Brevet FR2478170A1 — publié le 19810918

La présente invention a pour objet des procédés de construction de maisons équipées de capteurs solaires et les maisons construites par ces procédés. Les maisons individuelles sont construites en général par des entreprises artisanales locales. L'utilisation de capteurs solaires dans ce type de logement se heurte à des difficultés que l'invention se propose de résoudre. Une première difficulté tient à ce que les capteurs doivent s'insérer dans la construction/soit en toiture, soit en façade. On peut prévoir des emplacements destinés à recevoir les capteurs lors de la construction du gros-oeuvre, mais la réservation de ces emplacements complique la construction. On peut également rajouter des capteurs contre les façades ou sur les toitures mais on aboutit, dans ce cas, à des aspects architecturaux généralement inesthétiques. Un objectif de la présente invention est de procurer des moyens pour adjoindre des capteurs solaires à une construction neuve ou à une construction existante, sans que cette adjonction ne perturbe la construction du gros-oeuvre par des moyens traditionnels. Une deuxième difficulté qui freine le développement des utilisations de l'énergie solaire dans le domaine de la maison individuelle, tient au fait que les entreprises plus ou moins artisanales ou les petites entreprises de maçonnerie qui construisent la plupart des maisons individuelles connaissent mal les matériels disponibles en chauffage solaire, ainsi que les techniques d'utilisation de cette forme d'énergie et hésitent à entreprendre de telles installations. Un autre objectif de l'invention est de procurer aux entreprises de construction des cellules solaires préfabriquées en usine et prêtes à l'emploi, ce qui a pour effet de les décharger de tout souci de conception, de choix de matériel, de construction, de réglage et de mise en route des installations solaires qui deviennent un appareil industriel, fabriqué en usine et complètement indépendant du gros-oeuvre. Les objectifs de l'invention sont atteints par un procédé de construction de maisons équipées de capteurs solaires selon lequel - on construit sur chantier le gros-oeuvre des maisons; - on préfabrique en usine des cellules solaires transportables, qui renferment tous les éléments nécessaires à la production d'eau chaude solaire et dont une face est équipée de capteurs solaires; - on transporte ces cellules préfabriquées sur le chantier et on les juxtapose au gros-oeuvre contre la façade Sud du bâtiment. Selon un procédé préférentiel - on construit sur chantier le gros-oeuvre des maisons à l'exception d'un espace vide destiné à recevoir la cuisine et les salles d'eau; - on préfabrique en usine des cellules transportables qui contiennent, dans un ou plusieurs bloc juxtaposés, une cellule solaire qui contient tous les éléments nécessaires à la production d'eau chaude à partir de capteurs solaires et des cellules qui contiennent les équipements des salles d'eau et de la cuisine; - on transporte les éléments préfabriqués sur le chantier; - on insère les cellules correspondant aux salles d'eau et à la cuisine dans ledit espace vide et on dispose la cellule solaire, à l'extérieur du bâtiment, juxtaposée auxdites cellules cuisine et salles d'eau. De préférence, les murs extérieurs des cellules préfabriquées comportent une ossature légère, par exemple une ossature en fers d'armature et en treillis, qui est doublée intérieurement d'une paroi mince sur laquelle sont fixés les équipements et, après mise en place des cellules sur le chantier, on construit sur cette ossature les murs en béton des cellules. Une maison selon l'invention comporte une cellule solaire transportable ayant une paroi inclinée dont la face externe porte des capteurs solaires, laquelle cellule contient les équipements solaires et leurs interconnexions et est préfabriquée en usine, transportée toute équipée sur le chantier et juxtaposée à une façade de la maison orientée vers le Sud. De préférence, une maison selon l'invention comporte, en outre, des salles d'eau et une cuisine qui sont disposées dans des cellules transportables, qui sont également préfabriquées en usine, qui sont ensuite transportées sur le chantier entièrement équipées et qui sont incorporées dans un espace laissé libre lors de la construction du gros-oeuvre, lequel espace est juxtaposé à la cellule solaire. L'invention a pour résultat la construction de maisons individuelles équipées de capteurs solaires. Les avantages des procédés selon l'invention sont les suivants. Le prix de revient de a construction est diminué du fait que la plupart des équipements techniques, notamment les installations de captage et de stockage d'énergie solaire, sont préfabriqués en série, en usine, suivant des méthodes industrielles dont l'efficacité est éprouvée. L'assemblage