lesquelles est disposé un déshydratant 8. Capteur solaire selon la revendication 7, caractérisé en ce que le déshydratant est toujours à la même température que la surface absorbante. 9. Capteur solaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'on place un film de matière synthétique entre les deux surfaces du capteur et à l'in térieur de celui-ci. 10. Capteur solaire selon la revendication 9, carac térisé en ce que le film est un film en un matériau choisi parmi le téflon, les polyesters et le polyfluorure de vinyle. 11. Application d'un capteur solaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 à la constitution de murs-rideaux, de panneaux de façade ou en remplacement de la face extérieure d'un élément de remplissage dans les constructions existantes ou au moment de la fabrication desdits éléments de remplissage.