des matériels en usine permet de réaliser le montage avec un soin difficile à obtenir sur chantier. De plus, il est possible de réaliser en usine des contrôles de fabrication, des réglages et des essais de fonctionnement, de sorte que les installations sont livrées prêtes à l'emploi avec la garantie du constructeur, exactement comme des appareils sortant d'usine, ce qui procure à l'utilisateur les meilleures garanties de bon fonctionnement. En cas de panne des installations techniques qui ont été fabri quées industriellement et qui sont donc standardisées, il est plus facile de déceler les causes de panne et de remplacer les pièces défectueuses. Un autre avantage des cellules solaires préfabriquées selon l'invention, réside dans le fait qu'elles peuvent être accolées à une maison existante, par exemple à la place d'une chaudière traditionnelle, avec un minimum de modifications. La disposition dans une seule cellule ou dans plusieurs cellules juxtaposées et préfabriquées,des équipements solaires et des salles d'eau et cuisine où se trouvent la majorité des appareils utilisant l'eau froide et l'eau chaude sanitaire, permet de préfabriquer en usine des cellules contenant la majorité des travaux techniques de second oeuvre, notamment de plomberie et d'abaisser le prix de revient de ces travaux qui peuvent être standardisés pour les adapter à un montage en série. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, un exemple de réalisation d'une maison selon l'invention. La figure 1 est une vue en perspective d'une maison selon l'invention en cours de construction. La figure 2 est une vue en plan de la cellule préfabriquee. La figure 3 est une coupe verticale selon III-III de la figure 2. La figure 4 est un schéma des appareils et des liaisons qui équipent la cellule préfabriquée. La figure 1 représente une maison individuelle I en cours de construction. Le gros-oeuvre 2 de la maison est construit sur le chantier par tout moyen connu, par exemple en construction maçonnée traditionnelle ou en panneaux préfabriqués. Pendant cette construction du gros-oeuvre, on réserve un espace libre 3, qui est destiné à recevoir les salles d'eau salle de bains, water-closet et la partie de la cuisine qui est équipée d'appareils alimentés en eau : évier et machines à laver. Le repère 4 représente une cellule transportable qui a été préfabriquée en usine puis transportée sur le chantier toute équipée. La cellule 4 comporte une cellule solaire 5, qui reste à l'extérieur du bâtiment 1 et qui est juxtaposée contre la façade Sud de celui-ci. La cellule 5 porte, sur sa face tournée vers le Sud, des capteurs solaires 6, de préférence des capteurs plans. A l'intérieur de la cellule 5 se trouvent des réservoirs calorifugés, par exemple un réservoir 7 d'accumulation d'eau chaude et un réservoir 8 de stockage d'eau chaude sanitaire. Ces réservoirs peuvent être en métal ou en béton. La cellule solaire 5 contient également un premier coffret 9 qui contient les équipements nécessaires à la régulation de la circulation du liquide caloporteur entre le capteur 6 et le réservoir d'acciiiulatîon 7, notamment une pompe de circulation 10, une vanne motorisée à trois voies 11 et la commande de celle-ci par un thermostat. La cellule solaire 5 contient une chaudière d'appoint 12, par exemple une chaudière à gaz, électrique ou à fuel, destinée à produire l'eau chaude lorsque le capteur solaire ne peut y suffire. La cellule solaire 5 contient un deuxième coffret 13 dans le qud setrouvent les équipements de pompage, de régulation et de contrôle du réseau de préparation d'eau chaude, notamment des pompes de circulation 14, 15 et une électrovanne à trois voies 16. Bien entendu, cette description concerne seulement un exemple et d'autres équipements peuvent se trouver dans la cellule solaire 5. Notamment dans le cas où le capteur solaire sert à faire fonctionner un groupe de climatisation, la cellule solaire 5 contiendra les équipements nécessaires. La cellule solaire contient tous les équipements nécessaires à la production d'eau chaude ou d'air froid à partir de l'énergie solaire, ce qui permet de monter les équipements solaires en série,en usine, et de procéder aux réglages des appareils qui les composent. La cellule solaire 5 peut etre préfabriquée sous forme d'une cellule indépendante,'quiest ensuite juxtaposée au bâtiment, contre la façade Sud de celui-ci. La cellule solaire 5 comporte une porte 5a permettant d'y accéder directement de l'extérieur. Les figures 1 à 4 représentent une variante de réalisation selon laquelle on préfabrique en usine une cellule solaire 5 à laquelle sont juxtaposées des salles 17 de la maison contenant les appareils ménagers utilisateurs d'eau. Les cellules 5 et 17 peuvent former un seul bloc préfabriqué ou bien plusieurs blocs préfabriqués juxtaposés. Le bloc 17 comporte par exemple une salle de bains 18 équipée d'une baignoire 19, d'un lavabo 20 et d'un bidet 21. il comporte également un cabinet 22. Ces pièces sont livrées entièrement équipées de leur plomberie eau chaude, eau froide et évacuations. Pour gagner du poids, les appareils lourds et encombrants tels que la baignoire, le lavabo, la cuvette de W.C. et le bidet peuvent être livrés séparément. La cellule 17 comporte, en outre, une partie de cuisine 23 qui est séparée des salles d'eau 18 et 22 par un couloir 24 qui communique avec la cellule solaire 5. La partie de cuisine préfabriquée comporte les appareils connectés sur les canalisations d'eau, à savoir l'évier et les machines à laver. Elle peut également comporter les appareils électriques tels qu'unie plaque chauffante et des meubles muraux. On voit sur les figures 1, 2 et 4 que seule une partie de la cuisine est préfabriquée et que cette partie préfabriquée vient se raccorder sur le gros-oeuvre du bâtiment en place. Le couloir 24 comporte au plafond, une gaine longitudinale dans laquelle passent les tuyauteries et les câbles électriques de liaison entre la cellule solaire, l'arrivée d'eau froide et les évacuations. De préférence, l'arrivée d'eau froide et le compteur d'eau ainsi que les compteurs et les disjoncteurs électriques et les compteurs à gaz sont placés dans la cellule solaire qui sert en même temps d'abri pour les compteurs. Grâce à la porte d'accés 5a, il est possible de relever les compteurs sans pénétrer dans le logement. On a représenté schématiquement sur la figure 4, en double trait, les conduites d'évacuation d'eau 25 provenant de tous les appareils ménagers munis d'une évacuation ou d'une vidange. On a également représenté en traits pleins, les conduites 26 d'arrivée d'eau froide. Les lignes en tirets 27 représentent le circuit aller et retour d'eau chaude destinée au chauffage. Les lignes en pointillés 28 représentent le circuit de distribution d'eau chaude sanitaire fournie par le réservoir 8. Les lignes en traits mixtes 29 représentent le circuit primaire qui relie les capteurs 6 à un serpentin 30 noyé dans le réservoir 7 d'eau chaude. Les lignes en croix 31 représentent les circuits d'eau chaude secondaire de liaison entre le réservoir principal 7, le coffret 13, la chaudière d'appoint 12 et le réservoir d'eau chaude sanitaire 8. La figure 4 est un schéma qui illustre seulement un exemple de réalisation et bien entendu, de nombreuses variantes des circuits peuvent être apportées à ce schéma. Ce schéma est destiné à montrer que, grâce au groupement de la cellule solaire, des salles d'eau et d'une partie de la cuisine autour d'un couloir de liaison, les appareils consommateurs d'eau et la plus grande partie des travaux de plomberie nécessaires à la production d'eau chaude et à l'alimentation en eau chaude et froide de ces appareils à partir de la cellule solaire ainsi que les évacuations d'eau usée peuvent être entièrement réalisés en série en usine, dans des cellules préfabriquées qui sont ensuite transportées toutes prêtes sur le chantier de construction. Les procédés selon l'invention permettent d'incorporer des capteurs d'énergie solaire avec tous les réservoirs et les appareils de régulation nécessaires à leur bon fonctionnement à des maisons dont le gros-oeuvre reste construit traditionnellement par des entreprises artisanales qui ne disposent pas toujours d'un personnel ayant la qualification nécessaire pour concevoir et réaliser des installations de captage d'énergie solaire. Les cellules solaires préfabriquées selon l'invention peuvent se juxtaposer aux bâtiments traditionnels, de telle sorte que le gros-oeuvre de ces bâtiments n'a pas besoin d'être adapté à la mise en place de capteurs solaires. Les cellules préfabriquées selon l'invention peuvent contenir,outre les circuits de captage d'énergie solaire, la plupart des appareils et équipements techniques nécessitant l'intervention d'une main d'oeuvre hautement qualifiée Par exemple, les cellules préfabriquées peuvent contenir les appareils de comptage et de contrôle de tous les réseaux de liaison avec l'extérieur, tels que les réseaux d'eau, de gaz, d'électricité, de téléphone, de télévision, de télé-informatique etc.... Ils peuvent également contenir des installations de traitement de l'eau (adoucisseurs, filtres), de traitement de l'air (climatisation), les centrales d'alarme incendie et vol, les appareils d'extraction d'air vicié etc.... En regroupant les équipements techniques dans des cellules qui peuvent être préfabriquées en usine, on peut ainsi séparer dans la construction de maisons individuelles la partie gros-oeuvre qui sera construite par des entreprises artisanales locales de la partie plus technique, qui exige du personnel plus qualifié et qui pourra être standardisée et préfabriquée en série en usine, par des méthodes industrielles d'où une réduction du coût global des constructions et un meilleur fonctionnement des équipements techniques. Les figures 1 à 4 représentent des cellules préfabriquées comportant des parois externes 32, qui délimitent ces cellules et sur lesquelles sont accrochés les équipements. Les parois 32 peuvent être des cloisons minces et légères dans la partie interieureau bâtiment. Les murs extérieurs peuvent être réalisés en béton cellulaire de faible densité, de telle sorte que le poids total d'une cellule préfabriquée est compatible avec les moyens de manutention courants. Selon une variante de réalisation, les murs extérieurs 32 des cellules préfabriquées peuvent être constitués par une ossature rigide qui est doublée intérieurement d'une paroi mince qui isole l'ossature de l'inté- rieur. Les appareils et les tuyauteries de liaison sont posés sur cette paroi mince. L'ossature est composée par exemple d'armatures en fers à béton sur lesquelles sont posés des treillis, par exemple des grillages ou du métal déployé. Une telle ossature est rigide et indéformable tout en étant relativement légère. Une fois les cellules mises en place sur le chantier, on construit sur cette ossature des murs en béton, par exemple du béton qui est projeté par un canon à béton contre le treillis et les armatures. La paroi mince peut être constituée par une coque en résine stratifiée ou par des plaques en panneaux préfabriqués. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, les divers élé- ments constitutifs des cellules préfabriquées qui viennent d'être décrites à titre d'exemple pourront être remplacés par des éléments équivalents remplissant les memes fonctions. REVENDICATIONS 1 - Procédé de construction de maisons équipées de capteurs solaires, caracté- risé en ce que - on construit sur chantier le gros oeuvre des maisons; - on préfabrique en usine des cellules solaires transportables qui ren ferment tous les éléments nécessaires à la production d'eau chaude solaire et dont une face est équipée de capteurs solaires; - on transporte ces cellules préfabriquées sur le chantier et on les juxtapose au gros oeuvre contre la façade Sud du bâtiment. 2 - Procédé de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que - on construit sur chantier le gros oeuvre des maisons à l'exception d'un espace vide destiné à recevoir la cuisine et les salles d'eau; - on préfabrique en usine des cellules transportables qui contiennent, dans un ou plusieurs blocs juxtaposés, une cellule solaire qui contient tous les éléments nécessaires à la production d'eau chaude à partir de capteurs solaires et des cellules qui contiennent les équipements des salles d'eau et de la cuisine; - on transporte les éléments préfabriqués sur le chantier; - on insère les cellules correspondant aux salles d'eau et à la cuisine dans ledit espace vide et on dispose la cellule solaire, à l'intérieur du bâtiment juxtaposée auxdites cellules cuisine et salles d'eau. 3 - Procédé de construction selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les murs extérieurs desdites cellules préfabriquées comportent une ossature légère, par exemple une ossature èn fers d'ar mature et en treillis,qui est doublée intérieurement d'une paroi mince sur laquelle sont fixés les équipements et, après mise en place des cellules sur le chantier, on construit sur cette ossature les murs en béton des cellules. 4 - Maison équipée de capteurs solaires, caractérisée en ce qu'elle comporte une cellule solaire transportable ayant une paroi inclinée dont la face externe porte des capteurs solaires, laquelle cellule contient les équipements solaires et leurs interconnexions,est préfabriquée en usine, transportée toute équipée sur le chantier et juxtaposée à une façade de la maison orientée sensiblement vers le Sud. 5 - Maison selon la revendication 4, équipée d'une cuisune et de salles d'eau qui sont alimentées en eau chaude sanitaire par ladite cellule so laire, caractérisé en ce que lesdites salles d'eau et ladite cuisine sont disposées dans des cellules transportables qui sont également préfa briquées en usine, qui Sont ensuite transportée sur le chantier entière ment' équipées et qui sont incorporées dans un espace laissé libre lors de la construction du gros oeuvre, lequel espace est juxtaposé à la cellule solaire. 6 - Maison selon la revendication 5, caractérisée en les salles d'eau sont séparées par un couloir qui débouche dans ladite cellule solaire et qui comporte une gaine dans laquelle passent les canalisations de liaisons entre la cellule solaire, la cuisine et les salles d'eau. 7 - Maison selon la revendication 6, caractérisée en ce que la partie de la cuisine contenant les appareils alimentés en eau est adossée audit cou loir et seule cette partie de cuisine est préfabriquée en usine.